第六章 换热器

1、 1 1、根据传热原理和实现热交换的形式不同：、根据传热原理和实现热交换的形式不同： 混合式换热器（直接接触式换热器） 蓄热式换热器（回流式换热器或蓄热器） 间壁式换热器（表面式换热器或间接式换热器） 中间载热体式换热器（热媒式换热器） 混合式换热器 接触方式：接触方式：冷热流冷热流 体直接接触，相互体直接接触，相互 混合混合 特点：特点：结构简单，结构简单， 传热效率高，但只传热效率高，但只 适用与冷热流体允适用与冷热流体允 许混合的场所。许混合的场所。 典型设备：典型设备：凉水塔，凉水塔， 洗涤塔，混合式冷洗涤塔，混合式冷 凝塔凝塔 洗涤塔（混合式换热器）凉水塔（混合式换热器） 蓄热式换热

2、器 接触方式：接触方式：冷热流冷热流 体交替进入，热流体交替进入，热流 体体 蓄热体蓄热体 冷流体冷流体 特点：特点：结构简单，结构简单， 可耐高温，但是设可耐高温，但是设 备体积庞大，传热备体积庞大，传热 效率低，且不能完效率低，且不能完 全避免两流体的混全避免两流体的混 合，常用于高温气合，常用于高温气 体热量的回收和冷体热量的回收和冷 却。却。 典型设备：典型设备：气化炉气化炉 间壁式换热器（重点） 接触方式：接触方式：热量由热流体通过壁面传给冷流热量由热流体通过壁面传给冷流 体体 特点：特点：能将冷热流体截然分开，适应生产的能将冷热流体截然分开，适应生产的 需要，适用于冷热流体不允许混

3、合的场合。需要，适用于冷热流体不允许混合的场合。 典型设备：典型设备：管式和板式换热器，夹套式换热管式和板式换热器，夹套式换热 器器 接触方式：接触方式：间壁式换热间壁式换热 器（高温）器（高温） 热媒热媒 （流动）（流动） 间壁式换热器（低温）间壁式换热器（低温） 特点：特点：多用于核工业，多用于核工业， 冷却技术，余热利用。冷却技术，余热利用。 典型设备：典型设备：热管式换热热管式换热 器器 中间载热体式换热器 2 2、按换热器的用途：、按换热器的用途： 加热器：加热到所需温度，不发生相变 预热器：提高工艺装置效率 过热器：加热饱和蒸汽，到达过热状态 蒸发器：液体蒸发汽化 再沸器：冷凝液体

4、再受热汽化 冷却塔：冷却到所需温度 冷凝塔：蒸汽凝结液化 3 3、按换热器传热面形状和结构分类（、按换热器传热面形状和结构分类（重点重点）：）： 管壳式换热器 管式换热器 蛇管式换热器 （） 套管式换热器 螺旋管式换热器 板式换热器 板式换热器 板翅式换热器 （） 螺旋板式换热器 板壳式换热器 夹套式换热器 （壁） 管壳式（列管式）换热器 动画动画演示演示2 2 3 1 蛇管式换热器 动画演示动画演示 套管式换热器 动画演示动画演示 结构：结构：两两根不同直径，同根不同直径，同 心组装的直管和连接内管心组装的直管和连接内管 的的U U型弯管组成。型弯管组成。 传热方式：传热方式：两种流体分别两

5、种流体分别 进入内管和内外管的环形进入内管和内外管的环形 通道内换热。通道内换热。 特点：特点：结构简单，传热面结构简单，传热面 可调整，但结构不紧凑，可调整，但结构不紧凑， 单位长度传热面积小，金单位长度传热面积小，金 属消耗大，接头较多，易属消耗大，接头较多，易 泄露。常用于流量小而压泄露。常用于流量小而压 力较高的场所。力较高的场所。 典型设备：典型设备：冷却器、冷凝冷却器、冷凝 器器 螺旋管式换热器 结构：结构：由一组或几组缠绕由一组或几组缠绕 成螺旋状的管置于壳体之成螺旋状的管置于壳体之 中制成。中制成。 传热方式：传热方式：两种流体分别两种流体分别 进入螺旋管和壳体内。进入螺旋管和

6、壳体内。 特点：特点：结构紧凑，传热面结构紧凑，传热面 积比直管大，温差应力小，积比直管大，温差应力小， 但管内清洗较困难。常用但管内清洗较困难。常用 于较高黏度流体的加热或于较高黏度流体的加热或 冷却。冷却。 典型设备：典型设备：精馏精馏系统、系统、高高 温瞬时灭菌系统温瞬时灭菌系统 板式换热器 动画动画演示演示 板翅式换热器 螺旋板式换热器 动画演示动画演示 夹套式换热器 结构结构：夹套安装在容器夹套安装在容器 的外部，夹套与器壁之的外部，夹套与器壁之 间形成密闭空间为载热间形成密闭空间为载热 体通道。体通道。 特点：特点：传热系数较小，传热系数较小， 传热面又受容器的限制，传热面又受容器

7、的限制， 因此适用于传热量不大因此适用于传热量不大 的场合。的场合。 4 4、按换热器所用材料分类：、按换热器所用材料分类： 二、管壳式换热器 1、固定管板式换热器 膨胀节膨胀节 动画演示动画演示 结构结构：管束胀接或焊管束胀接或焊 接在管板上。接在管板上。 特点：特点：结构简单，管结构简单，管 程易清洗，造价较低，程易清洗，造价较低， 但壳体清洗困难，且但壳体清洗困难，且 管壳温差大，存在管壳温差大，存在温温 差应力差应力，需设置温差，需设置温差 补偿圈。补偿圈。 适用：适用：壳程介质清洁，壳程介质清洁， 两流体温差较小的场两流体温差较小的场 合。合。 2、浮头式换热器 动画演示动画演示 结

8、构结构：浮头管板、钩浮头管板、钩 圈、浮头端盖。圈、浮头端盖。 特点：特点：管束可以抽出，管束可以抽出， 便于管子内外清洗，便于管子内外清洗， 管束伸长不受约束，管束伸长不受约束， 无温差应力，但结构无温差应力，但结构 较复杂，造价较高，较复杂，造价较高， 若浮头密封失效，将若浮头密封失效，将 导致两种介质混合。导致两种介质混合。 适用：适用：两流体温差较两流体温差较 大，且易结构需经常大，且易结构需经常 清洗的场合。清洗的场合。 3、U型管式换热器 动画演示动画演示 结构结构：一块管板、管一块管板、管 束弯成束弯成U U形，两端固形，两端固 定在同一块管板上。定在同一块管板上。 特点：特点：管束可以抽出管束可以抽出 清洗，操作时不会产清洗，操作时不会产 生温差效应，但是布生温差效应，但是布 管少，管板利用率低，管少，管板利用率低， 管内难以清洗，拆修管内难以清洗，拆修 更换管子困难。更换管子困难。 适用：适用：两流体温差较两流体温差较 大，特别是管内流体大，特别是管内流体 清洁的高温、高压，清洁的高温、高压， 介质腐蚀性强的场合。介质腐蚀性强的场合。 4、填料函