管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用广的类型。

管壳式换热器结构与类型

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。

后封头又分为固定式、浮头式以及U型管，相对于固定式，浮头式造价更高、需要更大的壳径、低的换热效果（由于泄漏流C的存在），优点则是一端具有自由度可以处理好热膨胀问题。

前封头

A型封头：适应于管程流体较脏，钢质管壳式换热器型号，需要经常清洗的情况。

B型封头：单法兰经济型，由于易于采购，是的封头

C型封头：带管板和可拆盖，管侧清洗方便，可以处理管程高压和高危介质（适当），适于壳侧管束较重以及壳侧需要清洗的情况。

D型封头：*高压型，适用于特殊高压的工况（管箱焊在管板上）

N型封头：带管板和可拆盖，管束不可拆，此种封头经济性，接近管板容易；可以处理壳侧高危介质。

A型封头与B型封头相比多了一片法兰，其耐压性没有B型封头好，其优点是换热器检修时不许将封头拿掉，相对于B型封头来说更加方便。C型封头、N型封头换热器中的管束是可抽出的，其中C型封头的换热器中的管板和管箱是焊在一起的。

对于完成某一任务的换热器，往往有多个选择，如何确定的换热器，是换热器优化的问题，即采用优化方法使设计的换热器满足的目标函数和约束条件。在换热器设计中，目标函数是指包括设备费用和操作费用在内的总费用。本文主要针对管壳式水冷却器冷却水出口温度的优化问题，钢质管壳式换热器生产厂家，利用一般优化设计的原理和方法，以操作费用为优化目标，给出相应的目标函数，并用MATLAB语言编写了计算程序，后给出了一个计算实例。

1目标函数

　　对于以水为冷却介质的管壳式冷却器，进口水温一定时，钢质管壳式换热器厂家，由传热学的基本原理分析可知，冷却水的出口费用将影响传热温差，从而影响换热器的传热面积和*费用。若冷却水出口温度较低，日喀则地区钢质管壳式换热器，所需的传热面积可以较小，即换热器的*费用减少;但此时的冷却水的用量则较大，所需的操作费用增加，所以存在使设备费用和操作费用之和为的冷却水出口温度。

　　设换热器的年固定费用FA = KF.CA.A (1)式中FA———换热器的年固定费用，元;KF———换热器的年折旧率， 1 /y;CA———换热器单位传热面积的*费用，元/m2 ;A———换热器的传热面积，m2。换热器的年操作费用FB =Cu?WuHy/1000 (2)式中FB———换热器的年操作费用，元;Cu———单位质量冷却水费用，元/吨;Wu———换热器冷却水用量， kg/h;Hy———换热器每年运行时间， h。因此换热器的年总费用即目标函数F = FA FB = KFCAA Cu?WuHy/1000 (3)2A与Wu的数学模型———热平衡方程换热器的热负荷为Q =GcPi ( T1 - T2 ) (4)式中Q———换热器的热负荷， kJ /h;G———换热器热介质处理量， kg/h;cpi———热流体介质比热容， kJ / ( kg?℃) ;T1、T2———热流体的进出口温度，℃。