쉘 앤 튜브 열 교환기 기본 사항 설명 - GNEE

그 핵심에는쉘 앤 튜브 열교환기더 큰 원통형 쉘 내에 수용된 수많은 튜브로 구성됩니다. 이 설계는 하나의 유체가 튜브 내부로 흐르고 다른 유체가 쉘 내의 튜브 외부로 흐르기 때문에 효율적인 열 교환을 촉진합니다. 디자인은 다양하며 다양한 공정, 온도 및 압력을 수용할 수 있습니다.

쉘 앤 튜브 열교환기의 설계에는 다음과 같은 몇 가지 주요 구성 요소가 포함됩니다.

열교환기 채널과 그 목적

열교환기의 채널은 튜브-측 유체의 입구 및 출구 역할을 합니다. 이는 열 전달 효율을 극대화하기 위해 튜브 번들을 통해 유체의 균일한 분포를 보장하도록 설계되었습니다. 패스-칸막이 플레이트는 각 튜브-측 패스 사이의 흐름을 지시하고 분리하는 데 사용됩니다.

열교환기 튜브 및 해당 재료

튜브는 열이 교환되는 주요 표면입니다. 탄소강, 스테인리스강, 듀플렉스 및 고{1}}니켈 합금(인코넬, 하스텔로이)과 같은 재료가 자주 사용되며 일반적으로 부식 저항성, 온도 적합성 및 전체 비용과 같은 요소를 기준으로 선택됩니다. 특정 서비스에서 필요에 따라 열 전달 계수를 높이기 위해 낮은-핀 튜브 및 기타 개선 사항을 사용할 수 있습니다. 꼬인 테이프 및 와이어 인서트와 같은 튜브 내부도 사용할 수 있으며 교환기 성능이나 비용을 향상시킬 수 있는 경우 가장 적합합니다.

튜브 시트는 내구성에 매우 중요합니다.

튜브시트는 튜브를 제자리에 고정(고정)하고 끝 부분을 밀봉하고 지지하는 중요한 구성 요소입니다. 튜브는 튜브시트 구멍에 기계 가공된 두 개의 -링-홈을 사용한 다음 유압식(또는 공압식)으로 튜브를 튜브시트와 홈으로 확장하는 기계적 수단을 통해 튜브시트에 부착되는 경우가 많습니다(2RG 및 확장이라고도 함). 또 다른 일반적인 방법은 일반적으로 2-패스 강도 용접으로 간주되는 용접 조인트를 이용하는 것입니다. 단일-패스 씰-용접은 때때로 한 공정 흐름이 다른 공정 흐름으로 누출되는 위험을 최소화하기 위해 확장된 접합부에 추가됩니다.

튜브 피치열 전달 및 압력 강하를 위한 레이아웃

튜브 피치와 레이아웃은 전체 열 전달과 압력 강하에 영향을 미치므로 매우 중요합니다. 튜브 피치는 인접한 튜브 사이의 거리(보통 1.25x 튜브 OD)이고 튜브 레이아웃은 쉘- 측면 배플 흐름을 기준으로 한 튜브 배열로 삼각형(30도 또는 60도), 정사각형(90도) 또는 회전된 정사각형(45도)입니다. 삼각형 레이아웃은 비용 효율적이고 비용 대비 성능을 최대화하지만 오염이 심한 쉘{8}}측 서비스에서는 청소하기가 더 어렵습니다. 정사각형 피치는 쉘{10}}측 기계적 청소를 허용하지만 일반적으로 가장 비용이 많이 드는 레이아웃입니다. 회전된 정사각형 레이아웃은 삼각형 피치의 일부 성능 이점을 갖지만 정사각형 피치의 접근성도 제공합니다. 튜브 피치는 열 교환기 내에서 열 전달 효율과 압력 강하의 균형을 맞추기 위해 조정되는 경우가 많으며{13}}오염이나 흐름 제한이 발생할 경우열교환기 수리최적의 작동을 복원하는 데 필요할 수 있습니다.

열교환기의 껍질

쉘은 열교환기의 압력 포락선입니다. 여기에는 튜브 위로(외부) 흐르는 유체가 포함되어 있습니다. 직경과 길이를 포함한 쉘의 구성은 대부분 번들 설계의 기능입니다.

