间壁式换热器的类型
间壁式换热器
产品特点
产品特点
间壁式换热器的特点是冷，热两流体被一层固体壁面（管或板）隔开，不相混合，通过间壁进行热交换。
类型
01
板式换热器
02
夹套式换热 器
03
沉浸式蛇管 型
04
喷淋式换热 器
06
管壳式换热 器
05
套管式换热 器
板式换热器
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩 形通道，通过半片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热 损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下， 其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上。
套管式换热器
套管式换热器是由直径不同的直管制成的同心套管,并由U形弯头连接而成.在这种换热器中,一种流体走管内, 另一种流体走环隙,两者皆可得到较高的流速,故传热系数较大.另外,在套管换热器中,两种流体可为纯逆流,对数 平均推动力较大。套管换热器结构简单,能承受高压,应用亦方便(可根据需要增减管段数目).特别是由于套管换 热器同时具备传热系数大,传热推动力大及能够承受高压强的优点,在超高压生产过程(例如操作压力为3000大气 压的高压聚乙烯生产过程)中所用的换热器几乎全部是套管式。
清洗工艺
清洗工艺
1．隔离设备系统，并将换热器里面的水排放干净。 2．采用高压水清洗管道内存留的淤泥、藻类等杂质后，封闭系统。 3．在隔离阀和交换器间装上球阀（不小于1英寸=2.54厘米），进水和回水口都应安装。 4．接上输送泵和连接导管，使清洗剂从换热器的底部泵入，从顶部流出。 5．开始向凝汽器里泵入所需要的清洗剂（比例可根据具体情况调整）。 6．反复循环清洗到推荐的清洗时间。随着循环的进展和沉积物的溶解，反应时产生的气体也会增多，应随 时通过放气阀将多余的空气排出。随着空气的排出，换热器内的空间会增大，可加入适当的水，不要一开始就注 入大量的水，可能会造成水的溢出。 7．循环中要定时检查清洗剂的有效性，可以使用PH试纸测定。如果溶液保持在PH值2‐3时，那么清洗剂仍 然有效。如果清洗剂的PH值达到5‐6时， 8．达到清洗时间后，回收清洗溶液。并用清水反复冲洗交换器，直到冲洗干净至中性，用PH试纸测定PH值 6~7。
热质交换原理与设备复习资料
表示由于存在湿交换而增大了换热量，其值大小直 接反映了表冷器上凝结水析出的多少。 5、表冷器的热交换效率（P177）及接触系数（P178）的含义？ 表冷器的热交换效率定义式 ：ε1=
t1 t 2 t1 tw1
dQt i ib dQ c p (t tb )
t1 --处理前空气的干球温度，℃
9、冷却塔特性数及冷却数的含义 冷却塔特性数 N’
P208
冷却数 N 表示水温从 t1 降到 t2 所需要的特征数数值，它代表冷却 负荷的大小。
10、若某冷却塔足够高，其入塔空气干球温度为 20℃，湿球温度为 16℃，入塔水温为 60℃，液气比很小，则出塔水温为多少？若入塔 空气湿度增大，其他条件均不变，则出塔水温怎么变？（上升，下降 或不变）为什么？
η2=1- t 2 ts2
t1 ts1
7、喷淋室计算的主要原则
P200
(1)该喷淋室能达到的η1 应该等于空气处理过程需要的η1 （2）该喷淋室能达到的η2 应该等于空气处理过程需要的η2 （3）该喷淋室喷出的水能够吸收（或放出）的热量应该等于空气失 去的（或得到）的热量。
8、冷却塔内热质交换的基本方程（用语言描述）有哪些？ Merkel 焓差方程 水气热平衡方程 式（7-19） 式（7-22） P206 P207
同进入扩散管， 在扩散管的出口达到同一压力和温度后送给用户。 d、混合式冷凝器一般是用水与蒸汽直接接触的方法使蒸汽冷凝，最 后得到的是水与冷凝液的混合物，或循环使用，或就地排放。
2、湿式冷却塔可分为哪几类？各类型的特点是什么？ 解：湿式冷却塔可分为： （1）开放式冷却塔（2）风筒式自然冷却塔 （3）鼓风逆流冷却塔（4）抽风逆流冷却塔、抽风横流冷却塔 a、开放式冷却塔是利用风力和空气的自然对流作用使空气进入冷却 塔， 其冷却效果要受到风力及风向的影响， 水的散失比其它形式的 冷却塔大。 b、 风筒式自然冷却塔中利用较大高度的风筒， 形成空气的自然对流作 用，使空气流过塔内与水接触进行传热，冷却效果较稳定。 c、鼓风逆流冷却塔中空气是以鼓风机送入的形式， 而抽风冷却塔中 空气是以抽风机吸入的形式，鼓风冷却塔和抽风冷却塔冷却效果 好，稳定可靠。 3、影响喷淋室热质交换的结构因素 P196 （1）喷嘴排数（2）喷嘴密度（3）喷嘴方向（4）排管间距（5）喷 嘴孔径（6）空气与水的初参数
