纏繞管式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊主要體現(xiàn)在單位容積具有較大的傳熱面積。對管徑為8~21mm的傳熱 管的傳熱面積可達(dá)100~170m2/m3;而普通管殼式 換熱器的傳熱面積只有54~77m2/m3,是纏繞管式 換熱器的45%左右。普通的管殼式換熱器折流板起著改變流體流動 方向和支撐管的作用。傳統(tǒng)弓形折流板換熱器中, 殼側(cè)流體成彎曲的Z字形流動,但這種折流板的布置形式存在一些問題:

(1) 沿程壓力降大,易產(chǎn)生流動滯止死區(qū);

(2) 旁流和漏流降低了有效橫掠管束的質(zhì)量流 速;

(3) 高的流體流速誘導(dǎo)換熱管的振動,縮短了換熱器的壽命。

因此,許多研究致力于改變傳統(tǒng)的折流板結(jié)構(gòu)的形式。

據(jù)調(diào)查,90%以上的普通管殼式換熱器都存在不同程度的結(jié)垢問題,造成傳熱性能變差,傳熱效率 下降,其下降幅度平均可達(dá)30%以上。除直接造成能量損失外,還會導(dǎo)致生產(chǎn)裝置運行負(fù)荷降低,影響 成套裝置的生產(chǎn)能力。另外,設(shè)備結(jié)垢還會引起流 體流動阻力增加,從而帶來裝置動力消耗的增加。周期性的停車清洗,也增加了裝置的運行成本。 對于纏繞管式換熱器,管內(nèi)流體以螺旋方式通 過,降低了壁面附著的可能性以及結(jié)垢傾向。殼程流體逆流橫向交叉通過繞管,在相鄰管之間、層與層 之間不斷地分離和匯合,使殼體流體的湍流度加強, 相同流速下也減少了沉積的幾率。對于適宜的流體(一般指不含顆粒及纖維流體),纏繞管式換熱器管殼程都表現(xiàn)出良好的抗垢性,保證了設(shè)備的長周期、高負(fù)荷運行。