换热器的结构和分类

换热器类型和结构内容1、换热器的定义换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，即在一个大的密闭容器内装上水或其他介质,而在容器内有管道穿过。

让热水从管道内流过。

由于管道内热水和容器内冷热水的温度差，会形成热交换，也就是初中物理的热平衡，高温物体的热量总是向低温物体传递，这样就把管道里水的热量交换给了容器内的冷水，换热器又称热交换器。

2、换热器的分类与结构换热器按用途分类可以分为：冷却器、冷凝器、加热器、换热器、再沸器、蒸气发生器、废热（或余热)锅炉。

按换热方式可以分为：直接接触式换热器（又叫混合式换热器)、蓄热式换热器和间壁式换热器。

下面主要介绍一下按换热方式分类的换热器：1)直接接触式换热器直接接触式交换器是依靠冷、热流体直接接触而进行传热的，这种传热方式避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻,只要流体间的接触情况良好，就有较大的传热速率。

故凡允许流体相互混合的场合，都可以采用混合式热交换器，例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽—水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。

它的应用遍及化工和冶金企业、动力工程、空气调节工程以及其它许多生产部门。

常用的混合式换热器有:冷却塔、气体洗涤塔、喷射式换热器和混合式冷凝器。

2)蓄热式换热器蓄热式换热器用于进行蓄热式换热的设备。

内装固体填充物，用以贮蓄热量。

一般用耐火砖等砌成火格子（有时用金属波形带等）。

换热分两个阶段进行。

第一阶段，热气体通过火格子，将热量传给火格子而贮蓄起来.第二阶段，冷气体通过火格子,接受火格子所储蓄的热量而被加热。

这两个阶段交替进行。

通常用两个蓄热器交替使用，即当热气体进入一器时，冷气体进入另一器。

常用于冶金工业，如炼钢平炉的蓄热室。

也用于化学工业,如煤气炉中的空气预热器或燃烧室，人造石油厂中的蓄热式裂化炉。

3)间壁式换热器此类换热器中，冷热俩流体间用一金属隔开,以便俩种流体不相混合而进行热量传递。

在化工生产中冷热流体经常不能直接接触，故而间壁式换热器是最常用的一种换热器。

换热器的分类与应用换热器的分类与应用：按用途分类：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器；按冷热流体热量交换方式分类：混合式、蓄热式和间壁式。

间壁式换热器的类型：一、夹套换热器：结构：夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却，是在容器外壁安装夹套制成。

优点：结构简单。

缺点：传热面受容器壁面限制，传热系数小。

为提高传热系数且使釜内液体受热均匀，可在釜内安装搅拌器。

也可在釜内安装蛇管。

二、沉浸式蛇管换热器：结构：这种换热器多以金属管子绕成，或制成各种与容器相适应的情况，并沉浸在容器内的液体中。

优点：结构简单，便于防腐，能承受高压。

缺点：由于容器体积比管子的体积大得多,因此管外流体的表面传热系数较小。

三、喷淋式换热器：结构：冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来，沿管表面流下来，被冷却的流体从最上面的管子流入，从最下面的管子流出，与外面的冷却水进行换热。

