管壳式换热器类型

管壳式换热器在工业中用量约占换热器总量90%，是应用最为广泛的一种换热器。

  典型管壳式换热器的结构形式有固定管板换热器、U型管换热器、浮头式换热器、填料函式换热器、釜式重沸器、双管板式换热器、拉撑管板换热器、挠性管板换热器和缠绕管换热器。

1、外填料函式换热器

  适用设备直径在DN700mm以下，且操作压力和操作温度也不宜过高，一般用于p≤2.0MPa场合。

4.2）有自清洗作用。管、壳程温差大的场合。

5）不适用于有湿硫化氢场合。

6、双管板式换热器

  双管板式换热器是每一侧有二块管板，换热管的一端同时与二块管板连接。主要用于管程和壳程之间介质相混合后，将会产生严重后果。但制造困难；设计要求高。 

1）防腐蚀：管程和壳程二介质相混合后会引起严重腐蚀。

2）劳动保护：一程为剧毒介质，渗入另一程会引起系统大面积污染。

3）安全方面：管程和壳程介质相混合后，引起燃烧或爆炸。

4）设备污染：管程和壳程介质相混合后，引起聚合或生成树脂状物质。                      

5）催化剂中毒：另一程介质混入后造成催化剂性能改变或化学反应。

6）还原反应：管程和壳程介质相混合后，引起化学反应终止或限制。 

7）产品不纯：管程和壳程介质相混合后，引起产品污染或产品质量下降。

6.1双管板固定管板换热器是管板厚度较薄，一般厚度在12～18mm之间。

7.1结构型式有：

（1）贴面式（德国）：管板焊在设备法兰密封面上。

（2）镶平式（原苏联ГОСТ标准）：管板焊在设备法兰密封面其平。

（3）角焊式（原上海医药设计院研制）：管板焊在壳体上。

7.2适用范围：

1）设计压力：管程和壳程分别不大于1.0 MPa；

2）温度范围：管程和壳程的设计温度范围0℃～300℃；换热管与壳体平均壁温差不超过30℃；

3）直径范围：壳体内径不大于1200mm；

4）换热管长度：不超过6000mm。

5）换热管应采用光管，且与壳体材料的线膨胀系数接近（两者的数值差不大于10%）。

7.3、不宜设置膨胀节。

    HG21503-1992《钢制固定式薄管板列管换热器》标准中选用“角焊式"和“贴面式"两种结构。

  薄管板的计算以换热管与壳体对管板是固定支撑，管板是在换热管与壳体固定支撑下的受压平板，因此换热管必须在操作中保持刚性，壳体也不能设置膨胀节，所以管壁与壳壁温差不能太大，要保证换热管与壳体的纵向稳定。换热管与管板必须采用焊接，但实际情况下，薄管板亦不能采用胀接办法，因薄管板的厚度一般为12～16mm左右，如采用胀接时，管板将塑性变形，不能达到强度和密封性的要求。同时要求管板不兼作法兰，因薄管板承受不了法兰传过来的弯矩。因此采用薄管板必须满足上述要求。

  薄管板亦可用于多程换热器，密封槽和分程槽均可直接开在薄管板上，因管板的强度计算厚度较小，开槽后强度也是足够的。但角焊式（原上海医药设计院研制）的结构，因薄管板的焊接形式不同，多程时需焊上用以开分程槽的隔板。

  由于薄管板与法兰的连接形式各不相同，因而各有其优缺点，现分析如下。

1）受力和强度方面

  从管板强度来看，角焊式（原上海医药设计院研制）研制的结构较好，它具有较大灵活性，主要是管板离开法兰，减少法兰力矩对管板的影响，从而降低了管板由法兰螺栓引起的应力。因法兰力矩引起的管板上应力是主要的，因此减小法兰力矩引起的应力，相应降低了管板总的应力。法兰螺柱在预紧时，法兰变形使管板受到周向压缩，而管板的周向刚度很大，给法兰以反力矩，减小了法兰的变形，亦减小了管板的应力。反力矩的大小决定于管板中心面与法兰中心面的偏心距e和管板周向刚度。角焊式（原上海医药设计院研制）研制的结构中的e值可由设计者自由选择，就显得有较大的灵活性。但e值不能选择过大，过大增加筒体长度，增加投资。

  前苏联的结构，因管板中性面与法兰中性面接近，受法兰的力矩最大。德国的结构形式，较优于前苏联的结构形式。

2）在防腐蚀方面

  从防腐蚀要求来考虑，前苏联的结构无任何优点，而德国的结构和角焊式（原上海医药设计院研制）研制的结构各有优缺点。当管程介质为腐蚀性介质时，选用德国结构较好，因法兰与管程腐蚀介质不接触，而不需选用耐腐蚀材料制造法兰；当壳程介质为腐蚀性介质时，选用角焊式（原上海医药设计院研制）研制结构较好，这时法兰与壳程腐蚀介质不接触，法兰可选用普通钢材制造；当壳程和管程介质均为腐蚀性介质，则选用上海医药设计院研制结构较好，因选用该结构时，可选用带衬环法兰，以达到防腐蚀要求。而前苏联的结构无论何种情况，腐蚀介质均要与法兰接触，法兰不能不选耐腐蚀材料。

8、  Ⅰ型管板与壳体（管箱）的连接和Ⅱ型管板与壳体（管箱）的连接适用范围：

1）管程设计压力不大于1.0MPa不大于5.0 MPa且壳程压力应大于管程压力；

2）Ⅰ型用于管程设计压力小于或等于0.6MPa；

3）Ⅱ型用于管程设计压力小于或等于1.0MPa。

4）壳体直径与换热管长度分别为2500mm和7000mm。

9、高效缠绕管换热器

  为节省设备投资，在有限换热器壳体容积中，布置最大换热管传热面积，提高换热效率，管壳式缠绕管换热器应运而生。

10、

1）设计温度不大于300；

2）公称直径不大于与设计压力的乘积不大于4000。