干货：管壳式换热器结构特点！

        一般来说，管壳式换热器制造容易，生产成本低，选材范围广，清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，且能适应高温高压。虽然它在结构紧凑性、传热强度和单位金属消耗量方面无法与板式和板翅式换热器相比，但它由于具有前述的一些优点，因而在化工、石油能源等行业的应用中仍处于主导地位。

国际国内制造标准有哪些？

管壳式换热器是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器，这种换热器结构较简单、操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。（设计制造遵循标准：国外 TEMA   ASME   国内  GB151、GB150） 。

管壳式换热器封头选取原则

1、管壳侧是否需要清洗；

2、是否需要移动管束；

3、是否需要考虑热膨胀；

前封头类型：A、B、C、D、N

后封头类型：L、M、N、P、S、T、W

后封头又分为固定式、浮头式以及U型管，相对于固定式，浮头式造价更高、需要更大的壳径、低的换热效果（由于泄漏流C的存在），优点则是一端具有自由度可以处理好热膨胀问题。

  前封头  

A型封头：适应于管程流体较脏，需要经常清洗的情况。

B型封头：单法兰经济型最好，由于易于采购，是最常用的封头

C型封头：带管板和可拆盖，管侧清洗方便，可以处理管程高压和高危介质（适当），适于壳侧管束较重以及壳侧需要清洗的情况。

D型封头：特种高压型，适用于特殊高压的工况（管箱焊在管板上）

N型封头：带管板和可拆盖，管束不可拆，此种封头经济性最好，接近管板容易；可以处理壳侧高危介质。

A型封头与B型封头相比多了一片法兰，其耐压性没有B型封头好，其优点是换热器检修时不许将封头拿掉，相对于B型封头来说更加方便。 C型封头、N型封头换热器中的管束是可抽出的，其中C型封头的换热器中的管板和管箱是焊在一起的。

 后封头  

L型后封头：和A型前封头相同；

M型后封头：和B型前封头相同；

N型后封头：和N型前封头相同；

U型：U型管束，管束可移动，壳侧容易清洗；热膨胀处理优秀，经济（无法兰）；缺点是管侧无法清洗，更换管束困难，弯头部位容易冲刷损伤。

P型封头和W型封头已经被淘汰，不在使用。

S型封头：其尺寸特点是其后封头要比壳体的直径大，优点是可以解决换热器设计过程中的两个问题，一是可以消除换热器的热应力，二是换热器的管壳侧都可以进行清洗。

T型封头和S型封头相似，但其后封头尺寸和壳体直径相同，且其内封头和管束可以直接抽出,但T型封头和S型封头相比，受力情况没有S型封头好，唯一的好处是抽芯方便，在工程设计中一般不选用T。

管壳式换热器管箱结构

常见的管箱结构大致可以分为以下几类，如下图所示。

A 型管箱 可用于单管程和多管程，优点是便于清洗换热器的管程；缺点是管箱盖结构用材较多，当尺寸较大时，需要锻件，故建议A 型管箱宜用于DN≤900mm 的场合。

B 型管箱 用于单管程和多管程，优点是结构简单，便于制造；缺点是检修和清洗管程的换热管内时，需将管箱上的接管法兰和设备法兰拆开，并取下整体管箱。

C 型管箱 该管箱是多管程换热器的返回管箱。

D 型管箱 该管箱用于单管程换热器的进出口管箱。

管箱平盖 是管箱的重要组成部分，不同的平盖可以根据用途、材料耗费、方便清洁等方面进行选择。

管箱平盖的结构型式如图所示。

a)  下图为整体结构的管箱盖 ，主要用于管箱为碳钢或低合金钢材料的场合。

b) 下图为复合结构的管箱盖 ，用于管箱为不锈钢或耐蚀合金材料的场合。

c) 下图是采用衬板塞焊的管箱盖 ，但不适用于真空状态的场合。

整体结构管箱盖的有效厚度应等于管箱盖的实际厚度减去管箱腐蚀裕量或管箱腐蚀裕量与分程隔板槽深度的大值。对于复合管箱盖和衬层管箱盖，其复合层或衬层厚度不包括在有效厚度之内。

管壳式换热器壳体

E型壳体： 为单程壳体，在设计过程中一般优先选择，它适用于所有的情况，单相换热更优，缺点是压降较大。

F型壳体 ： 适用于场地受限，需要双壳程的情况，比较适合于单相换热，纯逆流换热，传热温差大；缺点是F型壳体有分程隔板，此处会发生漏流，而且壳程进口与出口处的压差和温差都是最大的，会发生漏温且分程隔板也容易发生变形。所以F型壳体适用于压差和温差都不大的情况下。

G型壳体： 属于平行流换热器，该换热器的热流体出口温度可以比冷流体出口温度低，适用于需要做壳侧强化的卧式热虹吸再沸器、冷凝器等。

H型壳体： 双平行流换热器，主要用于冷凝和蒸发的工况下，而且壳体中不使用折流板。G/H型壳体的优点是传热温差大，比E型要高。

J型壳体： 分流壳体，一是适用于壳体气相压降较大，振动解决不了的情况；二是用于再沸器，相对于E型使得传热的效果比较稳定；三是用于部分冷凝的工况，其缺点则是传热温差较小，传热系数也不大。

K型壳体： 主要用于管程热介质，壳侧蒸发的工况，在废热回收条件下使用。

X型壳体： 冷热流体属于错流流动，其优点是压降非常小，当采用其他壳体发生振动，且通过调整换热器参数无法消除该振动时可以使用此壳体形式，其不足之处是流体分布不均匀，X型壳体并不经常使用。

在化工工艺手册中，I型壳体类型可EDR软件中的不是同一种壳体，其形式见I1，它的使用方式仅有一种搭配，就是BIU，U型管换热器。

换热器折流板  

单弓形折流板： 优点是可以达到最大的错流，缺点是压降较高，且窗口的管束容易发生振动；设计要点是折流板圆缺率在17%-35%之间，折流板间距在0.2-1.0倍的壳径。此种类型折流板适用于大部分场合。

NITW： 该折流板窗口不布管，管子支撑完美，不引起管束振动，缺点是相同的壳径大小，布管数较少，需要的壳体直径大。设计要点：15%的折流板圆缺率。适合的场合是气体振动和压降受限。

双弓形折流板： 优点是压降低，更好的规避振动的问题；缺点是大的窗口流动面积；设计要点：5%-30%的圆缺率，默认两排管重叠；适合场合时振动和压力受限的换热器（相对于单弓形折流板来说）。

螺旋折流板： 分为单螺旋折流板和双螺旋折流板优点是换热好，压降低，流动均匀；缺点是制造困难；设计要点是螺旋角度5-45°，适合的场合时压降受限，容易结垢的场合。

折流杆： 优点是支撑优，流动均匀，压降低基本无振动问题；缺点是低的换热效果；管子布置只能为45°和90°；适合场合是低压降气体冷凝和换热。

窝巢型： 支撑优，流动均匀，压降低；缺点是比换热效果不好，设计基本无要求。

蛋框型： 支撑好，制造经济；缺点是高温应力下发生变形；设计基本无要求。