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。

换热器的工作原理及分类一、概述换热器(heatexchanger),是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。

换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其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，应用广泛。

二、分类适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器的具体分类如下：(一)按传热原理分类1.间壁式换热器间壁式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。

间壁式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。

间壁式换热器是目前应用最为广泛的换热器。

2.蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。

蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。

3.流体连接间接式换热器流体连接间接式换热器，是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环，在高温流体接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。

4.直接接触式换热器又被称为混合式换热器，这种换热器是两种流体直接接触，彼此混合进行换热的设备，例如，冷水塔、气体冷凝器等。

5.复式换热器兼有汽水面式间接换热及水水直接混流换热两种换热方式的设备。

同汽水面式间接换热相比，具有更高的换热效率；同汽水直接混合换热相比具有较高的稳定性及较低的机组噪音。

（二）按用途分类1.加热器加热器是把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化。

2.预热器预热器预先加热流体，为工序操作提供标准的工艺参数。

3.过热器过热器用于把流体（工艺气或蒸汽）加热到过热状态。

4.蒸发器蒸发器用于加热流体，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有相的变化。

（三）按结构分类可分为：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。

tema换热器分类一、换热器概述换热器（Heat Exchanger）是一种用于实现两个或多个介质之间热量传递的设备，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、医药等行业。

换热器能够提高能源利用率、降低能耗，对于节约能源和减少环境污染具有重要意义。

二、换热器分类1.按热媒介质分类根据热媒介质的不同，换热器可分为：（1）水水换热器：主要用于锅炉、热力系统等场合，实现水与水之间的热量传递。

（2）汽汽换热器：主要用于蒸汽之间的热量传递，如锅炉尾部烟道换热器。

（3）水汽换热器：主要用于水与蒸汽之间的热量传递，如汽轮机组的回热抽汽换热器。

2.按结构分类根据结构形式的不同，换热器可分为：（1）壳管式换热器：壳管式换热器由壳体和管束组成，热媒介质在管内流动，壳侧为冷凝或蒸发空间。

适用于高压、高温场合。

（2）板式换热器：板式换热器由一系列平行排列的金属板组成，板间夹层为热媒介质流动通道。

结构紧凑，占地面积小，适用于中低压、温度较低的场合。

（3）螺纹管换热器：螺纹管换热器采用特殊螺纹的管子组成，具有良好的传热性能和抗振性能。

适用于高压、高温场合。

3.按工作原理分类根据工作原理的不同，换热器可分为：（1）间壁式换热器：通过壁面分离热媒介质，实现热量传递。

如壳管式换热器、板式换热器等。

（2）沉浸式换热器：热媒介质直接浸泡在另一介质中，实现热量传递。

如沉浸式水冷器等。

（3）翅片式换热器：在热媒介质管道外表面设置翅片，增加换热面积，实现热量传递。

如空气预热器等。

三、各类换热器的特点与应用1.壳管式换热器：具有良好的热传导性能、较高的承压能力，适用于高压、高温场合。

应用于锅炉、热力系统、化工等领域。

2.板式换热器：结构紧凑，占地面积小，便于清洗和维修，适用于中低压、温度较低的场合。

应用于食品、制药、化妆品等行业。

3.螺纹管换热器：具有良好的传热性能和抗振性能，适用于高压、高温场合。

应用于石油、化工、冶金等领域。

4.沉浸式换热器：传热效果较好，适用于液液、气液等介质的热量传递。

换热器–类型，图表，工作，应用，优势换热器介绍热交换器是一种在不同温度的两种流体之间传递热能的装置。

在大多数热工程应用中，两种流体都处于运动状态，并且热传递的主要方式是对流。

例如汽车散热器，冰箱中的冷凝器盘管，空调，太阳能热水器，化学工业，家用锅炉，热力发动机中的油冷却器，巴氏杀菌厂中的牛奶冷却器。

换热器分类：1.按结构分类：•管状热交换器。

•板式换热器。

•加长型表面热交换器。

•蓄热式热交换器。

2.按转移过程分类：•间接接触式热交换器。

•直接接触式热交换器。

3.按流量安排分类：•平行流交换器。

•逆流热交换器。

•错流热交换器。

4.按通行证安排分类：•单程安排。

•多遍安排。

5.根据表面密实度分类：•气转液•紧凑型（β≥700 m2 / m3）•非紧凑型（β≤700 m2 / m3）•液体到液体和相变•紧凑型（β≥400 m2 / m3）•非紧凑型（β≤400 m2 / m3）6.根据多种流体分类：•两种液体。

