Skal- och rörvärmeväxlare är konstruerade med hjälp av sofistikerade och tekniska datordesignparametrar. Komponenterna i anordningen inkluderar skalet, skallocket, rören, kanalen, kanallocket, tubplåten, bafflar och munstycken. Specifikationerna och standarderna för STHE har fastställts av Tubular Exchanger Manufacturers Association (TEMA).
Innan man tillverkar en skal- och rörvärmeväxlare, finns det flera uppgifter som tillverkare kräver, såsom flödeshastigheter, inlopps- och utloppstemperaturer, tryck, tryckfall, motståndsfaktorer, fysikaliska egenskaper hos ämnen som ska bearbetas, linjestorlekar och skalet diameter. Till dessa grundläggande faktorer läggs mer tekniska krav som används för att bestämma den bästa processen för att producera rätt värmeväxlare för applikationen.
Skal
Skalet på en skal- och rörvärmeväxlare är tillverkat av rör eller svetsade metallplattor med material som tål extrema temperaturer och som är korrosionsbeständiga. Det inre skalet måste vara runt med en jämn diameter för att minimera utrymmet mellan den bafflade ytterkanten och skalet.
Kanaler eller huvuden
Typen av kanal eller huvud beror på användningen av skal- och rörvärmeväxlaren, där huvuden av motorhuv är de vanligaste för användning i applikationer där huvudet inte behöver tas bort ofta. Avtagbara täckkanaler, nödvändiga för underhåll, är flänsade eller svetsade. När frekvent undersökning av kanalen och rören är nödvändig är ett avtagbart kanalskydd nödvändigt.
Rör
Rör från en skal- och rörvärmeväxlare är svetsade eller extruderade och tillverkade av kolstål, rostfritt stål, titan, Inconel eller koppar. Rördiametrar på {{0}}.625 tum (16 mm), 0.75 tum (19 mm) eller en tum (25 mm) används i kompakta värmeväxlare. Tjockleken på rören är vald för tryck, temperatur, termisk spänning och motståndskraft mot korrosion vid längder av 6 till 24 fot eller 2 meter till 7 meter. Rör som är längre minskar skaldiametern och resulterar i högt skaltryckfall.
Rörplåt
Rörplåten är en platta eller plåt som är perforerad med hål för införande av rör eller rör och utformad för att stödja rören på vardera änden av det cylindriska skalet. Skalet sträcker sig bortom rörplåtarna och är förseglat i båda ändarna för att bilda den inneslutna kammaren som täcks av huvudena.
Expansionsfog
En värmeväxlares syfte är att växla värme från ett varmt ämne på ena sidan av växlaren med ett kallt ämne på andra sidan. På grund av detta utsätts enheter ofta för breda temperaturintervall.
Material som värms upp växer i längd medan material som kyls drar ihop sig. Om det inte finns någon hänsyn till expansion och sammandragning, kan material i värmeväxlaren vara så stressade att de går sönder. Detta resulterar vanligtvis i att rören bucklas eller slits ut ur rörplåtarna, men kan också orsaka buckling i skalet eller förvrängning av munstycksanslutningar. Alla dessa biverkningar äventyrar värmeväxlarens integritet, vilket kan göra den osäker att använda.
Det är här en expansionsfog kommer in. Det här flexibla elementet är byggt för att motstå förändringar i temperatur och tryck.
Skal- och rörvärmeväxlare, med expansionsfog, från Enerquip, LLC
Tube Pitch
Rörstigning är avståndet från mitten av ett rör till mitten av ett intilliggande rör. Rören läggs ut i ett triangulärt eller fyrkantigt mönster med den kvadratiska mönsterkonfigurationen som är lättast att rengöra och ger minsta möjliga turbulens. Arrangemanget med fyrkantig stigning tillåter ångor att stiga upp mellan rören, en fördel jämfört med triangulära och roterade fyrkantiga rör.
Bafflar
Bafflar används för att rikta flödet i skal- och rörsidorna så att vätskehastigheten ökar tillräckligt för att nå en hög värmeöverföringskoefficient och avsevärt minska nedsmutsning, vilket är när oönskade material bildas på värmeöverföringsytan. Ansamlingen av nedsmutsning ökar värmeöverföringsmotståndet och leder till dålig värmeväxlarprestanda. I horisontella skal- och rörvärmeväxlare stödjer bafflarna rören och förhindrar hängning eller vibrationsskador.
Dragstänger och distanser
Dragstänger och distanser är stöd och konstruktionskomponenter utformade för att hålla bafflarna på plats samt bibehålla utrymmet mellan bafflarna. Antalet stavar och distanser bestäms av antalet bafflar och skalets diameter. Dragstänger skruvas fast på rörplåten och sträcker sig en bunts längd till den sista baffeln.