用钛作换热元件具有以下优点： eq oac(○,1)1在许多介质中，具有优良的耐腐蚀性，因而管壁可以比较薄，提高了传热效果； eq oac(○,2)2表面光洁、无垢层，污垢系数大大降低； eq oac(○,3)3密度小、强度高，设备体积和重量小。

由于以上这些优点，各种类型的应用日益增多。在舰船、动力、石油化工等工业部门的应用日益增多。常见形式有：固定管板式换热器，U型管换热器、填料函式换热器、盘管换热器、套管换热器、板式换热器。

下面分别叙述各类换热器的结构特点。

一、固定管板式换热器

（一） 材料的选用

1. 管程走腐蚀性介质的情况 管程走腐蚀性介质的流程比较近估计。在这种情况下，换热管采用钛管、管箱采用钛复合钢板或钛衬里、管板可采用钛复合钢板或在钢管板上衬6~10mm的钛板，一般建议采用钛钢复合钢板，壳体采用钢壳。这种钢壳钛管的固定管板换热器，在结构设计上，应考虑壳体和管子之间的膨胀差问题。

（1） 复合管板结构 管板是钛复合钢板应用的一个重要方面。由于管板操作条件苛刻，希望贴合率尽可能高。低压用平板复合管板结构，复层厚度一般为10mm.高压设备上一般用碗型管板。由于结构上的需要，管板锻件需做成碗型，复层只能在管板平面部分进行爆炸复合、边缘转角处只能用松衬。

这种结构存在以下问题：

eq oac(○,1)1爆炸复合时的冲击波将边缘转角处打成许多大小不等、深度3~4mm的麻坑。因此，在机加工时，边缘转角处要预留加工量。

eq oac(○,2)2由于碗型凸缘高度阻碍气流顺利排出，在转角处易于形成涡流、将影响钛板边缘处的复合质量。

eq oac(○,3)3管板锻件质量要求高。如果在复合区存在一定面积的密集缺陷区，将影响钛板的复合质量。

（2） 衬钛管板

没有分层隔板的衬钛管板，机加工后的衬板厚度不小于3mm。分层隔板的场合，衬板厚度应适当增厚。

这种结构的缺点是管间的气体或液体介质有可能向外渗漏。

为了保证换热器管间空间的密闭性，可采用两种改进型衬钛管板结构。其结构的要点是在结构设计上增加一道密封来组织管间介质向外渗漏。

没有分层隔板的衬钛管板 是依靠碳钢圈、管板凸出部分、垫片、钛衬环构成这道密封。碳钢圈由两半块组成，用螺钉固定在法兰上。钛衬环用螺栓固定在法兰上，由衬面向下钻出管孔。这种结构更换垫圈比较麻烦。

分层隔板的衬钛管板是在钛衬板和管板上加工出密封凹槽。通过凸肩螺栓、螺母、压环、垫圈构成密封，阻止管间介质外漏。这种结构由于要在衬板上开设密封槽，衬板的厚度要适当增加。

上述两种衬钛管板，虽然在设计上增加了一道密封，防止了管间介质向外渗漏，但结构较复杂、密封面多；机加工量大。

（3） 全钛管板 由上可见，为了避免管间介质泄露或流入基板与复板交界面，衬钛管板和复合管板结构比较复杂，钛管板厚度较薄的情况下，可以考虑选用全钛管板。管板固定于两法兰之间（但不能与碳钢壳体焊接）。

2. 壳程走腐蚀性介质的情况 在某些情况下，由于工艺流程的需要，腐蚀性介质走壳程，则管板、列管、壳体、挡板等就必须采用钛材。

如壳体采用全钛制作，结构设计参照第一节。

全钛制管板可以带延伸部分兼做法兰，也可以不带延伸部分。为节约钛材多采用不带延伸部分。

3.换热管 钛管分为两类，一类为工艺配管用钛管；一类为换热器用钛管。对作为换热用的钛管有特殊要求； eq oac(○,1)1以退火状态供货； eq oac(○,2)2按批量抽样进行力学性能的试验。除做拉力试验外，还需要做压扁、扩口试验等； eq oac(○,3)3全部管材进行无损探伤检验和液压试验； eq oac(○,4)4公差要求较严。

我国GB/T3625为“换热器及冷凝器用钛及钛合金管”标准。

二、U型换热器

当壳体与管子温差较大时，U型换热器的管子一端可以自由伸缩热膨胀自由，因而消除了由于壳体与管子膨胀差对管板引起的温度压力。在生产中也广泛使用。

钛制U型管换热器，除了有一些与固定管板换热器共性问题外，主要是内两排管束的弯曲半径及壁厚问题。

三、填料函式换热器

这种换热器，允许管板浮动、管束自由膨胀，因此，消除了由于温差和线膨胀系数不同所引起的温度应力。但由于在浮动管板和壳体间采用填料密封，因此使用压力受到一定限制，并且不能用于壳程走易挥发、易燃、易爆、有毒的介质。

四、盘管换热器

这种换热器常用来作为容器内部的加热和冷却。盘管的固定方式有可拆与不可拆两种，这要根据物料的清洁程度就及腐蚀情况决定，但在设计中尽可能采用可拆式，以便于盘管的清洗与检修。

五、套管换热器

钛制套管加热器，内部用钛管，外管用钢制。这种形式的换热器结构上要考虑两种不同材质的热膨胀差异，以及法兰与管子连接结构。

六、板式换热器

钛制板式换热器以优良的耐腐蚀性、重量轻、传热效率高、适应性大等优点，在各工业领域得到了广泛的应用。虽然钛的成型要比不锈钢困难些，但由于它具有优良的耐腐性和抗高速液流的冲蚀性较好，显示了较高的经济效益。

板式换热器的密封周边长，为保证各板间的液体不相混，要求良好的密封。而这一点，对钛制板式换热器更为重要、因为钛材在其本身相同材料之间或与其他材料之间的间隙可能引起缝隙腐蚀。此时，板片应采用耐缝隙腐蚀的钛合金制作。但作为一个 经济手段，可仅在密封部位，即与垫片接触部涂以铂、镍、靶等金属元素。日本已发表了许多有关这方面的专利。

由于板式换热器用钛板的厚度一般不超过1mm，要求有良好的冲压性能，我国一有GB/T14845板式换热器用钛板的专门标准，牌号为TA1-A，化学成分与力学性能不同于一般的工业纯钛。

换热板片的冲压需有较为昂贵的模具，制造厂一般备有一定波纹形状及有限尺寸系列的模具，因而板片的单片换热吗年级一般只能在现有尺寸系列中选用，而不便由化工设计人员任意设计，板片的组合片数则可在一定范围内选择，以便达到要求的换热面积。我国现有换热板片的单片换热面积一般不超过2㎡。由于密封垫与密封形式所限，使用压力一般不超过2.5PMa，使用温度不超过250℃。我国GB16409板式换热器中已包含了板片为TA1-A，接管为TA1、TA2的钛制板式换热器。