板式换热器和壳管式换热器

今天和大家一起探讨下板式换热器和壳管式换热器的区别。

换热器如何分类？

按传热方式可分为：间壁式换热器、蓄热式换热器、流体连接间接式换热器、直接接触式换热器、复式换热器。

按用途可分为：加热器、预热器、过热器、蒸发器。

按结构可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。

壳管式与板式换热器不同点之一：结构

1、壳管式换热器结构：

管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆柱形，内有管束，管束两端固定在管板上。传热有两种热流体和冷流体，一种是管内流体，称为管侧流体；另一种是管外流体，称为壳侧流体。

为了提高管外流体的传热系数，通常在管壳内设置若干挡板。挡板可以提高壳程内流体的速度，使流体按规定的距离多次穿过管束，提高流体的湍流度。

换热管可在管板上等边三角形或方形布置。等边三角形布置紧凑，管外流体湍流程度高，传热系数大。方形布置便于清洁管外，适用于易结垢的流体。

2、板式换热器结构：

可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔，四周通过垫片密封，并用框架和压缩螺钉重叠而成。板和垫片的四个角孔构成了流体分配器和集液管。同时，冷流体和热流体被合理地分离，以便它们在每个板的两侧被分离。在通道中流动，通过板进行热交换。

板式换热器

壳管式与板式换热器不同点之一：分类

1、壳管式换热器分类：

（1）固定管板换热器管板与管壳两端管束为一体，结构简单，但仅适用于冷、热流体温差不大，壳程无需机械清洗时的换热操作。当温差稍大，壳侧压力不太高时，可在壳上安装弹性补偿环，以减小热应力。

（2）浮头换热器管束一端的管板可以自由浮动，完全消除了热应力，整个管束可以从壳体中拉出，便于机械清洗和维护。浮头换热器应用广泛，但其结构复杂，成本高。

（3）U形管换热器的每根管子弯成U形，两端固定在上下两区的同一管板上。在管箱隔板的帮助下，分为进、出口两室。换热器完全消除了热应力，其结构比浮头式结构简单，但管程不易清洗。

U型管式换热器

（4）涡流热膜换热器采用最新的涡流热膜换热技术，通过改变流体运动状态来提高换热效果。当介质通过涡流管的表面时，它会对涡流管的表面产生强烈的冲刷，从而提高传热效率，最高可达10000 W/m2。同时，该结构具有耐腐蚀、耐高温、耐高压、防垢等功能。

2、板式换热器分类：

（1）按单位空间换热面积大小，板式换热器属于紧凑型换热器，主要与管壳式换热器比较。传统的管壳式换热器占地面积较大。

（2）根据工艺的使用，有不同的名称：板式加热器、板式冷却器、板式冷凝器、板式预热器。

（3）按工艺组合可分为单向板式换热器和多向板式换热器。

（4）根据两种介质的流向，可分为平行板换热器、逆流板换热器和横流板换热器。后两种更常用。

（5）根据转轮的间隙大小，可分为常规的间隙板式换热器和宽间隙板式换热器。

（6）根据波纹磨损情况，板式换热器有更详细的区别，不再重复，请参考：板式换热器的波纹形式。

（7）根据是否是一套完整的产品，可分为单板式换热器和板式换热器单元。

板翅式换热器

壳管式与板式换热器不同点之一：特点

1、壳管式换热器特点：

（1）高效节能，该换热器传热系数为6000-8000W/(m2·k)。

（2）全不锈钢生产，使用寿命长，可达20年。

（3）将层流改为湍流，提高了传热效率，降低了热阻。

（4）传热快，耐高温（400摄氏度），耐高压（2.5兆帕）。

（5）结构紧凑，占地面积小，重量轻，安装方便，节省土建投资。

（6）设计灵活，规格齐全，实用性强，节约资金。

（7）它具有广泛的应用条件，适用于各种介质的压力、温度范围和热交换。

（8）维护成本低，操作简单，清洗周期长，清洗方便。

（9）采用纳米热膜技术，可显著提高传热系数。

（10）广泛应用于热电、工矿、石油化工、城市集中供热、食品医药、能源电子、机械轻工业等领域。

（11）在传热管外表面轧制有散热片的铜管，导热系数高，传热面积大。

（12）导板引导壳程流体在热交换器中的断线中连续流动。导板之间的距离可以根据最佳流量进行调整。结构坚固，能满足大流量甚至超大流量、高脉动频率的壳程流体的传热。

（13）壳程流体为油时，适用于低粘度、清洁的导热油。

浮头式换热器

2、板式换热器特点：

（1）传热系数高

由于不同的波纹板是反向的，形成复杂的通道，使波纹板之间的流体在三维旋转流中流动，在较低雷诺数（一般Re=50-200）下可产生湍流，因此传热系数较高，一般考虑红色为管壳式的3-5倍。

（2）对数平均温差大，末端温差小

在管壳式换热器中，管程和管程分别有两种流体流动。一般来说，它们是横流的，且对数平均温差修正系数很小。大多数板式换热器都是平行或逆流流动，修正系数一般在0.95左右。此外，板式换热器中的冷热流体流动与换热器中的冷热流体流动是平行的。

热表面和无旁路使板式换热器端部温差小，对水的传热可小于1℃，而管壳式换热器一般为5℃。

（3）占地面积小

板式换热器结构紧凑，单位体积传热面积是管壳式换热器的2-5倍。与管壳式换热器不同的是，它不需要为管束的抽取预留维修位置。因此，为了达到相同的传热能力，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5-1/8。

（4）容易改变换热面积或流程组合

只要增加或减少几个板，就可以达到增加或减少传热面积的目的。通过改变板型布置或更换多个板型，可以实现所需的工艺组合，使管壳式换热器的换热面积适应新的换热条件。增加管壳式换热器的换热面积几乎是不可能的。

夹套换热器

（5）重量轻

板式换热器的板厚仅为0.4-0.8 mm，壳管式换热器的管厚为2.0-2.5 mm。管壳式换热器比板式换热器框架重得多。板式换热器一般只占管壳重量的1/5左右。

（6）价格低

板式换热器材料相同，换热面积相同，价格比管壳式换热器低40%~60%。

（7）制作方便

板式换热器的传热板经过冲压加工，具有很高的标准化程度，可大批量生产。管壳式换热器通常是手工制造的。

（8）容易清洗

框架板式换热器只要松开压力螺栓，就可以松开板式换热器管束，拆下板式换热器进行机械清洗。这对于需要经常清洗的设备的换热过程非常方便。

（9）热损失小

在板式换热器中，只有换热板的壳板暴露在大气中，热损失可以忽略不计，不需要采取保温措施。

消息来源：“压力容器人”公众号

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