管式换热器是工业领域中应用**广泛的热交换设备之一，以下从其定义、结构、工作原理、类型、优势、应用场景等方面展开介绍：

定义与结构

管式换热器，又称管壳式热交换器或列管式热交换器，主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等部件组成。换热管被稳固地固定在管板上，而管板则焊在外壳两端，这种结构确保了流体在热交换器内的有序流动，并提供了热量传递的界面。

工作原理

管式换热器内部包含两组管道回路：一组用于传送热源流体（如热水、蒸汽等），另一组则用于传送被加热或冷却的流体。热源流体在换热管内部流动时，通过管壁将热量传递给在管外流动的另一种流体，从而实现热量的转移。

类型

固定管板式换热器：结构简单、紧凑，在相同的壳体直径内排管数**多，旁路**少。但壳程不能进行机械清洗，当换热管与壳体的温差较大时会产生温差应力，需在壳体上设置膨胀节，因而壳程压力受膨胀节强度的限制不能太高。适用于壳方流体清洁且不易结垢，两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。

浮头式换热器：一端管板不与外壳连为一体，可以沿轴向自由浮动。当换热管与壳体有温差存在，壳体或换热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力，且管束可从壳体内抽出，便于管内和管间的清洗。但结构较复杂，用材量大，造价高，浮头盖与浮动管板之间若密封不严，会发生内漏，造成两种介质的混合。适用于壳体和管束壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。

U型管式换热器：只有一个管板，换热管为U型，管子两端固定在同一管板上。管束可以自由伸缩，当壳体与U型换热管有温差时，不会产生温差应力。结构简单，只有一个管板，密封面少，运行可靠，造价低，管束可以抽出，管间清洗方便。但管内清洗比较困难，由于管子需要有一定的弯曲半径，故管板的利用率较低，管束**内层管间距大，壳程易短路，内层管子坏了不能更换，因而报废率较高。适用于管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢，而管程介质清洁不易结垢以及高温、高压、腐蚀性强的场合。

釜式换热器：在壳体上部设置适当的蒸发空间，同时兼有蒸汽室的作用。管束可以为固定管板式、浮头式或U型管式。清洗维修方便，可处理不清洁、易结垢的介质，并能承受高温、高压。适用于液-汽式换热，可作为**简结构的废热锅炉。

优势

高效传热：管束结构增大传热面积，提高传热效率。折流挡板提高壳程流体流速，增强传热效果。

结构坚固：采用碳钢、不锈钢、铜等金属材料，具有良好的耐高温、高压性能。

适应性强：模块化设计便于拆卸清洗，降低运维成本。

应用广泛：在化工、石油、电力、食品及制药等行业中发挥着关键作用。

应用场景

化工行业：用于反应器加热或冷却，移除反应热，防止温度失控，保障反应选择性。

石油炼化：为精馏塔提供稳定热源，实现组分高效分离。

制药行业：快速冷却反应产物，缩短生产周期，提升产品纯度。

余热回收：提高能源利用效率，降低能源消耗。

食品加工：用于牛奶、啤酒、果汁等的加热和冷却。

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