TS-518-F-2热交换器

热交换器出厂前需进行压力试验，包括水压试验和气密性试验。水压试验时，壳程与管程分别打压至设计压力的 1.25 倍，保压 30 分钟无渗漏；气密性试验用于有毒或易燃易爆介质，采用氦质谱检漏，泄漏率需≤1×10⁻⁷ Pa・m³/s。验收时需核查：传热性能（热负荷偏差≤5%）、压降（实测值不超过设计值 10%）、外观质量（无变形、裂纹）。ASME BPVC Section VIII 规定，高压热交换器（设计压力≥10MPa）需进行射线检测，确保焊接接头合格率 100%。。热交换器在电力行业冷却发电机组，保障设备安全稳定运行。TS-518-F-2热交换器

热交换器的设计需遵循 “热负荷计算→选型→结构设计→性能校核” 的流程。首先，根据工艺要求计算热负荷 Q（单位：kW），公式为 Q=mcΔt（m 为流体质量流量，c 为比热容，Δt 为温度变化）；其次，确定冷热流体的进出口温度、流量、物性参数（密度、粘度、导热系数），选择合适的类型（如壳管式、板式）；然后，计算所需换热面积 A=Q/(K×Δt_m)，其中 K 值需根据经验公式或实验数据确定，Δt_m 按逆流或顺流计算；然后进行结构设计（如管长、管径、板片数量），并校核压力损失（需≤允许值）、壁面温度（需低于材料耐温极限），确保设计满足性能与安全要求。G-TS-303-F-1热交换器原装夹套式热交换器通过加热或冷却夹套，控制容器内物料温度。

混合式热交换器（又称直接接触式热交换器）让冷热流体直接接触、混合传热，传热效率极高（接近 100%），且结构简单、无传热壁面阻力。常见类型有喷淋式、鼓泡式、喷射式等，例如在电厂凝汽器中，蒸汽直接与冷却水接触，快速冷凝为水；在冷却塔中，热水被喷淋至填料层，与空气直接接触，通过蒸发和对流散热降温。混合式热交换器的局限性在于只适用于允许流体混合的场景，且需考虑混合后流体的后续处理，如水质净化、成分分离等，因此多用于空调冷却、废水处理、热力发电等领域。

数字化技术正重塑热交换器的研发流程，计算流体力学（CFD）与机器学习（ML）的结合实现了高精度性能预测。CFD 模拟中，采用 LES 湍流模型（大涡模拟）可捕捉微尺度流场细节，如壳管式换热器中折流板缺口处的涡流强度分布，计算精度较传统 RANS 模型提升 40%；基于模拟数据训练的 ML 模型（如随机森林、神经网络），能在 1 秒内完成传统 CFD 需 24 小时的传热系数预测，且误差≤5%。在某核电蒸汽发生器设计中，通过数字孪生技术对 1000 种流道结构进行迭代优化，方案的换热面积减少 15%，而抗振动性能提升 20%。数字化工具还能实现全生命周期性能追踪，结合运行数据修正模型，使预测寿命与实际偏差控制在 10% 以内。双纹管热交换器通过波纹结构，增强传热与抗振性能。

衡量热交换器性能的关键指标包括传热系数（K）、换热面积（A）、对数平均温差（Δt_m）和压力损失（ΔP），四者共同决定热交换能力。传热系数 K 反映单位面积、单位温差下的传热速率，单位为 W/(m²・K)，受流体性质、流速、流道结构等影响，K 值越高，传热效率越强。换热面积 A 需根据热负荷（Q）计算，公式为 Q=K×A×Δt_m，实际设计中需预留 10%-20% 的余量以应对负荷波动。对数平均温差 Δt_m 由冷热流体进出口温度决定，逆流布置的 Δt_m 大于顺流，因此工业中多采用逆流或错流布置。压力损失 ΔP 反映流体流动阻力，过大的 ΔP 会增加泵或风机的能耗，设计时需平衡传热效率与能耗成本。热交换器采用新型保温材料，减少热量散失，提高能源利用率。TS-675-1热交换器原理

微通道热交换器以微小流道提升换热效率，应用于电子散热领域。TS-518-F-2热交换器

热交换器的材料相容性评估方法：热交换器材料需与介质、温度、压力条件匹配，其相容性评估方法包括以下几种：腐蚀速率测试（失重法，要求≤0.1mm / 年）、应力腐蚀试验（U 型弯曲法，在介质中放置 1000 小时无裂纹）、高温氧化试验（测定氧化皮厚度，≤0.05mm / 年）。对于混合介质，需进行浸泡试验，如乙醇 - 水体系对不锈钢的腐蚀需重点评估。某生物柴油厂因未评估脂肪酸对碳钢的腐蚀，导致换热器 3 个月内泄漏，更换为 316L 不锈钢后问题解决。TS-518-F-2热交换器