管壳式换热器（又称列管式换热器）是工业领域应用最广泛的换热设备之一，具有结构坚固、可靠性高、适用压力和温度范围广、处理能力大等特点，广泛应用于石油、化工、电力、冶金、制冷等行业。
一、 产品介绍
1. 基本结构组成
管壳式换热器主要由壳体、管束、管板、封头、折流板、接管等核心部件构成，各部件协同作用实现冷热流体的热量传递。
壳体：通常为圆筒形压力容器，材质根据介质特性选择碳钢、不锈钢、钛合金等，是换热器的外壳，容纳管束并引导壳程流体流动。
管束：由多根平行的换热管组成，是热量传递的核心元件。换热管内的通道称为管程，管外与壳体之间的空间称为壳程。
管板：分为固定管板和浮头管板两种，用于固定管束并分隔管程和壳程，防止冷热流体混合。
封头：安装在换热器两端，与管板配合形成管程通道，封头设有接管用于流体的进出，部分封头还设有隔板，实现管程的多程分流。
折流板：安装在壳程内，作用是引导壳程流体横向掠过管束表面，增大流体流速和湍流程度，强化传热效果，同时支撑换热管，防止其振动变形。
接管：分为管程接管和壳程接管，分别用于冷热流体的输入和输出。
2. 主要分类
根据结构特点和使用需求，管壳式换热器有多种分类方式：
按管板固定方式：分为固定管板式、浮头式、U 形管式、填料函式等。
固定管板式：结构简单、成本低，适用于冷热流体温差较小的场景；
浮头式：一端管板可自由浮动，能补偿热膨胀，适用于温差大、易结垢的介质；
U 形管式：管束呈 U 形，仅有一块管板，结构紧凑，耐高压，但管内清洗困难。
按流体流动方式：分为单程、多程换热器，多程设计可提高流体流速，强化传热。
3. 产品特点
优势：适用压力（可达几十 MPa）和温度（从低温到高温）范围宽；结构坚固耐用，能适应复杂工业工况；处理流量大，换热效率稳定；制造成本相对较低，维护难度适中。
局限性：体积较大，占地面积广；传热效率低于板式换热器等紧凑式换热设备；部分类型（如 U 形管式）的管内清洗不便。
二、 工作原理
管壳式换热器的核心原理是间壁式传热，即冷热两种流体被换热管的管壁隔开，热量通过管壁从高温流体传递到低温流体，两种流体互不直接接触。
具体传热过程分为三步：
管程侧对流传热：高温流体在换热管内流动，通过对流传热将热量传递给换热管的内壁面。
管壁导热：热量通过换热管的管壁，从内壁面传导至外壁面。
壳程侧对流传热：壳程内的低温流体掠过换热管外壁面，通过对流传热将管壁的热量吸收，完成整个换热过程。
三、 工作原理
石油化工：原油加热与冷却、精馏塔塔顶冷凝、反应器进料预热；
电力行业：汽轮机润滑油冷却、锅炉给水预热；
制冷行业：冷水机组的冷凝器和蒸发器；
冶金行业：冶金炉冷却、工艺介质温度调节。
