化工设备机械基础(设备部分)教案 食品等工业部门,并且占有相当重要的地位。换热器的种类划分方法很多,方法也各不相同。 1)按其用途:可将换热器分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器等 2)披其传热方式和作用原理:可分为混合式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器等。其中间壁式 换热器为工业应用最为广泛的一种换热器。它按传热面形状可分为管式换热器、板面式换热器、扩展表 面换热器等。这其中又以管壳式换热器应用最为广泛,它通过换热管的管壁进行传热。具有结构简单牢 固、制造简便、使用材料范围广、可靠程度高等优点,是目前应用最为广泛的一种换热器 (在着重介绍管壳式换热器后,简要介绍其他类型换热器:混合式;蓄热式:板式;管翅式:套管式; 螺旋管式等) 、管壳式换热器的总体结构 1、管壳式换热器的主要元件:壳体、前后管箱、管板、管束、折流板或支持板、接管、法兰、(包 括管法兰与容器法兰)支座及附件等组成。 2、管壳式换热器的总体结构一般由前端管箱、壳体和后端结构三部分组成。 (1)前端管箱一一—是指有管程入口的那一则的管箱 (2)后端结构—一是指与前端管箱相应的另一则的管箱结构。 3)壳体—一是指处于前端管箱和后端结枃之间、由钢管或金属板焊接而构成的筒体。换热管置 于由壳体围成的空间中,两端与管板相连,管板与壳体及管箱相连,把换热器分为两大部分空间,即壳 程和管程。 3、管程与壳程 分程的目的:提高流速以提高传热系数,但程数不宜太多。 管程——换热器中的换热管内及与换热管相通的空间,称为管程。 壳程—一换热器中的换热管外及与其相通的空间,称为壳程 4、管程数与壳程数 管程数—一指介质在换热管内沿换热管长度方向往返的次数。一般为偶数,主要有1、2、4、6、8 10、12等 壳程数——指介质在壳程内沿壳体轴向往返的次数。一般为单壳程,最多双壳程。(说明多折流板 不表示多壳程,强调轴向往返次数) 几点说明:1、不是所有管壳式换热器都有后端管箱,如U形管式换热器则没有后端 管箱 多管程换热器在后管箱上无物料进出口。3、管壳式换热器支座一一卧式时为鞍式支座,而立式时为耳 座(也可为其他类型,但一般不用)。4、管箱详细结构第四章介绍。 三、管壳式换热器的形式 (讲述时针对教材中例图重点讲明各种换热器的特点及其原因) 管壳式换热器根据其结枃的不同,可以分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料 函式换热器、釜式重沸器等 1、固定管板式换热器 组成:管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杄、定距管等。 结构特点:管板与壳体之间采用焊接连接。两端管板均固定,可以是单管程或多管箱, 管束不可拆,管板可延长兼作法兰 优点:结构简单,制造方便,在相同管束情况下其壳体内径最小,管程分程较方便。 缺点:壳程无法进行机械清洗,壳程检査困难,壳体与管子之间无温差补偿元件时会产生较大的温差应 力,即温差较大时需采用膨胀节或波纹管等补偿元件以减小温差应力 2、浮头式换热器 组成:管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杄、定距管、钩圈、浮头盖等, 结构特点:一端管板与壳体固定,另一端管板(浮动管板)与壳体之间没有约束,可在壳体内自由浮动。 只能为多管程,布管区域小于固定管板式换热器,管板不能兼作法兰,一般有管束滑道。化工设备机械基础（设备部分）教案 - 3 - 食品等工业部门，并且占有相当重要的地位。换热器的种类划分方法很多，方法也各不相同。 （1）按其用途：可将换热器分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器等； （2）按其传热方式和作用原理：可分为混合式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器等。其中间壁式 换热器为工业应用最为广泛的一种换热器。它按传热面形状可分为管式换热器、板面式换热器、扩展表 面换热器等。这其中又以管壳式换热器应用最为广泛，它通过换热管的管壁进行传热。具有结构简单牢 固、制造简便、使用材料范围广、可靠程度高等优点，是目前应用最为广泛的一种换热器。 （在着重介绍管壳式换热器后，简要介绍其他类型换热器：混合式；蓄热式；板式；管翅式；套管式； 螺旋管式等） 二、管壳式换热器的总体结构 1、管壳式换热器的主要元件：壳体、前后管箱、管板、管束、折流板或支持板、接 管、法兰、（包 括管法兰与容器法兰）支座及附件等组成。 2、管壳式换热器的总体结构 一般由前端管箱、壳体和后端结构三部分组成。 （1）前端管箱——是指有管程入口的那一则的管箱。 （2）后端结构——是指与前端管箱相应的另一则的管箱结构。 （3）壳体——是指处于前端管箱和后端结构之间、由钢管或金属板焊接而构成的筒体。换热管置 于由壳体围成的空间中，两端与管板相连，管板与壳体及管箱相连，把换热器分为两大部分空间，即壳 程和管程。 3、管程与壳程 分程的目的：提高流速以提高传热系数，但程数不宜太多。 管程——换热器中的换热管内及与换热管相通的空间，称为管程。 壳程——换热器中的换热管外及与其相通的空间，称为壳程。 4、管程数与壳程数 管程数——指介质在换热管内沿换热管长度方向往返的次数。一般为偶数，主要有 1、2、4、6、8、 10、12 等。 壳程数——指介质在壳程内沿壳体轴向往返的次数。一般为单壳程，最多双壳程。（说明多折流板 不表示多壳程，强调轴向往返次数） 几点说明：1、不是所有管壳式换热器都有后端管箱，如 U 形管式换热器则没有后端 管箱。2、 多管程换热器在后管箱上无物料进出口。3、管壳式换热器支座——卧式时为鞍式支座，而立式时为耳 座（也可为其他类型，但一般不用）。4、管箱详细结构第四章介绍。 三、管壳式换热器的形式 （讲述时针对教材中例图重点讲明各种换热器的特点及其原因） 管壳式换热器根据其结构的不同，可以分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U 形管式换热器、填料 函式换热器、釜式重沸器等。 1、固定管板式换热器 组成：管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。 结构特点：管板与壳体之间采用焊接连接。两端管板均固定，可以是单管程或多管箱， 管束不可拆，管板可延长兼作法兰。 优点：结构简单，制造方便，在相同管束情况下其壳体内径最小，管程分程较方便。 缺点：壳程无法进行机械清洗，壳程检查困难，壳体与管子之间无温差补偿元件时会产生较大的温差应 力，即温差较大时需采用膨胀节或波纹管等补偿元件以减小温差应力。 2、浮头式换热器 组成：管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、钩圈、浮头盖等。 结构特点：一端管板与壳体固定，另一端管板（浮动管板）与壳体之间没有约束，可在壳体内自由浮动。 只能为多管程，布管区域小于固定管板式换热器，管板不能兼作法兰，一般有管束滑道