换热器的壳体设计毕业设计
管壳式换热器设计毕业设计
管壳式换热器设计毕业设计目录1 引言 (1)1.1 管壳式换热器的研究 (1)1.2 管壳式换热器的研究趋势 (1)1.3 螺旋板式换热器的研究 (2)1.3.1 螺旋板式换热器国内研究进展 (2)1.3.2 螺旋板式换热器国外研究进展 (2)1.4 本课题的目的和意义 (2)2管壳式换热器的工艺计算 (3)2.2 确定管程软水的物性参数 (3)2.2.1 定性温度 (3)2.2.2 热容 (4)2.2.3 黏度 (4)2.2.4 导热系数 (4)2.2.5 密度 (4)2.3 确定壳程气氨的物性参数 (4)2.3.1 定性温度 (4)2.3.2 热容 (4)2.3.3 黏度 (4)2.3.4 导热系数 (4)2.3.5 密度 (4)2.4 估算传热面积 (4)2.4.1 热负荷Q按大的传热量 (4)： (5)2.4.2 平均有效温差tm2.4.3 传热面积 (5)2.5 工艺结构尺寸 (5)2.5.1 决定通入空间，确定管径 (5)2.5.3 确定管程(数)、传热管数n、管长L及壳体内径 (5)2.5.4 拉杆 (5)2.5.5 折流板 (5)2.5.6 画布管图 (6)2.5.7 接管 (6)2.6 换热器核算 (7)2.6.1 传热能力的核算 (7)2.6.2 换热器内流体阻力计算 (9)3 管壳式换热器的结构设计及强度计算 (12)3.1 换热器筒体及封头的设计 (12)3.1.1 筒体设计 (12)3.1.2 封头与管箱设计 (12)3.2 换热器水压试验及其壳体应力校核 (13)3.2.1 压力试验的目的 (13)3.2.2 试验压力及应力校核 (13)3.3 开孔补强 (13)φ管程接管的补强计算 (13)3.3.1 对mm9219⨯φ壳程接管的补强计算 (15)3.3.2对mm480⨯103.4 法兰的选用 (17)3.4.1 筒体法兰的选用 (17)3.4.2 管法兰的选用 (17)3.5 折流板设计 (17)3.6 管板设计 (17)3.6.1换热气的设计条件 (17)3.6.2结构尺寸参数 (17)3.6.3各元件材料及其设计数据 (19)3.6.4设计计算 (19)3.7 支座形式的确定 (30)3.7.1 已知条件 (30)3.7.2 校核 (31)3.7.3 计算支座承受的实际载荷Q (31)M (31)3.7.4 计算支座处圆筒所受的支座弯矩L4 螺旋板式换热器的设计 (31)4.1 传热工艺计算 (31)4.1.1 传热量计算 (32)4.1 .2 冷却水的出口温度 (32)4.1.3 螺旋通道截面积与当量直径de的计算 (32)4.1.4 雷诺数Re和普朗特数P (32)r4.1.5 给热系数α的计算 (33)4.1.6 总传热系数K (33)4.1.7 对数平均温差t∆ (34)m4.1.8 换热器传热面积F (34)4.1.9 螺旋通道长度L (34)4.1.10 螺旋圈数n与螺旋体外径D (34)4.2 流体压力降ΔP计算 (35)4.2.1 按直管压力降的计算公式 (35)4.2.2 按大连工学院等单位推荐的公式计算 (36)4.3 螺旋板的强度、挠度与校核 (36)4.3.1 强度计算 (36)4.3.2 螺旋板的挠度 (37)4.3.3 螺旋板式换热器的稳定性 (38)4.4 螺旋板式换热器的结构尺寸 (38)4.4.1 密封结构 (38)4.4.2 定距柱尺寸 (38)4.4.3 换热器外壳 (38)4.4.4 进出口接管直径 (39)4.4.5 中心隔板的尺寸 (39)4.4.6 水压试验时应力校核 (40)结束语 (41)致谢 (42)参考文献 (43)1 引言换热设备是化工、炼油、动力、能源、冶金、食品、机械、建筑工业中普遍应用的典型设备。
换热器毕业设计论文
换热器毕业设计论文热交换器是工业中常用的换热设备，其主要功能是将流体间的热量传递给冷却介质或加热介质，以达到冷却或加热的目的。
热交换器具有体积小、传热效率高、操作安全稳定等优点，因此广泛应用于化工、电力、制药、石油等行业。
本论文以热交换器设计为主题，对热交换器的基本结构、传热原理及设计方法进行探讨，并通过实例分析热交换器在工业中的应用。
首先，本论文将介绍热交换器的基本结构。
热交换器通常由两个流体管道组成，分别为工艺流体管道和冷却/加热介质管道。
工艺流体通过热交换器时，与冷却/加热介质实现热量传递。
热交换器的结构包括壳体、管束、进出口管道等部分。
其中，壳体用于容纳工艺流体和介质，保证流体不泄露；管束则是工艺流体和介质进行传热的关键部分。
接下来，本论文将讨论热交换器的传热原理。
热交换器的传热原理主要包括传导、对流和辐射三种方式。
传导是指热量通过固体介质的传递，对流是指热量通过流体的流动传递，而辐射则是指热量通过电磁波辐射的方式传递。
