管壳式空分换热器是较有代表性的间壁式热交换器。它具有悠久的应用历史,并且仍然在所有换热器中占据主导地位。
管壳式换热器主要由壳体，管束，管板和头部组成。壳体大部分是圆形的，内部有平行的管束，管束的两端都固定在管板上。壳管式热交换器中有两种流体进行热交换，一种流体在管中流动，其行程称为管程。另一个在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。为了提高管外流体的给热系数，通常在壳体中安装一定数量的横向折流档板。折流档板不仅可以防止流体短路并提高流体速度，而且可以根据预定路径迫使流体多次流过管束，从而大大增加了湍动程度。常用的折流档板是圆形和圆盘形的，前者的用途更广泛。流体在管内每通过管束一次称为一个管程，每通过壳体一次称为一个壳程。为了提高管中流体的速度，可以在头的两端设置适当的隔板，将全部管子平均分隔成若干组。这样，流体一次只能通过一部分管子往返管束多次，称为多管程。类似地，为了增加管外部的流速，可以在壳体中安装纵向折流档板，以使流体多次通过壳体空间，称多壳程。在管壳式换热器中，由于管内部和外部的流体温度不同，壳和管束的温度也不同。如果两者之间的温差较大，则在热交换器内部将存在较大的热应力，这可能导致管弯曲，折断或从管板上松动。因此，当管束与壳体之间的温差超过50°C时，应采取适当的温差补偿措施以消除或减小热应力。
