シェル・アンド・チューブ・ヒート・エクスチェンジャー:産業用ヒート・エクスチェンジの基本ツール

シェル・アンド・チューブ・ヒート・エクスチェンジャー:産業用ヒート・エクスチェンジの基本ツール

^1分類

^{(1) 構造形式によって}

^{-固定管とプレート熱交換器:}

^{この熱交換器の管束の両端は,溶接やその他の手段によって管プレートに固定され,管プレートはシェルと接続されます. 構造はシンプルでコストは低です.しかし, 管束と殻の異なる熱膨張係数により,温度差が大きい場合,管と殻に熱圧が生じる可能性があります.管の変形や損傷を引き起こす.}

^{-浮き頭型熱交換器:}

^{フローティングヘッド型熱交換器の片端のチューブシートは固定され,もう片端のチューブシートはシェルの中で自由に移動できます.この構造は,効果的に管束とシェルの間の熱膨張の差を補償することができます温かい液体と冷たい液体の温度差が大きい場合に適しています.}

^{U型チューブ式熱交換器:}

^{管束はU型で,両端は同じ管プレートに固定されています.この構造により,管束は自由に拡大し,収縮することができます.熱膨張にも適応できるさらに,U型チューブ熱交換器は,チューブプレートとチューブ間の接続点を削減し,漏れの可能性を減らすため,たった一つのチューブプレートしか持っていません.U型チューブの内側を掃除するのは難しく,チューブが曲がっているからです.清掃ツールが深く浸透することを困難にする.それはしばしばチューブ液は比較的清潔で,スケールすることが容易ではない場合に使用されます.例えば高温高圧ガス熱伝送プロセス.}

^{(2) 液体が点を通る方法によって}

^{- 単通用シェルとチューブ熱交換器:}

^{熱交換器の熱流体と冷たい流体には,熱交換プロセスが完了した後にのみ熱交換器の構造が単純であるが,熱交換効率は比較的低い.通常,熱伝達効率の要求は高くないか,流体流量が小さい場合適用されます..}

^{- 多通路のシェルとチューブ熱交換器:}

^{管と/またはシェルプロセスに隔壁を設置することで,液体は数回前後に流れます.流体流量と熱伝送時間を増加させ,熱伝送効率を向上させる例えば,ある大規模な化学工場では,熱エネルギーを最大限に活用するために,多段階のシェルとチューブ式熱交換機が大量の液体を処理するために使用されます.}

^{2デザインポイント}

^{(1) 熱交換面積の計算:
熱交換領域は,熱交換作業の量によって決定されます.温度変化と2つの液体の特異熱容量を考慮する必要があります労働条件の変化に対応する一定の範囲を考慮する.}

^{(2) 材料の選択
メタルチューブとシェル熱交換器では,チューブとシェルのための材料の選択が極めて重要です.作業温度と圧力が考慮されるべきです液体が酸を含む化学材料のように腐食性が高い場合は,不老鋼,チタン合金など腐食耐性のある金属材料を選択する必要があります.高温・高圧作業環境用材料の強度と高温耐性も重要な考慮事項です 例えば超批判的なボイラー熱交換器では設備の性能要件を満たすために合金鋼材料を使用することができる..}

^{(3) 圧力低下設計:
液体がチューブとシェルコースを通るにつれて圧力が下がります過剰な圧力低下は,流体輸送のエネルギー消費を増加させ,システム全体の正常な動作に影響を与える可能性があります.設計において,チューブ直径,配置,折りたたみのプレートの形を合理的に選択し,圧力の低下を制御するために,流体の流量率を制御する他の要因.例えば管の設計では,管の直径が小さい場合,熱伝送面積が増加しますが,同時に流体流量と圧力低下も増加します.徹底的に検討する必要があります..}

^{3製造プロセス}

^{(1) 管と管プレートの接続:}

^{熱交換器の製造における鍵となるリンクです. 接続方法としては,膨張と溶接が一般的です.膨張は,チューブプラスチック変形を作るための機械的または水力的な方法によって低圧,高温ではない場合,この方法が適しています. 一方,溶接,溶接過程で,チューブとチューブプレートを一緒に接続することです高圧,高温,その他の厳しい作業条件に適しています.時には拡張+溶接コンポジット接続も使われます双方の利点を最大限に活用するためです}

^{(2) シェル製造:}

^{殻は一般的に円筒状の形で,ロールプレート,溶接,その他のプロセスによって作られています.製造過程で,殻の丸さを確保するために,直さと壁厚さの均一性大型シェルでは,超音波検査,射線検査などの非破壊的な試験も必要であり,シェルの品質を保証し,溶接の欠陥やその他の問題を防ぐ必要があります.}

^{(3) 組み立てプロセス:}

^{熱交換器を組み立てるとき,まず,管束を管プレートに固定し,その後,管束と管プレートを殻に組み込む必要があります.この過程で管束の保護は管の損傷を防止するために注意する必要があります.同時に,折りたたみのプレートなどの部品を設置する必要があります.そして,各部品の設置位置が正確で,液体が設計された経路に沿って流れるようにする必要があります..}

^{4運用とメンテナンスの考慮事項}

^{(1) 操作:}

^{熱交換器を起動するときに,熱ショックやその他の要因による機器の損傷を防ぐために,ゆっくりと液体を導入します.例えば,起動中に,まず冷却液弁をゆっくり開きます.熱流体と温度変化の速度を制御する. 動作中に,熱流体と熱流体の流れを制御する.液体圧に注意してください.温度,流量,その他のパラメータが設計範囲内であることを確認します.突然の圧力上昇や急激な気温低下などの異常が発生した場合,適時に行動するバルブ開口を調整したり 装置の動作を停止したりするなどです}

^{(2) メンテナンス}

^{熱交換器の定期的な検査と保守は,長期的に安定した動作を確保するための鍵です.主な検査には,漏れ,腐食,スケーリングなどがあるかどうかが含まれます.管のスケーリング問題では,スケーリング層の性質と厚さに応じて,化学浄化や機械浄化方法が使用できます化学浄化とは,化学反応の化学反応剤とスケール層の使用であり,スケール層は溶かされるか剥がされる.機械浄化とは,物理的方法によるものです.ブラシの使用など高圧水銃などの道具で 層を外します}