熱交換器用ステンレス鋼管束 ASME SA213 / SA312 / SA249 / SA269

チューブバンドルは、シェルアンドチューブ熱交換器の重要なコンポーネントであり、工業用途で最も一般的に使用される熱交換器の1つです。チューブバンドルは、一方の流体が流れ、もう一方の流体がチューブの周り（シェル側）を流れて、2つの流体間の熱伝達を促進する一連のチューブで構成されています。

チューブバンドルのコンポーネント:

チューブ:

主要な熱伝達面。

用途に応じて、銅、ステンレス鋼、チタン、または炭素鋼などの高い熱伝導率を持つ材料で作られています。

チューブは、設計に応じて、ストレートまたはU字型にすることができます。

チューブシート:

チューブを所定の位置に保持する平板。

チューブは、漏れのないシールを作成するために、チューブシートに溶接、拡張、または圧延されます。

チューブシートは、シェル側とチューブ側の流体を分離します。

バッフル:

シェル側の流体をチューブバンドル全体に導くプレートまたはロッド。

乱流を作り、停滞ゾーンを防ぐことで、熱伝達効率を向上させます。

一般的なタイプには、セグメント型、ヘリカル型、ロッドバッフルなどがあります。

スペーサーまたはサポートプレート:

チューブの位置合わせと間隔を維持するために使用されます。

運転中のチューブの振動や損傷を防ぎます。

タイロッドとスペーサー:

バッフルとチューブバンドルを一緒に保持します。

構造的完全性を確保します。

エンドキャップまたはチャンネル:

チューブバンドルの端に配置されています。

チューブ側の流体をチューブに出入りさせます。

チューブバンドルの設計上の考慮事項:

チューブの直径と厚さ:

直径が小さいほど熱伝達効率が向上しますが、圧力損失が大きくなる可能性があります。

厚いチューブは、高圧用途に使用されます。

チューブレイアウト:

チューブは、三角形、正方形、または回転正方形のパターンで配置できます。

三角形のレイアウトは高い熱伝達効率を提供し、正方形のレイアウトは清掃が容易です。

チューブの長さと数:

長いチューブは熱伝達面積を増加させますが、より多くのスペースが必要になる場合があります。

チューブの数は、必要な熱伝達率と流量によって異なります。

材料の選択:

腐食やファウリングを避けるために、材料は処理される流体と互換性がなければなりません。

一般的な材料には、ステンレス鋼、銅合金、チタン、ニッケル合金などがあります。

バッフル設計:

バッフルの間隔とタイプは、熱伝達効率と圧力損失に影響します。

セグメントバッフルが最も一般的ですが、ヘリカルバッフルは圧力損失と振動を減らすことができます。

熱膨張:

応力と破損を避けるために、チューブとシェルの間の差動熱膨張を考慮する必要があります。

U字型またはフローティングヘッド設計は、膨張に対応するために使用されます。

チューブバンドルの種類:

固定チューブシートバンドル:

チューブは両端でチューブシートに固定されています。

シンプルで費用対効果が高いですが、シェル側とチューブ側の間の大きな温度差には対応できません。

U字型チューブバンドル:

チューブはU字型に曲げられており、熱膨張に対応できます。

高い温度差がある用途に適しています。

フローティングヘッドバンドル:

チューブバンドルの片方の端は自由に移動でき、熱膨張に対応できます。

高温および高圧用途に最適です。

プルスルーフローティングヘッドバンドル:

フローティングヘッド設計と同様ですが、メンテナンスのためにチューブバンドル全体を取り外すことができます。

チューブバンドルの用途:

発電所：タービンからの蒸気の凝縮。

石油とガス：製油所での炭化水素の加熱または冷却。

化学処理：反応器と蒸留塔での熱交換。

HVACシステム：チラーとコンデンサー。

食品と飲料：殺菌と滅菌プロセス。

チューブバンドルの利点:

高い熱伝達効率。

高圧と温度に対応できます。

適切なメンテナンスにより、耐久性と長寿命。

幅広い流体と用途に適しています。

チューブバンドルの欠点:

大きな物理的サイズと重量。

他の熱交換器タイプと比較して、初期費用が高い。

ファウリングと腐食を防ぐために、定期的なメンテナンスが必要です。

メンテナンスとトラブルシューティング:

ファウリング:

チューブ表面への堆積物は、熱伝達効率を低下させます。

定期的な清掃（機械的または化学的）が必要です。

腐食:

材料の選択と保護コーティングは、腐食の防止に役立ちます。

ピッティングやひび割れを定期的に検査します。

振動:

不適切なバッフルの間隔または流量は、チューブの振動と破損を引き起こす可能性があります。

適切な設計と操作を確保してください。