シェルアンドチューブ熱交換器は、高度で技術的なコンピュータ設計パラメータを使用して設計されています。デバイスのコンポーネントには、シェル、シェル カバー、チューブ、チャネル、チャネル カバー、チューブ シート、バッフル、およびノズルが含まれます。 STHE の仕様と規格は、管状熱交換器製造業者協会 (TEMA) によって確立されています。
シェルアンドチューブ熱交換器を製造する前に、流量、入口と出口の温度、圧力、圧力降下、抵抗係数、処理される物質の物理的特性、ラインサイズ、シェルなど、メーカーが必要とするいくつかのデータがあります。直径。これらの基本要素に加えて、用途に適した熱交換器を製造するための最適なプロセスを決定するために使用される、より技術的な要件が追加されます。
シェル
シェルアンドチューブ熱交換器のシェルは、極端な温度に耐え、耐食性のある材料を使用したパイプまたは溶接金属プレートで作られています。バッフル付きの外縁とシェルの間のスペースを最小限に抑えるために、内側シェルは一定の直径を持った円形でなければなりません。
チャンネルまたはヘッド
チャネルまたはヘッドのタイプはシェルアンドチューブ熱交換器の用途によって異なりますが、ヘッドを頻繁に取り外す必要がない用途ではボンネットタイプのヘッドが最も一般的です。メンテナンスに必要な取り外し可能なカバーチャネルはフランジ付きまたは溶接されています。チャネルとチューブを頻繁に検査する必要がある場合は、取り外し可能なチャネル カバーが必要です。
チューブ
シェルアンドチューブ熱交換器のチューブは溶接または押し出し成形され、炭素鋼、ステンレス鋼、チタン、インコネル、または銅で作られています。コンパクトな熱交換器では、{{0}}.625 インチ (16 mm)、0.75 インチ (19 mm)、または 1 インチ (25 mm) のチューブ直径が使用されます。チューブの厚さは、圧力、温度、熱応力、長さ 6 ～ 24 フィートまたは 2 メートル～7 メートルの耐腐食性を考慮して選択されます。チューブが長くなるとシェルの直径が小さくなり、シェルの圧力降下が大きくなります。
管板
チューブシートは、パイプまたはチューブを挿入するための穴が開けられたプレートまたはシートであり、円筒シェルの両端でチューブを支持するように設計されています。シェルはチューブシートを越えて延び、両端がシールされてヘッドで覆われた密閉チャンバーを形成します。
伸縮継手
熱交換器の目的は、熱交換器の一方の側にある熱い物質からの熱を、もう一方の側にある冷たい物質と交換することです。このため、ユニットは広範囲の温度にさらされることがよくあります。
加熱された材料は長さが伸びますが、冷却された材料は収縮します。膨張と収縮に対する余裕がない場合、熱交換器内の材料に破損に至るまで応力がかかる可能性があります。これにより通常、チューブが座屈したり、チューブシートから剥がれたりしますが、シェルの座屈やノズル接続の歪みを引き起こす可能性もあります。これらすべての副作用は交換器の完全性を危険にさらし、動作が安全でなくなる可能性があります。
ここで、伸縮継手が登場します。この柔軟な要素は、温度と圧力の変化に耐えるように作られています。
Enerquip, LLC のシェルアンドチューブ熱交換器、伸縮継手付き
チューブピッチ
チューブピッチは、チューブの中心から隣接するチューブの中心までの距離です。チューブは三角形または正方形のパターンで配置されますが、正方形のパターン構成が最も掃除が簡単で、乱流の発生が最小限に抑えられます。正方形ピッチの配置により、蒸気がチューブ間で上昇することができ、三角形や回転した正方形ピッチのチューブに比べて利点があります。
バッフル
バッフルは、流体の速度が十分に増加して高い熱伝達係数に達し、不要な物質が伝熱面に形成される汚れを大幅に低減するように、シェルとチューブの側面内の流れを方向付けるために使用されます。汚れが蓄積すると熱伝達抵抗が増加し、熱交換器の性能低下につながります。水平シェルアンドチューブ熱交換器では、バッフルがチューブをサポートし、たわみや振動による損傷を防ぎます。
タイロッドとスペーサー
タイロッドとスペーサーは、バッフルを所定の位置に保持し、バッフル間のスペースを維持するように設計されたサポートおよび構造コンポーネントです。ロッドとスペーサーの数は、バッフルの数とシェルの直径によって決まります。タイロッドは管板にねじ込まれており、バンドルの長さを最後のバッフルまで延長します。