管殼式換熱器（shell and tube heat exchanger）又稱列管式換熱器，是以封閉殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器，是最典型的間壁式換熱器。
管殼式換熱器主要有殼體、管束、管板和管帽等部分組成，殼體多呈圓形，內部裝有平行管束，管束兩端固定于管板上。在管殼換熱器內進行換熱的兩種流體，在管內流動其行程稱為管程，在管外流動其行程稱為殼程，管束的壁面即為傳熱面。管殼式換熱器分為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、填函式換熱器、U形管殼式汽-水換熱器、波節型管殼式換熱器、分段式換熱器等幾種類型。管殼式冷卻器的主要控制參數為加熱面積、熱水流量、換熱量、熱媒參數等。
管殼式換熱器與新型的換熱器相比，它在傳熱效率、結構緊湊性及金屬材料耗量方面有所不及，但其結構簡單、造價低、耐高溫高壓性能、成熟的制造工藝、較強的適應性及選材范圍廣等優點，使其至今仍在工程應用中占據主導地位。
基本介紹
在管式換熱器內進行換熱的兩種流體，一種在管內流動，其行程稱為管程；一種在管外流動，其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。為提高管外流體給熱系數，通常在殼體內安裝一定數量的橫向折流檔板。折流檔板不僅可防止流體短路，增加流體速度，還迫使流體按規定路徑多次錯流通過管束，使湍動程度大為增加。常用的檔板有圓缺形和圓盤形兩種，前者應用更為廣泛.。流體在管內每通過管束一次稱為一個管程，每通過殼體一次稱為一個殼程。為提高管內流體的速度，可在兩端管箱內設置適當隔板，將全部管子平均分隔成若干組。這樣，流體可每次只通過部分管子而往返管束多次，稱為多管程。同樣，為提高管外流速，可在殼體內安裝縱向檔板使流體多次通過殼體空間，稱多殼程。在管殼式換熱器內，由于管內外流體溫度不同，殼體和管束的溫度也不同。
常見分類
固定管板式
固定管板式冷卻器是將兩端管板直接與殼體焊接在一起。主要由外殼、管板、管束、封頭等主要部件組成。殼體中設置有管束，管束兩端采用焊接、脹接或脹焊并有的方法將管子固定在管板上，管板外周圍和管帽法蘭用螺栓緊固。固定管板式換熱器的結構簡單、造價低廉、制造容易、管程清洗檢修方便，但殼程清洗困難，管束制造后有溫差應力存在。當溫度差稍大而殼程壓力又不太高時，可在殼體上安裝有彈性的補償圈，以減小熱應力。
浮頭式
浮頭式換熱器一端管板固定在殼體與管箱之間，另一端管板可以在殼體內自由移動，也就是殼體和管束熱膨脹可自由。故管束和殼體之間沒有溫差應力。一般浮頭可拆卸，管束可以自由地抽出和裝入。浮頭式換熱器的這種結構可以用在管束和殼體有較大溫差的工況，其應用較廣。管束和殼體的清洗和檢修較為方便，但它的結構相對比較復雜，對密封的要求也比較高，且造價較高。
U型管式
U形管式換熱器是將每根換熱管彎成U形，兩端分別固定在同一管板上下兩區，借助于管箱內的隔板分成進出口兩室。由于殼體和換熱管分開，換熱管束可以自由伸縮，不會由于介質的溫差而產生溫差應力。u形管換熱器只有一塊管板，沒有浮頭，結構比較簡單。管束可以自由的抽出和裝入，方便清洗，具有浮頭式換熱器的優點，但由于換熱管做成半徑不等的U形彎，最散逸層換熱管損壞后可以更換外，其它管子損壞只能堵管。同時，它與固定管板式冷卻器相比，由于換熱管受彎曲半徑的限制它的管束中心部分存在空隙，流體很容易走短路，影響了傳熱效果。