6-7换热器
a.切除过少 b.切除适当 切除过少 c.切除过多 切除适当 切除过多 挡板切除对流动的影响
24
（2）管壳式换热器的给热系数 ）
给热系数包括管内流动的给热系数和壳程给热系数， 给热系数包括管内流动的给热系数和壳程给热系数，管内 管内流动的给热系数和壳程给热系数 流体的给热系数前面已经学过， 流体的给热系数前面已经学过，而壳程的给热系数与折流挡板 的形状、板间距，管子的排列方式、 的形状、板间距，管子的排列方式、管径及管中心距等因素有 关。 壳程中由于设有折流挡板，流体在壳程中横向穿过管束， 壳程中由于设有折流挡板，流体在壳程中横向穿过管束， 流向不断变化，湍动增强， Re 可达到湍流状态。 流向不断变化，湍动增强，当即 > 100 可达到湍流状态。 管程给热系数和壳程给热系数的求取见课本P226. 管程给热系数和壳程给热系数的求取见课本
17
2. 浮头式 结构特点：两端的管板，一端不与壳体相连， 结构特点：两端的管板，一端不与壳体相连，可自由沿 管长方向浮动。 管长方向浮动。当壳体与管束因温度不同而引起热膨胀 管束连同浮头可在壳体内沿轴向自由伸缩， 时，管束连同浮头可在壳体内沿轴向自由伸缩，可完全 消除热应力。 消除热应力。 特点：结构较为复杂，成本高，消除了温差应力， 特点：结构较为复杂，成本高，消除了温差应力，是应 用较多的一种结构形式。 用较多的一种结构形式。
20
e、被冷却的流体宜走壳程，便于散热； 、被冷却的流体宜走壳程，便于散热； f、若两流体温差大，对于刚性结构的换热器，宜 、若两流体温差大，对于刚性结构的换热器， 将给热系数大的流体通入壳程，以减小热应力； 将给热系数大的流体通入壳程，以减小热应力； g、流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜，因 、流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜， Re 即可达到湍流。但这不是绝对的， 在壳程 > 100 即可达到湍流。但这不是绝对的， 如果流动阻力损失允许， 如果流动阻力损失允许，将这种流体通入管内并 采用多管程结构，反而会得到更高的给热系数。 采用多管程结构，反而会得到更高的给热系数。 以上各点常常不可能同时满足， 以上各点常常不可能同时满足，而且有时还会 相互矛盾，故应根据具体情况，抓住主要方面， 相互矛盾，故应根据具体情况，抓住主要方面， 作出适宜的决定。 作出适宜的决定。
板式换热器的种类
板式换热器的种类用板材构成传热面的间壁式板式换热器。
这类换热器结构紧凑，单位体积的传热面积较大。
其主要类型有：1.螺旋板式换热器结构如图所示。
其特点是有一端管板不与外壳相连，可以沿轴向自由伸缩。
这种结构不但完全消除了热应力，而且由于固定端的管板用法兰与壳体连接，整个管束可以从壳体中抽出，便于清洗和检修。
浮头式换热式应用较为普遍，但结构复杂，造价较高。
螺旋板换热器的直径一般在1.6m以内，板宽200～1200mm，板厚2～4mm。
两板间的距离由预先焊在板上的定距撑控制，相邻板间的距离为5～25mm。
常用材料为碳钢和不锈钢。
螺旋板换热器的优点是：①传热系数高：螺旋流道中的流体由于离心惯性力的作用，在较低雷诺数下即可达到湍流（一般在Re=1400～1800时即为湍流），并且允许采用较高流速010（液体2m/s，气体20m/s），所以传热系数较大。
如水与水之间的换热，其传热系数可达2000～3000W/(m2.℃），而列管式换热器一般为1000～2000W/(m2.℃）。
②不易结垢和堵塞：由于对每种流体流动都是单通道，流体的速度较高，又有离心惯性力的作用，湍流程度高，流体中悬浮的颗粒不易沉积，故螺旋板换热器不易结垢和堵塞，宜处理悬浮液及粘度较大的流体。
③能利用低温热源：由于流体流动的流道长和两流体可完全逆流，故可在较小的温差下操作，充分回收低温热源。
据有的资料介绍，若流体出口端热、冷流体温差可小至3℃。
④结构紧凑：单位体积的传热面积约为列管式的3倍。
螺旋板式换热器的主要缺点是：①操作压强和温度不宜太高：目前最高操作压强不超过20at，温度在400℃以下。
②不易检修：因常用的螺旋板换热器被焊成一体，一旦损坏，修理很困难。
2.平板式换热器平板式换热器（通常为板式换热器）主要由一组冲压出一定凹凸波纹的长方形薄金属板平行排列，以密封及夹紧装置组装于支架上构成。
