产品概述

管壳式换热器(shell and tube heat exchanger)又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用广的类型。

目前在化工生产中所用换热设备，管壳式换热器仍占主导地位。虽然它在换热效率、结构紧凑性和金属材料消耗等方面，不如其它新型换热设备，但它具有结构坚固、操作弹性大、适应性强、可靠程度高、选材范围广、处理能力大、能承受高温和高压等特点，所以在工程中仍得到广泛应用。

产品结构

由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体。

流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次称为一个壳程。图示为简单的单壳程单管程换热器,简称为1-1型换热器。为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程。同样，为提高管外流速，也可在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。

产品类型

由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主要类型：

1.  固定管板式换热器：管束两端的管板与壳体联成一体，结构简单,但只适用于冷热流体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作。当温度差稍大而壳程压力又不太高时，可在壳体上安装有弹性的补偿圈，以减小热应力。

2. 浮头式换热器：管束一端的管板可自由浮动，完全消除了热应力;且整个管束可从壳体中抽出,便于机械清洗和检修。浮头式换热器的应用较广，但结构比较复杂，造价较高。

3. U型管式换热器：每根换热管皆弯成U形，两端分别固定在同一管板上下两区，借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此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。

流道选择

进行换热的冷热两流体，按以下原则选择流道：

1. 不洁净和易结垢流体宜走管程，因管内清洗较方便；

2. 腐蚀性流体宜走管程，以免管束与壳体同时受腐蚀；

3. 压力高的流体宜走管程，以免壳体承受压力；

4. 饱和蒸汽宜走壳程，因蒸汽冷凝传热分系数与流速无关,且冷凝液容易排出；

5. 若两流体温度差较大,选用固定管板式换热器时，宜使传热分系数大的流体走壳程，以减小热应力。 

安装要点

1. 热交换器应以工作压力的1.5倍做水压试验，蒸汽部分应不低于蒸汽供汽压力加0.3MPa；热水部分应不低于0.4MPa。在试验压力下，保持10min压力不降。

2. 管壳式换热器前端应留有抽卸管束的空间，即其封头于墙壁或屋顶的距离不得小于换热器的长度，设备运行操作通道净宽不宜小于0.8m。

3. 各类阀门和仪表的安装高度应便于操作和观察。

4. 加热器上部附件（一般指安全阀）的*点至建筑结构*点的垂直净距应满足安装检测的要求，并不得小于0.2m。

执行标准

1. GB151-1999        《管壳式换热器》

2. CJ/T 163-2002    《导流型容积式水加热器和半容积式水加热器(U型管束)》

3. GB50242-2002    《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》

4. 05R103                《热交换站工程设计施工图集》

5. 01S122-1～10     《水加热器选用及安装》