•三种液体。

•N流体。

7.根据流体的相位进行分类。

•气液。

•液液。

•煤气。

换热器材料：1.铝2.不锈钢3.铜管道换热器中的管道：发夹式热交换器（通常也称为“双管”）的特征在于其结构形式赋予热交换器以U形的外观。

在传统意义上，术语“双管”是指由管道内的管道组成的热交换器，通常为不弯曲的直腿结构。

但是，由于需要可移动的束结构，并且能够处理不同的热膨胀，同时又避免使用膨胀接头（通常是交换器的薄弱点），因此当前的U形配置已成为行业标准。

工作原理：最简单的形式的双管换热器只是另一根较大的管子中的一根管子。

一种流体流经内管，另一种流体流经两管之间的环空。

内管的壁是传热表面。

如左图所示，管道通常会多次翻倍，以使整体单元更紧凑。

术语“发夹式热交换器”也用于图中配置的热交换器。

发夹式热交换器可能在管道内部只有一个，也可能有多个内部管道，但始终具有加倍的返回功能。

一些热交换器广告了发夹式或双管式热交换器中翅片管的可用性。

换热器分类一. 夹套式换热器结构如图所示。

夹套空间是加热介质和冷却介质的通路。

这种换热器主要用于反应过程的加热或冷却。

当用蒸汽进行加热时，蒸汽上部接管进入夹套，冷凝水由下部接管流出。

作为冷却器时，冷却介质（如冷却水）由夹套下部接管进入，由上部接管流出。

夹套式换热器结构简单，但由于其加热面受容器壁面限制，传热面较小，且传热系数不高。

二.喷淋式换热器喷淋式换热器的结构与操作如下图所示。

这种换热器多用作冷却器。

热流体在管内自下而上流动，冷水由最上面的淋水管流出，均匀地分布在蛇管上，并沿其表面呈膜状自上而下流下，最后流入水槽排出。

喷淋式换热器常置于室外空气流通处。

冷却水在空气中汽化亦可带走部分热量，增强冷却效果。

其优点是便于检修，传热效果较好。

缺点是喷淋不易均匀。

三.套管式换热器套管式换热器的基本部件由直径不同的直管按同轴线相Array暗幕套组合而成。

内管用180Сざ任?～6m。

若管子太长，管中间会向下弯曲，使环隙中的流体分布不均匀。

套管换热器的优点是构造简单，内管能耐高压，传热面积可根据需要增减，适当选择两管的管径，两流体皆可获得适宜的流速，且两流体可作严格逆流。

其缺点是管间接头较多，接头处易泄漏，单位换热器体积具有的传热面积较小。

故适用于流量不大、传热面积要求不大但压强要求较高的场合。

四.管壳式换热器1.固定管板式结构如图所示。

管子两端与管板的连接方式可用焊接法或胀接法固定。

壳体则同管板焊接。

从而管束、管板与壳体成为一个不可拆的整体。

这就是固定管板式名称的由来。

折流板主要是圆缺形与盘环形两种，其结构如图所示。

操作时，管壁温度是由管程与壳程流体共同控制的，而壳壁温度只与壳程流体有关，与管程流体无关。

管壁与壳壁温度不同，二者线膨胀不同，又因整体是固定结构，必产生热应力。

热应力大时可能使管子压弯或把管子从管板处拉脱。

所以当热、冷流体间温差超过50℃时应有减小热应力的措施，称“热补偿”。

固定管板式列管换热器常用“膨胀节”结构进行热补偿。

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。

一般常见换热器结构、优缺点及适用范围浮头换热器结构：两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体自由移动，称为浮头。

浮头由浮头管板，钩圈和浮头盖组成，是可拆连接，管束可从壳体中抽出。

管束与壳体的热变形互不约束，不会产生热应力。

优点：可抽式管束，当换热管为正方形或转角正方形排列时，管束可抽出进行机械清洗，适用于易结垢及堵塞的工况。

一端可自由浮动，无需考虑温差应力，可用于大温差场合。

缺点：结构复杂，造价高，设备笨重，材料消耗大。

浮头端结构复杂影响排管数。

浮头密封面在操作时，易产生内漏。

适用范围：适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。

浮头换热器在炼油行业或乙烯行业中应用较多，由于内浮头结构限制了使用压力和温度一般情况Pmax≤6.4MPa,Tmax≤400℃。

固定管板换热器结构：管束连接在管板上，管板与壳体相焊。

优点：结构简单紧促，能承受较高压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时方便堵管或更换。

排管数比U 形管换热器多。

缺点：管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体和管束中将产生较大热应力，为此应需要设置柔性元件（如膨胀节）。

不能抽芯无法进行机械清洗。

不能更换管束，维修成本较高。

适用范围：壳程侧介质清洁不易结垢，不能进行清洗，管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。

管壳式换热器的管子是换热器的基本构件，它为在管内流过一种流体和穿越管外的另一种流体之间提供传热面。

根据两侧流体的性质决定管子材料，将具有腐蚀性，水质差的海水放在管内流动，水质较好的除盐水放在管子外壳侧，这样管子只需采用耐海水腐蚀的钛管，同时清洗污垢较为方便，管径从传热流体力学角度考虑，在给定壳体内使用小直径管子，可以得到更大的表面密度但大多数流体会在管子表面上沉积污垢层，尤其管内冷却水水质较差，泥沙和污物及海生物的存在，都可能会在管壁上形成沉积物，将传热恶化并使定期的清洗工作成为必要，管子清洗限制管径最小约为20 mm，钛管一般采Φ25 mm，对给定的流体，污垢形成主要受管壁温度和流速的影响，为得到合理的维修周期，管内侧水的流速应在2 m／s左右（视允许压降的要求）。