1.3.3 间壁式换热器（Surface type heat exchanger）

因其冷、热流体被固体表面壁隔开，并通过表面壁的直接传导进行热量交换，又称为表面式换热器。间壁式换热器是现在使用最广的换热器，所以按照其结构的不同可分为：套管式、管壳式、热管式、板式、螺旋板/管式和板翅式等。文献综述

在三类换热器中，间壁式换热器应用最多，管壳式换热器是间壁式换热器中被运用最广和最基础的换热器。管壳式换热器又能分为：

（1） 固定管板式换热器

顾名思义，就是将换热管束两端的管板与壳体之间直接焊接在一起。虽然其结构简单，但这样会使壳程无法进行机械清洗，且当流体之间温差较大时产生的热膨胀所导致的热应力对壳体的破坏无法消除，从而导致泄漏。所以当流体的温差较大时需要加装膨胀节或波纹管等补偿元件。

（2） U型管式换热器

这类换热器的换热管为U形，换热管两端固定在一侧的管板上，管子可以自由伸缩，从而在换热过程中换热管不会因为温差而受温度应力的影响。因只固定了一端的管板，所以壳体和换热管都能被清洗。但由于U形管回弯部位的结构特点，导致流体横向流动时容易产生振动。

（3） 浮头式换热器

此类换热器两端分别称为固定端和浮头端。固定端的管板与壳体利用法兰相互固定，而浮头端的浮动管板和壳体之间没有约束，可以自由滑动。这一特点即适用于温差较大的流体，又方便后续清洗和检修。但相比于固定管板式换热器其缺点在于浮头端的结构相对复杂，浮动端填料函处在高压作用下容易发生泄漏，从而导致其应用范围受到了限制，适用压力范围在：  。

（4） 填料函式换热器

管束的一侧管箱与壳体之间通过填料函密封，可以自由滑动。管束可以自由伸缩，相比浮头式换热器减少了管箱盖，但填料处容易泄漏，导致其不能被使用于易挥发、有毒和高压的流体之间的换热。

（5） 釜式重沸器

这类换热器带有蒸发空间，是固定管板式换热器、浮头式换热器和U型管式换热器的变形。蒸发空间使得壳程空间加倍增大，能够承受高温高压，适用于气体之间的热交换。

管壳式换热器主要由换热管束、壳体、管箱、分程隔板、支座等组成。换热管束包括换热管、管板、折流板、支持板、拉杆和定距管等。换热管可为普通光管、翅片管等。材料有碳素钢、低合金钢、铜材、铝材、不锈钢等。壳体一般有圆筒形和方形。管箱为椭圆形封头管箱、球形封头管箱和平盖管箱。分程隔板可将管程及壳程介质分成多程，以提高传热面积达到提高传热效能的作用。

本次设计拟采用管壳式换热器中的浮头式作为设计对象。新型浮头式换热器的浮头端包括圆筒、外头盖侧法兰、浮头管板、钩圈、浮头盖和外头盖。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com

1.4 换热器的传热强化

为了使新型管壳式换热器能够达到提高传热效能，提高其经济性和能源利用率，根据换热器的工作原理，主要可以从流体流经的不同区域，即管程和壳程的结构入手，对换热器进行强化传热。

1.4.1 管程的强化传热技术

（1） 改变传热表面的形状

一般的换热器所采用的换热管为圆筒形光管，其表面光滑，可以是流体平稳地流过。但若流体在管内压强过大，流速就会过快，导致流体不能充分换热。所以通过改变传热表面形状，扩大管内外传热面积，达到提高传热效率。一般是在管壁上进行加工，制作成譬如螺纹管、横纹槽管、缩放管和翅片管等有凸起或凹肋的换热管，增加流体的扰动及接触面积，从而提高传热效率。