两相邻板片的边缘衬有垫片，压紧后可以达到对外密封的目的。
换热器
3.3 换热器选择3.3.1 换热器的类型换热器种类很多，按热量交换原理和方式，可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。
其中间壁式换热器按传热面的形状和结构可分为：管壳式、板式、管式、液膜式、板壳式与热管。
目前，在换热设备中，使用量最大的是管壳式换热器。
管壳式换热器又称列管式换热器，该类换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到最广泛的应用。
近年来，尽管受到了其他新型换热器的挑战，但反过来也促进其自身的发展。
在换热器向高参数、大型化发展的今天，管壳式换热器仍占主导地位。
列管式换热器可根据其结构特点，分为固定管板式、浮头式、U形管式、填料函式和釜式重沸器五类。
各类换热器特性如下表。
表3-1 各类换热器特性3.3.2 换热器选型原则换热器选型时需要考虑的因素很多，主要是流体的性质；压力、温度及允许压力降得范围；对清洗、维修的要求；材料价格；使用寿命等。
本项目选用目前应用最广泛的列管式换热器。
列管式换热器中常用的是固定管板式和浮头式两种。
一般要根据物流的性质、流量、腐蚀性、允许压降、操作温度与压力、结垢情况和检修清洗等要素决定选用列管换热器的型式。
从经济角度看，只要工艺条件允许，应该优先选用固定管板式换热器。
但遇到以下两种情况时，应选用浮头式换热器。
①壳壁与管壁的温差超过70℃；壁温相差50～70℃。
而壳程流体压力大于0.6MPa时，不宜采用有波形膨胀节的固定管板式换热器。
②壳程流体易结垢或腐蚀性强时不能采用固定管板式换热器。
综合考虑本次设计任务及制造、经济等个方面，本次设计主要采用浮头式和固定管板式换热器。
3.3.3换热管规格选择①管子的外形：列管换热器的管子外形有光滑管和螺纹管两种。
一般按光滑管设计。
当壳程膜系数低，采取其他措施效果不显著时，可选用螺纹管，它能强化壳程的传热效果，减少结垢的影响。
②管子的排列方式：相同壳径时，采用正三角形排列要比正方形排列可多排布管子，使单位传热面积的金属耗量降低。
换热器基本知识
（2） 浮头式换热器
浮头式换热器 1—防冲板；2—折流板；3—浮头管板；4—钩圈；5—支耳
浮头式换热器
• 浮头式换热器 管束一端的管板可自由浮动，完 全消除了热应力;且整个管束可从壳体中抽出, 便于机械清洗和检修。浮头式换热器的应用较 广。
• 优点：管间和管内清洗方便，不会产生热应力 ；
• 缺点：结构复杂，造价比固定管板式换热器高 ，设备笨重，材料消耗量大，且浮头小盖在操 作中无法检查，制造时对密封要求较高。
• 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。
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
• 缺点：由于受弯管曲率半径的限制，其换热管 排布较少，管束最内层管间距较大，管板的利 用率较低，壳程流体易形成短路，对传热不利 。当管子泄漏损坏时，只有管束外围处的U形 管才便于更换，内层换热管坏了不能更换，只 能堵死，而坏一根U形管相当于坏两根管，报 废率较高。
传热复习题(一)参考答案
《传热技术》复习题(一)参考答案一、填空题1、写出三种间壁式换热器的名称：套管式换热器、管壳式换热器和板式换热器。
2、换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这往往是由于传热管表面有污垢积存的缘故。
3、用套管换热器加热内管的空气，蒸气在管间冷凝。
现欲通过实验方法测定蒸气和空气的给热系数，需要的主要仪器有温度计、流量计。
4、用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于饱和蒸汽侧流体的温度值。
5、蒸气冷凝分滴状冷凝和膜状冷凝。
6、冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T1＝400℃，出口温度T2为200℃，冷气体进口温度ｔ＝50℃，两股气体的质量流量相同，物性数据可视1为相同，若不计热损失时，冷气体出口温度为250 ℃；若热损失为5％时，冷气体出口温度为240 ℃7、应用准数关联式求取对流传热系数时，应注意：（1）应用范围；（2）特征尺寸；（3）定性温度。
8、列管换热器中，用饱和水蒸汽加热空气。
