列管式式熱交換器由殼體、傳熱管束、管板、折前翼子板(擋板)和管箱等構(gòu)件構(gòu)成。殼體多見(jiàn)圓柱形,內(nèi)部配有管束,管束兩邊固定不動(dòng)在管板上。開(kāi)展傳熱的熱冷二種流體,一種在管中流動(dòng)性,稱之為管程流體;另一種在管內(nèi)流動(dòng)性,稱之為殼程流體。為提升 管外流體的傳熱分指數(shù),一般在殼體內(nèi)安裝多個(gè)擋板。擋板可提升 殼程流體速率,驅(qū)使流體按照規(guī)定路途數(shù)次橫著根據(jù)管束,提高流體滲流水平。換散熱管在管板上可按等邊三角形或方形排序。等邊三角形排序較緊湊型,管外流體湍動(dòng)水平高,傳熱分指數(shù)大;方形排序則管內(nèi)清理便捷,適用易積垢的流體。
管殼式換熱器由于管內(nèi)外流體的溫度不同,因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大,換熱器內(nèi)將產(chǎn)生很大熱應(yīng)力,導(dǎo)致管子彎曲、斷裂,或從管板上拉脫。因此,當(dāng)管束與殼體溫度差超過(guò)50℃時(shí),需采取適當(dāng)補(bǔ)償措施,以消除或減少熱應(yīng)力。根據(jù)所采用的補(bǔ)償措施,管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型:①固定管板式換熱器管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機(jī)械清洗時(shí)的換熱操作。當(dāng)溫度差稍大而殼程壓力又不太高時(shí),可在殼體上安裝有彈性的補(bǔ)償圈,以減小熱應(yīng)力。②浮頭式換熱器管束一端的管板可自由浮動(dòng),完全消除了熱應(yīng)力;且整個(gè)管束可從殼體中抽出,便于機(jī)械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應(yīng)用較廣,但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,造價(jià)較高。③ U型管式換熱器 每根換熱管皆彎成U形,兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū),借助于管箱內(nèi)的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應(yīng)力,結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單,但管程不易清洗。④渦流熱膜換熱器渦流熱膜換熱器采用的渦流熱膜傳熱技術(shù),通過(guò)改變流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)增加傳熱效果,當(dāng)介質(zhì)經(jīng)過(guò)渦流管表面時(shí),強(qiáng)力沖刷管子表面,從而提高換熱效率。可達(dá)10000W/m2℃。同時(shí)這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結(jié)垢功能。其它類型的換熱器的流體通道為固定方向流形式,在換熱管表面形成繞流,對(duì)流換熱系數(shù)降低。

根據(jù)其采用的補(bǔ)償措施,列管式換熱器可分為以下幾種主要類型:
1、固定管板換熱器
結(jié)構(gòu):管束連接在管板上,管板與殼體相焊。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊促,能承受較高壓力,造價(jià)低,管程清洗方便,管子損壞時(shí)方便堵管或更換。排管數(shù)比U形管設(shè)備多。
缺點(diǎn):管束與殼體的壁溫或材料的線脹系數(shù)相差較大時(shí),殼體和管束中將產(chǎn)生較大熱應(yīng)力,為此應(yīng)需要設(shè)置柔性元件(如膨脹節(jié))。不能抽芯無(wú)法進(jìn)行機(jī)械清洗。不能更換管束,維修成本較高。
適用范圍:殼程側(cè)介質(zhì)清潔不易結(jié)垢,不能進(jìn)行清洗,管程與殼程兩側(cè)溫差不大或溫差較大但殼側(cè)壓力不高的場(chǎng)合。
