常见换热器简介
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七、换热器的选型和提高热效率的途径 7.3、强化传热过程方式： 1、增大总传热系数K
方法： 降低污垢热阻
通过增大流速冲刷管壁防止污垢沉积，或采用阻垢剂等化学和机械 方法来抑制污垢的生成速度，并注意及时消除。 提高对流传热系数
增加湍动程度、减少层流底层的厚度，比如： （1）提高流速，增加雷诺系数。如增加折流层数。 （2）增加流体的扰动。如采用浅密波纹。
蒸发器 再沸器
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三、换热器的结构形式和特点--列管式
列管式换热器 结构比较紧凑，单位体积所具
有的传热面积大（40～150平方米/ 立方米），传热效果好，适应性强 ，操作弹性较大，尤其适用于高温 、高压和大型装置中，是管式换热 器中应用最普遍的换热器。
套管式换热器： ➢ 优点：结构简单；能耐高压；传热面积可根据需要增减；适当地选择管内、外径，可使
流体的流速增大，且两种流体呈逆流流动，有利于传热。 ➢ 缺点：单位传热面积的金属耗量大；管子接头多，检修清洗不方便。 ➢ 适用于高温、高压及小流量流体间的换热。
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➢ 用焊接结构替代橡胶垫密封, 全焊式和半焊式板式换热器 的出现, 消除了由于垫片材 料耐温、耐腐蚀、耐压方面 的限制。
➢ 耐压耐温达3. 2MPa 和 300℃, 单台换热面积F 为 3m2～2 000m2。可用于气气、气- 液、液- 液的换热和 蒸气的冷凝
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常见换热器简介
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1
一、概述
1、换热器的定义 以在两种流体之间用来传递热量为基本目的的装置统称换热设备，又称换
热器（热交换器）。 2、功能
主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利 用率、回收利用余热、废热和低位热能。 3、应用
易排出； ⑤ 流量小而粘度大的流体一般走壳程为宜； ⑥ 需要被冷却物料一般走壳程，便于散热
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七、换热器的选型和提高热效率的途径 7.2、提高换热效率的途径——强化传热过程 传热计算的基本公式： 其中： Q为换热量； K为换热系数； S为换热面积； △tm为对数平均温差。
3、提高传热推动力△tm 方法： 1、适当提高加热蒸汽压强， 降低冷却水进口温度，确定适宜的 出口温度都可提高△tm； 2、两侧变温情况下，尽量采用逆 流流动；
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Thanks
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29
图2 螺旋缠绕换热器
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七、换热器的选型和提高热效率的途径 7.1、换热器选型 选择换热器需注意的三个基本参数
1）换热介质的温度
2）工作压力
3）介质物性
例如： 管式换热器具有能适应高温、高压场合换热的特点，但是换热效率
相对板式换热器而言要低，且体积较大。 板式换热器具有结构紧凑、换热效率高的特点，但其不适用于高温
率，一般约为管壳式换热器的3～5倍；拆装方便，有利于维修和清洗。
➢ 缺点：处理量小；操作压力和温度受密封垫片材料性能限制而不宜过高。
➢ 适用于经常需要清洗、工作环境要求十分紧凑，工作压力在2.5 MPa以下，温度在 -
35℃~200℃场合。
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焊接式板式换热器
➢ 缺点：壳程不能进行机械清洗；当换热管与壳体的温差较大（大于50℃）时产生温 差应力，需在壳体上设置膨胀节，因而壳程压力受膨胀节强度的限制不能太高。
➢ 适用于壳方流体清洁且不易结垢，两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的场 合。
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浮头式换热器
➢ 优点：当换热管与壳体有温差存在，壳体或换热管膨胀时，互不约束，不会产 生温差应力；管束可从壳体内抽出，便于管内和管间的清洗。
五、换热器的结构形式和特点--夹套式
列管式换热器 结构比较紧凑，单位体积所具
有的传热面积大（40～150平方米/ 立方米），传热效果好，适应性强 ，操作弹性较大，尤其适用于高温 、高压和大型装置中，是管式换热 器中应用最普遍的换热器。
