管壳式换热器也称为管式换热器。间壁式换热器是传热表面，其在壳体中的管束的壁表面上封闭。该换热器结构简单，运行可靠，可采用各种结构材料（主要是金属材料）制造，可在高温高压下使用，是目前应用广泛的换热器。

管壳式换热器由壳体，传热管束，管板，挡板（挡板）和管箱组成。管壳式换热器壳体大多为圆柱形，管束内部设置，管束的两端固定在管板上。进行热交换的两种类型的热和冷流体，一种在管中流动，称为管流体流体，另一种在管外流动，称为壳侧流体。为了增加管外流体的传热系数，通常在壳体中安装许多挡板。挡板增加了壳侧流体的速度，迫使流体在路径上多次横向通过管束，增强了流体湍流。热交换管可以等边三角形或正方形布置在管板。等边三角形排列紧凑，管外流体高度湍流，传热系数大;方形布置便于在管外清洁，适用于易于扩展的流体。

对一个管壳式换热器进行温度和压力载荷作用下的有限元强度分析,并对这两种载荷作用 下的结构应力响应做分类研究,然后对结构进行改进,作同样的分析。比较这些结果,得出考虑温度载荷作用下的换热器强度校核的规律和结构设计的特点。

管壳式换热器是化工、石油、轻工、能源等工业应用广泛的过程设备之一，它具有选材范围广，换热表面清洗较方便，适用性较强，处理能力大，能承受高温和高压等特点。管壳式换热器的结构设计主要依据是GB151［1］，GB151 中关于换热器管板强度校核是根据弹性基础上薄板理论，在轴对称结构的条件下，将薄板的三维变形简化为二维梁式变形，由此来计算其强度的。而换热器壳体厚度的选择，主要是根据壳体所受到的壳程压力来确定。

换热器由于其工作特点，不仅有管程压力和壳程压力等载荷作用，而且还要受到工作介质的温度载荷作用。在GB151 中对压力载荷，给出了管板和壳体的尺寸选择，及固定管板兼作法兰的管板和壳体的连接方式。然而，对于在温度载荷作用下，这些尺寸却没有具体的说明要求。

本文通过一个管壳式换热器的强度校核，将载荷分类为压力载荷和温度载荷，来说明结构在这些载荷作用下的应力响应特点，进而提出该结构改进的意见。本文采用三维有限元的分析方法，来研究其内在规律。

管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体。管壳式换热器的主要控制参数为加热面积、热水流量、换热量、热媒参数等。




影响因素综上所述，影响管壳式换热器腐蚀的主要因素有：（1）介质成分和浓度：浓度的影响不一，例如在盐酸中，一般浓度越大腐蚀越严重。碳钢和不锈钢在浓度为50%左右的硫酸中腐蚀严重，而当浓度增加到60%以上时，腐蚀反而急剧下降；（2）杂质：有害杂质包括氯离子、硫离子、离子、氨离子等，这些杂质在某些情况下会引起严重腐蚀（3）温度：腐蚀是一种化学反应，温度每提升 10℃，腐蚀速度约增加1~3倍，但也有例外；（4）ph值：一般ph值越小，金属的腐蚀越大；（5）流速：多数情况下流速越大，腐蚀也越大。