??? 換熱器種類繁多，若按其傳熱面的形狀和結構進行分類可分為管型、板型和其他型式換熱器。而管型換熱器又可分為管殼式換熱器、套管式換熱器、蛇管式換熱器；板型換熱器可分為板式換熱器、板翅式換熱器、板殼式換熱器、螺旋板式換熱器。其他型式換熱器是為了滿足一種特殊要求而出現(xiàn)的換熱器，如回轉(zhuǎn)式換熱器、熱管換熱器等。管殼式換熱器若按功能命名又可分為冷凝器、加熱器、再沸器、蒸發(fā)器、過熱器等。以下介紹天然氣行業(yè)中常用的幾種換熱器。

圖5-10為一種最簡單的管殼式換熱器示意圖。如圖所示，它由許多管子組成管束，管束構成換熱器的傳熱面。此類換熱器又稱為列管式換熱器。換熱器的管子固定在管板上，而管板又與外殼聯(lián)接在一起。為了增加流體在管外空間的流速，以改善換熱器的傳熱情況，在筒體內(nèi)間隔安裝了許多折流板。換熱器的殼體和兩側(cè)管箱上開有流體的進出口，有時還在其上裝設有檢查孔，為安置儀表用的接口管、排液孔和排氣孔等。在換熱器中，一種流體從一側(cè)管箱(稱為前管箱)流進管子里，經(jīng)另一側(cè)管箱(稱為后管箱)流出(對奇數(shù)單管程換熱器)，或繞過管箱，流回進口側(cè)前管箱流出(對偶數(shù)單管程換熱器)，這條路徑稱為管程。另一種流體從筒體上的連接管進出換熱器殼體，流經(jīng)管束外，這條路徑稱為殼程。圖5-10所示即為二管程、單殼程，工程上稱為1-2型換熱器(1表示殼程數(shù)，2表示管程數(shù))。

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管殼式換熱器是把管子與管板連接，再用殼體固定。根據(jù)其不同的連接與固定方式又可分為固定管板式、釜式浮頭式、U型管式、滑動管板式、填料函式等。

??? 1. 固定管板式換熱器

固定管板換熱器的兩端管板，采用焊接方法與殼體連接固定，如圖5-11所示。這種換熱器結構簡單；在相同的殼體直徑內(nèi)，排管最多，比較緊湊。由于兩個管板被換熱管互相支攫，與其他管殼式換熱器相比，管板最薄，不僅造價低而且每根管子內(nèi)側(cè)都能進行清洗。但殼側(cè)清洗較難，不能進行機械清洗，所以宜用于不易結垢的流體。當管束和殼體之間的溫差太大而產(chǎn)生不同的熱膨脹時，常會使管子與管板的接口脫開，從而發(fā)生介質(zhì)泄漏。由此可見，這種換熱器適合于溫差不大以及殼程結垢不嚴重或能用化學清洗的場合。由于此類換熱器集中了管殼式換熱器的優(yōu)點，因此應用相當廣泛。

?2. 浮頭式換熱器

浮頭式換熱器如圖5-12所示。浮頭式換熱器針對固定管板式換熱器的缺陷在結構上做了改進，兩端管板只有一端與殼體固定，而另一端的管板可以在殼體內(nèi)自由移動，該端稱為浮頭。這類換熱器殼體和管束對熱膨脹是自由的，故當兩種介質(zhì)溫差較大時，管束與殼體之間不產(chǎn)生溫差應力。浮頭端設計成可拆結構，使管束可以容易地插入或抽出(也有設計成不可拆的)，這樣為檢修、清洗提供了方便。

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??? 浮頭式換熱器適用于管殼壁間溫差較大，或易于腐蝕和易于結垢的場合。但這類換熱器結構復雜，笨重，造價約比固定管板式高20%左右，材料消耗大。

3. U型管式換熱器

U型管式換熱器如圖5-13所示，U型管式換熱器僅有一塊管板。它是將管子彎成U型，管子兩端固定在同一塊管板上。由于殼體和管子分開，管束可以自由伸縮，不會因管壁、殼壁之間的溫度差而產(chǎn)生熱應力，熱補償性能好。管程為雙管程，流程較長，流速較高，傳熱性能好，承壓能力強。因U型管式換熱器僅有一塊管板，且無浮頭，所以結構簡單，造價比其他換熱器便宜，管束可以從殼體內(nèi)抽出，管外便于清洗，但管內(nèi)清洗困難，所以管內(nèi)的流體必須是清潔及不易結垢的物料。

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U型管式換熱器，一般使用于高溫高壓的情況下。尤其使用在壓力較高的情況下，在彎管段壁厚要加厚，以彌補彎管后管壁的減薄。

4. 填料函式換熱器

對于一些腐蝕嚴重，溫差較大而經(jīng)常要更換管束的垮熱器，采用填料函式換熱器要比浮頭式或固定式換熱器優(yōu)越得多。它具有浮頭式換熱器的優(yōu)點，又克服了固定式換熱器的缺點，結構較浮頭簡單，制造方便，易于檢修清洗。

填料函式換熱器的管板也僅有一端與殼體固定，另一端采用填料函密封，如圖5-14所示，它的管束也可以自由膨脹，所以也不需考慮由于管壁、殼壁溫度差引起的熱應力，且管程和殼程都能清洗，加工制造較浮頭方便，且造價較低。但由于填料密封處易于泄漏，故殼程壓力不能過高，也不易用于殼程內(nèi)為易揮發(fā)、易燃、易爆和有毒介質(zhì)的場合。

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目前所使用的填料函式換熱器都較小，使用在直徑700mm以下，大直徑填料函式換熱器采用得很少，尤其在操作壓力及溫度較高的條件下就更少。