• 流体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。 图示为最简单的单壳程单管程换热器,简称为1-1型换热器。为提高管内 流体速度,可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这样 流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程。 同样，为提高管外流速，也可在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次 通过壳体空间，称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。
管壳式换热器
优点
结构坚固，对压力和温度的 适用范围大。
管内清洗方便，清洁流体宜 走壳程。
处理量大。
缺点
传热效率、结构紧凑性、 单位换热面积的金属耗 量等不如新型换热器。
管壳式换热器的类型
由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度 也不同。如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力， 导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体 温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应 力。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主 要类型：
• （4）冷凝器：蒸馏塔顶物流的冷凝或者反应器冷凝循环回流的 设备。
• （5）蒸发器：专门用于蒸发溶液中水分或者溶剂的设备。 • （6）过热器：对饱和蒸汽再加热升温的设备。 • （7）废热锅炉：由工艺的高温物流或者废气中回收其热量而产
生蒸汽的设备。 • （8）换热器：两种不同温位的工艺物流相互进行热交换能量的
面积的金属消耗量等方面都不如其它新型换热器，但 它具有结构坚固、可靠、适应性强、易于制造、能承 受较高的操作压力和温度等优点。在高温、高压和大 型换热器中，管式换热器仍占绝对优势，是目前使用 最广泛的一类换热器。
1. 蛇管式换热器
蛇管式换热器是由金属或非金属管子，按需要弯曲成 所需的形状，如圆形、螺旋形和长的蛇形管。它是最早 出现的一种换热设备，具有结构简单和操作方便等优点。 根据管外流体冷却方式的不同，蛇管式换热器又分为沉 浸式和喷淋式。
换热器的基本知识
一、换热器的分类
1.定义：是实现将热能从一种流体转至另一种流
体的设备，是许多工业部门的通用设备。
2.换热器的分类
（1）换热器的种类很多，就换热原理来分，可以分为三 大类
• 间壁式换热器：冷、热流体被固体传热表面隔开，而 热量的传递通过固体传递面而进行。
• 直接接触式换热器：冷、热流体直接接触进行热量交 换。
（1）沉浸式蛇管换热器
沉浸式蛇管换热器
沉浸式蛇管式换热器
• 蛇管沉浸在盛有流体的容器内，一种流体在容器中流动，另 一种流体在蛇管内流动，两者通过蛇管壁进行换热
• 蛇管多以金属管子弯绕而成，或由弯头、管件和直管连接组 成，也可制成适合不同设备形状要求的蛇管。使用时沉浸在 盛有被加热或被冷却介质的容器中，两种流体分别在管内、 外进行换热。
• 优点：结构简单，造价低廉，操作敏感性较小，管子可承受 较大的流体介质压力。但是，由于管外流体的了流速很小， 因而传热系数小，传热效率低，需要的传热面积大，设备显 得笨重。沉浸式蛇管换热器常用于高压流体的冷却，以及反 应器的传热元件。
• 缺点：管外流体的流速小，传热系数小，传热效率低，需要 的传热面积
• 优点：与沉浸式相比，该换热器便于检修和清洗。管外流体 的传热系数大，且便于检修和清洗。
• 缺点：是占地较大，水滴溅洒到周围环境，且喷淋不易均匀 。冷却水用量较大，有时喷淋效果不够理想。
2.套管式换热器
冷溶液进
冷溶液出 热溶液进
套管式换热器原理
• 以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。两种 不同直径的管子套在一起组成同心套管，每一段套管 称为“一程”，程的内管（传热管）借U形肘管，而 外管用短管依次连接成排，固定于支架上。热量通过 内管管壁由一种流体传递给另一种流体。通常，热流 体（A流体）由上部引入,而冷流体（B流体）则由下 部引入。套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接 。内管与U形肘管多用法兰连接,便于传热管的清洗和 增减。每程传热管的有效长度取4～7米。这种换热器 传热面积最高达18平方米，故适用于小容量换热。当 内外管壁温差较大时,可在外管设置U形膨胀节或内外 管间采用填料函滑动密封，以减小温差应力。管子可 用钢、铸铁、陶瓷和玻璃等制成，若选材得当，它可 用于腐蚀性介质的换热。
套管式换热器的特点
结构简单，可利用标准管件。
优点
两种流体都可在较高温度和 压力下换热，传热系数大。
缺点
传热面积可根据需要增减。
单位换热面积金属耗量大， 价格较高。
检修、清洗不便。
3.管壳式换热器(列管式换热器)
管壳式换热器
• 管壳式换热器是目前用得最为广泛的一种换热器，主要是由壳体、传 热管束、管板、折流板和管箱等部件组成，壳体多为圆筒形，内部放 置了由许多管子组成的管束，管子的两端固定在管板上，管子的轴线 与壳体的轴线平行。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称 为管程流体;另一种在管外流动，称为壳程流体。为了增加壳程流体的 速度以改善传热，在壳体内安装了折流板。折流板可以提高壳程流体 速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。
• 蓄热式换热器：冷、热流体交替通过传热表面，冷流 体通过时贮存冷量，热流体通过时取走冷量。
Tt间壁式来自tT 直接接触式
热流体 蓄热式
（2）按工艺功能分类
• （1）冷却器：冷却工艺物流的设备。冷却剂有水、氨、氟利昂 等。
• （2）加热器：加热工艺物流的设备。加热介质有水蒸汽、导热 油、熔盐等。
• （3）再沸器：用于蒸发蒸馏塔底部的物料设备；分热吸式和动 力循环式再沸器。
• 使用：沉浸在盛有被加热或被冷却介质容器中，两种流体分 别在管内、外进行换热。
(2)喷淋蛇管式换热器
直管
水槽
喷淋式冷却器
喷淋蛇管式换热器
• 将蛇管成排的固定在钢架上，被冷却的流体在管内流动，冷 却水由管排上方的喷淋装置均匀淋下。与沉浸式相比较，喷 淋式蛇管换热器主要优点是管外流体的传热系数大，且便于 检修和清洗。其缺点是体积庞大，冷却水用量较大，有时喷 淋效果不够理想。
设备。
二、间壁式换热器的类型
沉浸式蛇管换热器
管式换热器
间壁式换热器
板式换热器
喷淋式换热器
套管换热器
固定管板式
列管式换热器
U型管
平板式换热器
浮头式 填料函式
螺旋板式换热器 夹套式换热器
板翘式换热器 翘片式换热器
翘片管换热器
(一) 管式换热器
管式换热器特点
• 管式换热器虽然在换热效率、结构紧凑性和单位传热