文 献 综 述

1引言

随着工业和科学技术的的发展，对能源的需求日益增加，节能减徘成为全世界不得不面对的问题。换热器成为了现代化不可缺少的工艺装备，在工程实践中应用广泛，很多大型企业都使用换热器来节省能量，对能量实现循环利用提高了生产效率。现在国家非常重视环境的保护和节能，尤其在能源、机械、制冷、空调等行业对换热器的需求更加多。换热器能够充分利用工业的二次能源，并且能够实现余热回收和节能。换热设备在各行各业占有广阔的市场，换热设备投资占化工行业总投资的30%，在2016年换热设备的行业规模已经突破1000亿元。管壳式换热器在市场中占主导地位，占市场份额的60%以上。

2管壳式换热器特点

管壳式换热器作为最广泛的换热器，和其他类型换热器对比具有以下优点^[1]：结构简单、材料来源较广、体积的传热面积大、操作简单、传热效率高。

由于管壳式换热器冷热流体温差，造成管束和壳体也存在温差，因此两者的传热膨胀程度也存在差别。若两流体的温差大于50℃时，就存在由于热应力而引起设备变形，甚至弯曲或破裂的可能，因此这种热膨胀对换热器的影响是必须考虑的，即热补偿的必要的。热补偿的措施主要可以通过结构和工艺来着手^[2]减少管子和壳体的温差，将换热系数大的流体通过壳程，若壳体温度低于管束温度，可对壳体进行保温；采用膨胀节；管束和壳体能自由膨胀，例如U型管式换热器、填料涵式换热器、浮头式换热器；弹性管板补偿，a.椭圆管板b.挠性管板；双套管温度补偿。

按结构管壳式换热器可划分为：U形管式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器、固定管板式换热器和釜式重沸换热器。

U形管式换热器^[3]特点是换热管呈U形,两端固定在管板的上下两区,由管箱内的隔板分成进出口两室，可消除温差应力，结构较简单，但其管程不易清洗。

浮头式换热器^[4]特点是壳体和管束的膨胀是自由的，当管子受热时，管束同浮头在轴向自由伸缩，消除了温差应力。浮头端可拆卸，管束可以从壳体中抽出，便于检修和机械清洗，可用于高温、高压、易结垢、管程易腐蚀的场合，但其小浮头易发生内漏，结构复杂，造价高。

填料函式换热器^[5]特点是管板一端与壳体固定另一端可在用于密封的填料涵中滑动，以消除温差应力。制造简单，耗材少，易清洗维修。但其易泄漏不宜使用易燃、易爆、易挥发、有毒顿号贵重介质。