管壳式换热器
波形膨胀节
在固定管板换热器中，为避免壳体和换热管拉伸***，换热管失稳，换热管从管板上拉脱，因此，必须在壳体中间设一挠性补偿元件——膨胀节，以降低壳体与换热管的轴向载荷，且可降低热膨胀差所引起的管板应力，从而适当地减薄管板厚度。
换热器用膨胀节的型式
膨胀节的形式较多，按截面的形状，有U 型、Ω形，S 型等，在固定管板式换热器中，采用也普遍的是U 形波形膨胀节。
U 形膨胀节主要由波形管、直边段两部分组成，需要时还可能设内衬筒，加强环等，见图所示：
换热器用膨胀节也可分为单层和多层膨胀节
a) 对于固定管板换热器，在保证设计要求的承载能力，补偿呈刚度和疲劳寿命的前提下，应优先选用单层波形膨胀节。
b) 在下列情况子下，可选用多层波形膨胀节
1）须承受较高压力，且要求较大的位移补偿能力；
2）承受较高的疲劳寿命的要求；
采用多层波形膨胀节结构的特点如下：
1) 柔性好，补偿能力高；
2) 疲劳寿命比单层结构高（国外资料介绍是单层的6 倍）；
3) 结构紧凑，节省材料；
4) 在高压情况下，不会突然，不易有***性。
换热器分类：
管壳式换热器根据结构特点可分为下列两类。
1.刚性结构的管壳式换热器：这种换热器又成为固定管板式，通常可分为单管程和多管程两种。它的优点是结构简单紧凑、造价便宜和应用较广；缺点是管外不能进行机械清洗。
2.具有温差补偿装置的管壳式换热器：它可使受热部分自由膨胀。该结构形式又可分成：
① 浮头式换热器：这种换热器的一端管板能自由伸缩，即所谓“浮头”。他适用于管壁和壳壁温差大，管束空间经常清洗。但它的结构较复杂，加工制造的费用较高。
② U形管式换热器：它只有一块管板，因此管子在受热或冷却时，可以自由伸缩。这种换热器的结构简单，但制造弯管的工作量较大，且由于管子需要有一定的弯曲半 径，管板的利用率较差，管内进行机械清洗困难，拆换管子也不容易，因此要求通过管内的流体是清洁的。这种换热器可用于温差变化大，高温或高压的场合。管壳式换热器结构设计管箱管箱的长度a内侧深度①向开孔的单管程管箱，开口中心处的深度应不小于接管内直径的1/3②管程的内外侧深度应保证两程之间的流通面积不小于每程换热管流通面积的1。
③ 填料函式换热器：它有两种形式，一种是在管板上的每根管子的端部都有单独的填料密封，以保证管子的自由伸缩，当换热器内的管子数目很少时，才采用这种结 构，但管距比一般换热器要大，结构复杂。另一种形式是在列管的一端与外壳做成浮动结构，在浮动处采用整体填料函密封，结构较简单，但此种结构不易用在直径 大、压力高的情况。填料函式换热器现在很少采用。缺点：管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体和管束中将产生较大热应力，为此应需要设置柔性元件（如膨胀节）。
膨胀节的设置
在固定管板换热器中，由于管程内流体与管程流体之间具有温差，而换热器和壳体与管版固定连接，这样在使用状态时，壳体与管子之间有膨胀差存在，壳体和管子受 到轴向载荷。为了避免壳体和换热器***、换热器失稳、换热管从管板上拉脱，就应设置膨胀节，以降低壳体和换热器的轴向载荷。c）圆盘—圆环形折流板（图d）：由圆盘和圆环交错排列，介质流动特征是与轴心对称。
一般在壳体和换热器壁温差较大时，需考虑设置膨胀节，在管板计算中，按有温差的各种共况计算出σt、σc 、q ，其中有一个不合格时，就需增加膨胀节。
σt——换热管轴向应力
σc——壳程圆筒轴向应力
q——换热管与管板连接的拉脱力
