셸 및 튜브 열 교환기의 장점: 기술 분석

셸 및 튜브 열 교환기는 기계적 견고성, 고압 능력 및 유지 보수 용이성으로 인해 대규모 열 관리를위한 산업 표준입니다.플래크 열 교환기와 달리, 가스켓 호환성 및 압력 천장으로 제한되는 껍질 및 튜브 단위는 극한 온도 (> 400C) 및 압력 (> 300bar) 을 처리하도록 설계 될 수 있습니다.석유화학 분야에서 가장 선호되는 제품입니다., 전력 생산, 그리고 무거운 화학 처리.

껍질 및 튜브 열 교환기 (STHE) 는 ASME 섹션 VIII 및 TEMA와 같은 엄격한 엔지니어링 코드에 의해 지배되는 성숙한 기술입니다.그 장점 은 중요 한 과정 의 순환 에서 신뢰할 수 있는 "블랙 박스"로서 봉사 할 수 있는 능력 에 중점 을 두고 있다.

껍질의 원통 기하학과 튜브 뭉치의 구조적 무결성은 이러한 단위를 본질적으로 스트레스에 저항하게 만듭니다.그들은 판형 교환기가 고장날 수 있는 혹독한 조건 하에서 작동하도록 설계되었습니다:

• 열 확장: U 튜브 또는 떠있는 머리 구성을 사용하여 이러한 교환기는 급격한 온도 변화 중에 발생하는 내부 열 확장을 안전하게 수용합니다.

• 압력 처리: 껍질 측면과 튜브 측면 유체 사이의 거대한 압력 차이 ($ 델타 P $) 를 견딜 수 있습니다.

STHEs는 깨끗한 물이나 낮은 점착성 유체에 국한되지 않습니다. 그들은 복잡한 프로세스 매체에 매우 적응 할 수 있습니다.

• 점착성 액체: 높은 점착성 액체, 슬러리 또는 입자가있는 액체를 처리 할 수 있습니다. 튜브 피치와 바플 간격이 올바르게 설계되어 있습니다.

• 단계 변화: 그들은 압력 하락과 흐름 분포와 함께 투쟁 할 수 있는 판 교환기 기능, 증축 증기 또는 끓는 액체 (reboilers) 에서 예외적으로 효과적입니다.

산업 시설에서는 "업 타임"이 주요 KPI입니다. STHE는 구조화된 유지보수 주기를 허용합니다.

• 기계적 청소: 제거 가능한 뭉치 (플로팅 헤드/U-튜브) 는 껍질과 튜브 양쪽의 물리적 청소 (로딩/제팅) 를 허용합니다.

• 부품 수리: 개별 튜브가 고장 났을 경우 연결하거나 교체 할 수 있으며, 계획된 정전까지 열 교환기가 계속 작동 할 수 있습니다.

개별 판의 최대 크기에 의해 제한되는 판 교환기와 달리, 껍질 및 튜브 교환기는 거대한 규모로 제조 될 수 있습니다.그들은 높은 부피 흐름 속도를 처리 할 수 있습니다., 대규모 정유 공장 및 발전소 인프라의 표준이됩니다.

다음 표에서는 다음 두 가지 주요 범주 사이의 전략적 선택에 대해 포괄적으로 설명합니다.

껍질 및 튜브 설계의 주요 장점은 튜버 교환기 제조업체 협회 (TEMA) 표준의 존재입니다.이 표준 은 명실상부 한 제조사 로부터 구입 한 모든 단말기 가 특정 기계적 기준 을 충족 하는 것 을 보장 한다:

• 테마 R: 심하고 까다로운 애플리케이션 (분석/석유화학)

• 주 C: 화학 공정 서비스.

• 주제 C: 일반, 중급 복무.

이 표준화는 엔지니어들이 전체 열 전달 계수를 사용하여 열 교환기의 성능을 예측할 수 있음을 의미합니다.

질문: 껍질 및 튜브 열 교환기는 판 교환기보다 효율이 낮습니까?

답: 용량당 열 전달 면적의 관점에서, 네, 판 교환기는 더 효율적입니다. 그러나, 더러운, 고압, 또는 고온 환경에서 작동 신뢰성 측면에서,껍질과 튜브 교환기가 우수합니다., 장기적인 산업 운영시간을 위해 "더 효율적"하게 만듭니다.

질문: 껍질 및 튜브 열 교환기는 부식성 화학 물질을 처리 할 수 있습니까?

답: 그렇습니다. 압력 용기이기 때문에, 티타늄, 하스텔로이, 모넬 같은 고품질, 부식 저항성 물질로 만들어질 수 있습니다.튜브와 튜브 잎에 대해 이국적인 금속학을 사용할 수 있는 능력은 상당한 안전 장점을 제공합니다..

Q: 껍질과 튜브 교환기의 발자국은 항상 더 크나요?

A: 네, 일반적으로요. 복잡한 판 파동이 아닌 바플 기하학으로 거동을 달성하기 때문에 같은 열 전달 업무를 달성하기 위해 더 많은 물리적 부피가 필요합니다.이것은 일반적으로 증가 된 압력 등급에 대한 가치있는 타협입니다.

현재 열 공정 응용 프로그램을 평가하고 있으며 압력 및 온도 요구 사항이 다른 유형보다 껍질 및 튜브 구성을 필요로하는지 결정하려고 노력하고 있습니까?