管壳式船用海水冷凝器是船舶动力系统中重要的热交换设备，主要用于冷却高温介质（如蒸汽、润滑油等），其工作原理基于间壁式热交换，通过海水与被冷却介质在管道内外的逆向流动实现热量传递。

一、管壳式船用海水冷凝器核心结构组成

• 壳体（Shell）：内部容纳管束，海水在壳侧流动。

• 管束（Tube Bundle）：由多根钛管或铜管组成，被冷却介质（如蒸汽）在管内流动。

• 管板（Tube Sheet）：固定管束两端，分隔壳侧与管侧流体。

• 折流板（Baffle Plate）：引导海水流动方向，增强湍流程度，提高换热效率。

• 进出口接管：分别用于海水和被冷却介质的流入与流出。

二、管壳式船用海水冷凝器工作原理详解

1. 介质流向与热交换过程

• 管侧（被冷却介质）：
  高温介质（如柴油机排出的蒸汽、透平机的乏汽或高温润滑油）从管侧入口进入，流经管束内部。由于管束材料（如钛）具有良好的导热性，高温介质的热量通过管壁传递至壳侧。

• 壳侧（海水）：
  低温海水从壳侧入口进入，在折流板的引导下呈 “S" 形横向冲刷管束外壁。海水吸收管壁传递的热量后温度升高，最终从壳侧出口排出；而管内的高温介质因热量被带走而冷却，从管侧出口流出。

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2. 热交换的关键机制

• 对流换热：海水在壳侧流动时与管壁外表面接触，通过对流带走热量；被冷却介质在管内流动时与管壁内表面进行对流换热。

• 导热：热量通过管壁材料从内侧传递至外侧，管壁的厚度和材质（如钛的高导热性）直接影响导热效率。

• 逆向流动设计：海水与被冷却介质通常采用逆流布置（即两者流动方向相反）， 温差驱动力，提高换热效率（逆流时平均温差大于顺流）。

三、船用场景的特殊设计考量

1. 耐海水腐蚀：
   海水含盐量高、腐蚀性强，因此管束材料多选用钛合金（耐蚀性优异）或铜镍合金（如 Cu-Ni 90/10），壳体内部可能涂覆防腐涂层。

2. 抗生物附着：
   海水中的微生物、贝类等易在管壁附着形成污垢，降低换热效率。因此常配备电解防污装置（通过电解海水产生次氯酸钠杀灭微生物）或机械清洗装置（如海绵球清洗系统）。

3. 适应船舶振动：
   船舶运行时的振动可能导致管束疲劳损坏，因此折流板与管束的固定方式需加强（如采用焊接或胀接），并优化支撑结构。

4. 紧凑化设计：
   船舶空间有限，冷凝器需在有限体积内实现高效换热，因此常采用小直径管束和密集排列（如三角形排列），并通过折流板间距控制流速。