管壳式换热器就是具有换热管和壳体的一种换热设备，换热管与管板连接，再用壳体固定。按其结构型式，大致上可以分为：固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器、方形壳体翅片管换热器等。详细结构如下：

  固定管板式换热条件、材料、介质压力、温度、管壳程壁温温差、介质结垢情况、流体性质以及检修和清洗条件等等,从而确定一种适合的结构及形式。对于同一种形式的换热器,由于各种不同工况,往往采用的结构并不相同。在工程设计中,应按其特定的条件做多元化的分析设计,以满足工艺需要。

  在管壳式换热器的设计中,确定了一种换热器的结构及形式后,首先必须确定的一个主要的因素是有效换热面积,换热面积的多少决定了换热器的大小。如果换热面积太小,使工艺过程不能实现,使换热器介质出口温度不能得到一定效果控制。如果换热面积太大,不仅造成材料的浪费,增加投资,而且增大了换热器的体积,使其占据过多的空间。

  计算换热面积的一个重要参数是总传热系数,它包括冷热介质的给热系数、介质的污垢系数和金属壁的传热系数。其中计算较为复杂的是介质的给热系数。介质的给热系数不仅与介质的物性有关,而且与介质的流动状态有关。介质的流动状态是由换热器的结构决定的,如果换热器的结构作很小改动,将引起介质流动状态作较大的变化。在一个换热器中,同一种介质的温度是一直在变化的,所以在换热器中的不同位置,同一种介质的热力学数据因温度的不同而不同。在实际计算中,往往将一种介质分成许多个温度区域,在不同的温度区域,对介质的热力学数据作相应的计算。在换热器的设计过程中,换热面积确实定是最为关键的一步,它不仅需要计算方法正确严密,而且各种参数必须十分精确。

  换热器的分析计算过程是一个动态的计算过程,往往须不断地调整换热器的结构参数。而管壳式换热器的结构参数很多,其中一项的改变将会使计算结果产生很大变化,所以要不断的反复,不仅要使换热面积满足需要,而且还应兼顾到其它许多因素,例如介质阻力情况等等。

  在管壳式换热器的分析设计中,流体的阻力计算是很重要的,流体的阻力对于工艺过程是较为关键的参数,它不仅影响到总系统的压力平衡,而且对于节能降耗也起到重要的作用。在实际生产中，常常由于流体阻力不适而使工艺过程难以实现。在管壳式换热器中，流体的阻力包括壳程流体的阻力及管程流体的阻力。

  壳程流体阻力包括介质进口管、出口管、换热管间、折流板缺口等处阻力介质进出口管阻力能够最终靠改变进出口管的大小来进行调节。换热管间的介质阻力能够最终靠改变换热管间的介质流通面积来进行调节，例如改变换热管的布管形式，改变壳体直径，改变折流板间距等。折流板缺口处的介质阻力能够最终靠改变折流板缺口高度来进行调节。

  管程流体的阻力包括介质进出口管、换热管内、管箱等处阻力。介质进出口管阻力能够最终靠改变进出口管的大小来进行调节。换热管内的介质阻力能够最终靠改变换热管的数量，换热管的长度，换热管的直径以及管程数等来进行调节。管箱处的介质阻力能够最终靠改变管箱处的介质流通面积来进行调节

  换热器中流体的阻力计算，应分别计算出换热器内部各处的流体阻力。只有掌握了介质阻力的分布情况，才可以通过有效调整换热器各处的结构尺寸来改变介质的阻力，从而满足工艺要求。

  对于管壳式换热器，一个容易被无视的问题是换热管的振动。而换热管束的振动往往是换热管破坏的根本原因，使换热器过早报废。

  引起换热管振动的因素很多，也较复杂。当介质流量接近使换热管产生共振的临界流量时，将引起换热管束产生较大的振动。另外换热器内部介质的局部湍流、涡流也会引起换热管振动。

  换热管振动的位置较广，可以是某两个折流板间的所有换热管同时产生振动，或只有几排换热管产生振动。也可能是在介质进口或出口端的某些换热管产生振动。总之，换热管的振动有几率发生在换热管束的任何一处或多处。

  换热器的管束振动分析，就是要确定换热管的振动位置和振动性质，了解引起换热管产生振动的原因，从而消除换热管的振动。消除换热管振动的方法有很多，能够最终靠改变换热器的结构尺寸来改变换热管束的固有频率或流体的流动状态，从而消除换热管的振动。或者在换热管束的振动部位增加局部支撑板，来约束换热管的振动。

  在一个工程系统中，往往不是对单一的某台换热器做多元化的分析，常常是对由多个换热器组成的网络进行联合计算，其间还有一些其它设备〔例如：阀门、混合、别离等设备〕。下列图为一个简单的换热器网络。对一个换热器网络应做综合的考虑并进行系统的分析。

  在一个工程系统中，往往不是对单一的某台换热器做多元化的分析，常常是对由多个换热器组成的网络进行联合计算，其间还有一些其它设备〔例如：阀门、混合、别离等设备〕。下列图为一个简单的换热器网络。对一个换热器网络应做综合的考虑并进行系统