쉘 앤 튜브 열교환기는 정교하고 기술적인 컴퓨터 설계 매개변수를 사용하여 설계되었습니다. 장치의 구성 요소에는 쉘, 쉘 커버, 튜브, 채널, 채널 커버, 튜브 시트, 배플 및 노즐이 포함됩니다. STHE의 사양 및 표준은 TEMA(Tubular Exchanger Manufacturer Association)에 의해 확립되었습니다.
쉘 앤 튜브 열교환기를 생산하기 전에 제조업체는 유량, 입구 및 출구 온도, 압력, 압력 강하, 저항 계수, 처리할 물질의 물리적 특성, 라인 크기 및 쉘과 같은 여러 가지 데이터를 요구합니다. 지름. 이러한 기본 요소에 응용 분야에 적합한 열 교환기를 생산하기 위한 최상의 공정을 결정하는 데 사용되는 더 많은 기술적 요구 사항이 추가됩니다.
껍데기
쉘 앤 튜브 열 교환기의 쉘은 극한의 온도를 견딜 수 있고 내부식성이 있는 재료를 사용하여 파이프 또는 용접 금속판으로 만들어집니다. 내부 쉘은 방해받는 외부 가장자리와 쉘 사이의 공간을 최소화하기 위해 일정한 직경으로 둥글어야 합니다.
채널 또는 헤드
채널 또는 헤드 유형은 쉘 앤 튜브 열 교환기의 사용에 따라 달라지며, 보닛 유형 헤드는 헤드를 자주 제거할 필요가 없는 응용 분야에 가장 일반적으로 사용됩니다. 유지 관리에 필요한 제거 가능한 커버 채널은 플랜지 또는 용접됩니다. 채널과 튜브를 자주 검사해야 하는 경우 제거 가능한 채널 덮개가 필요합니다.
튜브
쉘 앤 튜브 열교환기의 튜브는 용접되거나 압출되며 탄소강, 스테인리스강, 티타늄, 인코넬 또는 구리로 만들어집니다. 소형 열 교환기에는 {{0}}.625인치(16mm), 0.75인치(19mm) 또는 1인치(25mm)의 튜브 직경이 사용됩니다. 튜브의 두께는 6~24피트 또는 2~7미터 길이의 압력, 온도, 열 응력 및 부식 저항성을 고려하여 선택됩니다. 튜브가 길어지면 쉘 직경이 줄어들고 쉘 압력 강하가 높아집니다.
튜브 시트
튜브 시트는 파이프나 튜브를 삽입하기 위한 구멍이 뚫려 있고 원통형 쉘의 양쪽 끝에서 튜브를 지지하도록 설계된 플레이트 또는 시트입니다. 쉘은 튜브 시트 너머로 확장되고 양쪽 끝이 밀봉되어 헤드로 덮이는 밀폐된 챔버를 형성합니다.
익스팬션 조인트
열 교환기의 목적은 교환기 한쪽의 뜨거운 물질의 열을 반대쪽의 차가운 물질과 교환하는 것입니다. 이 때문에 장치는 종종 광범위한 온도에 노출됩니다.
가열된 물질은 길이가 늘어나고, 냉각된 물질은 수축됩니다. 팽창 및 수축을 허용하지 않으면 교환기의 재료가 파손될 정도로 응력을 받을 수 있습니다. 이는 일반적으로 튜브가 휘어지거나 튜브 시트에서 찢어지는 결과를 낳지만, 쉘에 휘어지거나 노즐 연결이 뒤틀리는 원인이 될 수도 있습니다. 이러한 모든 부작용은 교환기의 무결성을 위태롭게 하여 잠재적으로 작동이 안전하지 않게 만듭니다.
여기에 확장 조인트가 필요합니다. 이 유연한 요소는 온도와 압력 변화를 견딜 수 있도록 제작되었습니다.
Enerquip, LLC의 확장 조인트가 있는 쉘 및 튜브 열교환기
튜브 피치
튜브 피치는 튜브 중심에서 인접한 튜브 중심까지의 거리입니다. 튜브는 삼각형 또는 사각형 패턴으로 배치되어 있으며 사각형 패턴 구성이 청소하기 가장 쉽고 난류가 가장 적습니다. 정사각형 피치 배열을 사용하면 증기가 튜브 사이에서 상승할 수 있으며 이는 삼각형 및 회전된 정사각형 피치 튜브보다 유리합니다.
배플
배플은 높은 열 전달 계수에 도달할 만큼 유체 속도가 충분히 증가하고 열 전달 표면에 원치 않는 물질이 형성될 때 발생하는 오염을 크게 줄이도록 쉘과 튜브 측면의 흐름을 유도하는 데 사용됩니다. 오염물이 축적되면 열 전달 저항이 증가하고 열 교환기 성능이 저하됩니다. 수평 쉘 및 튜브 열교환기에서 배플은 튜브를 지지하고 처짐이나 진동 손상을 방지합니다.
타이 로드 및 스페이서
타이 로드 및 스페이서는 배플을 제자리에 고정하고 배플 사이의 공간을 유지하도록 설계된 지지대 및 구조 구성 요소입니다. 로드와 스페이서의 수는 배플의 수와 쉘의 직경에 따라 결정됩니다. 타이 로드는 튜브 시트에 나사로 고정되어 번들의 길이를 마지막 배플까지 연장합니다.