在热交换器中，这三种传热方式同时存在，但其相对重要程度取决于热交换器的工况和设计要求。
最后，本论文将介绍热交换器的设计方法。
热交换器的设计涉及到传热面积、传热系数、流体流速等参数的确定。
设计时需要考虑工艺流体和冷却/加热介质的物性参数、流量要求等因素。
同时，还需要注意传热管道的材料选择、流体流动形式、管束的结构等因素对传热效率的影响。
根据热交换器的设计要求和工况条件，可以采用传热系数法、温度差法等不同的设计方法。
本论文以化工企业的换热器设计为例，详细分析了该换热器的结构、传热原理和设计方法，并对其进行了性能评估。
通过分析，得出了换热器的传热效率较高，结构合理可靠的结论。
同时，还提出了进一步提高换热器传热效率和节约能源的建议和措施。
总之，热交换器是工业生产中重要的换热设备，其设计与性能直接影响到工业生产的效率和能源利用率。
本论文对热交换器的结构、传热原理和设计方法进行了深入的研究，通过实例分析进一步验证了热交换器在工业中的应用效果。
管壳式换热器毕业设计简介
管壳式换热器（过热蒸汽0.65MPa,295℃;水0.8MPa,50℃）摘要本设计说明书是关于固定管板是换热器的设计，设计依照GB151-1999《钢制管壳式换热器》进行，设计中对换热器进行化工计算、结构设计、强度计算。
设计第一步是对换热器进行化工计算，主要根据给定的设计条件估算换热面积，初定换热器尺寸，然后核算传热系数，计算实际换热面积，最后进行阻力损失计算。
设计第二步是对换热器进行结构设计，主要是根据第一步计算的结果对换热器的各零部件进行设计，包括管箱、定距管、折流板等。
设计第三步是对换热器进行强度计算，并用软件SW6进行校核。
最后，设计结果通过图表现出来。
关键词：换热器，固定管板，化工计算，结构设计，强度计算。
AbtractThe design statement is about the fixed tube sheet heat exchanger .In the design of the heat exchanger ,the chemical calculation,the structure design and the strength calculation must according to GB151-1999“Steel System Type Heat exchanger ”.The first step of the design is the chemical calculation .Mainly according to the given design conditions to estimate the heat exchanger area and select heat exchanger size.Then check the heat transfer coefficient, calculate the actual heat transfer area,and finally calculate the resistance loss.The second step of the design of heat exchanger is the structural design of the heat exchanger. The design of heat exchanger parts mainly according to the first step of calculation.such as tube boxes , the distance control tube, baffled plates .The third step of the design of heat exchanger is the strength calculation and using SW6 software to check. Finally, the design results are shown in figures.Key words: heat changer, fixed tude plate, chemical calculation,structure design, strength calculation.一、前言管壳式换热器是目前应用最广的换热设备，它具有结构坚固、可靠性高、适用性强、选材广泛等优点。
管壳式换热器毕业设计
管壳式换热器毕业设计管壳式换热器毕业设计换热器是工业生产中常用的设备，用于传递热量。
而管壳式换热器是其中一种常见的类型。
在我的毕业设计中，我选择了管壳式换热器作为研究对象，旨在通过对其结构和性能的优化，提高换热效率，实现更节能环保的工业生产。