空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近水蒸汽的温度，总传热系数接近空气的对流传热系数。
9、列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是强化传热和支撑管束。
10、如图所示为间壁式换热器中冷流体B与热流体A的稳态传热过程的温度分布曲线，该传热过程是由对流传热、热传导和对流传热三个串联的热传递环节组成，由图分析可知:α1< α2，因此若强化该传热过程，应从A 侧着手。
11、强化传热的方法之一是提高K值. 而要提高K值,则应提高对流传热系数较小一侧的对流传热系数。
12、有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为λ>第二种为λ，若作为换热器材料，应选用第一种；当作为保温材料时，应选用第二种。
13、某大型化工容器的外层包上隔热层，以减少热损失，若容器外表温度为150℃，而环境温度为20℃，要求每平方米热损失不大于500w，采用某隔热材料，其导热系数λ=0.35W/m2.K，则其厚度不低于91mm 。
间壁式换热器及其热工计算方法
do di
1
doho
(2-7-3)
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2020/6/11
2.7.1 间壁式换热器的
热工计算
热质交换过程与设备. 第二章
单位管长内外表面积分别为和。此时传热系数具有如下形
式： 对外表面
Ko
do di
1 hi
do
2
1
ln
do di
1 ho
对内表面：
Ki
di do
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2020/6/11
2.7.1 间壁式换热器的
热工计算
热质交换过程与设备. 第二章
3 平均温差
一、顺流和逆流情况下的平均温差 在《传热学》里，为了得到顺流和逆流情况下的平均
温差，我们作出以下假定：
（1）两种流体的质量流量和比热在整个传热面上保持定 值；
（2）传热系数在整个传热面上不变；
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2020/6/11
2.7.1 间壁式换热器的
热工计算
热质交换过程与设备. 第二章
二、其它流动方式时的平均温差
除顺流、逆流外，根据流体在换热器中的安排，还有 交叉流、混合流等。对于这些复杂情况下的平均温差，理 论上可在附加一些假设条件后，用解析解法求出，但这些 解析结果均过于繁琐，在工程计算中常采用先按逆流计算
1 ho
1
di
2
ln
do di
1 hi
其中
Ko Ao Ki Ai
(2-7-4) (2-7-5)
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2020/6/11
2.7.1 间壁式换热器的
间壁式换热器的分类和应用分析
间壁式换热器的分类和应用分析换热器又称热交换器，是一种将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备。
在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。
换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。
在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。
文对几种主要的间壁式换热器的工作原理进行了分析，并指出了其适用范围，为工作人员对各种间壁式换热器正确选型和使用提供参考意见。
2. 间壁式换热器的主要类型及其特征2.1板式换热器板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器，最初用于食品工业，50年代逐渐推广到化工等其它工业部门，现已发展成为高效紧凑的换热设备。
板式换热器是由一组金属薄板、相邻薄板之间衬以垫片并用框架夹紧组装而成，各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。
如图2.1为板式换热器矩形板片结构示意图，其四角开有圆孔，形成流体通道。
冷热流体交替地在板片两侧流过，通过板片进行换热。
具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。
2.2板翅式换热器板翅式换热器是一种更为高效、紧凑、轻巧的新型换热器。
