Kleine Shell en Tube Warmtewisselaar | Compact / Skid-gemonteerd | Vaste Buisplaat / U-Buis | Materialen: CS / 304 / 316L / Ti
Overzicht – Compacte Shell en Tube Warmtewisselaar
Een kleine shell en tube warmtewisselaar is een compacte warmteoverdrachtseenheid ontworpen voor lichte tot matige toepassingen waar ruimte, installatietijd en kapitaalkosten beperkt zijn. Typische schaaldiameters variëren van DN100 tot DN500, met warmteoverdrachtsoppervlakken van 1 m² tot 50 m² per eenheid.
Dit product is ontworpen en vervaardigd volgens TEMA Klasse C of B, ASME Sectie VIII Divisie 1, en GB/T 151. Het is geschikt voor proceskoeling, monsterconditionering, hydraulische oliekoeling, stoombemonstering, pilot plant service, en hulpinstallaties in grotere fabrieken.
Typische Toepassingen
| Toepassing | Vloeistof aan buiszijde | Vloeistof aan schaalzijde | Typische Belasting |
|---|---|---|---|
| Hydraulische oliekoeler | Hydraulische olie | Koelwater | 5 – 50 kW |
| Monsterkoeler | Procesmonster | Koelwater | 1 – 10 kW |
| Stoombemonstering | Stoom / condensaat | Koelwater | 2 – 20 kW |
| Pilot plant reactor | Procesvloeistof | Verwarmings- of koelmedium | 5 – 100 kW |
| Compressoroliekoeler | Smeermiddel | Koelwater | 10 – 80 kW |
| Hulp smeeroliekoeler | Turbine smeerolie | Koelwater | 20 – 150 kW |
| Chemische doseerlijn | Chemische oplossing | Koel- of verwarmingsvloeistof | 1 – 30 kW |
Constructietypes
Vaste Buisplaat (TEMA L / M / N)
Buisen aan beide uiteinden vastgezet in stationaire buisplaten
Schaal en buisplaten gelast of geschroefd
Geschikt voor schone vloeistoffen aan schaalzijde en matige temperatuurverschillen
Laagste kosten en eenvoudigste constructie
U-Buis (TEMA U)
Buisen in U-vorm gebogen, beide uiteinden vastgezet aan één buisplaat
Buisen zetten vrij uit, waardoor grote temperatuurverschillen mogelijk zijn
Bundel verwijderbaar voor reiniging aan schaalzijde
Geschikt voor grote temperatuurverschillen en hoge druk aan buiszijde
Zwevende Kop (TEMA P / S / T)
Eén buisplaat vast, één zwevend
Bundel volledig verwijderbaar voor mechanische reiniging aan beide zijden
Geschikt voor vervuilende dienst en grote temperatuurverschillen
Hogere kosten dan vaste of U-buis
Ontwerpparameters
| Parameter | Bereik | Opmerking |
|---|---|---|
| Schaaldiameter | DN100 – DN500 | Compacte voetafdruk |
| Buis OD | 12,7 mm – 25,4 mm | Kleinere OD voor hogere druk |
| Buiswanddikte | 1,0 mm – 2,5 mm | Volgens ASME VIII-1 UG-27 |
| Buislengte | 500 mm – 3.000 mm | Beperkt door transport en handling |
| Warmteoverdrachtsoppervlak | 1 m² – 50 m² | Per eenheid |
| Ontwerpdruk (buiszijde) | Tot 4,0 MPa | Hoger beschikbaar per speciaal ontwerp |
| Ontwerpdruk (schaalzijde) | Tot 2,5 MPa | Hoger beschikbaar per speciaal ontwerp |
| Ontwerptemperatuur | -20°C tot +400°C | Afhankelijk van materiaal |
| Buissteek | 1,25 × – 1,5 × buis OD | Driehoekige of vierkante opstelling |
| Aantal buisdoorlopen | 1, 2 of 4 | Volgens thermisch ontwerp |
| Aantal schaaldoorlopen | 1 of 2 | Volgens thermisch ontwerp |
Materiaalkeuze
Buis- en Buisplaatmaterialen
| Materiaal | Specificatie | Temperatuurbereik | Toepassing |
|---|---|---|---|
| Koolstofstaal | SA-179 / SA-106 Gr.B | -20°C tot +425°C | Water, olie, stoom, schone vloeistoffen |
| Roestvrij staal 304 / 304L | ASTM A213 | -196°C tot +400°C | Licht corrosieve vloeistoffen, schone stoom |
| Roestvrij staal 316 / 316L | ASTM A213 | -196°C tot +400°C | Organische zuren, zoutoplossingen, chloriden ≤ 200 ppm |
| Titanium Gr.2 | ASTM B338 | -40°C tot +230°C | Zeewater, pekel, hoog-chloorhoudende dienst |
Schaalmateriaal
Koolstofstaal SA-516 Gr.70 voor niet-corrosieve vloeistoffen aan schaalzijde
Roestvrij staal 304L / 316L voor corrosieve vloeistoffen aan schaalzijde
Schaalmateriaal kan afwijken van buismateriaal om kosten te optimaliseren
Pakkingmaterialen
| Pakkingtype | Temperatuurbereik | Druklimiet | Toepassing |
|---|---|---|---|
| Niet-asbestvezel | -40°C tot +250°C | ≤ 4,0 MPa | Algemene dienst |
| Spiraalvormig gewonden (SS + grafiet) | -196°C tot +450°C | ≤ 10,0 MPa | Hoge temperatuur en druk |
| PTFE omhulling | -40°C tot +200°C | ≤ 2,0 MPa | Corrosieve en hoogzuivere dienst |
Thermische Ontwerpparameters
| Parameter | Typisch Bereik | Opmerking |
|---|---|---|
| Totale warmteoverdrachtscoëfficiënt (water-naar-water) | 800 – 1.500 W/m²·K | Afhankelijk van snelheid en vervuiling |