首先，我将对管壳式换热器的结构进行研究。
管壳式换热器由壳体、管束、管板等组成。
壳体是换热器的外壳，起到支撑和保护作用。
管束则是热交换的核心部件，由许多平行布置的管子组成。
管板则用于固定管束和壳体之间的密封。
通过对这些组成部分的研究，我将探索如何改进其结构，提高换热器的稳定性和耐用性。
其次，我将对管壳式换热器的换热性能进行分析。
换热性能是衡量换热器优劣的关键指标之一。
在我的设计中，我将通过数值模拟和实验验证的方法，研究不同工况下换热器的传热效率、压降和热损失等参数。
通过这些数据的分析，我将找出影响换热性能的关键因素，并提出相应的改进方案。
除了结构和性能的研究，我还将关注管壳式换热器的节能环保性。
在当今社会，环保已成为一个重要的议题。
因此，在我的设计中，我将探索如何通过改进换热器的设计和材料选择，减少能源消耗和环境污染。
例如，我将考虑使用高效换热材料和优化流体动力学设计，以提高换热器的能效和减少对外部环境的影响。
此外，我还将考虑管壳式换热器在不同应用领域中的适用性。
换热器广泛应用于化工、电力、石油等行业，而不同行业对换热器的要求也有所不同。
在我的设计中，我将研究不同行业对换热器的需求，并提出相应的设计方案。
例如，在化工行业中，换热器需要具有耐腐蚀性能；在电力行业中，换热器需要具有高温高压的稳定性。
通过针对不同行业的需求进行设计，我将使我的毕业设计更加实用和有针对性。
最后，我将通过实际制作和测试，验证我的设计方案的可行性和有效性。
通过对制造过程和测试数据的分析，我将进一步改进和优化我的设计，以实现更好的换热效果和节能环保效果。
总之，我的毕业设计将围绕管壳式换热器展开研究。
换热器毕业设计
t 设计题目：甲苯换热器设计（一）根据工艺条件，选取公称压力PN=1.0310⨯KPa（二）根据流体物性，选定换热管管材为：碳钢（三）由初算传热面积和选定的公称压力PN ，根据管壳式换热器行业标准TB/T4717,4715-92,初定换热器的工艺尺寸：公称换热面积：2134.3S m =公称直径：800mm换热管管长：L=3000mm换热管尺寸：φ19×2mm所需换热管根数n=776管程数：N P =2壳程数：N S =1管子的排列方法：正三角形排列（六）选择折流板采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为 mm h 15060025.0=⨯=折流板间距h 为外壳内径的0.2-~1倍，固定管板式的系列标准中的h 值为：150mm 、300mm 、600mm 三种 。
板间距过小，不利于制造和检修，阻力也较大。
板间距过大，流体就难于垂直地流过管束，使对流传热系数下降。
故取折流板板间距h=150mm则折流板数 ： 块）(39115.061=-=-=h l N B第3章 结构计算3.1筒体内径确定由工艺设计给定筒体内径800mm ，壳体材料为16MnR ，壳体的厚度取6mm 。
3.2管箱封头、垫片和法兰3.2.1管箱封头根据压力不高及直径小于900mm ，选用B 型椭圆形封头：DN600×10—16MnR JB/T4737即i D =600mm,高度i h =150mm,厚度n δ=10mm ，直边高度2h =40mm 。
3.2.2管箱垫片和法兰由于介质为甲苯且设计压力为0.65MPa ，介质温度小于200℃，所以选用镀锌薄钢板包石棉橡胶板垫片： G33-600-1.0--2 , JB/T4718—2000，D =654 d 622=法兰为600—1.0，JB/T4703—2000，法兰尺寸D=740mm ，1D =700mm ，2D =665mm ，4D =652mm ，δ=44mm ，H=105mm ，t δ=14mm ，a=17mm ，1a =14mm ，d=23mm ，选择M20的标准螺柱28根。
换热器设计毕业设计(论文)
.摘要此设计是在以安全为前提，在尽可能保证其质量、经济合理性和实用性等技术指标为前提下进行的设计。
BR01型板式换热器是一种高效紧凑的换热设备，它被应用到食品工业、冶金工业、机电工业、造纸工业、石油工业等领域。
而且其类型、结构和使用范围还在不断发展。
焊接型板式换热器的紧凑性好，重量轻、传热性能好、初始成本低特点。
本文对板式换热器的发展及应用领域作了简要的介绍，通过应用板式换热器的传热机理。
对板式换热器进行了热力计算和阻力计算，在满足了校核条件下，设计了板式换热器的基本结构如框架形式，板片结构及流程组合方式等结构参数。
确定了板片数为149的并联式流程组合的板式换热器，用Auto CAD绘制零件图及总图。