注意： 当两种流体的温度超过50℃时
，就应当从结构上考虑热膨胀的影 响，采取相应的热补偿措施。
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六、换热器的结构形式和特点--热管式
热管式换热器 以热管为传热单元的热管
换热器是一种新型高效换热器 ，它是由壳体、热管和隔板组 成的。热管作为主要的传热元 件，是一种具有高导热性能的 传热装置
原理： 将壳体抽真空后充入适量的工 作液，密闭壳体便构成一只热 管。当热源对其一端供热时， 工作液自热源吸收热量而蒸发 汽化，携带潜热的蒸汽在压差 作用下，高速传输至壳体的另 一端，向冷源放出潜热而凝结 ，冷凝液回至热端，再次沸腾 汽化。如此反复循环，热量乃 不断从热端传至冷端。
➢ 板翅式换热器结构紧凑，轻巧， 适应性强，并且传热效率高； 但其易堵塞，不耐腐蚀。
➢ 目前在工程机械、通用机械等 领域，板翅式换热器被广泛应 用于各种油、水、气体冷却器 等。
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平板式换热器
➢ 优点：结构紧凑，单位体积设备所提供的换热面积大；组装灵活，具有较高的传热效
➢ 缺点：管内清洗比较困难；由于管子需要有一定的弯曲半径，故管板的利用率较低； 管束最内层管间距大，壳程易短路；内层管子坏了不能更换，因而报废率较高。
➢ 适用于管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢，而管程介质清洁不易结垢以及高温、高 压、腐蚀性强的场合。
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套管式换热器
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七、换热器的选型和提高热效率的途径
2、增大传热面积S 方法： 1、提高单位体积内的传热面积， 采用小管径，板状换热表面，改变 传热面形状等； 2、增大对流传热系数小的一侧的 面积，如波纹管，翅片管等。
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七、换热器的选型和提高热效率的途径
冷机组中。
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列管冷凝器
➢ 按材质分类： 碳钢、不锈钢、钛材、衬钽、哈氏合金、石墨、石墨改性聚丙烯等 ➢ 按安装方式： 立式、卧式
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四、换热器的结构形式和特点--板式
➢ 优点：可在较小的温差下操作，能充分利用低温热源；结构紧凑，单位体积 的传热面积约为管壳式换热器的3倍。
➢ 缺点：结构较复杂，用材量大，造价高；浮头盖与浮动管板之间若密封不严， 发生内漏，造成两种介质的混合。
➢ 适用于壳体和管束壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
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U型管式换热器
➢ 优点：结构简单，只有一个管板，密封面少，运行可靠，造价低；管束可以抽出，管 间清洗方便。
根据热补偿方式的不同，列管 换热器分为三种形式： 1、固定管板式 2、浮头式 3、U型管式
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五、换热器的结构形式和特点--夹套式
夹套式换热器 夹套式换热器是间壁式换 热器的一种，在容器外壁 安装夹套制成 性能特点 结构简单；但其加热面受 容器壁面限制，传热系数 也不高。为提高传热系数 且使釜内液体受热均匀， 可在釜内安装搅拌器。当 夹套中通入冷却水或无相 变的加热剂时，亦可在夹 套中设置螺旋隔板或其它 增加湍动的措施，以提高 夹套一侧的给热系数。为 补充传热面的不足，也可 在釜内部安装蛇管
换热器的应用十分广泛，它是化工、炼油、动力、原子能、轻工、食品制 药和机械制造等行业广泛使用的一种通用设备。换热器既可是一种单独的设 备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨 合成塔内的热交换器。
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20
二、换热器的分类
直接接触式
1. 按热量的传递方式分类 间壁式
蓄热式
t
T 直接接触式
T
t
间壁式
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冷热流流体体 蓄热式
20
二、换热器的分类
管式 : 列管式、套管式、盘管式、喷淋式等
2.