| Totale warmteoverdrachtscoëfficiënt (olie-naar-water) | 200 – 600 W/m²·K | Afhankelijk van olieviscositeit |
| Totale warmteoverdrachtscoëfficiënt (stoom-naar-water) | 1.000 – 2.500 W/m²·K | Afhankelijk van stoomkwaliteit |
| Snelheid aan buiszijde (vloeistof) | 0,5 – 2,5 m/s | Hogere snelheid verhoogt HTC maar ook drukval |
| Snelheid aan schaalzijde (vloeistof) | 0,3 – 1,5 m/s | Beperkt door toegestane drukval |
| Toegestane drukval aan buiszijde | 20 – 50 kPa | Volgens toepassingsvereiste |
| Toegestane drukval aan schaalzijde | 20 – 50 kPa | Volgens toepassingsvereiste |
| Vervuilingsfactor (water) | 0,0001 – 0,0003 m²·K/W | Volgens TEMA tabel |
| Vervuilingsfactor (olie) | 0,0002 – 0,0005 m²·K/W | Volgens TEMA tabel |
Standaard Configuratie
Vaste Buisplaat – Geschroefde Kap
Schaal: Naadloze buis of gerolde plaat
Buisplaat: Geschroefd tussen flens van schaal en flens van kanaal
Kanaal: Geschroefde kap met flensverbindingen
Aansluitingen: Schroefdraad NPT of flens volgens ASME B16.5
Typische toepassing: Koelwater, smeerolie, monsterkoeling
U-Buis – Verwijderbare Bundel
Schaal: Naadloze buis met flenssluiting aan één uiteinde
Buisplaat: Enkele stationaire buisplaat
Bundel: Verwijderbaar voor reiniging aan schaalzijde
Aansluitingen: Flens volgens ASME B16.5
Typische toepassing: Grote temperatuurverschillen, stoomdienst
Skid-gemonteerde Eenheid
Warmtewisselaar gemonteerd op een constructiestaal skid met leidingen, kleppen en instrumentatie
Inclusief: Temperatuurmeters, drukmeter, stromingsindicatoren en regelkleppen indien nodig
Afmetingen skid: Typisch 1,0 m × 0,8 m tot 2,5 m × 1,5 m
Hijsogen voorzien voor transport en installatie
Typische toepassing: Pilot plant, hulpinstallaties, afgelegen locaties
Fabricage en Inspectie
Buis-naar-Buisplaat Verbinding
Alleen Uitgezet: Hydraulische expansie bij 160 – 200 MPa, houd 5 – 8 seconden
Alleen Gelast: GTAW filétlas, poot 1,5 – 2,0 mm
Las + uitzetten: Afdichtingslas plus expansie voor cyclische dienst
100% penetrantietest op gelaste verbindingen
Uittrektest op eerste artikel, doel ≥ 20 MPa voor koolstofstaal
Hydrostatische Test
Testdruk: 1,3 × ontwerpdruk volgens ASME VIII-1 UG-99
Houdtijd: ≥ 30 minuten
Acceptatie: Nul drukval en geen zichtbare lekkage
Testmedium: Schoon water met corrosieremmer
Dimensionale Controle
Schaaldiameter en lengte
Buisplaat gatpatroon
Nozzle oriëntatie en projectie
Totale afmetingen en locatie hijsoog
Documentatie Per Zending
Materiaalcetificaten volgens EN 10204 3.1 of 3.2
TEMA datasheet ingevuld volgens ontwerp
Dimensionaal inspectierapport
Hydrostatisch testrapport met drukcurve
NDE rapporten voor PT en RT zoals uitgevoerd
Lasprocedure specificatie en procedure kwalificatie record
As-built tekening
Gebruiks- en onderhoudshandleiding
Selectie Checklist – Kleine Shell en Tube Warmtewisselaar
Namen van vloeistof aan buis- en schaalzijde
Inlaat- en uitlaattemperaturen voor beide zijden
Ontwerpdruk voor beide zijden
Ontwerptemperatuur voor beide zijden
Vereiste warmtebelasting in kW
Toegestane drukval voor beide zijden
Materiaalkeuze voor buizen en schaal
TEMA type voorkeur: Vast, U-buis of zwevende kop
Aansluittype: Schroefdraad of flens
Montage: Standalone of skid-gemonteerd
Instrumentatievereisten
Toepasselijke norm: TEMA, ASME VIII-1 of GB/T 151
Ontwerpbeperking Verklaring – Kleine Shell en Tube Warmtewisselaar
De kleine shell en tube warmtewisselaar is onderworpen aan de volgende beperkingen:
Het is alleen ontworpen voor de gespecificeerde druk en temperatuur. Werking buiten deze limieten maakt het ontwerp ongeldig.
Vaste buisplaat ontwerp kan een expansievoeg vereisen als het temperatuurverschil tussen buizen en schaal 60°C overschrijdt voor koolstofstaal of 40°C voor roestvrij staal.
Vaste stofgehalte aan buiszijde boven 2% per gewicht wordt niet aanbevolen zonder filtering vooraf.
Mechanische reiniging van de buiszijde vereist rechte buizen en toegang tot beide buisplaatvlakken. U-buis bundels kunnen niet mechanisch in de buizen worden gereinigd.
Voor vervuilende dienst wordt een zwevende kop of U-buis ontwerp met verwijderbare bundel aanbevolen.
Hydrotestwater voor roestvrij staal moet een chloridegehalte van ≤ 50 ppm hebben om spanningscorrosie te voorkomen.
Skid-gemonteerde eenheden vereisen een vlakke fundering en voldoende toegang voor onderhoud.
