列管式热交换器：工业热交换领域的核心设备

更新时间：2025-07-23

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在化工、石油、电力等众多工业领域，热量的有效传递与交换是保障生产过程高效、稳定运行的关键环节。列管式热交换器，作为一种应用广泛且技术成熟的热交换设备，凭借其结构设计与性能，在工业热管理中占据着核心地位。本文将深入探讨列管式热交换器的结构原理、性能优势、应用场景以及维护策略，揭示其在现代工业中的重要价值。

一、结构原理：经典设计，高效传热

列管式热交换器，又称管壳式换热器，其核心结构主要由壳体、管束、管板、折流板及封头五大部分组成。

壳体：作为设备的外部容器，通常采用圆筒形设计，两端配以椭圆形或碟形封头，以确保良好的承压能力与密封性。壳体材质多选用碳钢、不锈钢或耐腐蚀合金，不仅为内部部件提供坚实的支撑，还构成了壳程流体的流动通道。

管束：由大量平行排列的无缝钢管组成，是热量传递的核心部件。这些管子根据实际工况需求，在管径、长度及排列方式上进行优化配置，通过焊接或胀接等方式牢固固定在管板上，形成高效的传热通道。管束的排列方式常见有正三角形、正方形等，正三角形排列可有效增加单位体积内的换热管数量，提升传热面积，增强传热效果。

管板：一般由厚钢板加工而成，其作用是固定管束两端，确保每根换热管的位置准确，并实现管束与壳体、封头之间的可靠连接。管板上的开孔数量与换热管一一对应，以保证流体在管程与壳程之间的合理分配与高效换热。

折流板：垂直安装于壳体内，其主要功能是引导壳程流体多次改变流动方向，使流体能够以曲折路径横掠管束，增强流体的湍流程度。这不仅有效提高了对流传热系数，还增加了流体与管束的接触时间，显著提升了整体传热效率。常见的折流板形式有圆缺形和圆盘形，其中圆缺形因其结构简单、制造方便且传热效果良好，应用最为广泛。

封头：位于壳体两端，用于封闭热交换器，防止流体泄漏，并引导流体按预定路径进出热交换器。封头通常配备有接管，以便与外部管道连接，实现热流体和冷流体的引入与排出。

列管式热交换器的工作原理基于热传导和对流传热的协同作用。热流体在管内流动（管程），冷流体在管外（壳程）逆向流动，热量通过管壁从高温侧的热流体传递至低温侧的冷流体。逆流设计使得冷热流体在整个换热过程中始终保持较大的平均温差，相较于顺流设计，能更有效地提高换热效率，提升能源利用水平。

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