一、夾套式換熱器

     夾套式換熱器是在容器外壁安裝夾套制成。這種換熱器結(jié)構(gòu)簡單，但其加熱面受容器壁面限制，總傳熱系數(shù)也不高，為提高總傳熱系數(shù)且使釜內(nèi)液體受熱均勻，可在釜內(nèi)安裝攪拌器。當(dāng)夾套中通入冷卻水或無相變的加熱劑時，亦可在夾套中設(shè)置螺旋板或采取其他增加湍動的措施，以提高夾套一側(cè)的對流傳熱系數(shù)。為補充傳熱面的不足，也可在釜內(nèi)部安裝蛇管。夾套式換熱器廣泛用于反應(yīng)過程的加熱和冷卻。

      夾套式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖與外形圖

1—蒸氣進口；2—釜；3—夾套；4—冷凝水出口；5—冷凝水排除器

二、螺旋板式換熱器

     螺旋板式換熱器是由兩塊薄金屬板焊接在一塊分隔擋板（圖中心的短板）上并卷成螺旋形而制成的。兩塊薄金屬板在器內(nèi)形成兩條螺旋形通道，在頂、底部上分別焊有蓋板或封頭。進行換熱時，冷、熱流體分別進入兩條通道，在器內(nèi)做嚴格的逆流流動。

 螺旋板式換熱器

因用途不同，螺旋板式換熱器的流道布置和封蓋形式，有下面幾種型式。

①“Ⅰ"型結(jié)構(gòu)。兩個螺旋流道的兩側(cè)為焊接密封的“Ⅰ"型結(jié)構(gòu)，是不可拆結(jié)構(gòu)。兩流體均做螺旋流動，通常冷流體由外周流向中心，熱流體從中心流向外周，即逆流流動。這種型式主要應(yīng)用于液體與液體間傳熱。

②“Ⅱ"型結(jié)構(gòu)。一個螺旋流道的兩側(cè)為焊接密封，另道的兩側(cè)是敞開的，因而體在螺旋流道中做螺旋流動，另體則在另道中做軸向運動。這種型式適用于兩流體流量差別很大的場合，常用作冷凝器、氣體冷卻器等。

③“Ⅲ"型結(jié)構(gòu)。一種流體做螺旋流動，另體是軸向流動和螺旋流動的組合。適用于蒸氣的冷凝冷卻。

螺旋板換熱器的直徑一般在1.6m以內(nèi)，板寬200～1200mm，板厚2～4mm，兩板間的距離為5～25mm。常用材料為碳鋼和不銹鋼。

優(yōu)點：

①總傳熱系數(shù)高。由于流體在螺旋通道中流動，在較低的雷諾數(shù)（一般Re=1400～1800，有時低到500）下即可達到湍流，并且可選用較高的流速（對液體為2m/s，氣體為20m/s），故總傳熱系數(shù)較大。

②不易堵塞。由于流體的流速較高，流體中懸浮物不易沉積下來，并且任何沉積物將減小單流道的橫斷面，因而使速度增大，對堵塞區(qū)域又起到?jīng)_刷作用，故螺旋板換熱器不易被堵塞。

③能利用低溫?zé)嵩春途芸刂茰囟取＿@是流體流動的流道長及兩流體逆流的緣故。

④結(jié)構(gòu)緊湊。單位體積的傳熱面積為列管換熱器的3倍。

缺點：

①操作壓強和溫度不宜太高，目前最高操作壓強為2000kPa，溫度約在400℃以下。

②不易檢修。因整個換熱器為卷制而成，一旦發(fā)生泄漏，修理內(nèi)部很困難。

三、平板式換熱器

      平板式換熱器簡稱板式換熱器，是由一組長方形的薄金屬板平行排列，加緊組裝于支架上而構(gòu)成的。兩相鄰板片的邊緣襯有墊片，壓緊后板間形成密封的流體通道，且可用墊片的厚度調(diào)節(jié)通道的大小。每塊板的四個角上，各開一個圓孔，其中有一對圓孔和一組板間流道相通，另外一對圓孔則通過在孔的周圍放置墊片而阻止流體進入該組板間的通道。這兩對圓孔的位置在相鄰板上是錯開的以分別形成兩流體的通道。冷熱流體交錯地在板片兩側(cè)流過，通過板片進行換熱。板片厚度約為0.5～3mm，通常壓制成凹凸的波紋狀，例如人字形波紋板，這樣增加了板的剛度以防止板片受壓時變形，同時又使流體分布均勻，增強了流體湍動程度和加大了傳熱面積，有利于傳熱。

