管殼式換熱器主要分為以下幾類：

 1. 固定管板式換熱器

   管殼式換熱器主要是由殼體、管束、管板、管箱及折流板等組成，具體結(jié)構(gòu)如圖7.4。“固定管板”是指管板和殼體之間也是剛性連接在一起，相互之間無相對(duì)移動(dòng)，固定管板式換熱器適用于殼程流體清潔、不易結(jié)垢、管程常要清洗、冷熱流體溫差不太大的場(chǎng)合。

   結(jié)構(gòu)：管子的兩端分別固定在兩塊管板上，管板與殼體相焊。

   優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布局緊湊，能承受較高壓力，造價(jià)低，管程清洗方便，管子損壞時(shí)方便堵管或更換。排管數(shù)比U形管換熱器多。

   缺點(diǎn)：管束與殼體的壁溫或材料的線脹系數(shù)相差較大時(shí)，殼體和管束中將產(chǎn)生較大熱應(yīng)力，為此應(yīng)需要設(shè)置柔性元件（如膨脹節(jié)）。不能抽芯，無法進(jìn)行機(jī)械清洗，不能更換管束，必須采用化學(xué)方法清洗，維修成本較高，因此要求殼程流體不易結(jié)垢。

  適用范圍：殼程側(cè)介質(zhì)清潔不易結(jié)垢、管程與殼程兩側(cè)溫差不大或溫差較大但殼側(cè)壓力不高的場(chǎng)合。

 2. 浮頭式換熱器（見圖7.5）

   結(jié)構(gòu)：浮頭式換熱器兩端管板中只有一端與殼體固定，另一端可相對(duì)殼體自由移動(dòng)，稱為浮頭。浮頭由浮頭管板、鉤圈和浮頭蓋組成，是可拆連接，管束可從殼體中抽出。管子受熱時(shí)，管束連同浮頭可以沿軸向自由伸縮，完全消除了溫差應(yīng)力。

   優(yōu)點(diǎn)：可抽式管束，當(dāng)換熱管為正方形或轉(zhuǎn)角正方形排列時(shí)，管束可抽出進(jìn)行機(jī)械清洗，適用于易結(jié)垢及堵塞的工況。一端可自由浮動(dòng)，不需考慮溫差應(yīng)力，可用于大溫差場(chǎng)合。

   缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，設(shè)備笨重，材料消耗大。浮頭端結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響排管數(shù)。浮頭密封面在操作時(shí)，易產(chǎn)生內(nèi)漏。浮頭處若密封不嚴(yán)會(huì)造成兩種流體混合且不易察覺。

 適用范圍：適用于殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場(chǎng)合。浮頭換熱器在煉油行業(yè)或乙烯行業(yè)中應(yīng)用較多，由于內(nèi)浮頭結(jié)構(gòu)限制了使用壓力和溫度一般情況Pmax≤6.4MPa ，Tmax≤400℃ 。

 浮頭式再沸器與浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)類似，見圖7.6。殼體內(nèi)上部空間是供殼程流體蒸發(fā)用的，所以也可將其稱為帶蒸發(fā)空間的浮頭式換熱器。

 3. U形管式換熱器

   U形管式換熱器不同于固定管板式和浮頭式，只有一塊管板，管束由多根U形管組成，兩端都固定在同一塊管板上；管板和殼體之間通過螺栓固定在一起，其結(jié)構(gòu)如圖7.7所示。管的兩端固定在同一塊管板上，換熱管可以自由伸縮。

   優(yōu)點(diǎn)：以U形管尾部的自由浮動(dòng)解決了溫差應(yīng)力的問題，管束可在殼體內(nèi)自由伸縮，也可將管束抽出清洗，同時(shí)還節(jié)省了一塊管板，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，承壓能力強(qiáng)。

   缺點(diǎn)：U形管管內(nèi)清洗困難且管子更換不方便。由于受管彎曲半徑的限制，布管較少。殼程流體易形成短路。壞一根U形管相當(dāng)于壞兩根管，報(bào)廢率較高。與其他管殼式換熱器相比布管較少，結(jié)構(gòu)不夠緊湊。

   適用范圍：U形管式換熱器適用于冷熱流體溫差較大、管內(nèi)走清潔不結(jié)垢的高溫、高壓、腐蝕性較大流體的場(chǎng)合，適用于管殼壁溫差較大或殼程介質(zhì)結(jié)垢需要清洗，又不宜采用浮頭式和固定管板的場(chǎng)合。

 4. 填料函式換熱器

   填料函式換熱器與浮頭式相似，只是浮動(dòng)管板一端與殼體之間采用填料函密封，如圖7.8所示。浮頭部分在殼體外，在浮頭與殼體的滑動(dòng)接觸面處采用填料函密封結(jié)構(gòu)。

   優(yōu)點(diǎn)：由于采用填料函密封結(jié)構(gòu)，使得管束在殼體內(nèi)可以自由伸縮，避免了熱應(yīng)力。加工制造方便，節(jié)省材料，由于可抽芯，維修方便。由于減少了殼體大蓋，它的結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡(jiǎn)單，造價(jià)也較低，具有浮頭式的優(yōu)點(diǎn)且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于檢修清洗，特別是對(duì)腐蝕嚴(yán)重、溫差較大而經(jīng)常要更換管束的冷卻器，采用填料函式比浮頭式和固定管板式更為優(yōu)越。

   缺點(diǎn)：填料處易產(chǎn)生泄漏；工作壓力和溫度受一定限制，直徑也不宜過大。由于填料密封性所限，不適用于殼程流體易揮發(fā)、易燃、易爆及有毒的情況。目前所使用的填料函式換熱器直徑大多在700mm以下，大直徑的用得很少，尤其在操作壓力及溫度較高的條件下采用更少。

   適用范圍：一般適用于2.5MPa以下的工作條件且不能用于易揮發(fā)、易燃易爆、有毒及貴重介質(zhì)的工況。使用溫度受限于填料的物性。目前使用較少。

 5. 雙重管式換熱器

   雙重管式換熱器將一組管子插入另一組相應(yīng)的管子中而構(gòu)成的換熱器，見圖7.9。管程流體（B流體）從管箱進(jìn)口管流入，通過內(nèi)插管到達(dá)外套管的底部，然后反向，通過內(nèi)插管和外套管之間的環(huán)形空間，最后從管箱出口管流出。其特點(diǎn)是內(nèi)插管與外套管之間沒有約束，可自由伸縮。因此，它適用于溫差很大的兩流體換熱。但管程流體的阻力較大，設(shè)備造價(jià)較高。

 6. 雙管板換熱器

   雙管板換熱器的管子兩端分別連接在兩塊管板上，見圖7.10。雙管板換熱器兩塊管板之間留有一定的空間，并裝設(shè)開孔接管。當(dāng)管子與一側(cè)管板的連接處發(fā)生泄漏時(shí)，漏入的流體在此空間內(nèi)收集起來，通過接管引出，因此可保證殼程流體和管程流體不致相互竄漏和污染。雙管板換熱器主要用于嚴(yán)格要求參與換熱的兩流體不互相竄漏的場(chǎng)合，但造價(jià)比固定管板式換熱器高。