在下流过程中，冷却水可收集再进行重新分配。

优点：结构简单、造价便宜，能耐高压，便于检修、清洗，传热效果好；缺点：冷却水喷淋不易均匀而影响传热效果，只能安装在室外。

用途：用于冷却或冷凝管内液体。

（见下图）四、套管式换热器：结构：由不同直径组成的同心套管，可根据换热要求，将几段套管用U形管连接，目的增加传热面积；冷热流体可以逆流或并流。

优点：结构简单，加工方便，能耐高压，传热系数较大，能保持完全逆流使平均对数温差最大，可增减管段数量应用方便。

缺点：结构不紧凑，金属消耗量大，接头多而易漏，占地较大。

用途：广泛用于超高压生产过程，可用于流量不大，所需传热面积不多的场合。

五、列管式换热器列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用。

优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，大型装置中普遍采用。

结构：壳体、管束、管板、折流挡板和封头。

一种流体在管内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。

换热器按传热方式和结构分类
根据热量传递方法不同，换热器可以分为间壁式、直接式和蓄热式。

间壁式换热器是化工生产中采用最多的一种，温度不同的两种流体隔着液体流过的器壁（管壁）传热，两种液体互不接触，这种传热办法最适合于化工生产。

因此，这种类型换热器使用十分广泛，型式多样，适用于化工生产的几乎各种条件和场合。

直接接触式换热器，是两种（冷和热）流体进入换热器后，直接接触传递热量，传热效率高，但使用受限制，只适合于允许这两种流体混合的场合，如配设冷凝器等。

蓄热式换热器，是一个充满蓄热体的空间（蓄热室）温度不同的两种流体先后交替地通过蓄热室，实现间接传热。

由于化工生产中绝大多数使用的是间壁式传热，因此以此类换热器为选用设计的主要对象。

间壁式换热器根据间壁的形状，又可分为管壁传热的管壳式和板壁传热的板式换热器，或称为紧凑式换热器。

管壳式换热器是使用得较早的换热器，通常将小直径管用管板组成管束，流体在管内流动，管速外再加一个外壳，另一种流体在管间流动，这样组成一个
管壳式换热器。

其结构简单，制造方便，选用和试用的材料很广泛，处理能力大，清洗方便，适应性强，可以在高温高压下试用，生产制造和操作都有较成熟的经验，型式也有所更新改进，这种换热器使用一直十分普遍。

根据管束和外壳的形状不同，又可分为固定管板、浮头管束、U形管束、填料函管束以及套管（杯）式、蛇管式等。

一、换热器的结构型式有哪些？换热器是很多工业部门广泛使用的一种常见设备，通过这种设备进行热量的传递，以满足生产工艺的需要。

可按用途、换热方式、结构型式三种不同的方法进行分类。

按结构型式分类如下：换热器分为管式换热器、板式换热器、新型材料换热器和其他型式的换热器。

管式换热器又分为：套管式换热器、管壳式换热器、沉浸式换热器、喷淋式换热器和翅片管式换热器。

板式换热器又分为：夹套式换热器、平板式换热器、伞板式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器和板壳式换热器。

新型材料换热器分为：石墨换热器、聚四氟乙烯换热器、玻璃换热器和钛材及其他稀有金属材料换热器。

其他形式的换热器包括回转式换热器和热管。

二、换热器管为什么会结垢？如何除垢？因为换热器大多是以水为载热体的换热系统，由于某些盐类在温度升高时从水中结晶析出，附着于换热管表面，形成水垢。

在冷却水中加入聚磷酸盐类缓冲剂，当水的PH值较高时，也可导致水垢析出。

初期形成的水垢比较松软，但随着垢层的生成，传热条件恶化，水垢中的结晶水逐渐失去，垢层即变硬，并牢固地附着于换热管表面上。

此外，如同水垢一样，当换热器的工作条件适合溶液析出晶体时，换热管表面上即可积附由物料结晶形成的垢层；当流体所含的机械杂质有机物较多、而流体的流速又较小时，部分机械杂质或有机物也会在换热器内沉积，形成疏松、多孔或胶状污垢。

换热器管束除垢的方法主要有下列三种。

一、手工或机械方法当管束有轻微堵塞和积垢时，借助于铲削、钢丝刷等手工或机械方法来进行清理，并用压缩空气，高压水和蒸汽等配合吹洗。

当管子结垢比较严重或全部堵死时，可用管式冲水钻（又称为捅管机）进行清理。

二、冲洗法冲洗法有两种。

第一种是逆流冲洗，一般是在运动过程中，或短时间停车时采用，可以不拆开装置，但在设备上要预先设置逆流副线，当结垢情况并不严重时采用此法较为有效。

第二种方法是高压水枪冲洗法。

对不同的换热器采用不同的旋转水枪头，可以是刚性的，也可以是绕性的，压力从10MPa至200ＭＰa自由调节。

换热器的介绍及分类换热器（亦称为热交换器或热交换设备）是用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热及热传导的一种工业应用。

换热器可以按不同的方式分类。

按其操作过程可分为间壁式、直接接触式、蓄热式（或称回热式）三大类。

换热器分类：直接接触式换热器，也叫混合式换热器，是冷热流体进行直接接触并换热的设备。

通常情况下，直接接触的两种流体是气体和汽化压力较低的液体；蓄能式换热器的工作原理，是利用固体物质的导热特性，具体而言，热介质先将固体物质加热到一定温度，冷介质再从固体物质获得热量，通过此过程可实现热量的传递；间壁式换热器，也是利用了中介物的热传导，冷、热两种介质被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换。