性能對比
其它相關
渦流熱膜
概述
渦流熱膜換熱器是管式換熱器的一種，采用最新的渦流熱膜傳熱技術，通過改變流體運動狀態來增加傳熱效果，當介質經過渦流管表面時，強力沖刷管子表面，從而提高換熱效率。最高可達10000W/M2℃。
據【換熱設備推廣中心】介紹這種結構實現了耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結垢功能。其它類型的冷卻器的流體通道為固定方向流形式，在換熱管表面形成繞流，對流換熱系數降低。
渦流熱膜換熱器的最大特點在于經濟性和安全性統一。由于考慮了換熱管之間，換熱管和殼體之間流動關系，不再使用折流板強行阻擋的方式逼出湍流，而是靠換熱管之間自然誘導形成交替漩渦流，并在保證換熱管不互相摩擦的前提下保持應有的顫動力度。換熱管的剛性和柔性配置良好，不會彼此碰撞，既克服了浮動盤管換熱器之間相互碰撞造成損傷的問題，又避免了普通管殼式換熱器易結垢的問題。
性能特點
1.高效節能，該冷卻器傳熱系數為6000-8000W/m2.0C。
2.全不銹鋼制作，使用壽命長，可達20年以上。
4.換熱速度快，耐高溫（400℃），耐高壓（2.5Mpa）。
5.結構緊湊，占地面積小，重量輕，安裝方便，節約土建投資。
6.設計靈活，規格齊全，實用針對性強，節約資金。
7.應用條件廣泛，適用較大的壓力、溫度范圍和多種介質熱交換。
8.維護費用低，易操作，清垢周期長，清洗方便。
9.采用納米熱膜技術，顯著增大傳熱系數。
10.應用領域廣闊，可廣泛用于熱電、廠礦、石油化工、城市集中供熱、食品醫藥、能源電子、機械輕工等領域。
陶瓷換熱器
簡介
21世紀初國內河南省鞏義市研制出了陶瓷換熱器。其生產工藝與窯具的生產工藝基本相同，導熱性與抗氧化性能是材料的主要應用性能。它的原理是把陶瓷換熱器放置在煙道出口較近，溫度較高的地方，不需要摻冷風及高溫保護，當窯爐溫度1250-1450℃時，煙道出口的溫度應是1000-1300 ℃，陶瓷換熱器回收廢熱可達到450-750 ℃，將回收到的的熱空氣送進窯爐與燃氣形成混合氣進行燃燒，這樣直接降低生產成本，增加經濟效益。
優勢
陶瓷冷卻器在金屬換熱器的使用局限下得到了很好的發展，因為它較好地解決了耐腐蝕，耐高溫等課題，成為了回收高溫余熱的最佳換熱器。經過多年生產實踐，表明陶瓷換熱器效果很好。它的主要優點是：導熱性能好，高溫強度高，抗氧化、抗熱震性能好。壽命長，維修量小，性能可靠穩定，操作簡便。是目前回收高溫煙氣廢熱的最佳裝置。
清洗現狀
管式換熱器因其特殊的管狀構造難以徹底清洗，大多數企業及個人對換熱設備結垢的影響及清除工藝還停留在機械、高壓水、化學酸洗等傳統的“破壞性”工藝和觀念方面；而且簡單地認為設備清洗只有在嚴重影響生產的情況下才會考慮，其不知水垢的生成在不斷影響著企業的能耗，吞噬著企業的利潤。而且，單一為了降低清洗的費用，選擇了對設備有損害和腐蝕的清洗方法，造成設備的報廢和生產的停滯，付出了比清洗劑高幾百倍甚至上千倍的代價。比如某水泥集團，采用草酸清洗換熱設備，每次清洗時間都不敢超過2個小時，因清洗的不夠徹底，所以清洗時間由以前的一年一次變為現在的一年三次，增加了兩次的停機停產時間，間接地給企業造成了損失。
目前各國都在全力發展環保清洗技術，以求降低能耗，扼止對環境的過度破壞。國外的1st-TECH清洗技術則在清洗方面走在國際先列.
參考資料 >