详解管壳式换热器的结构特点
壳管式热交换器用于修复或替换板材的变形。如果没有备用板，可以将变形后的板临时拆下并重新组装。冷凝液借毛细力和重力的作用回流，继续受热汽化，这样往复循环将大量热量从加热区传递到散热区。该装置的重要部件及其功能，其中消耗部件是板式热交换器的垫圈。耐酸，碱和盐分。传热效率低，温差小，抗污垢和抗污垢能力强，传热系数高，可适应临界载荷高的场所。
在操作过程中容易发生泄漏，并且泄漏的原因很多。根据不同的原因，板式换热器泄漏的处理方法也不同。壳管式热交换器由壳体，传热管束，管板，挡板（挡板）和管箱构成。壳体大体上是圆柱形的，并且管束布置在内部，并且管束的两端固定在管板上。壳体的热变形与换热管的热变形存有差别，但两构件都被电焊焊接成刚度构造，故热变形差别造成了热应力。进行热交换的两种热流体和冷流体，一种在管中流动，称为管流动流体，另一种在管外部流动，称为壳侧流体。为了增加管外流体的传热系数，通常在壳体中安装多个挡板。挡板增加了壳侧流体的速度，迫使流体在规定的路径上多次横向通过管束，从而增加了流体的湍流。换热管可以以等边三角形或正方形布置在管板上。等边三角形排列紧凑，管外流体高度湍流，传热系数大。方形布置便于在管子外部进行清洁，并且适用于易于结垢的流体。
为了增加管中的流体速度，可以在管箱的两端布置间隔件以将管分成组。这样，流体一次只能通过一部分管子，因此在管束中多次来回传播，这被称为多管。如何通过换热器翅片面增大来加快换热速度翅片管换热器由上，下，左，右四个板密封，以确保整体结构尺寸和固定，并在以后的阶段便于翅片管换热器对接。类似地，为了增加管道外部的流速，还可以在套管中安装纵向挡板，以迫使流体多次通过套管空间，这被称为多套管工艺。多管和多壳可一起使用。
对于完成某一任务的换热器,往往有多个选择,如何确定的换热器,是换热器优化的问题,即采用优化方法使设计的换热器满足的目标函数和约束条件。在换热器设计中,目标函数是指包括设备费用和操作费用在内的总费用。为了提高管内流体的流动速度，可以在管箱两端设置挡板，并将所有管分为几组。本文主要针对管壳式水冷却器冷却水出口温度的优化问题,利用一般优化设计的原理和方法,以操作费用为优化目标,给出相应的目标函数,并用MATLAB语言编写了计算程序,后给出了一个计算实例。
1目标函数
对于以水为冷却介质的管壳式冷却器,进口水温一定时,由传热学的基本原理分析可知,冷却水的出口费用将影响传热温差,从而影响换热器的传热面积和***费用。近年来，中国一重进行了上百次试验，攻克了双等级换热管束的焊接和胀接、组装焊接次序、局部热处理等高难技术，终形成了一整套设计、工艺方案，为顺利完成制造提供了技术支持。若冷却水出口温度较低,所需的传热面积可以较小,即换热器的***费用减少;但此时的冷却水的用量则较大,所需的操作费用增加,所以存在使设备费用和操作费用之和为的冷却水出口温度。
设换热器的年固定费用FA = KF.CA.A (1)式中FA———换热器的年固定费用,元;KF———换热器的年折旧率, 1 /y;CA———换热器单位传热面积的***费用,元/m2 ;A———换热器的传热面积,m2。换热器的年操作费用FB =Cu?WuHy/1000 (2)式中FB———换热器的年操作费用,元;Cu———单位质量冷却水费用,元/吨;Wu———换热器冷却水用量, kg/h;Hy———换热器每年运行时间, h。FPR浮动盘管壳换热器的流体每次通过管束时称为单管侧，每次通过管束时称为单管侧。因此换热器的年总费用即目标函数F = FA FB = KFCAA Cu?WuHy/1000 (3)2A与Wu的数学模型———热平衡方程换热器的热负荷为Q =GcPi ( T1 - T2 ) (4)式中Q———换热器的热负荷, kJ /h;G———换热器热介质处理量, kg/h;cpi———热流体介质比热容, kJ / ( kg?℃) ;T1、T2———热流体的进出口温度,℃。
管箱结构
常见的管箱结构大致可以分为以下几类，如上图所示。
A 型管箱可用于单管程和多管程，优点是便于清洗换热器的管程；缺点是管箱盖结构用材较多，当尺寸较大时，需要锻件，故建议A 型管箱宜用于DN≤900mm 的场合。
B 型管箱用于单管程和多管程，优点是结构简单，便于制造；缺点是检修和清洗管程的换热管内时，需将管箱上的接管法兰和设备法兰拆开，并取下整体管箱。
C 型管箱该管箱是多管程换热器的返回管箱。
D 型管箱该管箱用于单管程换热器的进出口管箱。
管箱平盖是管箱的重要组成部分，不同的平盖可以根据用途、材料耗费、方便清洁等方面进行选择。
设计条件的审查：
1. 换热器的设计，用户应提供一下设计条件（工艺参数）：
① 管、壳程的操作压力（作为判定设备是否上类的条件之一，必须提供）
②管、壳程的操作温度（进口/出口）
③金属壁温（工艺计算得出（用户提供））
④物料名称及特性
⑤腐蚀裕量
⑥程数
⑦换热面积
⑧换热管规格，排列形式（三角形或正方形）
⑨折流板或支撑板数量
⑩保温材料及厚度（以便确定铭牌座伸出高度）
⑾油漆: Ⅰ.如用户有特殊要求，请用户提供牌号，颜色
