换热设备管束是管壳式换热器的核心传热部件,主要由换热管、管板、折流板、拉杆及定距管等组成,承担着两种介质间热量传递的关键作用。换热管多采用碳钢、不锈钢、钛合金等材质,管径小、长度大,通过胀接或焊接固定于管板两端,管板则严格分隔管程与壳程流体,防止泄漏。折流板垂直布置于管束之间,既能强制壳程流体横向冲刷管束,增强湍流以提升传热效率,又能支撑管束,减少振动损坏。
管束结构形式主要分为固定管板式、浮头式和 U 形管式。固定管板式结构简单、造价低,但无法补偿温差应力,适用于温差小、介质清洁的工况。浮头式一端可自由伸缩,消热应力,且管束可整体抽出,便于清洗检修,适用于高温高压、大温差及易结垢场景。U 形管式管子弯成 U 形,仅一端固定,热补偿性能好、耐高压,但管内清洗困难,多用于高压清洁介质换热。
管子排列方式有正三角形、正方形和同心圆排列,正三角形布管紧凑、传热效果好,正方形便于机械清洗。管束在运行中易出现结垢、腐蚀、振动磨损及热应力裂纹等问题,需通过定期清洗、堵管更换、优化折流板间距等方式维护,以保证换热器长期稳定运行。