对于供热企业而言，间壁式换热器的应用最为广泛。

根据结构的不同，它还可划分为管式换热器、板式换热器和热管换热器。

一、管壳式换热器管壳式换热器又称列管式换热器。

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。

▲管壳式换热器根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、填料函式换热器等四种类型。

二、固定管板式换热器固定管板式换热器是管壳式换热器的一种。

固定管板式换热器两端的管板采用焊接的方式与壳体连接，主要由外壳、管板、管束、顶盖（封头）等部件构成。

▲固定管板式换热器固定管板式换热器的优点是：◆结构简单；◆在相同的壳体直径内，排管数最多，旁路最少；◆每根换热管都可以进行更换，且管内清洗方便。

固定管板式换热器的缺点是：◆壳程不能进行机械清洗；◆当换热管与壳体的温差较大（大于50℃）时会产生温差应力，解决措施是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；◆只适用于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工作场合。

板式换热器和壳管式换热器有啥区别一、换热器如何分类？按传热方式可分为：间壁式换热器、蓄热式换热器、流体连接间接式换热器、直接接触式换热器、复式换热器。

按用途可分为：加热器、预热器、过热器、蒸发器。

按结构可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。

二、壳管式与板式换热器不同点之一：结构1、壳管式换热器结构：管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。

壳体多为圆柱形，内有管束，管束两端固定在管板上。

传热有两种热流体和冷流体，一种是管内流体，称为管侧流体；另一种是管外流体，称为壳侧流体。

为了提高管外流体的传热系数，通常在管壳内设置若干挡板。

挡板可以提高壳程内流体的速度，使流体按规定的距离多次穿过管束，提高流体的湍流度。

换热管可在管板上等边三角形或方形布置。

等边三角形布置紧凑，管外流体湍流程度高，传热系数大。

方形布置便于清洁管外，适用于易结垢的流体。

2、板式换热器结构：可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔，四周通过垫片密封，并用框架和压缩螺钉重叠而成。

板和垫片的四个角孔构成了流体分配器和集液管。

同时，冷流体和热流体被合理地分离，以便它们在每个板的两侧被分离。

在通道中流动，通过板进行热交换。

三、壳管式与板式换热器不同点之一：分类1、壳管式换热器分类：（1）固定管板换热器管板与管壳两端管束为一体，结构简单，但仅适用于冷、热流体温差不大，壳程无需机械清洗时的换热操作。

当温差稍大，壳侧压力不太高时，可在壳上安装弹性补偿环，以减小热应力。

（2）浮头换热器管束一端的管板可以自由浮动，完全消除了热应力，整个管束可以从壳体中拉出，便于机械清洗和维护。

浮头换热器应用广泛，但其结构复杂，成本高。

（3）U形管换热器的每根管子弯成U形，两端固定在上下两区的同一管板上。

在管箱隔板的帮助下，分为进、出口两室。

换热器完全消除了热应力，其结构比浮头式结构简单，但管程不易清洗。

热交换器换热器的分类■板式换热器的构造原理、特点:8p0u'KW4P(u.G+I9T8P-?板式换热器由高效传热波纹板片及框架组成。

板片由螺栓夹紧在固定压紧板及活动压紧板之间，在换热器内部就构成了许多流道，板与板之间用橡胶密封。

压紧板上有本设备与外部连接的接管。

板片用优质耐腐蚀金属薄板压制而成，四角冲有供介质进出的角孔，上下有挂孔。

人字形波纹能增加对流体的扰动，使流体在低速下能达到湍流状态，获得高的传热效果。

并采用特殊结构，保证两种流体介质不会串漏。

;B"P4Q%N/`(|'O■螺旋板式换热器的构造原理、特点:6S#y;Q+V8q螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽-汽、汽-液、液-液，对液传热。

它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。

按结构形式可分为不可拆式(Ⅰ型)螺旋板式及可拆式(Ⅱ型、Ⅲ型)螺旋板式换热器。

Y-Y6F■列管式换热器的构造原理、特点:列管式换热器(又名列管式冷凝器)，按材质分为碳钢列管式换热器,钢铝复合轧片管，不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种，按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程，传热面积1~500m2，可根据用户需要定制。