按结构分类
板式：螺旋板式、板式、板翅式等
夹套式：
热管：
加热器 3.按用途分类 冷 冷凝 却器器
高压的换热场合
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七、换热器的选型和提高热效率的途径 7.1、换热器选型--流体流经管程或壳程的选择
原则：传热效果好；结构简单；清洗方便
① 不洁净或易结垢的液体宜在管程； ② 腐蚀性流体宜在管程，以免管束和壳体同时受到腐蚀
； ③ 压力高的流体宜在管内，以免壳体承受压力； ④ 饱和蒸汽宜走壳程，饱和蒸汽比较清洁，且冷凝液容
➢ 缺点：操作温度和压力不宜太高，目前最高操作压力为2MPa，温度在400℃ 以下；因整个换热器为卷制而成，一旦发现泄漏，维修很困难。
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螺旋板式换热器
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板翅式换热器
➢ 板翅式换热器，通常由隔板、 翅片、封条、导流片组成。在 相邻两隔板间放置翅片、导流 片以及封条组成一夹层，称为 通道。
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热管式换热器
适用范围 特别适用于低温差传热及某些等温性要求较高的场合。热管换热器
具有结构简单、使用寿命长、工作可靠、应用范围广等优点，可用于 气─气、气─液和液─液之间的换热过程。
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其他类型换热器
Biblioteka Baidu
图1 螺旋折流板换热器
蛇管式换热器
优点：结构简单、价格低廉、便于防腐蚀、能承受高压。 缺点：由于容器的体积较蛇管的体积大得多，管外流体的传热 膜系数较小，故常需加搅拌装置，以提高其传热效率。
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喷淋式换热器
➢ 优点：检修清理方便，传热效果好等。 ➢ 缺点：体积庞大，占地面积大；冷却水量较大，喷淋不易均匀。 ➢ 蛇管换热器因其结构简单、操作方便、常被用于制冷装置和小型制
注意： 当两种流体的温度超过50℃时
，就应当从结构上考虑热膨胀的影 响，采取相应的热补偿措施。
根据热补偿方式的不同，列管 换热器分为三种形式： 1、固定管板式 2、浮头式 3、U型管式
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固定管板式换热器
➢ 优点：结构简单、紧凑。在相同的壳体直径内，排管数最多，旁路最少；每根换热 管都可以进行更换，且管内清洗方便。
七、换热器的选型和提高热效率的途径 7.3、强化传热过程方式： 1、增大总传热系数K
方法： 降低污垢热阻
通过增大流速冲刷管壁防止污垢沉积，或采用阻垢剂等化学和机械 方法来抑制污垢的生成速度，并注意及时消除。 提高对流传热系数
增加湍动程度、减少层流底层的厚度，比如： （1）提高流速，增加雷诺系数。如增加折流层数。 （2）增加流体的扰动。如采用浅密波纹。
蒸发器 再沸器
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三、换热器的结构形式和特点--列管式
列管式换热器 结构比较紧凑，单位体积所具
有的传热面积大（40～150平方米/ 立方米），传热效果好，适应性强 ，操作弹性较大，尤其适用于高温 、高压和大型装置中，是管式换热 器中应用最普遍的换热器。
套管式换热器： ➢ 优点：结构简单；能耐高压；传热面积可根据需要增减；适当地选择管内、外径，可使
流体的流速增大，且两种流体呈逆流流动，有利于传热。 ➢ 缺点：单位传热面积的金属耗量大；管子接头多，检修清洗不方便。 ➢ 适用于高温、高压及小流量流体间的换热。
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➢ 用焊接结构替代橡胶垫密封, 全焊式和半焊式板式换热器 的出现, 消除了由于垫片材 料耐温、耐腐蚀、耐压方面 的限制。
➢ 耐压耐温达3. 2MPa 和 300℃, 单台换热面积F 为 3m2～2 000m2。可用于气气、气- 液、液- 液的换热和 蒸气的冷凝
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常见换热器简介
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1
一、概述
1、换热器的定义 以在两种流体之间用来传递热量为基本目的的装置统称换热设备，又称换
热器（热交换器）。 2、功能
主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利 用率、回收利用余热、废热和低位热能。 3、应用
易排出； ⑤ 流量小而粘度大的流体一般走壳程为宜； ⑥ 需要被冷却物料一般走壳程，便于散热