구조적 무결성을 위한 타이 로드 및 스페이서

타이 로드와 스페이서는 튜브 번들의 정렬을 유지하고 배플 구조(즉, 뼈대)를 지지합니다. 이는 열 교환기의 구조적 무결성을 보장하는 데 중요한 역할을 하지만 열 전달에는 기여하지 않습니다.

열 교환기의 배플

배플은 쉘{0}}측 유체를 튜브 번들 전체로 유도하여 열 전달 계수를 향상시킵니다. 또한 튜브를 지지하여 진동과 마모로 인한 손상을 방지하는 데 도움이 됩니다. 단일-분절 배플은 가장 일반적이며 튜브 전체에서 흐름을 앞뒤로 쉽게 유도합니다. 쉘-측 흐름이 좌우로 또는 위아래로 흐르도록 절단하고 방향을 지정할 수 있습니다. 쉘-측 압력 강하(및 속도)가 너무 높으면 이중-분할 배플을 사용하여 두 가지를 모두 줄일 수 있습니다. 이중{10}}분절 배플은 적절한 튜브 지지를 제공하기 위해 거의 항상 수직 방향으로 절단됩니다. Lummus Helixchangers와 같은 허가된 기술을 통해 나선형 배플을 사용하면 사용 가능한 압력 강하를 활용하고 더 높은 쉘측 성능, 더 높은 평균 속도, 오염 감소 및 비용 절감을 달성할 수 있습니다.

여러 코드와 표준은 쉘 앤 튜브 열교환기의 설계를 안내합니다. 여기에는 ASME 보일러 및 압력 용기 코드, TEMA 표준 및 API(American Petroleum Institute) 표준이 포함됩니다. 이를 준수하면 안전성, 신뢰성 및 효율성이 보장됩니다. HTRI 열 설계 소프트웨어 사용 HTRI를 사용하여 쉘 및 튜브 열 교환기를 설계하려면 세부적인 프로세스가 필요합니다. 엔지니어는 유체 유형, 유속 및 온도와 같은 주요 프로세스 요구 사항을 정의하는 것부터 시작합니다.

그런 다음 쉘 패스, 튜브 레이아웃 및 재료를 포함한 적절한 구성을 선택합니다. 유체 역학 및 열 특성을 고려하여 쉘과 튜브 측면 모두에 대한 열 전달 계수를 결정하기 위해 상세한 열 계산이 수행됩니다. 유압 계산을 통해 압력 강하를 평가하여 운영 효율성을 보장합니다. 엔지니어는 열 효율성과 기계적 제약의 균형을 유지하면서 튜브 길이, 직경 및 레이아웃을 반복적으로 조정합니다. 최종 디자인은 업계 표준에 따라 엄격한 검증을 거쳐 안전성과 신뢰성을 보장합니다.

다양한 TEMA 지정

TEMA(Tubular Exchanger Manufacturer Association) 지정은 구조 및 용도에 따라 열교환기를 분류합니다. BEU, BEM, AES 및 NEN과 같은 명칭은 특정 구성 및 설계 세부 사항을 나타냅니다. TEMA는 또한 문자 C, B 및 R로 교환기를 분류합니다. TEMA C는 일반 서비스용이며 요구 사항이 가장 낮습니다. TEMA B는 화학용입니다. TEMA R은 정유 서비스용으로 가장 엄격한 요구 사항을 가지고 있습니다.

튜브 피치 정의

튜브 피치는 인접한 튜브 사이의 중심-대-거리를 나타냅니다.쉘 앤 튜브 열교환기. 이는 열교환기의 소형화뿐만 아니라 열 및 유압 성능에도 영향을 미치는 중요한 기하학적 매개변수입니다. 제대로 선택된열교환기 피치압력 강하를 최소화하고 흐름-으로 인한 진동이나 튜브 손상을 방지하면서 열 전달을 위한 적절한 간격을 보장합니다. HEI(열 교환 협회) 표준에 따르면 최소 권장 피치는 일반적으로 튜브 외경의 1.25배이지만 이는 튜브 레이아웃 및 청소 요구 사항에 따라 달라질 수 있습니다.

