Avec le développement économique, divers types et variétés d'échangeurs de chaleur se sont développés rapidement, avec l'émergence constante de nouvelles structures et de nouveaux matériaux. Pour répondre aux besoins de cette évolution, la Chine a établi des normes pour certains types d’échangeurs de chaleur, formant une série. Un échangeur de chaleur bien-conçu ou sélectionné doit répondre aux exigences de base suivantes :
(1) Atteindre raisonnablement les conditions de processus spécifiées ;
(2) Structure sûre et fiable ;
(3) Facile à fabriquer, installer, exploiter et entretenir ;
(4) Économiquement raisonnable.
Dans un échangeur de chaleur à tête flottante, une extrémité de la plaque tubulaire est fixée à la coque, tandis que l'autre extrémité peut flotter librement à l'intérieur de la coque. La coque et le faisceau de tubes sont libres de se dilater, de sorte que lorsque la différence de température entre les deux milieux est importante, aucune contrainte thermique n'est générée entre le faisceau de tubes et la coque. L'extrémité de la tête flottante est conçue comme une structure détachable, permettant au faisceau de tubes d'être facilement inséré ou retiré de la coque. (Il peut également être conçu comme non-détachable). Cela facilite l’entretien et le nettoyage. Cependant, la structure de cet échangeur de chaleur est relativement complexe, et le petit couvercle à l'extrémité flottante rend impossible la connaissance des fuites pendant le fonctionnement. Une attention particulière doit donc être portée à son étanchéité lors de l’installation.
La structure de la section de tête flottante d'un échangeur de chaleur à tête flottante peut être conçue sous diverses formes en fonction de différentes exigences. En plus de garantir que le faisceau de tubes peut se déplacer librement dans l'équipement, la facilité d'entretien, d'installation et de nettoyage de la section de tête flottante doit également être prise en compte.
Le diamètre extérieur Do de la plaque de tube de direction flottante doit être pris en compte lors de la conception. Ce diamètre extérieur doit être inférieur au diamètre intérieur Di de la coque. Un jeu b1 de 3 à 5 mm entre la plaque de tube de direction flottante et la paroi interne de la coque est généralement recommandé. Cela permet de retirer le faisceau de tubes de la coque après avoir retiré l'anneau à crochet de la tête flottante, ce qui facilite l'entretien et le nettoyage. Le couvre-culasse flottant ne peut être assemblé qu'une fois le faisceau de tubes installé, la conception doit donc garantir un espace suffisant pour l'assemblage.
L'anneau à crochet joue un rôle crucial en garantissant l'étanchéité de la tête flottante et en empêchant la contamination croisée entre les supports. Avec le développement de la conception et de la technologie de fabrication des échangeurs de chaleur à tête flottante, et l'accumulation d'une expérience d'utilisation à long terme-, la structure de l'anneau à crochet a été continuellement améliorée et perfectionnée.
Les anneaux à crochets sont généralement d'une structure divisée, nécessitant une étanchéité fiable, une structure simple et compacte et une facilité de fabrication et de démontage.
Les échangeurs de chaleur à tête flottante, avec leur grande fiabilité et leur grande adaptabilité, ont accumulé une riche expérience grâce à une utilisation à long terme-, favorisant continuellement leur propre développement. C’est pourquoi ils dominent encore aujourd’hui parmi les différents échangeurs de chaleur.