管壳式换热器结构型式、传热机理、设计要点
管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（折流板）和管箱等部件组成。 ;外壳多为圆柱形，内有管束，管束两端固定在管板上。
进行热交换的冷热流体有两种，一种在管内流动，称为管程流体；另一种流出管外，称为壳程流体。 ;为了提高管外流体的传热分系数，通常在壳内安装若干折流板。
挡板可以提高壳程流体的流速，迫使流体按规定的距离多次通过管束，增强流体的湍流程度。
换热管在管板上可以排列成等边三角形或正方形。 ;等边三角形排列更紧凑，管外流体的湍流程度高，传热系数大；正方形的排列便于清洗管外，适用于易结垢的流体。
流体每通过一次管束称为一次管程；流体每次通过壳称为壳程。 ;图为最简单的单壳程单管换热器，简称1-1型换热器。 ;为了提高管内流体的流速，可在两端的管箱内安装分隔器，将所有管子分成若干组。
这样，流体一次只通过部分管子，因此在管束中来回多次，称为多管程。 ;同样，为增加管外流速，也可在壳内安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳空间，称为多壳程。 ;多管和多壳可以一起使用。
由于管壳式换热器管内外流体的温度不同，换热器的壳体和管束的温度也不同。 ;如果两者温度相差较大，就会在换热器中产生较大的热应力，导致管子弯曲、断裂或拉离管板。
因此，当管束与壳体温差超过50℃时，应采取适当的补偿措施，消除或降低热应力。 ;根据采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下主要类型：
①固定管板式换热器管束两端管板与壳体连为一体。结构简单，但只适用于冷热流体温差不大，壳程不需要机械清洗的换热作业。 ;当温差稍大，壳程压力不太高时，可在壳上加装弹性补偿环，以减小热应力。
②浮头式换热器管束一端管板可自由浮动，完全消除热应力；整个管束可从外壳中拉出，便于机械清洗和维修。 ;浮头换热器应用广泛，但结构较复杂，成本较高。
③U型管换热器中，每根换热管都弯成U形，两端分别固定在同一管板的上下区域。 ;这种换热器完全消除了热应力，结构比浮头式简单，但管程不易清洗。
④填料函式换热器 填料函式换热器的结构特点是管板只有一端与壳体固定连接，另一端用填料函密封。 ;管束可自由伸缩，不会因壳壁与管壁温差产生温差应力。
填料函式换热器的优点是比浮头式换热器结构简单，制造容易，耗材少，成本低；管束可从外壳中抽出，管内及管间均可清洗，维修方便。 ;其缺点是填料函的耐压能力不高，一般小于4.0MPa；
壳程介质可能通过填料函泄漏，不适用于易燃、易爆、有毒、昂贵的介质。 ;填料函换热器适用于管壳壁温差较大或介质易结垢，需经常清洗且压力不高的场合。
⑤釜式换热器 釜式换热器的结构特点是在壳体上部设置了适当的蒸发空间，兼作蒸汽室。
管束可以是固定管板、浮头或U型管。 ;釜式换热器易于清洁和维护，可处理不洁和易结垢的介质，并能承受高温和高压。 ;适用于气液热交换，可作为结构最简单的余热锅炉。
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