关键字：板式换热器；结构设计；热力计算；校核；经济性分析AbstractThe design is premise of security, in an mush an possible to ensure its quality, economically rational and practical technical indicators, such an under the premise of the design. Plate heat exchangers a compact and efficient heat transfer equipment, it is applied to the food industry, metallurgical industry, electromechanical industry, paper industry, oil industry and other fields. And its type, structure and scope are still evolving, Welded plate heat exchanger compactness has the features such as light weight, good heat transfer performance and low initial cost.In this paper, by the using of plate heat exchanger heat transfer mechanism the development of plate heat exchanger and applications are briefly introduced.It carried out the plate heat exchanger thermal calculation and resistance calculations, and designed the basic structure of the plate heat exchanger such as the frameworks, structure and processes combinations to meet the verification condition.Finally it determined the parallel flow plate heat exchanger with 149 of the plates and combined with Auto CAD drawing parts diagram and assembly drawings.Keywords:Plate heat exchanger; C onfiguration design; Thermodynamic calculation; Check;目录1. 绪论 (1)1.1板式换热器的概述 (1)1.2我国设计制造应用情况 (1)1.3国外著名厂家及其产品 (3)2. BR01型板式换热器的基本构造 (6)2.1BR01型板式换热器的基本构造 (6)2.2流程组合 (6)2.3框架型式 (8)2.4板片 (9)2.4.1 常用形式 (9)2.4.2混合 人字板及性能 (10)2.4.3 特种形式 (12)2.5密封圈 (12)2.6压紧装置 (13)3. 板式换热器的性能特点 (14)3.1板式换热器的主要优点 (14)3.2板式换热器的主要缺点 (16)3.3板式换热器与管壳式换热器的比较 (16)4. BR01型板式换热器的设计计算 (18)4.1板式换热器的设计计算概述 (18)4.2传热过程 (18)4.2.1 对流换热 (18)4.2.2 相变换热 (19)4.2.3导热 (20)4.3热力计算 (20)4.3.1 一般设计要求 (20)4.3.2 设计计算公式和曲线 (23)4.3.3 确定总传热系数的途径 (29)4.4换热器已知参数 (30)4.4.1 计算综述表 (36)5. 经济与技术分析 (41)5.1技术经济分析的原则 (41)5.2技术经济分析的标准 (41)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录A (45)附录B (46)辽宁工程技术大学毕业设计（论文）1. 绪论1.1 板式换热器的概况目前板式换热器已经成为高效、紧凑的热交换设备，且大量地应用于工业中,其发展已有一百多年的历史[1]。
换热器的设计--毕业设计
换热器的设计--毕业设计
换热器是利用它的热传导性能将一种流体向另一种流体（空气、水、汽、油）传递热量的设备。
它有利于减少大规模加热和冷却系统的能源消耗，具有节能环保的特点。
本次毕业设计的内容为换热器的设计。
换热器设计包括对换热器的性能要求分析和结构参数的确定、换热器结构设计及换热器用料及焊接处理分析。
