换热器工作原理.doc

管壳式换热器是一种广泛应用在化工、炼油、石油化工、动力、核能等领域的重要换热设备，其工作原理和结构特点如下： 管壳式换热器的基本构造包括一个壳体和装有众多管子的管束。换热过程中，一种流体（如A流体）从壳体的一端进入，通过管束间的空隙流出，另一种流体（如B流体）则从管内流过，两者通过管壁进行热量交换。如果A流体的温度高于B流体，热量就会从A传递到B，反之亦然。 根据应力补偿方式，管壳式换热器有以下几种类型： 1. **固定管板式换热器**：结构最简单，管束两端直接固定在壳体上，当温差较大时，会在管束中产生热应力，通过壳体上的应力补偿圈来减小这些应力。然而，其热应力补偿能力有限，不适用于温差大的工况。 2. **浮头式换热器**：在这种类型中，管束一端的管板可以在壳体内自由浮动，以消除热应力。浮头式换热器便于清洗和维修，但其结构复杂，成本较高。 3. **U型管换热器**：管束呈U形弯曲，两端固定在同一块管板上，消除了热应力对管束的影响。虽然结构简单，但拆卸和清洗较为困难。 管壳式换热器的主要组件包括管箱、管板、管子、壳体和折流板。管板用于固定管子，管箱则容纳流体。折流板的作用是引导壳程流体改变流动方向，增强传热效果并支撑管子。管子的布置方式有等边三角形、正方形、正方形斜转45°和同心圆形等，每种布置方式对传热效率和清洁度都有不同的影响。 管壳式换热器的特点包括： - 结构坚固，能承受高温高压。 - 处理能力强，适应性广泛，材料选择多样。 - 制造成本相对较低，且清洗相对方便。 - 在传热效率、紧凑性和金属消耗方面相对较传统，不如现代高效能换热器。 根据结构特点，管壳式换热器还可以细分为固定管板式、浮头式、U型管式、双重管式、填函式和双管板换热器等不同类型，以满足不同工况下的需求。其中，固定管板式、浮头式和U型管式较为常见。