列管式換熱器（tubular exchanger）是化工、石油、醫(yī)藥、食品等工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛的一種熱交換設(shè)備。其工作原理基于熱傳導(dǎo)原理，通過管束內(nèi)的流體與管外流體之間的熱量交換，實現(xiàn)熱量的傳遞與轉(zhuǎn)移

一、結(jié)構(gòu)組成

  管式換熱器主要由殼體、管束、管板、封頭（端蓋）以及折流板等部件組成：

• 殼體： 通常為圓筒形，用于容納管束并引導(dǎo)管外流體流動。

• 管束：由多根金屬管組成，這些管子可以是裸管或帶有翅片以增強熱交換效率。管束的兩端固定在管板上。

• 管板：用于固定管束的兩端，并確保管束與殼體之間的密封。

• 封頭：位于殼體的兩端，用于封閉殼體并連接進出口管道。

• 折流板：安裝在殼體內(nèi)，用于增加殼程流體的流速和湍動程度，提高傳熱效率。折流板可以是縱向或橫向的，具體取決于換熱器的設(shè)計。

二、工作原理

 管式換熱器的工作原理基于熱傳導(dǎo)原理。在工作過程中，一種流體（稱為管程流體）在管內(nèi)流動，另一種流體（稱為殼程流體）在管外流動。由于兩種流體之間存在溫度差異，熱量會從高溫流體傳遞到低溫流體。具體來說，當高溫流體在管內(nèi)流動時，其熱量會通過管壁傳導(dǎo)到管外，與管外的低溫流體進行熱交換。同時，低溫流體在管外流動，吸收管壁上傳遞過來的熱量，從而實現(xiàn)升溫。通過不斷調(diào)整流體流速、流量以及管束的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)對傳熱效率和傳熱量的精確控制。

三、特點

1. 高效傳熱： 管式換熱器具有較大的傳熱面積和較高的傳熱效率，能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)中對流體溫度控制的需求。

2. 結(jié)構(gòu)緊湊：由于采用了緊湊的管束和殼體結(jié)構(gòu)，列管式換熱器通常具有較小的體積和重量，便于安裝和維護。

3. 適應(yīng)性強： 管式換熱器可以適應(yīng)不同的工作壓力、溫度范圍和介質(zhì)類型。通過選擇合適的材質(zhì)和工藝，可以確保換熱器在各種工況下都能穩(wěn)定運行。

4. 易于清洗和維護：部分 管式換熱器（如浮頭式）的管束可以方便地抽出進行清洗和檢查，從而延長換熱器的使用壽命并降低維護成本。

5. 溫度補償措施：當管束與殼體溫度差超過一定范圍時， 管式換熱器會采取溫度補償措施以消除或減少熱應(yīng)力，保護換熱器免受熱應(yīng)力的損害。

四、類型

根據(jù)結(jié)構(gòu)特點， 管式換熱器主要可以分為以下幾種類型：

• 固定管板式換熱器：管束連接在管板上，管板與殼體相焊。結(jié)構(gòu)簡單但可能存在熱應(yīng)力問題。

• 浮頭式換熱器：一端管板與殼體固定，另一端可自由移動。便于清洗和維修但結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。

• U型管式換熱器：管束由U形管組成，無需管板支撐。適應(yīng)性強但布管較少。

• 填料函式換熱器：管束一端可以自由膨脹，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單但殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能。

五、應(yīng)用

 管式換熱器廣泛應(yīng)用于各種需要熱交換的工業(yè)場合，如化工、石油、醫(yī)藥、食品等行業(yè)中的冷卻、加熱、蒸發(fā)、冷凝等工藝過程。隨著科技的不斷發(fā)展，列管式換熱器的性能將不斷提升，為工業(yè)生產(chǎn)提供更加高效、節(jié)能的熱交換解決方案。