列管式冷凝器是一種常見的間壁式熱交換設備，廣泛應用于化工、制藥、食品、制冷等行業，主要用于冷卻或冷凝流體（如蒸汽），通過管壁實現熱量傳遞。其核心結構由 ** 殼體、管束、管板、封頭（端蓋）** 等部件組成，工作原理基于兩種流體在管束內外的逆向流動，通過管壁進行熱量交換。

核心結構組成

1. 殼體
   • 呈圓筒形，內部容納管束，待冷卻或冷凝的流體（如蒸汽）通常從殼體側流過（殼程）。
   • 殼體上設有進、出口接管，用于流體的引入和排出。
2. 管束
   • 由多根平行排列的換熱管（如鋼管、銅管、不銹鋼管）組成，形成流體通道（管程）。
   • 冷卻介質（如水、冷卻劑）一般從管內流過，通過管壁吸收殼程流體的熱量。
3. 管板
   • 固定管束兩端，將殼體與封頭隔開，確保殼程和管程流體互不混合。
   • 管板上開有與換熱管數量對應的管孔，換熱管通過脹接、焊接等方式固定在管板上。
4. 封頭（端蓋）
   • 位于冷凝器兩端，與管板連接，形成管程流體的進、出口空間。
   • 封頭可設計為可拆卸結構，便于清洗和維護管束內壁。
5. 折流板 / 支撐板
   • 安裝在殼體內，支撐管束并引導殼程流體橫向流過管束，增強湍流程度，提高傳熱效率。

分類與特點

根據結構和流體流動方式，列管式冷凝器可分為以下常見類型：

1. 固定管板式冷凝器

• 結構特點：管束兩端的管板與殼體剛性固定，不可拆卸。
• 優點：結構簡單、緊湊，制造成本低，適用于殼程流體清潔、溫差較小（一般不超過 50℃）的場景。
• 缺點：殼程與管程溫差較大時，管束與殼體因熱膨脹差異可能產生熱應力，導致泄漏或損壞。

2. 浮頭式冷凝器

• 結構特點：一端管板固定在殼體上，另一端管板可自由浮動（浮頭），與殼體不連接。
• 優點：消除了熱應力，適用于溫差較大的工況；浮頭可拆卸，便于清洗殼程和管束外壁。
• 缺點：結構復雜，成本較高，殼體直徑較大，占用空間較多。

3. U 形管式冷凝器

• 結構特點：換熱管彎成 U 形，兩端固定在同一管板上，管束可整體抽出。
• 優點：消除熱應力，管束可抽出清洗，結構比浮頭式簡單。
• 缺點：管程只能為雙程（流體從 U 形管一端流入，另一端流出），管內流速較高，壓力損失較大；U 形管彎曲處清洗困難。

4. 填料函式冷凝器

• 結構特點：浮動端管板與殼體之間采用填料函密封，允許管束自由伸縮。
• 優點：結構較浮頭式簡單，成本較低，便于清洗和檢修。
• 缺點：填料函密封存在泄漏風險，不適用于高壓或易揮發、有毒介質。

應用場景

1. 化工行業：用于蒸餾、精餾過程中蒸汽的冷凝，反應釜的熱量交換，溶劑回收等。
2. 制冷與空調：作為冷水機組、冷庫系統中的冷凝器，將制冷劑蒸汽冷凝為液體。
3. 食品與制藥：用于物料濃縮、蒸餾過程中的冷凝，如酒精回收、中藥提取液的濃縮。
4. 電力行業：汽輪機乏汽的冷凝，循環水系統的熱量交換。