殼管式換熱器流體的工作方式及熱交換器在發電廠中如何構造

　　殼管式換熱器是煉油廠和其他大型化學過程中最常見的熱交換器，適合高壓應用。顧名思義，這種類型的熱交換器由一個外殼(一個大壓力容器)組成，外殼內有一束管。一種流體流經管道，另一種流體流經管道(穿過殼體)以在兩種流體之間傳遞熱量。這組管子稱為管束，可以由幾種類型的管子組成：普通管，縱向翅片管等。

藍色殼管式換熱器實物圖

　　起始溫度不同的兩種流體流過熱交換器。一個流經管(管側)，另一個流經管外但在殼內(殼側)。熱量通過管壁從一種流體傳遞到另一種流體，或者從管的一側傳遞到殼體的一側，反之亦然。流體可以是液體或氣體在任意殼或管側。為了有效地傳熱，應使用較大的傳熱面積，從而導致使用許多管。這樣，可以利用廢熱。這是節約能源的有效方法。

　　在每一側僅具有一個相(液體或氣體)的熱交換器可以稱為單相或單相熱交換器。兩相熱交換器可用於加熱液體以將其沸騰成氣體(蒸汽)(有時稱為鍋爐)，或冷卻蒸汽並將其冷凝成液體(稱為冷凝器)，其中相變通常發生在鍋爐上。殼側。蒸汽引擎機車中的鍋爐通常是大型的，通常是圓柱形的管殼式熱交換器。在大型發電廠用蒸汽驅動的渦輪機，殼-管表面冷凝器用於冷凝排氣蒸汽離開渦輪機進入冷凝水，再將水循環回去，在蒸汽發生器中轉化為蒸汽。

　　殼管設計可能會有很多變化。通常，每個管的末端通過管板上的孔連接到通風室(有時稱為水箱)。這些管可以是直的或彎曲成U形，稱為U形管。

殼管式換熱器的結構圖

　　在稱為壓水堆的核電廠中，稱為蒸汽發生器的大型熱交換器是兩相的管殼式熱交換器，通常具有U型管。它們用於將表面冷凝器回收的水煮沸成蒸汽，以驅動渦輪發電。這是指管中的流體穿過殼體中的流體的次數。在單程換熱器中，流體從每根管的一端流出，而從另一端流出。

殼管式換熱器正在被清洗

　　發電廠中的表面冷凝器通常是直管式熱交換器。因為流體可以在同一側進入和排出，所以通常採用兩遍和四遍設計。這使構造簡單得多。通常會有擋板將流體引導通過殼側，因此流體不會在殼側進行短切，從而導致無效的低流量。這些通常附接到管束而不是殼體，以便管束仍可移除以進行維護。

　　逆流熱交換器效率最高，因為它們允許在熱流和冷流之間實現最高的對數平均溫度差。但是，許多公司不使用帶有U型管的兩程熱交換器，因為它們不僅製造成本高，而且容易破裂。通常，可以使用多個熱交換器來模擬單個大型熱交換器的逆流流動。