换热常识｜九种换热器的工作原理详解.pdf

换热器是在不同温度的两种或两种以上流体间实现热

量传递的节能设备，对于大面积供热而言，换热器的

存在必不可少。

按照换热器的传热方式，换热器可分为三大类：

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、UU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5050℃）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。

三、浮头式换热器

浮头换热器是管壳式换热器的一种，它有一端管板不与

外壳相连，可以沿轴向进行自由浮动，也称为浮头。浮

头由浮动管板、钩圈和浮头端盖组成，是可拆连接，管

束可从壳体内抽出。

▲浮头式换热器浮头式换热器

浮头式换热器的优点是：

◆若换热管与壳体有温差存在，即壳体或换热管膨胀

时，不会产生温差应力；

◆管束可从壳体内抽出，便于管内和管间的清洗。

浮头式换热器的缺点是：

◆结构较复杂，用材量大，造价高；

◆如果浮头盖与浮动管板之间密封不严，会发生内

漏，造成两种介质的混合。

四、U型管式换热器型管式换热器

U形管式换热器是管壳式换热器的一种，它由管板、壳

体、管束等零部件组成。U型管式换热器的每根管子都

弯成U型，进出口分别安装在同一管板的两侧，封头用

隔板分成两室，由此，每根管子都可以自由伸缩，而与

其他管子和壳体无关。

▲UU型管式换热器

U型管式换热器的优点是：

◆管束可以自由浮动，无须考虑温差应力，可用于大

温差场合；

◆它只有一块管板，法兰数量少，泄露点少、结构简

单；

◆U型管式换热器运行可靠，造价低。

U型管式换热器的缺点是：

◆管内清洗比较困难。由于管子需要有一定的弯曲半

径，管板的利用率较低；

◆管束最内层的管间距大，壳程易短路。当管内流速

太高时，将会对U形弯管段产生严重的冲蚀，影响其使

用寿命；

◆内层管若损坏就不能更换，因而报废率较高。

五、喷淋式换热器

喷淋式换热器是管式换热器的一种，是将换热管成排地

固定在钢架上，热流体在管内流动，冷却水从上方喷淋

装置均匀淋下，故也称喷淋式冷却器。喷淋式换热器的

管外是一层湍动程度较高的液膜，管外给热系数较沉浸

式增大很多。式增大很多。

另外，喷淋式换热器大多放置在空气流通之处，冷却水

的蒸发亦带走一部分热量，可起到降低冷却水温度，增

大传热推动力的作用。和沉浸式换热器相比，喷淋式换