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1.1换热器概述
换热器种类繁多，若按其传热面的形状和结构进行分类可分为管型、板型和其他型式换热器。而管型换热器又可分为管壳式换热器、套管式换热器、蛇管式换热器；板型换热器可分为板式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器、螺旋板式换热器。其他型式换热器是为了满足一种特殊要求而出现的换热器，如回转式换热器、热管换热器等。管壳式换热器若按功能命名又可分为冷凝器、加热器、再沸器、蒸发器、过热器等。以下介绍一些常用的几种换热器。
1.2U型管式换热器简介
U型管换热器是管壳式换热器的一种，在工业生产中,为了实现物料之间的热量传递过程的一类设备,统称为换热器.它是化工、能源、动力、医药和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备。通常在化工厂的建设中，换热器约占总投资的10%～20%。在炼油厂中，换热器占全部工艺设备投资的35%～40%[1]。
U型管换热器是一种典型的管壳式换热器，其管子弯成U形，管子的两端固定在同一管板上，因此每根管子可以自由伸缩，而与其他管子及壳体无关[2]。U型管换热器仅有一块管板，且无浮头，所以结构简单，造价比其他换热器便宜。U形管束可以从壳体内抽出，所以管子便于清洗。但管内清洗困难，所以管内介质必须是清洁且不易结垢的物料。由于换热管呈U形，管子的更换除外侧一层外，内部管子大部分不能更换。管束中心部分存在空隙，所以流体易发生短路而影响传热效果。U形管的弯头部分曲率不同，管子长度不一，因而物料分布不如固定管板式换热器均匀[3]。
1.2.1U型管换热器的特点和发展状况
U型管换热器结构比较简单，价格便宜，承压能力强，适用于管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢需要清洗，又不宜采用浮头式和固定管板式场合[4]。特别适用于管内走清洁而不易结垢的高温、高压、腐蚀性大的物料[5]。U型管换热器结构组成：管箱、管板、U形换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。如图1所示。总结起来U型管换热器的特点如下，优点[6]；
(1)由于壳体和管子分开，管束可以自由伸缩，壳体和管壁不受温差限制，流程较长，流速较高，管侧传热性能好，承压能力强，
(2)只有一块管板且无浮头，所以结构简单、紧凑，在直径相同的情况下换热面积最大，在高压工况下金属耗量比其它换热器小，造价比其它换热器低等；
(3)管束可以抽出清洗，可以用于壳程结垢较严重的场合[7]。
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