管殼式換熱器小知識
構成：
管殼式換熱器由管箱、殼體、管束等主要元件構成。管束是管殼式換熱器的核心，其中換熱管作為導熱元件，決定換熱器的熱力性能。另一個對換熱器熱力性能有較大影響的基本元件是折流板（或折流杆）。管箱和殼體主要決定管殼式換熱器的承壓能力及操作運行的安全可靠性。
工作原理：
管殼式換熱器屬於間壁式換熱器，其換熱管內構成的流體通道稱為管程，換熱管外構成的流體通道稱為殼程。管程和殼程分別通過兩不同溫度的流體時，溫度較高的流體通過換熱管壁將熱量傳遞給溫度較低的流體，溫度較高的流體被冷卻，溫度較低的流體被加熱，進而實現兩流體換熱工藝目的。
類型：
管殼式換熱器由於管內外流體的溫度不同，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，換熱器內將產生很大熱應力，導致管子彎曲、斷裂，或從管板上拉脫。因此，當管束與殼體溫度差超過50℃時，需採取適當補償措施，以消除或減少熱應力。根據所採用的補償措施，管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型：
1）固定管板換熱器
結構：管束連接在管板上，管板與殼體相焊。
優點：結構簡單緊促，能承受較高壓力，造價低，管程清洗方便，管子損壞時方便堵管或更換。排管數比U形管換熱器多。
缺點：管束與殼體的壁溫或材料的線脹係數相差較大時，殼體和管束中將產生較大熱應力，為此應需要設置柔性元件（如膨脹節）。不能抽芯無法進行機械清洗。不能更換管束，維修成本較高。
適用範圍：殼程側介質清潔不易結垢，不能進行清洗，管程與殼程兩側溫差不大或溫差較大但殼側壓力不高的場合。
2）浮頭換熱器
結構：兩端管板中只有一端與殼體固定，另一端可相對殼體自由移動，稱為浮頭。浮頭由浮頭管板，鉤圈和浮頭蓋組成，是可拆連接，管束可從殼體中抽出。管束與殼體的熱變形互不約束，不會產生熱應力。
優點：可抽式管束，當換熱管為正方形或轉角正方形排列時，管束可抽出進行機械清洗，適用於易結垢及堵塞的工況。一端可自由浮動，無需考慮溫差應力，可用於大溫差場合。
缺點：結構複雜，造價高，設備笨重，材料消耗大。浮頭端結構複雜影響排管數。浮頭密封面在操作時，易產生內漏。
適用範圍：適用於殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介質易結垢的場合。浮頭換熱器在煉油行業或乙烯行業中應用較多，由於內浮頭結構限制了使用壓力和溫度一般情況Pmax≤6.4MPa,Tmax≤400℃。
3）U形管換熱器
結構：只有一塊管板，管束由多跟?U?形管組成，管的兩端固定在同一塊管板上，換熱管可以自由伸縮。
優點：以?U?形管尾部的自由浮動解決了溫差應力的問題。結構簡單，價格便宜，承壓能力強。
缺點：由於受管彎曲半徑的限制，布管較少。殼程流體易形成短路。壞一根U形管相當於兩根管，報廢率較高。
適用範圍：是換熱器中唯一可用於高溫，高壓，高溫差的換熱器。適用於管殼壁溫差較大或殼程介質結垢需要清洗，又不適宜採用浮頭式和固定管板的場合。
4）填料函式換熱器
結構：特點與浮頭式相似。浮頭部分在殼體外，在浮頭與殼體的滑動接觸面處採用填料函密封結構。
優點：由於採用填料函密封結構，使得管束在殼體內可以自由伸縮，避免了熱應力。加工製造方便，節省材料，造價低，由於可抽芯，維修方便。
缺點：填料處易產生洩露。
適用範圍：一般適用於2.5MPa以下的工作條件且不能用於易揮發，易燃易爆，有毒及貴重介質的工況。使用溫度受限於填料的物性。目前使用較少。
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