シェル＆チューブ熱交換器のコア構造

シェルアンドチューブ熱交換器は、広く使用されている工業用熱交換装置です。その主要な構造は、主に以下の5つの主要コンポーネントで構成されています。

1. シェル

   外側の圧力容器として機能し、内部圧力に耐えるように設計されています

   シェル側の流体の流路を提供します

   高温高圧条件下での安全性を確保するため、通常は高強度炭素鋼またはステンレス鋼で作られています

2. チューブバンドル

   数百本の平行に配置された熱交換チューブで構成されています（一般的なチューブの直径は19～25mmで、長さは最大6メートルです）

   熱伝達の主要な媒体として機能し、熱交換の主要な場所を構成します

   チューブの配置パターンには、三角形、正方形、または同心円状の配置があり、熱伝達面積と流体流動特性に直接影響します

3. チューブシート

   チューブバンドルを支持し、シールするためにシェルの両端に取り付けられています

   チューブ側とシェル側の流体を分離して混合を防ぎます

   チューブバンドルとシェルの間の構造的完全性とシールを確保します

4. ヘッド（エンドカバー/チャンネルカバー）

   シェルの両端に位置し、シール機能を提供します

   チューブ側とシェル側の流体用の独立した空間を作成します

   チューブ側の流体の入口と出口の分配と制御を担当します

   機器の組み立て、分解、清掃、およびメンテナンスを容易にします

5. バッフル（バッフルプレート）

   チューブバンドルに対して垂直に取り付けられ、通常はセグメント型（例：シングルセグメント）または円形設計です

   シェル側の流体を何度も方向転換させ、らせん状またはZ字型の流れパターンを作成します

   乱流を3～5倍に高め、熱伝達係数を2～3倍に向上させます

   同時に、チューブバンドルに機械的サポートを提供し、振動や曲がりを防ぎます

これらの主要コンポーネントが連携して、高温および低温の流体がそれぞれチューブ側およびシェル側のチャネルを流れ、チューブ壁を介した効率的な熱伝達を可能にします。特定のプロセス要件に応じて、シェルアンドチューブ熱交換器は、固定チューブシート、フローティングヘッド、またはU字管設計など、さまざまな構造タイプで構成でき、さまざまな動作条件に適しています。