首先，换热器工作条件和性能要求分析，将加热液系统的流体根据工作条件，计算关键参数，如温度，压力，热量等。
包括换热器的加热和冷却系统的流量、密度和容积等，其次，根据性能要求确定换热器的载体材料以及内部的结构参数，如管壁厚度和管径等，同时还要确定换热器的外形尺寸及联接方式。
其次，根据确定的换热器参数和材料来进行换热器结构设计，根据换热器内外多种流体的种类和运行要求设计换热管内外套层厚度，利用计算机软件有关换热器的计算公式，计算换热器的参数，如散热面积、换热面积、流体饱和温度间隔等，确定换热器内部管路和大管管排布。
最后，根据换热器的结构参数确定用料，分析换热器焊接处理，按照焊接类型在软件中建立换热器焊接工艺，确定焊接用料，确定焊接技术参数，如电流大小和焊接时间等，并进行焊接品质检查，保证换热器的安全性和可靠性。
通过换热器的设计可以满足系统的性能要求，提高节能效果及减少设备投资，为热联系工程提供参考和应用基础。
换热器毕业设计论文（共五篇）
换热器毕业设计论文（共五篇）第一篇：换热器毕业设计论文河南机电高等专科学校毕业设计说明书第1章浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种，它的特点是两端管板只有一端与外壳固定死，另一端可相对壳体滑移，称为浮头。
浮头式换热器由于管束的膨胀不受壳体的约束，因此不会因管束之间的差胀而产生温差热应力，另外浮头式换热器的优点还在于拆卸方便，易清洗，在化工工业中应用非常广泛。
本文对浮头式换热器进行了整体的设计，按照设计要求，在结构的选取上，即壳侧两程，管侧四程。
首先，通过换热计算确定换热面积与管子的根数初步选定结构,然后按照设计的要求以及一系列国际标准进行结构设计，设计的前半部分是工艺计算部分，主要设根据设计传热系数、压强校核、壳程压降、管程压降的计算；设计的后半部分则是关于结构和强度的设计。
主要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件（如壳体、折流板、管箱固定管板、分程隔板、拉杆、进出口管、浮头箱、浮头、支座、法兰、补强圈）的设计。
换热器是国民经济和工业生产领域中应用十分广泛的热量交换设备。
随着现代新工艺、新技术、新材料的不断开发和能源问题的日趋严重，世界各国已普遍把石油化工深度加工和能源综合利用摆到十分重要的位置。
换热器因而面临着新的挑战。
换热器的性能对产品质量、能量利用率以及系统运行的经济性和可靠性起着重要的作用，有时甚至是决定性的作用。
目前在发达的工业国家热回收率已达96%。
换热设备在现代装置中约占设备总重30%左右，其中管壳式换热器仍然占绝对的优势，约70%。
其余30%为各类高效紧凑式换热器、新型热管热泵和蓄热器等设备。
其中板式、螺旋板式、板翅式以及各类高效传热元件的发展十分迅速。
在继续提高设备热效率的同时，促进换热设备的结构紧凑性，产品系列化、标准化和专业化，并朝大型化的方向发展。
浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种。
换热管束包括换热管、管板、折流板、支持板、拉杆、定距管等。
换热管可为普通光管，也可为带翅片的翅片管，翅片管有单金属整体轧制翅片管、双金属轧制翅片管、绕片式翅片管、叠片式翅片管等，材料有碳钢、低合金钢、不锈钢、铜材、铝材、钛材等。
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换热器的壳体设计毕业设计目录第一章换热器概述11.1换热器的应用 (1)1.2换热器的主要分类 (1)1.2.1换热器的分类及特点 (1)1.2.2 管壳式换热器的分类及特点 (2)1.3管壳式换热器特殊结构 (5)1.4换热管简介 (5)第二章工艺计算72.1设计条件 (7)2.2换热器传热面积与换热器规格： (8)2.2.1 流动空间的确定 (8)2.2.2 初算换热器传热面积'A (8)2.2.3 传热管数及管程的确定 (9)2.2.4管心距的计算 (9)2.2.5换热器型号、参数的确定 (9)2.2.6壳体径计算 (9)2.2.7折流板的计算 (10)2.3换热器核算 (10)2.3.1传热系数核算 (11)2.3.2换热器的流体阻力 (13)2.3.3换热器的选型 (14)第三章 换热器的结构计算和强度计算 153.1换热器的壳体设计 (15)3.2筒体材料及壁厚 (15)3.3封头的材料及壁厚 (16)3.4管箱材料的选择及壁厚的计算 (16)3.5开孔补强计算 (17)3.6水压试验及壳体强度的校核 (19)3.7 换热管 (20)3.7.1 换热管的排列方式 (20)3.7.2 布管限定圆L