換熱器作為一種換熱設備已經(jīng)成為廣泛應用于汽車、航空、石油化工、動力、醫(yī)藥、冶金、制冷、輕工、食品、工程機械等行業(yè)的一種通用設備。按其傳熱面的形狀和結構進行分類可分為管型、板型和其他形式換熱器。目前常用的換熱器種類有浮頭式、固定管板式和U形管式。
相比之下，u型管換熱器的管板比固定管板式換熱器少，其泄漏點就相應減少。此外，U型管換熱器的殼程水壓試驗后烘干也比較容易，而且它的適用場合廣、檢修簡單、操作彈性好。如果換熱器的換熱面積小、殼程與管程的溫差較大或殼程介質(zhì)很容易臟、管束表面需要經(jīng)常清理地，一般都采用U型管換熱器。
從結構方面分析的話，U型管換熱器有一半管束管內(nèi)外介質(zhì)的流動方向為并流，另一半管束管內(nèi)外介質(zhì)的流動方向為逆流。它的雙管板之間一般采用聚液殼彼此連接。聚液殼可以用來調(diào)整管板間距且保證兩管板相互平行。同時，聚液殼用來封閉相鄰兩管板之間泄漏出的氣(液)體，防止有毒氣(液)體的外溢。聚液殼最高和最低處需分別設置放空口和放凈口，用于及時導出滲漏氣(液)體。如果殼程與管程之間溫差很大，為了降低殼程與管程管板與換熱管連接處的應力，應盡量降低短節(jié)的壁厚，必要時可增加一個膨脹節(jié)。
U型管換熱器與其他類型換熱器的最大區(qū)別是管束結構，在設計換熱管布局時應考慮換熱管的最小彎曲半徑尺與分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距的關系。管徑越大，最小彎曲半徑就越大，大部分換熱管的最小彎曲半徑大于分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距；且U形管彎曲段的彎曲半徑應不小于兩倍的換熱管外徑。
因此，為了保證適合分程隔板槽兩側(cè)相鄰管的中心距，U型管換熱器最內(nèi)層換熱管在排列時需要進行斜向交叉排列。如果最內(nèi)層U型管之間的間距過大時，可設置假管或者擋板。
U型管換熱器設計時，應注意管板與換熱管須有一定的硬度差，一般管板比換熱管硬度高HB20～HB30。最好是采用強度等級較高的材料作管板，強度等級較低的材料作換熱管。當兩者硬度相近時，可將管端進行退火處理，以降低換熱管的硬度。在滿足設計要求的同時選用合適的材料，最大限度的保證強度和傳熱系數(shù)。