管殼式換熱器是把管子與管板連接，再用殼體固定。它的型式大致分為固定管板式、釜式浮頭式、U型管式、滑動管板式、填料函式及套管式等幾種。根據介質的種類、壓力、溫度、污垢和其他條件，管板與殼體的連接的各種結構型式特點，傳熱管的形狀與傳熱條件，造價，維修檢查方便等情況來選擇設計制造各種管殼式換熱器。

1.固定管板式換熱器

固定管板換熱器的兩端管板，采用焊接方法與殼體連接固定，如圖1和圖2所示。這種換熱器結構簡單；在相同的殼體直徑內，排管最多，比較緊湊；在有折流板的殼側流動中，管程可以分成任一偶數程數。由于兩個管板被換熱管互相支撐，與其他管殼式換熱器相比，管板最薄，不僅造價低而且每根管子內側都能進行清洗。但殼側清洗較難，不能進行機械清洗，所以宜用于不易結垢和清潔的流體。當管束和殼體之間的溫差太大而產生不同的熱膨脹時，常會使管子與管板的接口脫開，從而發生介質泄漏。為此常在外殼上焊一膨脹節，但它僅能減小而不能完全消除由于溫差而產生的熱應力，且在多程換熱器中，這種方法不能照顧到管子的相對移動。由此可見，這種換熱器比較適合用于溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高以及殼程結垢不嚴重或能用化學清洗的場合。由于此類換熱器集中了管殼式換熱器的優點，因此應用相當廣泛。

圖1  固定管板換熱器（BJM）

1一防沖板；2一拉桿；3一單弓形折流板；4一分流割板；

5一旁路擋板；6一帶法蘭管板；7一傳熱管

圖2  BEM立式固定管板式換熱器

2.浮頭式換熱器

浮頭式換熱器如圖3所示。浮頭式換熱器針對固定管板式換熱器的缺陷在結構上做了改進，兩端管板只有一端管板與殼體固定，而另一端的管板可以在殼體內自由移動，該端稱為浮頭。這類換熱器殼體和管束對熱膨脹是自由的，故當兩種介質溫差較大時，管束與殼體之間不產生溫差應力。浮頭端設計成可拆結構，使管束可以容易地插入或抽出（也有設計成不可拆的），這樣為檢修、清洗提供了方便。但結構較復雜，而且浮頭端小蓋在操作時無法知道泄漏情況，所以在安裝時要特別注意其密封。

浮頭式換熱器適用于管殼壁間溫差較大，或易于腐蝕和易于結垢的場合。但這類換熱器結構復雜，笨重，造價約比固定管板式高20%左右，材料消耗量大。管束和殼體的間隙較大，故流體易走短路而影響傳熱效果，在設計時要盡量避免這一短路。至于殼程的壓力也受到滑動接觸面的密封限制。

圖3  AES、BES浮頭式換熱器

3.U型管式換熱器

U型管式換熱器如圖4和圖5所示，U型管式換熱器僅有一塊管板。它是將管子彎成U型，管子兩端固定在同一塊管板上。由于殼體和管子分開，管束可以自由伸縮，不會因管壁、殼壁之間的溫度差而產生熱應力，熱補償性能好。管程為雙管程，流程較長，流速較高，傳熱性能好，承壓能力強。因U型管式換熱器僅有一塊管板，且無浮頭，所以結構簡單，造價比其他換熱器便宜，管束可以從殼體內抽出，管外便于清洗，但管內清洗困難，所以管內的流體必須是清潔及不易結垢的物料。由于傳熱管的結構型式關系，管子的更換除外側管了外，內部管子大部分不可能更換，管束中心部分存在間隙，所以流體易走短路，影響傳熱效果，故通常在此處設有假管或中間擋板（見圖4）以減少這一流動死區。而且管板上排列的管子較少，結構不緊湊。U型管的彎管部分曲率不同，管子長度不一，因而物料分布不如固定管板式換熱器均勻。管子因滲漏而堵死后，將造成傳熱面積的損失。

圖4  BIU U型管式換熱器

圖5  雙売程U型管式換熱器（AFU）

1一盤環形折流板環板；2一盤環形折流板盤板；3一縱向隔板；

4一換熱管；5一管箱；6-分程隔板；7一定距管；8一拉桿

U型管式換熱器，一般使用于高溫高壓的情況下。尤其使用在壓力較高的情況下，在彎管段壁厚要加厚，以彌補彎管后管壁的減薄。

如殼程需要經常清洗的管束，則要求采用正方形排列，一般情況下都按三角形排列，管程為偶數。

完程內可按工藝要求設置縱向隔板組成雙殼程換熱器，以增加殼側介質流速（圖5），提高換熱設備的傳熱效果?？v向隔板安裝在平行于傳熱管方向（縱向隔板按工藝要求決定）。

4.填料函式換熱器

對于一些腐蝕嚴重，溫差較大而經常要更換管束的冷卻器，采用填料函式換熱器要比浮頭式或固定式換熱器優越得多。它具有浮頭式換熱器的優點，又克服了固定式換熱器的缺點，結構較浮頭簡單，制造方便，易于檢修清洗。

填料函式換熱器的管板也僅有一端與殼體固定，另一端采用填料函密封，如圖6所示，它的管束也可以自由膨脹，所以也不需考慮由于管壁、殼壁溫度差引起的熱應力，且管程和殼程都能清洗，加工制造較浮頭方便，且造價較低。但由于填料密封處易于泄漏，故殼程壓力不能過高，也不易用于殼程內為易揮發、易燃、易爆和有毒介質的場合。

目前所使用的填料函式換熱器都較小，使用在直徑700mm以下，大直徑填料函式換熱器采用得很少，尤其在操作壓力及溫度較高的條件下就更少。

圖6  AFP填料函雙殼程換熱器