,I;^&@换热设备介绍:换热设备是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。

在热量交换中常有一些腐蚀性、氧化性很强的物料，因此，要求制造换热设备的材料具有抗强腐蚀性能。

它可以用石墨、陶瓷、玻璃等非金属材料以及不锈钢、钛、钽、锆等金属材料制成。

但是用石墨、陶瓷、玻璃等材料制成的有易碎、体积大、导热差等缺点，用钛、钽、锆等稀有金属制成的换热设备价格过于昂贵，不锈钢则难耐许多腐蚀性介质，并产生晶间腐蚀。

t,H#m7E■管壳式换热器的构造原理、特点:6Q0uK;N)]3Jg%e管壳式换热器是进行热交换操作的通用工艺设备。

广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、冶金、原子能、造船、航空、供热等工业部门中。

换热器的结构及工作原理1. 换热器的基本概念嘿，大家好！今天我们来聊聊一个听起来有点高大上的东西——换热器。

你可能在生活中没有直接接触过它，但其实它就在我们身边，默默地发挥着作用，就像那位在你身边的“默默无闻”好朋友，关键时刻总能给你支招。

换热器，顾名思义，就是一个用来交换热量的设备。

简单来说，就是把热的东西和冷的东西放在一起，看看能不能让它们彼此“分享”一下温度。

1.1 换热器的结构换热器的结构其实并不复杂，它就像一个大大的“夹心饼干”，里面夹着热流体和冷流体。

通常情况下，外面是冷的流体，里面是热的流体，二者通过热交换管道互相“打招呼”。

这就好比在炎热的夏天，喝一杯冰凉的饮料，嘴巴里冰冰凉凉的，简直太舒服了！而换热器的“夹心”部分则是各种材料的组合，常见的有金属、塑料等。

它们都很擅长传导热量，就像运动员在比赛中传球一样，来来回回，热量就这样轻松地传递。

1.2 换热器的分类换热器的类型也不少，按照形状和用途可以分为几种，比如管壳式、板式、空气冷却式等等。

想象一下，一个个换热器就像各具特色的“明星”，各自都有自己的招牌动作。

管壳式换热器就像一个巨大的咖啡杯，热流体和冷流体在里面搅拌得热火朝天。

而板式换热器则像个叠罗汉，紧凑得让人心疼，却能在有限的空间里发挥出最大的功效。

2. 换热器的工作原理那么，换热器究竟是怎么工作的呢？好吧，接下来就让我们来“揭开它的面纱”。

换热器的工作原理可以用“热量转移”四个字来概括。

热流体在一个地方通过管道流动，碰到冷流体的时候，热量就开始悄悄“移情别恋”，渐渐把热量传递给冷流体。

而冷流体呢，就像是一个“海绵”，吸收着热量，慢慢变热起来。

这一过程就像是一场舞蹈，热和冷在换热器中翩翩起舞，生动又有趣。

2.1 热量的传递方式在传递热量的过程中，热流体和冷流体的流动方向是非常关键的。

有时候，它们是顺流而行，就像两位好友在河边散步，互相分享着各自的故事；而有时候，它们则是逆流而上，像一对老夫妇，在漫长的岁月中互相支持，始终如一。

换热器的结构与分类换热器的分类➢按用途分类:加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器与再沸器➢按冷热流体热量交换方式分类:混合式、蓄热式与间壁式➢主要内容:1、根据工艺要求,选择适当的换热器类型;2、通过计算选择合适的换热器规格。

间壁式换热器的类型一、夹套换热器➢结构:夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却,就是在容器外壁安装夹套制成。

➢优点:结构简单。

➢缺点:传热面受容器壁面限制,传热系数小。

为提高传热系数且使釜内液体受热均匀,可在釜内安装搅拌器。

也可在釜内安装蛇管。

二、沉浸式蛇管换热器➢结构:这种换热器多以金属管子绕成,或制成各种与容器相适应的情况,并沉浸在容器内的液体中。

➢优点:结构简单,便于防腐,能承受高压。

➢缺点:由于容器体积比管子的体积大得多,因此管外流体的表面传热系数较小。

三、喷淋式换热器➢结构:冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来,沿管表面流下来,被冷却的流体从最上面的管子流入,从最下面的管子流出,与外面的冷却水进行换热。

在下流过程中,冷却水可收集再进行重新分配。

➢优点:结构简单、造价便宜,能耐高压,便于检修、清洗,传热效果好➢缺点:冷却水喷淋不易均匀而影响传热效果,只能安装在室外。

➢用途:用于冷却或冷凝管内液体。

四、套管式换热器➢结构:由不同直径组成的同心套管,可根据换热要求,将几段套管用U形管连接,目的增加传热面积;冷热流体可以逆流或并流。

➢优点:结构简单,加工方便,能耐高压,传热系数较大,能保持完全逆流使平均对数温差最大,可增减管段数量应用方便。

➢缺点:结构不紧凑,金属消耗量大,接头多而易漏,占地较大。

➢用途:广泛用于超高压生产过程,可用于流量不大,所需传热面积不多的场合。

五、列管式换热器列管式换热器又称为管壳式换热器,就是最典型的间壁式换热器,历史悠久,占据主导作用。

➢优点:单位体积设备所能提供的传热面积大,传热效果好,结构坚固,可选用的结构材料范围宽广,操作弹性大,大型装置中普遍采用。