板翅式换热器的结构型式很多，但其基本结构元件相同，即在两块平行的薄金属板（平隔板）间，夹入波纹状的金属翅片，两边以侧条密封，组成一个单元体。
将带有流体进、出口的集流箱焊到板束上，就成为板翅式换热器。
板翅式换热器的主要优点是：传热性能好。
由于翅片在不同程度上促进了湍流并破坏了传热边界层的发展，故传热系数很大。
冷、热流体间的传热不仅仅以隔板为传热面，大部分热量是通过翅片传递的，结构高度紧凑，单位体积的传热面积可达2500m2/m3，最高可达4300m2/m3。
通常板翅式换热器采用铝合金制造，因此换热器的重量轻。
同时由于翅片对隔板的支撑作用，其允许的操作压力也较高，可达5MPa。
(完整)传热复习题(一)参考答案
《传热技术》复习题（一）参考答案一、填空题1、写出三种间壁式换热器的名称：套管式换热器、管壳式换热器和板式换热器。
2、换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这往往是由于传热管表面有污垢积存的缘故。
3、用套管换热器加热内管的空气,蒸气在管间冷凝。
现欲通过实验方法测定蒸气和空气的给热系数，需要的主要仪器有温度计、流量计 .4、用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于饱和蒸汽侧流体的温度值。
5、蒸气冷凝分滴状冷凝和膜状冷凝.6、冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T1＝400℃，出口温度T2为200℃,冷气体进口温度ｔ1＝50℃，两股气体的质量流量相同，物性数据可视为相同，若不计热损失时，冷气体出口温度为 250 ℃；若热损失为5％时，冷气体出口温度为 240 ℃7、应用准数关联式求取对流传热系数时，应注意：(1) 应用范围；（2）特征尺寸 ;（3）定性温度 .8、列管换热器中，用饱和水蒸汽加热空气。
空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近水蒸汽的温度，总传热系数接近空气的对流传热系数。
9、列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是强化传热和支撑管束。
10、如图所示为间壁式换热器中冷流体B与热流体A的稳态传热过程的温度分布曲线，该传热过程是由对流传热、热传导和对流传热三个串联的热传递环节组成，由图分析可知:α1〈α2，因此若强化该传热过程，应从 A 侧着手。
11、强化传热的方法之一是提高K值。
而要提高K值，则应提高对流传热系数较小一侧的对流传热系数.12、有两种不同的固体材料,它们的导热系数第一种为λ>第二种为λ，若作为换热器材料，应选用第一种；当作为保温材料时，应选用第二种。
13、某大型化工容器的外层包上隔热层，以减少热损失，若容器外表温度为150℃,而环境温度为20℃，要求每平方米热损失不大于500w，采用某隔热材料，其导热系数λ=0.35W/m2.K，则其厚度不低于 91mm 。
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(一)蛇管式换热器
蛇管式换热器可分为两类。
1)沉浸式蛇管换热器蛇管多用金属管子弯制而成，或制成适应容器要求的形状，沉浸在容器中。
两种流体分别在蛇管内、外流动而进行热量交换。
几种常用的蛇管形式如图所示。
图4-40 蛇管的形状
2）喷淋式换热器，它多用作冷却器。
喷淋式换热器如图4-41所示。
这种设备常放置在室外空气流通处，冷却水在空气中汽化时可带走部分热量，以提高冷却效果。
它和沉浸式蛇管换热器相比，还具有便于检修和清洗、传热效果也较好等优点，其缺点是喷淋不易均匀。
图4-41 喷淋式换热器
1-弯管 2-循环泵 3-控制阀
(二)套管式换热器
套管式换热器系用管件将两种尺寸不同的标准管连接成为同心圆的套管，然后用180°的回弯管将多段套管串联而成，套管换热器的优点为：构造简单；能耐高压；传热面积可根据需要而增减；适当地选择管内、外径，可使流体的流速较大；且双方的流体作严格的逆流，都有利于传热。
其缺点为：管间接头较多，易发生泄漏；单位长度具有传热面积较小。
在需要传热面积不太大且要求压强较高或传热效果较好时，宜采用套管式换热器。
如图4-42所示。
图4—42 套管式换热器
(三)列管式换热器
列管换热器是目前化工生产中应用最广泛的传热设备。
