부동 헤드 열교환기용 맞춤형 크기 교체 튜브 번들

부동 헤드 열교환기를위한 교체 튜브 번들 | 맞춤형 크기

튜브 번들이란 무엇입니까?

튜브 번들은 튜브, 튜브 시트, 배플, 스페이서 및 타이로드로 구성된 쉘 앤 튜브 열 교환기의 핵심 구성 요소입니다. 플로팅 헤드 히트 교환기를 교체하는 데 사용될 때, 튜브 번들은 고정 된 튜브 시트 설계에 맞게 재구성되며 특정 응용 분야의 비용, 단순성 및 신뢰성이 뚜렷한 이점을 제공합니다. 이 전환은 특히 열 응력이 관리 가능하거나 유지 보수 요구 사항이 최소화되거나 작동 조건이 강력하고 누출 방지 설계를 선호하는 시나리오에서 특히 관련이 있습니다. 아래는 기술 사양, 설계 고려 사항 및 트레이드 오프를 포함하여 부유 식 헤드 교환기를 대체하는 튜브 번들의 역할에 대한 자세한 고장입니다.

튜브 번들의 주요 구성 요소

1. 튜브 :

   • 재료 : 스테인레스 스틸 (316L), 티타늄, 구리-니켈 합금 또는 Inconel (부식성 및 열전도율로 선택된 Inconel.

   • 직경 : 일반적으로 ¾ "~ 1.5"OD (19–38 mm), 벽 두께는 1.2–3 mm (BWG 12–18)입니다.

   • 레이아웃 : 열 전달 및 청소 접근을 최적화하기 위해 삼각형 (30 °/60 °), 사각형 (90 °) 또는 회전 된 정사각형 패턴.

2. 튜브 시트 :

   • 튜브를 고정하는 두꺼운 원형 판 (탄소강, 스테인레스 스틸 또는 클래드 재료).

   • 튜브는 용접, 롤링 또는 시트로 팽창하여 강성 누출 방지 씰을 위해 시트로 확장됩니다.

3. 배플 :

   • 유형 : 세그먼트 (가장 일반적인), 나선형 또는 막대 배플을위한 쉘 쪽 흐름을 지시하고 진동을 방지합니다.

   • 간격 : 쉘 직경의 20-50%; 면밀한 간격은 난기류를 증가 시키지만 압력 강하를 증가시킵니다.

4. 타이로드와 스페이서 :

   • 작동 응력 하에서 배플 정렬 및 튜브 번들 무결성을 유지하십시오.

부유 한 헤드 교환기를 고정 튜브 묶음으로 교체하는 이유는 무엇입니까?

플로팅 헤드 히트 교환기는 하나의 튜브 시트를 "플로트"로 만들어 유지 보수를위한 쉬운 튜브 번들 제거를 가능하게하여 열 팽창을 허용합니다. 그러나, 고정 된 튜브 시트 번들은 다음과 같이 선호한다.

• 비용 절감은 중요합니다 (부동 헤드 어셈블리 없음, 씰이 적습니다).

• 누설 위험을 최소화해야합니다 (용접 튜브 시트는 개스킷 고장을 제거).

• 고압/고온 (HPHT) 조건은 강력한 구성을 요구합니다.

• 파울 링은 최소화되어 빈번한 기계적 세정의 필요성을 줄입니다.

고정 튜브 번들 교체에 대한 기술적 적응

1. 열 응력 관리 :

   • 부동 헤드는 본질적으로 열 팽창을 수용하지만 고정 된 튜브 번들은 다음과 같습니다.

     • 팽창 조인트 : 차동 팽창을 흡수하기 위해 쉘의 벨로우즈 또는 플랜지 조인트 (ΔT> 50–100 ° C).

     • 재료 매칭 : 유사한 열 팽창 계수를 갖는 쉘/튜브 재료 사용 (예 : 탄소강 튜브가있는 탄소강 쉘).

2. 압력 설계 :

   • 고정 된 튜브 시트는 고압 (최대 300 바 튜브 사이드)을 견딜 수 있도록 두껍게 (최대 300mm) 두껍게됩니다.

   • 더 작은 튜브 직경 (예 : ¾ ")은 압력 저항을 향상시킵니다.

3. 파울 완화 :

   • 막힘을 줄이기 위해 더 넓은 튜브 피치 (1.25–1.5x 튜브 직경).

   • 끈적 끈적하거나 부식성 유체를위한 매끄럽거나 코팅 된 튜브 (예 : PTFE).

4. 유지 보수 조항 :

   • 화학 청소 포트 또는 CIP (클리닝) 시스템을 사용하여 제거 할 수없는 번들을 보상합니다.

비교 : 고정 된 튜브 묶음 vs. 플로팅 헤드

교체 중에 고정 된 튜브 묶음의 장점

1. 비용 효율성 :

   • 부유 식 헤드 구성 요소 (예 : 쪼개기 링, 샘 씰)를 제거하여 제조 및 유지 보수 비용을 줄입니다.

2. 소형 디자인 :

   • 이동 부품이 적기 때문에 공간에 제한된 설치에 이상적입니다.

3. 내구성:

   • 용접 된 튜브 시트는 누출없이 더 높은 압력과 온도를 견딜 수 있습니다.

4. 단순화 된 작동 :

   • 떠 다니는 머리 오정렬 또는 시간이 지남에 따라 밀봉 될 위험이 없습니다.

제한 및 완화 전략

1. 열 팽창 제약 조건 :

   • 솔루션 : 확장 조인트를 설치하거나 유연한 쉘 디자인 (예 : 벨로우즈)을 사용하십시오.

2. 파울 감수성 :

   • 솔루션 : 자동화 된 청소 시스템 (예 : CIP) 또는 플라워 방지 코팅을 통합합니다.

3. 제거 할 수없는 번들 :

   • 솔루션 : 화학 청소 설계 또는 매우 매끄러운 튜브를 지정하여 오염을 지연시킵니다.

고정 튜브 번들 교체에 적합한 응용 프로그램

1. 정유소 :

   • 누출 위험이 유지되는 고압 가스 냉각기는 유지 보수 요구를 능가합니다.

2. 발전소 :

   • 안정된 열 사이클이있는 공급 물 히터 및 윤활유 냉각기.

3. 화학적 처리 :

   • 비 유입 유체 교환기 (예 : 용매, 증류 액체).

4. HVAC 시스템 :

   • 깨끗한 물 회로가있는 냉각기 및 응축기.

표준 및 규정 준수

• TEMA 클래스 R/C/B : 고정 된 튜브 시트 교환기의 설계 규칙을 지시합니다.

• ASME BPVC 섹션 VIII : 압력 등급의 구성 요소 (튜브 시트, 쉘)를 제어합니다.

• ISO 16812 : 열 성능 및 기계 설계에 대한 요구 사항을 지정합니다.