D (20)3.7.3 排管 (21)3.7.4 换热管束的分程 (21)3.8 管板设计 (22)3.8.1 管板与壳体的连接 (22)3.8.2 管板计算 (22)3.8.3 管板重量计算 (26)3.9 折流板 (26)3.9.1 折流板的型式和尺寸 (27)3.9.2 折流板排列 (27)3.9.3 折流板的布置 (27)3.10拉杆与定距管 (27)3.10.1 拉杆的结构形式 (27)3.10.2 拉杆的直径、数量及布置 (28)3.10.3 定距管 (28)3.11法兰和垫片 (28)3.11.1固定端的壳体法兰、管箱法兰与管箱垫片 (28)3.11.2外头盖侧法兰、外头盖法兰与外头盖垫片、浮头垫片 (30)3.11.3 接管法兰型式与尺寸 (31)3.12钩圈式浮头 (32)3.12.1 浮头盖的设计计算 (33)3.13分程隔板 (38)3.14鞍座 (38)3.14.1 支反力计算如下 (38)3.14.2 鞍座的型号及尺寸 (40)3.15接管的最小位置 (40)3.15.1壳程接管位置的最小尺寸 (40)3.15.2 管箱接管位置的最小尺寸 (41)附录外文翻译 45参考文献55第一章换热器概述过程设备在生产技术领域中的应用十分广泛，是在化工、炼油、轻工、交通、食品、制药、冶金、纺织、城建、海洋工程等传统部门所必需的关键设备，而换热设备则是广泛使用的一种通用的过程设备。
在化工厂中，换热设备的投资约占总投资的10%～20%；在炼油厂，约占总投资的35%～40%。
1.1 换热器的应用在工业生产中，换热器的主要作用是将能量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，是流体温度达到工艺流程规定的指标，以满足工艺流程上的需要。
此外，换热器也是回收余热、废热特别是低位热能的有效装置。
例如，高炉炉气（约1500℃）的余热，通过余热锅炉可生产压力蒸汽，作为供汽、供热等的辅助能源，从而提高热能的总利用率，降低燃料消耗，提高工业生产经济效益。
随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。
换热器的设计、制造、结构改进及传热极力的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继面世。
1.2 换热器的主要分类在工业生产中，由于用途、工作条件和物料特性的不同，出现了不同形式和结构的换热器。
1.2.1 换热器的分类及特点管按照传热方式的不同，换热器可分为三类：1.直接接触式换热器又称混合式换热器，它是利用冷、热流体直接接触与混合的作用进行热量的交换。
这类换热器的结构简单、价格便宜，常做成塔状，但仅适用于工艺上允许两种流体混合的场合。
2.蓄热式换热器在这类换热器中，热量传递是通过格子砖或填料等蓄热体来完成的。
首先让热流体通过，把热量积蓄在蓄热体中，然后再让冷流体通过，把热量带走。
由于两种流体交变转换输入，因此不可避免地存在着一小部分流体相互掺和的现象，造成流体的“污染”。
蓄热式换热器结构紧凑、价格便宜，单位体积传热面比较大，故较适合用于气--气热交换的场合。
3.间壁式换热器这是工业中最为广泛使用的一类换热器。
冷、热流体被一固体壁面隔开，通过壁面进行传热。
按照传热面的形状与结构特点它又可分为：管式换热器：如套管式、螺旋管式、管壳式、热管式等；板面式换热器：如板式、螺旋板式、板壳式等；扩展表面式换热器：如板翅式、管翅式、强化的传热等。
1.2.2 管壳式换热器的分类及特点由于设计题目是浮头式换热器的设计，而浮头式又属于管壳式换热器，故特此介绍管壳式换热器的主要类型以及结构特点。
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，其具体结构如下图所示。
壳体多为圆筒形，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。
流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次就称为一个壳程，而图1-2-1所示为最简单的单壳程单管程换热器。
为提高管流体速度，可在两端管箱设置隔板，将全部管子均分为若干组。
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，也可以在壳体安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。
多管程与多壳程可以配合使用。
这种换热器的结构不算复杂，造价不高，可选用多种结构材料，管清洗方便，适应性强，处理量较大，高温高压条件下也能应用，但传热效率、结构的紧凑性、单位传热面的金属消耗量等方面尚有待改善。
