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管壳式换热器的性能特点

1. 结构特

管壳式换热器通常有固定管内板、U形管和浮头式三种形式。三种结构各有优缺点，适用于不同场合。管壳式换热器主要由外壳、管板、管束、封头等部件构成。

2. 设计考虑的因素

换热设备的类型很多，对每种特定的传热工况，通过优化选型都会得到一种适合的设备型号。如果将这个型号的设备使用到其它工况，则传热效果可能有很大的改变。因此，针对具体工况选择换热器类型，是一项很重要的工作。对管壳式换热器的设计，以下因素值得考虑。

流速的选择

流速是换热器设计的重要变量，提高流速可提高传热系数，同时压力降与功耗速率也随之增加。采用较高的流速有两个好处：一是提高总传热系数，从而减小传热面积；二是减少在管子表面生成污垢的可能性。

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。这种换热器结构简单、造价低、流通截面较宽、易于清洗水垢；但传热系数低、占地面积大。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，是应用广的类型。 管壳式换热器有固定管板式汽-水换热器、带膨胀节管壳式汽-水换热器、浮头式汽-水换热器、U形管壳式汽-水换热器、波节型管壳式汽-水换热器、分段式水-水换热器等几种类型。管壳式换热器的主要控制参数为加热面积、热水流量、换热量、热媒参数等。

管壳式换热器普遍存在的问题是日常生活中常见的问题。对换热网络进行了梳理，主要从以下几个方面进行了梳理：

对于有内压的管壳式换热器，在什么条件下可以设计压力元件？我们还应该考虑什么？

1、对于由管子同时控制的部件和壳体的内部压力，只有当管子和壳体同时升高和减压时才能按压差速器设计。压差值还应考虑压力测试期间可能出现的大压差，设计人员应提出压力测试的步进程序。

2、第二步。如何确定管壳式换热器中受管壳侧温度影响的元件的设计温度？

管式换热器中同时受到管和壳温度影响的部件的设计温度可由金属温度决定，也可要求较高侧的设计温度。

3、如何确定管壳式换热器整体管板的有效厚度？

1）整体管板的有效厚度等于隔板槽底部管板的厚度减去以下两个厚度之和：

a）管道腐蚀边缘超过管道隔槽深度的部分；

b）壳侧的较大的壳侧腐蚀余量和管板的结构槽深度。

2）第二步。管板与换热管焊接时，管板的小厚度应满足结构设计和制造的要求，且不小于12 mm。

组合管板小厚度及相应要求：

a）焊接并连接在管板和换热管之间的复合管板的厚度应不小于3mm。对于具有耐腐蚀性要求的层，该层的化学成分应不小于距离该层表面2mm。金相***符合复合材料标准的要求;

b）覆层的小厚度不应小于10 mm，并保证覆层的化学成分和金相***与覆层表面的深度不小于8 mm，满足覆层材料标准的要求。

在管式换热器内进行换热的两种流体 , 一种在管内流动 , 其行程称为管程；一种在管外流动 , 其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。为提高管外流体给热系数 , 通常在壳体内安装一定数量的横向折流档板。折流档板不仅可防止流体短路 , 增加流体速度 , 还迫使流体按规定路径多次错流通过管束 , 使湍动程度大为增加。常用的档板有圆缺形和圆盘形两种 , 前者应用更为广泛 . 。流体在管内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。为提高管内流体的速度 , 可在两端封头内设置适当隔板 , 将全部管子平均分隔成若干组。这样 , 流体可每次只通过部分管子而往返管束多次 , 称为多管程。同样 , 为提高管外流速 , 可在壳体内安装纵向档板使流体多次通过壳体空间 , 称多壳程。在管式换热器内 , 由于管内外流体温度不同 , 壳体和管束的温度也不同。