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七、换热器的选型和提高热效率的途径 7.2、提高换热效率的途径——强化传热过程 传热计算的基本公式： 其中： Q为换热量； K为换热系数； S为换热面积； △tm为对数平均温差。
3、提高传热推动力△tm 方法： 1、适当提高加热蒸汽压强， 降低冷却水进口温度，确定适宜的 出口温度都可提高△tm； 2、两侧变温情况下，尽量采用逆 流流动；
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29
图2 螺旋缠绕换热器
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七、换热器的选型和提高热效率的途径 7.1、换热器选型 选择换热器需注意的三个基本参数
1）换热介质的温度
2）工作压力
3）介质物性
例如： 管式换热器具有能适应高温、高压场合换热的特点，但是换热效率
相对板式换热器而言要低，且体积较大。 板式换热器具有结构紧凑、换热效率高的特点，但其不适用于高温
率，一般约为管壳式换热器的3～5倍；拆装方便，有利于维修和清洗。
➢ 缺点：处理量小；操作压力和温度受密封垫片材料性能限制而不宜过高。
➢ 适用于经常需要清洗、工作环境要求十分紧凑，工作压力在2.5 MPa以下，温度在 -
35℃~200℃场合。
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焊接式板式换热器
➢ 缺点：壳程不能进行机械清洗；当换热管与壳体的温差较大（大于50℃）时产生温 差应力，需在壳体上设置膨胀节，因而壳程压力受膨胀节强度的限制不能太高。
➢ 适用于壳方流体清洁且不易结垢，两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的场 合。
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浮头式换热器
➢ 优点：当换热管与壳体有温差存在，壳体或换热管膨胀时，互不约束，不会产 生温差应力；管束可从壳体内抽出，便于管内和管间的清洗。
五、换热器的结构形式和特点--夹套式
列管式换热器 结构比较紧凑，单位体积所具
有的传热面积大（40～150平方米/ 立方米），传热效果好，适应性强 ，操作弹性较大，尤其适用于高温 、高压和大型装置中，是管式换热 器中应用最普遍的换热器。
注意： 当两种流体的温度超过50℃时
，就应当从结构上考虑热膨胀的影 响，采取相应的热补偿措施。
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六、换热器的结构形式和特点--热管式
热管式换热器 以热管为传热单元的热管
换热器是一种新型高效换热器 ，它是由壳体、热管和隔板组 成的。热管作为主要的传热元 件，是一种具有高导热性能的 传热装置
原理： 将壳体抽真空后充入适量的工 作液，密闭壳体便构成一只热 管。当热源对其一端供热时， 工作液自热源吸收热量而蒸发 汽化，携带潜热的蒸汽在压差 作用下，高速传输至壳体的另 一端，向冷源放出潜热而凝结 ，冷凝液回至热端，再次沸腾 汽化。如此反复循环，热量乃 不断从热端传至冷端。
➢ 板翅式换热器结构紧凑，轻巧， 适应性强，并且传热效率高； 但其易堵塞，不耐腐蚀。
➢ 目前在工程机械、通用机械等 领域，板翅式换热器被广泛应 用于各种油、水、气体冷却器 等。
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平板式换热器
➢ 优点：结构紧凑，单位体积设备所提供的换热面积大；组装灵活，具有较高的传热效
➢ 缺点：管内清洗比较困难；由于管子需要有一定的弯曲半径，故管板的利用率较低； 管束最内层管间距大，壳程易短路；内层管子坏了不能更换，因而报废率较高。
➢ 适用于管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢，而管程介质清洁不易结垢以及高温、高 压、腐蚀性强的场合。
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套管式换热器
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七、换热器的选型和提高热效率的途径
2、增大传热面积S 方法： 1、提高单位体积内的传热面积， 采用小管径，板状换热表面，改变 传热面形状等； 2、增大对流传热系数小的一侧的 面积，如波纹管，翅片管等。
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七、换热器的选型和提高热效率的途径
冷机组中。
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列管冷凝器
➢ 按材质分类： 碳钢、不锈钢、钛材、衬钽、哈氏合金、石墨、石墨改性聚丙烯等 ➢ 按安装方式： 立式、卧式
