管殼式換熱器(shell and tube heat exchanger)又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結構較簡單，操作可靠，可用各種結構材料（主要是金屬材料）製造，能在高溫、高壓下使用，是目前應用最廣的型別。
管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。
為提高管外流體的傳熱分係數，通常在殼體內安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規定路程多次橫向通過管束，增強流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。
等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動程度高，傳熱分係數大；正方形排列
管殼式換熱器
則管外清洗方便，適用於易結垢的流體。
流體每通過管束一次稱為乙個管程；每通過殼體一次稱為乙個殼程。圖示為最簡單的單殼程單管程換熱器,簡稱為1-1型換熱器。為提高管內流體速度,可在兩端管箱內設定隔板，將全部管子均分成若干組。
這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內安裝縱向擋板，迫使流體多次通過殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應用。
編輯本段管殼式換熱器型別
由於管內外流體的溫度不同，因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大，換熱器內將產生很大熱應力，導致管子彎曲、斷裂，或從管板上拉脫。因此，當管束與殼體溫度差超過50℃時，需採取適當補償措施，以消除或減少熱應力。
根據所採用的補償措施，管殼式換熱器可分為以下幾種主要型別：
① 固定管板式換熱器管束兩端的管板與殼體聯成一體，結構簡單,但只適用於冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機械清洗時的換熱操作。當溫度差稍大而殼程壓力又不太高時，可在殼體上安裝有彈性的補償圈，以減小熱應力。
② 浮頭式換熱器管束一端的管板可自由浮動，完全消除了熱應力;且整個管束可從殼體中抽出,便於機械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應用較廣，但結構比較複雜，造價較高。
③ u型管換熱器每根換熱管皆彎成u形，兩端分別固定在同一管板上下兩區，借助於管箱內的隔板分成進出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應力，結構比浮頭式簡單，但管程不易清洗。
非金屬材料換熱器化工生產中強腐蝕性流體的換熱，需採用陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等非金屬材料製作管殼式換熱器。
其中以碳化矽為主要材質的陶瓷換熱器具有以下特點：
陶瓷換熱器的生產工藝與窯具的生產工藝基本相同，導熱性與抗氧化效能是材料的主要應用效能。它的原理是把陶瓷換熱器放置在煙道出口較近，溫度較高的地方，不需要摻冷風及高溫保護，當窯爐溫度1250-1450℃時，煙道出口的溫度應是1000-1300℃，陶瓷換熱器**餘熱可達到450-750℃，將**到的的熱空氣送進窯爐與燃氣形成混合氣進行燃燒，可節約能源25%－45%，這樣直接降低生產成本，增加經濟效益。
陶瓷換熱器在金屬換熱器的使用侷限下得到了很好的發展，因為它較好地解決了耐腐蝕，耐高溫等課題，成為了**高溫餘熱的最佳換熱器。經過多年生產實踐，表明陶瓷換熱器效果很好。它的主要優點是：
導熱性能好，高溫強度高，抗氧化、抗熱震效能好。壽命長，維修量小，效能可靠穩定，操作簡便。是目前**高溫煙氣餘熱的最佳裝置。
目前，陶瓷換熱器可以用於冶金、有色、耐材、化工、建材等行業主要熱工窯爐，正在為世界的節能減排事業作出了巨大的貢獻。
流道的選擇進行換熱的冷熱兩流體，按以下原則選擇流道：①不潔淨和易結垢流體宜走管程，因管內清洗較方便；②腐蝕性流體宜走管程，以免管束與殼體同時受腐蝕；③壓力高的流體宜走管程，以免殼體承受壓力；④飽和蒸汽宜走殼程，因蒸汽冷凝傳熱分係數與流速無關,且冷凝液容易排出；⑤若兩流體溫度差較大,選用固定管板式換熱器時，宜使傳熱分係數大的流體走殼程，以減小熱應力。
操作強化當管壁兩側傳熱分係數相差很大時（如粘度小的液體與氣體間的換熱），應設法減小傳熱分係數低的一側的熱阻。如果管外傳熱分係數小，可採用外螺紋管（低翅片管），以增大管外一側的傳熱面積和流體湍動，減小熱阻。如果管內傳熱分係數小，可在管內設定麻花鐵，螺旋圈等新增物，以增強管內擾動，強化換熱，當然這時流體的流動阻力也將增大。
編輯本段1、主要控制引數
管殼式換熱器的主要控制引數為加熱面積、熱水流量、換熱量、熱媒引數等。
編輯本段2、選用要點
