在固定管板換熱器中，殼體與換熱管之間是剛性連接，操作狀態(tài)下，由于管壁與殼壁溫差將引起溫差應(yīng)力，溫差應(yīng)力可能會(huì)引起換熱管拉脫或管束失穩(wěn)，因此，當(dāng)熱膨脹變形差很大時(shí)，須設(shè)置膨脹差補(bǔ)償元件——膨脹節(jié)。

  是否設(shè)置膨脹節(jié)，需要針對(duì)換熱器具體的設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)計(jì)算，求得的應(yīng)力水平加以權(quán)衡，再予判定。歷史上一些資料中，受計(jì)算手段的限制，通過(guò)簡(jiǎn)單粗略的計(jì)算求得圓筒或換熱管的軸向應(yīng)力是否超過(guò)某一規(guī)定值來(lái)判斷是否設(shè)置膨脹節(jié)，這是不合理的，他們假定管板是剛性的，管束中的每根換熱管都處在同樣的拉、壓狀態(tài)，這與管板與管束的實(shí)際受力情況相差甚遠(yuǎn)。另外，有些設(shè)計(jì)人員甚至更粗略的通過(guò)管、殼程的操作溫差、或是設(shè)計(jì)溫度差是否超過(guò)某一規(guī)定值（如大于50℃），來(lái)判斷是否需要設(shè)置膨脹節(jié)，這也是不正確的，因?yàn)椴僮鳒囟炔詈驮O(shè)計(jì)溫度差并不等同于金屬溫度差，更不能代替換熱管和殼程圓筒之間的熱膨脹差。特別是在兩種材料不同時(shí)（如換熱管為不銹鋼，殼程圓筒為碳鋼時(shí)），因兩者的線膨脹系數(shù)相差很大，在端情況下可能會(huì)出現(xiàn)：管殼程之間的金屬溫度差很大，然而熱膨脹差為零；管殼程之間的金屬溫度差很小或?yàn)榱?，而其熱膨脹差很大。因此，在管板的?jì)算中按有溫差的各種工況計(jì)算出殼體軸向應(yīng)力σc、換熱管的軸向應(yīng)力σt、換熱管與管板之間的拉脫力q中，有一個(gè)不能滿足強(qiáng)度（或穩(wěn)定）條件時(shí)，就需要設(shè)置膨脹節(jié)。在固定管板式換熱器中設(shè)置膨脹節(jié)，殼體的軸向剛度大大降低，從而大大降低管板周邊的橫剪力和彎矩，達(dá)到地緩和管板應(yīng)力的目的。即可使較小的管板厚度滿足設(shè)計(jì)要求。此法對(duì)降低管板與管子間的拉脫力也為有效。

  因此在管殼熱膨脹差大的情況下，設(shè)置膨脹節(jié)是十分必要和經(jīng)濟(jì)的。在管板強(qiáng)度校核計(jì)算中，當(dāng)管板厚度確定之后，不設(shè)膨脹節(jié)時(shí)，有時(shí)管板強(qiáng)度不夠，設(shè)膨脹節(jié)后，管板厚度可能就滿足要求，這時(shí)，可設(shè)膨脹節(jié)以減薄管板，但要從材料消耗、制造難易、及經(jīng)濟(jì)效果等綜合評(píng)估而定。