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四、换热器的结构形式和特点--板式
➢ 优点：可在较小的温差下操作，能充分利用低温热源；结构紧凑，单位体积 的传热面积约为管壳式换热器的3倍。
➢ 缺点：结构较复杂，用材量大，造价高；浮头盖与浮动管板之间若密封不严， 发生内漏，造成两种介质的混合。
➢ 适用于壳体和管束壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
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U型管式换热器
➢ 优点：结构简单，只有一个管板，密封面少，运行可靠，造价低；管束可以抽出，管 间清洗方便。
根据热补偿方式的不同，列管 换热器分为三种形式： 1、固定管板式 2、浮头式 3、U型管式
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五、换热器的结构形式和特点--夹套式
夹套式换热器 夹套式换热器是间壁式换 热器的一种，在容器外壁 安装夹套制成 性能特点 结构简单；但其加热面受 容器壁面限制，传热系数 也不高。为提高传热系数 且使釜内液体受热均匀， 可在釜内安装搅拌器。当 夹套中通入冷却水或无相 变的加热剂时，亦可在夹 套中设置螺旋隔板或其它 增加湍动的措施，以提高 夹套一侧的给热系数。为 补充传热面的不足，也可 在釜内部安装蛇管
换热器的应用十分广泛，它是化工、炼油、动力、原子能、轻工、食品制 药和机械制造等行业广泛使用的一种通用设备。换热器既可是一种单独的设 备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨 合成塔内的热交换器。
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二、换热器的分类
直接接触式
1. 按热量的传递方式分类 间壁式
蓄热式
t
T 直接接触式
T
t
间壁式
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冷热流流体体 蓄热式
20
二、换热器的分类
管式 : 列管式、套管式、盘管式、喷淋式等
2.
按结构分类
板式：螺旋板式、板式、板翅式等
夹套式：
热管：
加热器 3.按用途分类 冷 冷凝 却器器
高压的换热场合
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七、换热器的选型和提高热效率的途径 7.1、换热器选型--流体流经管程或壳程的选择
原则：传热效果好；结构简单；清洗方便
① 不洁净或易结垢的液体宜在管程； ② 腐蚀性流体宜在管程，以免管束和壳体同时受到腐蚀
； ③ 压力高的流体宜在管内，以免壳体承受压力； ④ 饱和蒸汽宜走壳程，饱和蒸汽比较清洁，且冷凝液容
➢ 缺点：操作温度和压力不宜太高，目前最高操作压力为2MPa，温度在400℃ 以下；因整个换热器为卷制而成，一旦发现泄漏，维修很困难。
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螺旋板式换热器
Confidential Information
板翅式换热器
➢ 板翅式换热器，通常由隔板、 翅片、封条、导流片组成。在 相邻两隔板间放置翅片、导流 片以及封条组成一夹层，称为 通道。
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热管式换热器
适用范围 特别适用于低温差传热及某些等温性要求较高的场合。热管换热器
具有结构简单、使用寿命长、工作可靠、应用范围广等优点，可用于 气─气、气─液和液─液之间的换热过程。
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其他类型换热器
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图1 螺旋折流板换热器
蛇管式换热器
优点：结构简单、价格低廉、便于防腐蚀、能承受高压。 缺点：由于容器的体积较蛇管的体积大得多，管外流体的传热 膜系数较小，故常需加搅拌装置，以提高其传热效率。
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喷淋式换热器
➢ 优点：检修清理方便，传热效果好等。 ➢ 缺点：体积庞大，占地面积大；冷却水量较大，喷淋不易均匀。 ➢ 蛇管换热器因其结构简单、操作方便、常被用于制冷装置和小型制
注意： 当两种流体的温度超过50℃时
，就应当从结构上考虑热膨胀的影 响，采取相应的热补偿措施。
根据热补偿方式的不同，列管 换热器分为三种形式： 1、固定管板式 2、浮头式 3、U型管式
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固定管板式换热器
➢ 优点：结构简单、紧凑。在相同的壳体直径内，排管数最多，旁路最少；每根换热 管都可以进行更换，且管内清洗方便。