1）、根據已知冷、熱流體的流量，初、終溫度及流體的比熱容決定所需的換熱面積。初步估計換熱面積，一般先假定傳熱系數，確定換熱器構造，再校核傳熱系數k值。
2）、選用換熱器時應注意壓力等級，使用溫度，介面的連線條件。在壓力降，安裝條件允許的前提下，管殼式換熱器以選用直徑小的加長型，有利於提高換熱量。
3）、換熱器的壓力降不宜過大，一般控制在0.01～0.05mpa之間；
4）、流速大小應考慮流體黏度，黏度大的流速應小於0.5～1.0m/s；一般流體管內的流速宜取0.4～1.0m/s；易結垢的流體宜取0.8～1.2m/s。
5）、高溫水進入換熱器前宜設過濾器。
6）、熱交換站中熱交換器的單台處理和配置台數組合結果應滿足熱交換站的總供熱負荷及調節的要求。在滿足使用者熱負荷調節要求的前提下，同乙個供熱係數中的換熱器台數不宜少於2臺，不宜多於5臺。
編輯本段3、施工、安裝要點
1）、熱交換器應以最大工作壓力的1.5倍做水壓試驗，蒸汽部分應不低於蒸汽供汽壓力加0.3mpa；熱水部分應不低於0.4mpa。在試驗壓力下，保持10min壓力不降。
2）、管殼式換熱器前端應留有抽卸管束的空間，即其封頭於牆壁或屋頂的距離不得小於換熱器的長度，裝置執行操作通道淨寬不宜小於0.8m。
3）、各類閥門和儀表的安裝高度應便於操作和觀察。
4）、加熱器上部附件（一般指安全閥）的最高點至建築結構最低點的垂直淨距應滿足安裝檢測的要求，並不得小於0.2m。
編輯本段4、執行標準
1）、產品標準
《管殼式換熱器》gb151-1999
《導流型容積式水加熱器和半容積式水加熱器(u型管束)》cj/t 163-2002
2）、工程標準
《建築給水排水及採暖工程施工質量驗收規範》gb50242-2002
3）、相關標準圖
05r103 熱交換站工程設計施工圖集
01s122-1～10水加熱器選用及安裝
編輯本段管殼式換熱器腐蝕分析
管殼式換熱器的材料一般以碳鋼、不鏽鋼和銅為主，其中碳鋼材質的管板在作為冷卻器使用時，其管板與列管的焊縫經常出現腐蝕洩漏，洩漏物進入冷卻水系統汙染環境又造成物料浪費。
管殼式換熱器在製作時，管板與列管的焊接一般採用手工電弧焊，焊縫形狀存在不同程度的缺陷，如凹陷、氣孔、夾渣等，焊縫應力的分布也不均勻。使用時管板部分一般與工業冷卻水接觸，而工業冷卻水中的雜質、鹽類、氣體、微生物都會構成對管板和焊縫的腐蝕，這就是我們常說的電化學腐蝕。研究表明，工業水無論是淡水還是海水，都會有各種離子和溶解的氧氣，其中氯離子和氧的濃度變化，對金屬的腐蝕形狀起重要作用。
另外，金屬結構的複雜程度也會影響腐蝕形態。因此，管板與列管焊縫的腐蝕以孔蝕和縫隙腐蝕為主。從外**，管板表面會有許多腐蝕產物和積沉物，分布著大小不等的凹坑。
以海水為介質時，還會產生電偶腐蝕。化學腐蝕就是介質的腐蝕，換熱器管板接觸各種各樣的化學介質，就會受到化學介質的腐蝕。另外，換熱器管板還會與換熱管之間產生一定的雙金屬腐蝕。
綜上所述，影響管殼式換熱器腐蝕的主要因素有：
（1）介質成分和濃度：濃度的影響不一，例如在鹽酸中，一般濃度越大腐蝕越嚴重。碳鋼和不鏽鋼在濃度為50%左右的硫酸中腐蝕最嚴重，而當濃度增加到60%以上時，腐蝕反而急劇下降；
（2）雜質：有害雜質包括氯離子、硫離子、氰離子、氨離子等，這些雜質在某些情況下會引起嚴重腐蝕
（3）溫度：腐蝕是一種化學反應，溫度每提公升 10℃，腐蝕速度約增加1~3倍，但也有例外；
（4）ph值：一般ph值越小，金屬的腐蝕越大；
（5）流速：多數情況下流速越大，腐蝕也越大。
編輯本段管殼式換熱器的防腐保護
針對冷卻塔防腐問題，傳統方法以補焊為主，但補焊易使管板內部產生內應力，難以消除，可能造成冷卻塔管板焊縫再次滲漏。現西方國家多採用高分子複合材料的方法進行保護，其中應用最多的是美嘉華技術產品。其具有優異的粘著效能及抗溫、抗化學腐蝕性能，在封閉的環境裡可以安全使用而不會收縮，特別是良好的隔離雙金屬腐蝕和耐沖刷效能，從根本上杜絕了修復部位的腐蝕滲漏，為冷卻塔提供乙個長久的保護塗層。
高分子材料快速治理換熱器滲漏
管殼式換熱器文獻總結
煉油裝置工藝設計資料，石油化學工業部化工規劃設計院組織編寫，石油化學工業出版社 1.1.1 管子外形 管殼式換熱器的管子有光管和螺紋管兩種，當殼層流體的膜傳熱系數只有管層的1 3時，採用螺紋管是合理的，因為它能強化殼層的傳熱過程，從而提高總的傳熱效果 對於容易結垢的殼層介質，當採用螺紋管換熱器後，結...
關於板式換熱器和管殼式換熱器比較2019
關於板式換熱器和管殼式換熱器比較 2007 08 10 15 00 分類 預設分類 字型大小 大大中中小小 一 板式換熱器簡介 板式換熱器是由一組波紋金屬板組成，板片上有四個角孔供熱交換的兩種液體通過。金屬板片安裝在固定板和活動壓緊板的框架內，並用夾緊螺栓加以夾緊。板片裝有密封墊片，將流體通道密封，...
管殼式換熱器的化學清理方案及應用
作者 侯偉平王艷玲 中國石油和化工標準與質量 2013年第12期 摘要 管殼式換熱器在石油煉製 化工 熱能動力等領域得到了廣泛應用，裝置結垢作為一種普遍現象是許多運營單位經常遇到的難題。文章結合有關工程及生產實踐簡述了一種針對換熱器汙垢的化學清洗方案。關鍵詞 換熱器結垢清洗劑化學清洗 換熱器是使熱量...