由于管外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。
如果两流体温度相差较大，换热器将产生很大的热应力，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，管壳式换热器可以分为以下几种主要类型：固定管板式换热器：其结构如图1所示。
换热器的管端以焊接或胀接的方法固定在两块管板上，而管板则以焊接的方法与壳体相连。
与其它型式的管壳式换热器相比，结构简单，当壳体直径相同时，可安排更多的管子，也便于分程，同时制造成本较低。
由于不存在弯管部分，管不易积聚污垢，即使产生污垢也便于清洗。
如果管子发生泄漏或损坏，也便于进行堵管或换管，但无法在管子的外表面进行机械清洗，且难以检查，不适宜处理脏的或有腐蚀性的介质。
更主要的缺点是当壳体与管子的壁温或材料的线膨胀系数相差较大时，在壳体与管中将产生较大的温差应力，因此为了减少温差应力，通常需在壳体上设置膨胀节，利用膨胀节在外力作用下产生较大变形的能力来降低管束与壳体中的温差应力。
浮头式换热器：其结构如图2所示。
管子一端固定在一块固定管板上，管板夹持在壳体法兰与管箱法兰之间，用螺栓连接；管子另一端固定在浮头管板上，浮头管板夹持在用螺柱连接的浮头盖与钩圈之间，形成可在壳体自由移动的浮头，故当管束与壳体受热伸长时，两者互不牵制，因而不会产生温差应力。
浮头部分是由浮头管板，钩圈与浮头端盖组成的可拆联接，因此可以容易抽出管束，故管管外都能进行清洗，也便于检修。
由上述特点可知，浮头式换热器多用于温度波动和温差大的场合，尽管与固定管板式换热器相比其结构更复杂、造价更高。
U型管式换热器：其结构可参见图3。
一束管子被弯制成不同曲率半径的U型管，其两端固定在同一块管板上，组成管束，从而省去了一块管板与一个管箱。
因为管束与壳体是分离的，在受热膨胀时，彼此间不受约束，故消除了温差应力。
其结构简单，造价便宜，管束可以在壳体中抽出，管外清洗方便，但管清洗困难，故最好让不易结垢的物料从管通过。
由于弯管的外侧管壁较薄以及管束的中央部分存在较大的空隙，故U型管换热器具有承压能力差、传热能力不佳的缺点。
双重管式换热器：将一组管子插入另一组相应的管子中而构成的换热器，其结构可以参看图4。
管程流体（B流体）从管箱进口管流入，通过插管到达外套管的底部，然后返回，通过插管和外套管之间的环形空间，最后从管箱出口管流出。
其特点是插管与外套管之间没有约束，可自由伸缩。
因此，它适用于温差很大的两流体换热，但管程流体的阻力较大，设备造价较高。
填料函式换热器：图5为填料函式换热器的结构。
管束一端与壳体之间用填料密封，管束的另一端管板与浮头式换热器同样夹持在管箱法兰和壳体法兰之间，用螺栓连接。
拆下管箱、填料压盖等有关零件后，可将管束抽出壳体外，便于清洗管间。
管束可自由伸缩，具有与浮头式换热器相同的优点。
由于减少了壳体大盖，它的结构较浮头式换热器简单，造价也较低，但填料处容易泄漏，工作压力与温度受一定限制，直径也不宜过大。
1.3 管壳式换热器特殊结构包括有双壳程结构、螺旋折流板、双管板等特殊结构，这些结构将使换热器拥有更高的工作效率。
（1）双壳程结构：在换热器管束中间设置纵向隔板，隔板与壳体壁用密封片阻挡物流漏，形成双壳程结构。
适用场合：①管程流量大壳程流量小时，采用此结构流速可提高一倍，给热系数提高1～1.2倍；②冷热流体温度交叉时，但壳程换热器需要两台以上才能实现传热，用一台双壳程换热器不仅可以实现传热，而且可以得到较大的传热温差。
（2）螺旋折流板式换热器：螺旋折流板可以防止死区和返混，压降较小。
物流通过这种结构换热器时存在明显的径向变化，故不适用于有高热效率要求的场合。
（3）双管板结构：在普通结构的管板处增加一个管板，形成的双管板结构用于收集泄漏介质，防止两程介质混合。
1.4 换热管简介换热管是管壳式换热器的传热元件，采用高效传热元件是改进换热器传热性能最直接有效的方法。
国已使用的新效的换热管有以下几种：螺纹管：又称低翅片管，用光管轧制而成，适用于管外热阻为管热阻 1.5倍以上的单相流及渣油、蜡油等粘度大、腐蚀易结垢物料的换热。
（1）T形翅片管：用于管外沸腾时，可有效降低物料泡核点，沸腾给热系数提高1.6～3.3倍，是蒸发器、重沸器的理想用管。
表面多孔管：该管为光管表面形成一层多孔性金属敷层，该敷层上密布的小孔能形成许多汽化中心，强化沸腾传热。
（2）螺旋槽纹管：可强化管物流间的传热，物料在管靠近管壁部分流体顺槽旋流，另一部分流体呈轴向涡流，前一种流动有利于减薄边界层，后一种流动分离边界层并增强流体扰动，传热系数提高1.3～1.7倍，但阻力降增加1.7～2.5倍。