二、  典型换热过程安全分析

　　在工业生产中，要实现热量交换的设备称为热量交换器，简称为换热器。根据换热器换热的方法的不同，通常有如下几种类型。

　　(一) 几种典型换热方式   

　　(1)间壁式换热  间壁式换热是指在间壁式换热器进行的换热，间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。在此类换热器中，需要进行热量交换的两流体被无数固体壁面分开，互不接触，热量由热流体(放出热量)通过壁面传给冷流体(吸收热量)。该类换热器的特点是两流体进行了换热而不混合。生产中通常要求两流体进行换热时不能有丝毫混合，因此，间壁式换热器应用最广，形式多样，各种管式和板式结构的换热器均属此类。

　　(2)直接接触式换热  直接接触式换热是指在直接接触式换热器进行换热，直接接触式换热器又称为混合式换热器。在此类换热器中，两流体直接接触，相互混合进行换热。该类型换热器结构简单，传热效率高，适用于两流体允许混合的场合。常见的这类换热器有凉水塔、洗涤塔、喷射冷凝器等。

　　(3)蓄热式换热  蓄热式换热是指在蓄热式换热器进行的换热，蓄热式换热器又称为回流式换热器。这种换热器是借助于热容量较大的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流体。热、冷流体交替进入换热器，热流体将热量储存在蓄热体中，然后由冷流体全取走，从而达到换热的目的。此类换热器结构简单，可耐高温，常用于高温气体热量的回收或冷却。其缺点是设备庞大，效率低，且不能完全避免两流体的混合，如石油化工中的蓄热式裂解炉。

　　(二)  典型换热器安全设计分析

　　前已述及，根据换热方法的不同，有3种类型的换热器，其中以间壁式换热器应用最广。为便于结合工程实际讨论传热的基本原理及应用，先简单介绍两种典型的间壁式换热器。如图9—1所示，套管换热器是由两个直径不同的同心圆管套在一起而构成的。一种流体在管内流动，另一种流体在环隙中流动，通过同管壁面进行热量交换，因此内管壁面面积即为传热面积。

　　如图9—2所示，为一固定管板式列管换热器，主要由壳体、封头、管束、管板等部件构成。操作时一种流体由封头上的接管3进入器内，经封头与管板间的空间(分配室)分配至各管内，流过管束后，从另一端封头上的接管4流出换热器。另一种流体由壳体上的接管3流人，壳体内装有若干块折流挡板7，流体在壳体内沿折流挡板作折流流动，从壳体上的接管4流出换热器。两流体在换热器内隔着管壁进行换热。通常将流经管内的流体称为管程(管方)流体；将流经管外的流体称为壳程(壳方)流体。由于在图9—2所示的换热器内，管程流体和壳程流体均只一次流过换热器，没有回头，故称为单管程列管换热器。

　　为改善换热器的传热，工程上常采用多程换热器，图9—3为一双管程单壳程列管换热器，封头内隔板4将分配室一分为二，管程流体只能先通过一半管束，流到另一端分配室后再折回流过另一半管束，然后流出换热器。由于流体在管束内流经两次，故称为双管程列管换热器。若流体在管束内来回流过多次，则称为多管程。一般除单管程外，管程数为偶数，有二、四、六、八程等。但随着管程数的增加，流动阻力迅速增大，因此管程数不宜过多，一般为二、四管程。在壳体内，也可在与管束轴线平行方向设置纵向隔板使壳程分为多程，但是由于制造、安装及维修上的困难，工程上较少使用，通常采用折流挡板，以改善壳程传热。