一、概述 近年來，隨著薄壁卷制焊接小管技術的研發和成熟，焊接不銹鋼管在國內凝汽器獲得了日趨廣泛的應用。特別近幾年來，我國新建電廠的凝汽器和老電廠凝汽器改造中也大量地選用了焊接不銹鋼管，取得了成功的經驗和良好的效果。 二、不銹鋼換熱管優點 1、我公司采用的換熱管可采用0.5-0.7mm的薄壁管材，提高了整體換熱性能，在相同的換熱面積下，總體的傳熱系數比銅管提高2.121-8.408%。 2、由于材質采用美國標準AISI304、316等不銹合金鋼，使其具有較高的硬度，管子的鋼度也明顯提高，因此，具有很強的耐高溫蒸汽的沖擊性能及抗振性能。 3、由于管子內壁光滑，使得其邊界層流底層厚度減薄，既強化換熱，又提高了抗結垢性能。不易沾污結垢，壽命可達30年。 4、為了消除焊接應力，在保護氣體中以1050℃高溫進行熱處理。 5、所有鋼管均采用壓差進行泄漏檢查，氣壓試驗至10MPa，5分鐘無壓降。 三、不銹鋼換熱管與銅管的性能比較 1、導熱：由于銅管的導熱系數為100W/m℃，有縫不銹鋼管的導熱系數為13W/m℃，這當然要影響總體傳熱系數。但是，有縫不銹鋼管的壁厚可以減薄以0.5~0.7mm，而銅管因強度及沖蝕磨損等原因，其壁厚不能低于1mm。 根據公式：Rc=λ/δ（1） 其中：Rc—導熱熱阻，m2k/w λ—導熱系數，W/(m.k) δ—管壁厚度，m 管材一定，λ不變時，根據公式（1），δ越小，Rc越小，傳熱系數越大。這就可以縮小有縫不銹鋼管與銅管總體傳熱系數的差距。由于銅管內外壁比不銹鋼更粗糙，容易結垢，增加了銅管的熱阻，這又使銅管與有縫不銹鋼管總體傳熱系數的差距縮小。 2、對流放熱：使用有縫不銹鋼管或使用銅管，管內流速都是紊流。影響對流放熱的較大因素是層流底層的厚度，因為層流底層中的傳熱是導熱，而水的導熱系數很低。在流動狀態相同的情況下，層流底層的厚度取決于管內壁的粗糙度。銅管內表面有氧化物，其粗糙度比有縫不銹鋼管大得多，銅管的層流底層的厚度比有縫不銹鋼管的層流底層厚度更大。這就使有縫不銹鋼管的對流放熱系數比銅管的對流放熱系數大。 Rw=αw/ Rw (2) 其中：Rw—對流放熱熱阻，m2k/w αw——對流放熱系數，w/m2.k 根據公式（2）αw越大，Rw越小。 3、凝結放熱系數：凝結放熱系數有膜狀凝結和珠狀凝結兩種，珠狀凝結放熱系數比膜狀凝結放熱系數大得多。但有縫不銹鋼管外壁和銅管外壁種管材的珠狀凝結更多尚不清楚，但可以說兩種管材外壁大部份是膜狀凝結。膜狀凝結的放熱系數大小與膜的薄厚關系很大，因為在膜的內部是導熱，水膜的導熱系數數特別低而膜的厚度又取決于管外壁的粗糙度。銅管外壁因氧化層的關系，比有縫不銹鋼管粗糙得多。因此，有縫不銹鋼管外壁的凝結放熱系數比銅管外壁的凝結放熱系數大。 Rm= αm/ Rw （3） Rm—管外壁的凝結放熱熱阻，m2k/w αm—管外壁的凝結放熱系數，w/m2.k 根據公式（3），αm越大、Rm越小。 4、總體傳熱系數可知：對流熱阻、導熱阻和凝結放熱熱阻都減小，則總熱阻減小：總熱阻減小，總體傳熱系數增大。在壁厚相同的情況下，有縫不銹鋼管的總體傳熱系數比銅管低6%。由于使用比銅管薄的有縫不銹鋼管，有縫不銹鋼管的總體傳熱系數和凝結放熱系數都比銅管大，使有縫不銹鋼管的總體傳熱系數得到提高。 5、換熱性能對照表 管　材 規格（㎜） 材 質 總體換熱系數（W/㎡.k） 銅管 1 HSn70-IA 3682.413869 有縫不銹鋼管 1 AISI304 3460.327347 有縫不銹鋼管 0.7 AISI304 3760.628476 有縫不銹鋼管 0.6 AISI304 3872.606729 6、長遠的經濟性 隨著運行時間的增長，銅管氧化層將越來越厚，傳熱效果會越來越差。而不銹鋼基本不會氧化，或氧化速度很慢。因此，有縫不銹鋼管的凝汽器與銅管的凝汽器如果同時投運，運行時間越長，有縫不銹鋼管的凝汽器的經濟性將會比銅管的凝汽器越來越更好。同時，銅管對冷卻水中的雜物的吸附能力比有縫不銹鋼管更強得多，大大降低了設備的經濟性。 四、安全性能比較 1、有縫不銹鋼管與銅管的工程特性 管材 密度t/m3 屈服強度MPa 拉伸強度MPa 熱脹系數10-6 導熱系數w/mk 海軍銅管 8.4 120 330 16 100 鎳銅管 8.9 140 390 16 30 有縫不銹鋼管 8 280-350 550-659 17 13 從上表可以看出：有縫不銹鋼管的屈服強度和抗拉強度都比銅管高，有縫不銹鋼管的使用壽命必然要比銅管長，熱脹系數