튜브 피치가 중요한 이유

올바른 튜브 피치 선택은 쉘{0}}측 유체 속도, 오염 경향 및 유지보수 접근성에 직접적인 영향을 미칩니다. 피치가 더 촘촘할수록 열 전달 표면적이 늘어날 수 있지만 청소 접근이 제한되고 특정 유체의 오염이 증가할 수 있습니다. 반면, 피치가 넓을수록 압력 강하가 줄어들고 기계적 청소가 쉬워지지만 열 성능이 저하될 수 있습니다. 그렇기 때문에 이해열교환기의 튜브 피치는 얼마입니까?특히 오염이 발생하기 쉬우거나-점도가 높은 적용 분야에서는 설계 및 운영 계획 단계에서 필수적입니다.

일반적인 튜브 배열 비교

가장 일반적인 두 가지 튜브 레이아웃 패턴은 삼각형 피치와 사각형 피치이며 각각은 응용 분야 요구 사항에 따라 뚜렷한 이점을 제공합니다. 삼각형 피치 열교환기 구성은 튜브를 정삼각형 패턴으로 배열하므로 튜브 밀도가 더 높고 단위 부피당 더 많은 열 전달 표면적이 가능합니다. 이 레이아웃은 난류 쉘{2}}측 흐름을 촉진하여 열 전달 효율을 높이지만 튜브 사이의 제한된 접근으로 인해 기계적 청소를 더욱 어렵게 만들 수 있습니다.

정사각형 피치 및 운영상 이점

이와 대조적으로 정사각형 피치 레이아웃은 튜브를 직각으로 배치하여 기계적으로 청소하기 더 쉬운 더 큰 간격을 만듭니다. 정사각형 피치는 주어진 쉘 직경에 맞는 전체 튜브 수를 약간 줄일 수 있지만 펄프 및 종이 또는 폐수 처리 응용 분야와 같이 내오염성 또는 청결성이 우선 순위인 서비스에서 선호되는 경우가 많습니다. 정사각형 피치와 삼각형 피치 간의 상충관계를 이해하면 엔지니어는 쉘 및 튜브 교환기를 설계할 때 열 성능, 오염 내성 및 유지 관리 비용의 균형을 맞추는 데 도움이 됩니다. Engineering Toolbox는 이러한 배열을 설명하는 유용한 다이어그램을 제공합니다.

견적 요청

쉘-및-튜브 열 교환기 외에도 GNEE는 체적 열 교환기, 구리 열 교환기, 티타늄 열 교환기, 히터, 염소 냉각기, 고압-압력 반응기, LPG 저장 탱크, 극저온 저장 탱크, VPSA 산소 발생기 등과 같은 보다 고품질의 제품도 제공합니다. 위의 제품이나 기타 제품에 관심이 있으시면 언제든지 sales@gneeheatex.com(으)로 이메일을 보내주십시오. 우리의 전문 팀이 귀하의 질문에 기꺼이 답변해 드릴 것입니다.

열 교환기의 쉘{0}}및-튜브란 무엇입니까?

이름에서 알 수 있듯이 이러한 유형의 열교환기는 다음으로 구성됩니다.내부에 튜브 다발이 들어 있는 쉘(대형 압력 용기). 한 유체는 튜브를 통해 흐르고 다른 유체는 쉘을 통해 튜브 위로 흘러 두 유체 사이에 열을 전달합니다.

쉘 앤 튜브 열교환기의 장점과 단점은 무엇입니까?

1. 고정 튜브

쉘 및 튜브 열교환기의 10 13 규칙은 무엇입니까?

간단히 말해서 10/13 규칙은 쉘 앤 튜브 열교환기의 설계 압력을 설정하기 위한 지침입니다. 규칙:압력이 낮은 쪽(쉘 쪽이든 튜브 쪽이든)의 설계 압력은 압력이 높은 쪽 설계 압력의 최소 10/13로 설정되어야 합니다..

열교환의 4가지 유형은 무엇입니까?

열은 다음 네 가지 방법을 통해 미연소 연료로 전달됩니다.대류, 복사, 전도 및 물질 수송. 대류는 가열된 연기, 가스 및 공기가 위쪽으로 이동하는 것입니다.

열교환기의 기본 작동 원리는 무엇입니까?

판형 열교환기는 가열 및 냉각 시스템에 사용되는 장치로 두 유체 사이의 효율적인 열 교환을 가능하게 합니다. 작동 원리는 다음을 기반으로 합니다.하나의 유체는 교환기 플레이트 내부의 채널을 통해 전달되고, 두 번째 유체는 플레이트의 반대쪽으로 흐릅니다..