随着科学技术的进步以及国家对可持续发展战略的重视，制造行业的能耗指标不断被细化，大型散热器作为一种非常重要的过程中设备在化学工业、建筑材料、冶金工业等行业中的应用越来越广泛，作用越来越明显，对于热量的回收与综合利用起到至关重要的作用。随着行业的发展，大型散热器设备也不断得到优化和创新，新型的设备不断出现，我国在大型换热器设备的选型与科研工作中取得了较为明显的成效。

 

　　1大型缠绕管式换热器的技术进展

 

　　大型缠绕管式换热器具有与其他大型换热器明显不同的特征，如其内部结构非常紧凑、单位容积的传热面积非常大、具有较好的抗振动性能、密封可靠、换热系数高、能够满足不同介质的压差要求、具有较高的可行性等。大型缠绕管式换热器同样具有较多的技术难点：大型缠绕管式换热器应用的流动传热工艺计算方式缺乏计算机信息化的模块；管板结构非常复杂、种类繁多，而且大多数管板的布管区域都于GB151的推荐不一样；奥氏体不锈钢换热管的制造质量会对换热器的换热性能以及运行的可靠性造成影响；组装技术存在难点；检测技术存在难点。

 

　　大型缠绕管式换热器的进展有：在十一五之后，我国已经能够实现多股流缠绕管式换热器的生产，并有效改进了低温甲醇等领域中应用换热器设备过程中的技术问题，研发出具有自主知识产权的大型缠绕管式换热器的工艺计算软件，其有效性和准确性通过多次实验得到验证；研制出世界首台加氢裂化装置高压缠绕管式换热器，并已成功投入使用。基于该设备，实现对镍合金焊缝的超声检测研究，应用射线检测技术能够对焊热管管板与接头实现检测，减少设备出现泄漏的概率。不仅如此，还简化了加氢裂化的流程，减少相关设备的数量，对于传统的设备其具有更优的节能成效，程序的简化减少了装置可能出现的泄漏点，因而其稳定性和可靠性得到提高；促进奥氏体焊接不锈钢换热管在行业中的应用，在长久的实践和研究中，我国将传统的低温低合金换热管设计与制造的技术路线放弃，而将奥氏体焊接不锈钢换热管作为低温领域中缠绕式换热器的核心元件，不仅如此，还深化了在高温领域中的应用。当前的技术工艺条件下，换热管的长度已经能够超过100m，实现在非极度危害的流体介质中应用，进展非常明显。

 

　　2大型壳式换热器的技术进展

 

　　对于大型壳式换热器而言，在发展的过程中主要存在的制造难点主要有：首先，大型壳式换热器的工程直径相对于GB151所推荐的工程直径要更大，而在我国行业标准中没有一套完善的计算方式，特别是长换热管以及大直径的计算方法缺乏；在我国，大型壳式换热器制造领域中换热管的长度较短，总体不超过12m，相对于奥氏体大型的不锈钢换热管而言要少得多，难以保证质量；当前对于大型壳式换热器设计中过程中的防振技术研究不完善，由于该类型的换热器具有较大的介质流量，介质在通过管束过程中会影响到换热管的工作，导致管束发生振动，在振动剧烈或者长期振动的情况下，就会造成换热管的疲劳损害；除此之外，设备复杂的内部结构、设备部件如管板的设计与制造技术、大型壳式换热器的组装技术以及小直径换热管和管板之间的连接技术等都是大型壳式换热器设备的设计制造难点。

 

　　尽管存在着很大的技术难点和问题，我国的大型壳式换热器仍然取得了显著的进步，尤其是在"十一五"期间，政策的扶植和经济的推动，大型壳式换热器取得了以下的进展：设计方式与技术的进步，尤其是大型换热器中对传热流动的强度设计具有较高的协同性，还利用有限元分析对高于标准参数的受压元件实施测评；逐渐制定相应的市场规范，如专业材料、特种材料的订货技术要求等；对重要材料换热管的研究制造能力提升，自主生产30m之内的换热管；生产工艺取得较大的进步，就当前来说，大型壳式散热器的管板锻制技术方面，我国的水平已在世界前列；大型壳式散热器的壳程设计工艺越来越完善，当前的设计工艺能够综合考虑的壳程的温度场、流场、管束发生的振动等，能够运用多种有效的措施防止管束发生震动。在设备反应器与转化器的设计中，应用壳程纵向流动的技术，既能够保证管束的刚性，还能很好地实现温度控制；大型壳式换热器的组装技术日趋合理，使用激光定位对中技术确保管孔同心；大型壳式换热器的研究中，使用先进的检测技术，如TOFD技术实现对筒体的无损检测，极大的降低设备缺陷的概率。

 

　　3大型换热器的未来发展趋势

 

　　虽然我国大型换热器设备在近些年来取得了非常卓越的成就，但是仍然存在深层的技术问题有待研究人员的探讨，如流动和传热过程的工艺设计、传热元件的研发和应用等。因此，在未来，我国大型换热器还应当着重探讨一下几个方面：首先是深入研究流动和传热工艺的特点和本质；提升传热元件的设计制造工艺尚未实现结构、材料与元件之间的紧凑性，推进大型散热器的技术发展；加强在大型天然气液化装置方面的研究，推进大型缠绕式换热器的技术进展；提高设备的可靠性，基于使用全寿命周期进行设计与制造，通过防震设计、管板优化设计、换热管和管板连接结束的改进，完善设计与操控环节。

 

　　4结束语

 

　　综上所示，本文主要探讨了大型缠绕管式换热器以及大型壳式换热器的设计制造技术难点和取得的技术进展。通过多年的努力，我国已经能够实现多种设备元件的自主生产和研发，对于推进能源设备制造的发展起到很大的作用。但是在未来，还需要克服更多的难关、借鉴优秀经验，赶超国际水平。

 

　　参考文献：

 

　　[1]陈永东，陈学东.我国大型换热器的技术进展[J].机械工程学报，2013，49（10）：134-143.

 

　　[2]张奇.我国大型换热器的技术进展[J].黑龙江科技信息，2014，（29）：148.

 

　　[3]陈永东，周兵，程沛，等.LNG工厂换热技术的研究进展[J].天然气工业，2012，32（10）：80-85.