与前述的各种换热器相比，主要优点是单位体积所具有的传热面积较大以及传热效果较好；此外，结构简单，制造的材料范围较广，操作弹性也较大等，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。
根据热补偿方法的不同，列管换热器有下面几种型式。
1.固定管板式
所谓固定管板式即两端管板和壳体连接成一体，因此它具有结构简单和造价低廉的优点。
但是由于壳程不易检修和清洗，因此壳方流体应是较洁净且不易结垢的物料。
当两流体的温度差较大时，应考虑热补偿。
图4—43为具有补偿圈(或称膨胀节)的固定板式换热器，即在外壳的适当部位焊上一个补偿圈，当外壳和管束热膨胀不同时，补偿圈发生弹性变形(拉伸或压缩)，以适应外壳和管束的不同的热膨胀程度。
这种热补偿方法简单，但不宜用于两流体的温度差太大(不大于70℃)和壳方流体压强过高 (一般不高于600kPa)的场合。
固定管板式换热器如图4—5所示。
图4-43 具有补偿圈的固定管板式换热器
1一挡板2-补偿圈3-放气嘴
2.U型管换热器
这种型式换热器的结构也较简单，重量轻，适用于高温和高压的场合。
其主要缺点是管内清洗比较困难，因此管内流体必须洁净；且因管子需一定的弯曲半径，故管板的利用率较差。
U型管换热器如图4-44所示。
管子弯成U型，管子的两端固定在同一管板上，因此每根管子可以自由伸缩，而与其它管子及壳体无关。
图4-44 U型管换热器
1一U型管 2一壳程隔板 3一管程隔板
3.浮头式换热器
浮头式换热器两端管板之一不与外壳固定连接，该端称为浮头。
当管子受热(或受冷)时，管束连同浮头可以自由伸缩，而与外壳的膨胀无关。
浮头式换热器不但可以补偿热膨胀，而且由于固定端的管板是以法兰与壳体相连接的，因此管束可从壳体中抽出，便于清洗和检修。
故浮头式换热器应用较为普遍。
但该种换热器结构较复杂，金属耗量较多，造价也较高。
如图4-45所示
图4-45 浮头式换热器
1一管程隔板2一壳程隔板3一浮头
(一)夹套式换热器
这种换热器构造简单，换热器的夹套孝装在容器的外部，夹套与器壁之间形成密闭的空间，为载热体(加热介质)或载冷体(冷却介质)的通路。
夹套通常用钢或铸铁制成，可焊在器壁上或者用螺钉固定在容器的法兰或器盖上。
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夹套式换热器主要应用于反应过程的加热或冷却。
在用蒸汽进行加热时，蒸汽由上部接管进入夹套，冷凝水则由下部接管流出。
作为冷却器时，冷却介质(如冷却水)由夹套下部的接管进入，而由上部接管流出。
如图4—46所示。
图4-46 夹套式换热器
1一容器2一夹套
(二)板式换热器
板式换热器主要由一组长方形的薄金属板平行排列、夹紧组装于支架上而构成。
两相邻板片的边缘衬有垫片，压紧后可达到密封的目的，且可用垫片的厚度调节两板间流体通道的大小。
每块板的四个角上，各开一个圆孔，其中有两个圆孔和板面上的流道相通，另外两个圆孔则不相通，它们的位置在相邻板上是错开的，以分别形成两流体的通道。
冷、热流体交替地在板片两侧流过，通过金属板片进行换热。
每块金属板面冲压成凹凸规则的波纹，以使流体均匀流过板面，增加传热面积，并促使流体湍动，有利于传热。
板式换热器的示意图如图4-47所示。
板式换热器的优点是：结构紧凑，单位体积设备所提供的传热面积大；总传热系数高，如对低粘度液体的传热，K值可高达7000W／(m2·℃)；可根据需要增减板数以调节传热面积；检修和清洗都较方便。
板式换热器的缺点是：处理量不太大；操作压强较低，一般低于1500kPa，最高也不超过2000kPa；因受垫片耐热性能的限制，操作温度不能过高，一般对合成橡胶垫圈不超过130℃，压缩石棉垫圈低于250℃。
(三)螺旋板式换热器
如图4—48所示，螺旋板式换热器是由两块薄金属板焊接在一块分隔挡板(图中心的短板)上并卷成螺旋形而成的。
两块薄金属板在器内形成两条螺旋形通道，在顶、底部上分别焊有盖板或封头。
进行换热时，冷、热流体分别进入两条通道，在器内作严格的逆流流动。
图4-47 板式换热器示意图图4-48 螺旋板式换热器
三、翅片式换热器
(一)翅片管换热器
如图4-49所示，翅片式换热器的构造特点是在管子表面上装有径向或轴向翅片。
常见的翅片如图4-50所示。
图4-49 翅片式换热器
(a)翅片式换热器(b)翅片管断面
当两种流体的对流传热系数相差很大时，例如用水蒸气加热空气，此传热过程的热阻主要在气体一侧。
若气体在管外流动，则在管外装置翅片，既可扩大传热面积，又可增加流体的湍动，从而提高换热器的传热效果。
一般来说，当两种流体的对流传热系数之比为3：1或更大时，宜采用翅片式换热器。