平板式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖

1—接管；2—法蘭；3—墊片；4—板片；5—固定壓緊板；6—上導(dǎo)桿；7—中間隔板；8—滾動機構(gòu)；9—活動壓緊板；10—下導(dǎo)桿；11—夾緊螺桿；12—螺母；13—支柱

優(yōu)點：

①傳熱系數(shù)高。由于平板式換熱器中板面有波紋或溝槽，可在低雷諾數(shù)（Re=200左右）下即達到湍流，而且板片厚度又小，故傳熱系數(shù)大。例如水對水的傳熱系數(shù)可達1500～4700W/（m2·K）。

②結(jié)構(gòu)緊湊。一般板間距為4～6mm，單位體積設(shè)備可提供的傳熱面為250～1000m2/m3（列管式換熱器只有40～150m2/m3）。平板式換熱器的金屬消耗量可減少一半以上。

③具有可拆結(jié)構(gòu)?？筛鶕?jù)需要，用調(diào)節(jié)板片數(shù)目的方法增減傳熱面積。操作靈活性大，檢修、清洗也都比較方便。

缺點：是允許的操作壓強和溫度都比較低。通常操作壓強低于1.5MPa，最高不超過2.0MPa，壓強過高容易泄漏。操作溫度受墊片材料的耐熱性限制，一般不超過250℃。另外由于兩板的間距僅幾毫米，流通面積較小，流速又不大，處理量較小。

螺旋板式換熱器和平板式換熱器都具有結(jié)構(gòu)緊湊、材料消耗低、傳熱系數(shù)大的特點，都屬于新型的高效緊湊式換熱器。這類換熱器一般都不耐高溫高壓，但對于壓強較低、溫度不高或腐蝕性強而需用貴重材料的場合，則顯示出更大的*性，目前已廣泛應(yīng)用于食品、輕工等工業(yè)。

四、板翅式換熱器

板翅式換熱器是一種更為高效、緊湊、輕巧的換熱器，過去由于制造成本較高，僅用于宇航、電子、原子能等少數(shù)部門，現(xiàn)在已逐漸用于石油化工及其他工業(yè)部門，取得良好效果。

板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)形式很多，但是基本結(jié)構(gòu)元件相同，即在兩塊平行的薄金屬板之間，加入波紋狀或其他形狀的金屬翅片，將兩側(cè)面封死，即成為一個換熱基本元件。將各基本元件進行不同的疊積和適當(dāng)?shù)呐帕?，并用釬焊固定，即可制成并流、逆流或錯流的板束（或稱芯部），然后再將帶有流體進出口接管的集流箱焊在板束上，即成為板翅式換熱器。我國目前常用的翅片形式有平直型翅片、鋸齒型翅片和多孔型翅片三種。

板翅式換熱器的板束及基本單元結(jié)構(gòu)

1，5—隔板；2，4—封條；3—翅片

優(yōu)點：是結(jié)構(gòu)高度緊密，輕巧，單位體積設(shè)備所提供的傳熱面一般能達到2500m2/m3，最高可達4300m2/m3。通常用鋁合金制造，故重量輕，在相同的傳熱面下，其重量約為列管式的十分之一。由于翅片促進了流體的湍動并破壞了熱邊界層的發(fā)展，故其傳熱系數(shù)較高。另外鋁合金不僅熱導(dǎo)率高，而且在零度以下操作時，其延性和抗拉強度都很高，適用于低溫和超低溫的場合，故操作范圍廣，可在200℃至絕對零度范圍內(nèi)使用。同時因翅片對隔板有支撐作用，板翅式換熱器允許操作壓強也比較高，可達5MPa。

缺點：設(shè)備流道很小，易堵塞，且清洗和檢修困難，故所處理的物料應(yīng)較潔凈或預(yù)先凈制；另外由于隔板的翅片均由薄鋁板制成，故要求介質(zhì)對鋁不腐蝕。