4、列管式換熱器

　　列管式換熱器是目前生產(chǎn)中應用最廣泛的換熱設備，與前述的各種換熱器相比，主要優(yōu)點是單位體積所具有的傳熱面積大以及傳熱效果好。此外，結(jié)構(gòu)較簡單，制造的材料范圍較廣，操作彈性較大等。因此在高溫、高壓和大型裝置上多采用列管式換熱器。

　　在列管換熱器中，由于兩流體的溫度不同，使管束和殼體的溫度也不相同，因此它們的熱膨脹程度也有差別，若兩流體的溫差較大(50℃以上)時，就可能由于熱應力而引起設備的變形，甚至彎曲或破裂，因此必須考慮這種熱膨脹的影響。根據(jù)熱補償方法的不同，列管式換熱器有下面幾種形式：

　　(1)固定管板式熱換器。所謂固定管板式即兩端管板和殼體連接成一體，因此它具有結(jié)構(gòu)簡單和造價低廉的優(yōu)點。但是由于殼程不易檢修和清洗，因此殼方流體應是較潔凈且不易結(jié)垢的物料。當兩流體的溫差較大時，應考慮熱補償。例如具有補償圈(或稱膨脹節(jié))的固定管板式換熱器，即在外殼的適當部位焊上一個補償圈，當外殼和管束熱膨脹不同時，補償圈發(fā)生彈性變形(拉伸或壓縮)，以適應外殼和管束的不同的熱膨脹程度，這種補償方法簡單，但不宜用于兩流體的溫差較大(大于70℃)和殼方流體壓強過高(高于600kPa)的場合。

　　(2)U型管換熱器。管子彎成U型，管子的兩端固定在同一塊管板上，因此每根管子可以自由伸縮，而與其他管子和殼體均無關(guān)。這種形式換熱器的結(jié)構(gòu)也較簡單，重量輕，適用于高溫和高壓場合。其主要缺點是管內(nèi)清洗比較困難，因此管內(nèi)流體必須潔凈;且因管子需一定的彎曲半徑，故管板的利用率差。

　　(3)浮頭式換熱器。浮頭式換熱器兩端管板之一不與外殼固定連接，該端稱為浮頭。當管子受熱(或受冷)時，管束連同浮頭可自由伸縮，而與外殼的膨脹無關(guān)，浮頭式換熱器不但可以補償熱膨脹，而且由于固定端的管板是以法蘭與殼體相連接的，因此管束可從殼體中抽出，便于清洗和檢修，故浮頭式換熱器應用較為普遍，但結(jié)構(gòu)較復雜，金屬耗量較多，造價較高。

　　(4)填料函式列管換熱器。該換熱器的活動管板和殼體之間以填料函的形式加以密封。在一些溫差較大、腐蝕嚴重且需經(jīng)常更換管束的冷卻器中應用較多，其結(jié)構(gòu)較浮頭簡單，制造方便，易于檢修清洗。

　　5、板片式換熱器

　　板片式換熱器的傳熱面是由冷壓成形或經(jīng)焊接的金屬板材構(gòu)成的。屬于這類的換熱器有螺旋板式換熱器、板式換熱器和板翅式換熱器等。

　　6、非金屬換熱器

　　在化工生產(chǎn)中有不少具有強腐蝕性的物料，這時用普通材料制成的換熱設備不能滿足需要。隨著化學工業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)和發(fā)展了許多耐腐蝕的新型材料(如陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等)的換熱器。

　　例題1.可逆流操作的換熱器種類較多，當需要的傳熱面積不太大而所要求的壓強較高或傳熱效果較好時，宜選用( )。

　　A.夾套式換熱器 B.蛇管式換熱器 C.套管式換熱器 D.列管式換熱器

　　答案：C

　　解題思路：這道題的考點是常用換熱器的種類與性能。套管式換熱器的優(yōu)點是：構(gòu)造較簡單;能耐高壓;傳熱面積可根據(jù)需要而增減;適當?shù)剡x擇管子內(nèi)徑、外徑，可使流體的流速較大，且雙方的流體可作嚴格的逆流，有利于傳熱。缺點是：管間接頭較多，易發(fā)生泄漏;單位換熱器長度具有的傳熱面積較小。故在需要傳熱面積不太大而要求壓強較高或傳熱效果較好時，宜采用套管式換熱器。

　　例題2. 在換熱器設備中，結(jié)構(gòu)簡單、制造材料范圍廣、操作彈性大，在大型裝置上廣泛采用的是( )。

　　A. 夾套式換熱器 B. 蛇管式換熱器 C. 列管式換熱器 D. 板片式換熱器

　　答案：C