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管子在管板上的排列有正三角形，正方形和同心圆排列三种方式，如图3.1所示，传热管的排列应使其在整个换热器圆截面上均匀分布，同时还要考虑流体的性质，管箱结构及加工制造等方面的问题。正三角形排列的优点有：管板的强度高；流体走短路的机会少，但管外流体扰动较大，因而对流体热系数较高；相同的壳径内可排列更多的管子；但是正三角形排列蚀管外机械清洗较为困难。正方形排列的优点是便于清洗列管的外壁，适用于壳程流体容易产生污垢的场合；但是在同样的管板面积上可排列的管子数量为最少。同心圆排列方式优点在靠近壳体的地方管子分布较均匀，在壳体直径较小的换热器中可以排列的换热管数比三角形排列的还多。综上所述，可能本次“铜液还原加热器”的设计，暂定为选择正三角形排列方式。另外孙桥，杨福忠[3] 等人将CAD引入了换热器的设计中，减少设计人员在设计中的重复性劳动，提高设计速度，他们着重论述在换热器前期设计已经完成的情况下，利用其结果进行参数化自动布管设计。这一成果可以用于本次毕业设计，可大大提高本次设计的效率以及专业性。20037
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管子的排列方式
2 膨胀节的设计与优化
膨胀节为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力，而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构；由一个或几个波纹管组成。由于它作为一种能自由伸缩的弹性补偿元件，工作可靠、性能良好、结构紧凑等优点，已广泛应用在石油化工设备中。对于固定管板式换热器，设计时有多种设计工况。包括正常操作工况、开车工况、停车工况、甚至事故工况等。除非能判出最苛刻工况的设计条件，否则应对每种设计工况逐一核算。常常出现在正常操作工况下不需设置膨胀节或所设置的膨胀节是安全的，而在其他工况下才需设置膨胀节或已设的膨胀节并不安全。因此设计工作中首要的问题就是各种工况要考虑全面，才能确定固定管板式换热器是否需要设置膨胀节和膨胀节的设置是否合理。
在管板计算中按有温差的各种工况计算出的壳体轴向应力、换热管轴向应力、换热管与管板之间的拉脱力中，有一个不能满足强度（或稳定）条件时，就需要设置膨胀节。在管板的强度校核计算时，当管板厚度确定后，不设置膨胀节时，有时管板强度不够，设置膨胀节后，管板厚度可能就满足要求。此时可设计膨胀节以减薄管板。但要从材料消耗、制造难易、安全及经济效果等综合确定
其合理性。但我认为在设计中最好还是避免膨胀节的设置，毕竟他是整个固定管板式换热器中最薄弱的地方，也是最容易出问题的地方。孙征[4] 就在“浅谈膨胀节设计”的文章中提到了如何避免设置膨胀节的方法，可以予以借用。
（1）首先应从工艺危度考虑，工艺采取一定措施即可避免某些设计工况的出现，从而避免设备需设置膨胀节的某工况。
（2）在压力允许的情况下，可以通过调整折流板间距，从而调整失稳当量长度及管束刚度。从而达到调整换热管的轴向应力状态．二避免设置膨胀节。
（3）在费用估算可行的情况下，可通过适当增加管板厚度，以调整换热管与管板的拉脱力小于许用拉脱力，从而避免设置膨胀节。
（4）在费用估算可行的情况下，可通过适当增加壳体厚度，以调整壳体轴向应力满足强度条件，从而避免设置膨胀节。
（5）在工艺介质允许和经济合理的情况下，可通过更换壳程通体或换热管的材质以减小膨胀差，从而避免设置膨胀节。
3 折流板开孔对换热器性能的影响