1.1.1  管壳式换热器的应用

    固定管板式换热器的应用最为广泛，其原因在于该换热器结构简单结构简单，主要由两端管板和壳体构成。

    固定管壳式换热器在石油、化工、石油化工、冶金、电力、食品等行业普遍被采用，它不仅能够实现物料之间的热量传递，更是一种节能的工艺设备。在炼油、化工装置中换热器的应用数量居多，约占总设备数量的40%，45%左右的投资都用来换热器。中国在发展，技术在不断更新，许多新节能技术也随之而来，在换热器方面选择利用换热其进行高温和低温热能回收，这种新思维给企业带来了显著的收益和经济效益，其应用领域也在不断扩大。图1-1为管壳式换热器实物图以及结构分析图。

图1-1  管壳式换热器实物图及结构分析图

1.2  换热器的结构及其分类

  1.2.1 换热器的结构

    组成管壳式(又称列管式) 换热器的部分有多种，但壳体、管束、管板和封头是管壳式换热器必不可少的组成部分，管壳式换热器的壳体部分以圆形居多，壳体内部有的装有平行管束，有的装有螺旋管，管束两端分别固定在管板上。在管壳式换热器有两种流体进行换热，一种流体在管内流动，将其流动的行程称为管程；壳程即为在管外流动的另一流体的行程。管壳式换热器的设计理念极其重要，它影响到管外流体的传热系数以及壳程内流体的速度，所以通常选择通常在壳体内部安装若干折流板来达到所需要的传热系数以及流体速度，而且折流板能够迫使流体按规定路程多次横向通过管束，这样的意义在于加强流体的湍流程度。换热管在管板上的排列方式有多种，可以选择，等边三角形，也可以选择正方形。两种选择都有其优点，可以根据实际情况进行选择：对三角形排列结构来说，其优点在于结构紧凑，流体的湍流效果要好，传热系数相比而言要大比较大；正方形排列结构适合于那些容易积垢的流体，因为正方形排列便于管外清洗。通常把流体每通过管束一次定义为一个管程；一个壳程即为每通过壳体一次。管内流体的速度能明显影响换热器的效果，因此我们要尽量提高管内流体的速度，其方法有在两端管箱内设置隔板。管程与壳程有多管程与多壳程之分，多管程即为流体在管束中往返多次；多壳程就是流体在壳体内安装了纵向挡板的壳体空间流过多次。工程中也可以实现多管程与多壳程配合应用

1.2.2 换热器的分类及其特点

（1）蓄热式换热器

 蓄热式换热器（Regenerative heat exchanger，Regenerator）因为能够平稳的在高温下运行这一大优点，其该装置具有悠久的历史，回热式换热器与蓄热式换热器相对应，是按照大类划分的换热器形式的一种，。蓄热式换热器能够短暂的储存能量，其方式是需要通过多孔填料或基质，并将热量从一种流体传递到另外一种流体。蓄热式换热器的工作原理可以简单的理解为热气流在加热周期时流过蓄热式换热器中的填料，热量经过气流，气流被流过的热量加热从而传递到填料，再经填料降温度降低，。在加热周期结束时，进行流体的方向切换流，气流在冷却周期内冷流体流经蓄热体，蓄热体被流经的冷流体冷却经过填料并且吸收热量。因此，就常规的流向变换而言，冷热流体与蓄热体内的填料交替性的进行换热，蓄热体内以及气流在各个位置的温度都随时间的波动而不断波动。在蓄热式换热器开启之后，要经历重复以上多个周期的切换过程才能稳定的进入到工作状态，蓄热体内确定一点的位置随时间的波动在后面的周期内都是不变的。蓄热式换热器和回热式换热器可以较容易的从运行特性上进行区分，蓄热式换热器热量的传递都是动态的，而且跟位置和时间有关，但回热式换热器流体流动的位置是固定的，并且运行稳定时的温度只受位置的影响，与时间无关。