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管殼式熱交換器是一類熱交換器設計。它是煉油廠和其他大型化工過程中常見的熱交換器類型，適合于高壓應用。顧名思義，這種類型的熱交換器由一個外殼（一個大型壓力容器）組成，里面有一束管子。一種流體穿過管子，另一種流體流過管子（穿過外殼），在兩種流體之間傳遞熱量。這組管子被稱為管束，可以由幾種類型的管子組成：普通管、縱向翅片管等。也可能有多種排列方式，包括U型管、固定管或浮頭結(jié)構(gòu)。

兩種不同起始溫度的液體流經(jīng)熱交換器。一種流經(jīng)管子（管子側(cè)），另一種流在管子外面，但在殼內(nèi)（殼側(cè)）。熱量通過管壁從一種液體轉(zhuǎn)移到另一種液體，或者從管側(cè)轉(zhuǎn)移到殼側(cè)，或者反過來。液體可以是液體，也可以是殼側(cè)或管側(cè)的氣體。為了有效地傳遞熱量，應該使用大的傳熱面積，從而導致使用許多管子。通過這種方式，廢熱可以被利用起來。這是節(jié)約能源的一種有效方式。

每側(cè)只有一相（液體或氣體）的熱交換器可稱為單相或單相熱交換器。兩相熱交換器可用于加熱液體，使其沸騰為氣體（蒸汽），有時稱為鍋爐，或冷卻蒸汽并將其冷凝為液體（稱為冷凝器），相變通常發(fā)生在殼側(cè)。蒸汽機車的鍋爐通常是大型的，通常是圓柱形的殼管式熱交換器。在有蒸汽驅(qū)動渦輪機的大型發(fā)電廠中，管殼式表面冷凝器被用來將渦輪機排出的蒸汽冷凝成冷凝水，再循環(huán)到蒸汽發(fā)生器中變成蒸汽。

殼管式表面冷凝器還用于液冷式冷卻器，在蒸發(fā)器和冷凝器的制冷劑和水之間傳遞熱量，而在風冷式冷卻器中只用于蒸發(fā)器。