Теплообменник на волосковой веревке TEMA/ASME
Теплообменник с шприцем представляет собой конфигурацию типа оболочки и трубки, состоящую из U-образной трубки, заключенной в оболочку, которая включает в себя корпус обратного изгиба на одном конце.Жидкость со стороны оболочки входит в переднюю голову, течет вдоль прямой ноги до обратного изгиба, переворачивает направление и выходит на передней голове.и возвращается через ту же трубкуЭто устройство создает однопроходный противопоточный поток между жидкостями на стороне трубки и на стороне оболочки.
Этот продукт разработан и изготовлен в соответствии с TEMA (класс C, B или R) и ASME Раздел VIII Раздел 1 или Раздел 2, с применяемыми материалами, выбранными по Разделу II ASME.
Виды строительства
Двойная трубная застежка (одиночная трубка)
- Труба: Одиночная безшивовая или сварная труба (OD 20 мм до 114 мм), концентрическая внутри более крупной трубы из оболочки
- Шкаль: одна труба (DN50 - DN200), служащая границей наружного давления
- Применение: небольшие рабочие площади (1-20 м2), службы высокого давления (сторона трубы до 35 МПа), чистые жидкости с обеих сторон
- Проверка: полный доступ к внутренней поверхности трубы с передней части трубной плиты; сторону оболочки можно проверить с помощью съемного крышка обратного изгиба
Многостворчатая шприц (многостворчатые трубки в оболочке)
- Сборка труб: несколько труб (4-200+), расположенных в треугольном или квадратном углу в цилиндрической оболочке
- Оружейная оболочка: DN80 - DN600, с корпусом обратного изгиба на дальнем конце
- Применение: средние и большие нагрузки (20-500 м2), умеренное давление (сторона оболочки до 10 МПа, сторона трубы до 20 МПа)
- Поддержка труб: баффлевые пластины или полные решетки поддержки по TEMA RCB-4.2 (максимальная длина труб без поддержки: для углеродистой стали ≤ 36* трубки OD; для нержавеющей стали ≤ 30* трубки OD)
Геометрические параметры (стандартный диапазон)
| Параметр |
Тип двойной трубы |
Тип мультитубы |
| Номинальный диаметр раковины (DN) |
DN50 до DN200 |
DN80 - DN600 |
| Слишком большая доза в трубке |
от 20 до 114 мм |
от 12 до 38 мм |
| Толщина стенки трубы |
2от 0,0 до 8,0 мм (без швов) |
1от 0,5 до 3,0 мм (без швов или сварные) |
| Длина прямой ноги (на ногу) |
2от 0,0 до 10,0 м |
2от 0,0 до 12,0 м |
| Радиус изгиба в У (центральная линия) |
R ≥ 2* ОД трубки (минимум для очистки) |
R ≥ 2* ОД трубки |
| Количество труб на пакет |
1 |
От 4 до 200+ |
| Тип оболочки TEMA |
N/A (двойная труба) |
Шприц (кожура для обратного изгиба) |
Выбор материала (по условиям обслуживания)
Варианты материала труб
- Углеродистая сталь (SA-106 Gr.B / SA-210 Gr.A1 / 20#): Вода, масло, не коррозионные газы; температура от -20°C до +425°C
- Нержавеющая сталь 304/304L (SA-213 TP304L): Легко коррозионные процессовые жидкости, чистый пар; хлорид ≤ 200ppm; температура от -196°C до +600°C (выше 425°C по ASME II-D)
- Нержавеющая сталь 316/316L (SA-213 TP316L): органические кислоты, солевые растворы (хлорид ≤ 200ppm для 316L); температура от -196°C до +500°C
- Титан группы 2 (SB-338): морская вода, расплавленный солевой соль, хлоридные растворы до 20 000 ppm; температура ≤ 230°C
- Duplex 2205 (SA-789 UNS S32205): Углеводороды, содержащие хлорид, морская вода; хлорид до 300 ppm при 80 °C; температура от -40 °C до +280 °C
Варианты материала раковины
- Углеродистая сталь (SA-516 Gr.70): не коррозионная или слабо коррозионная на стороне оболочки; конструктивная температура от -20°C до +425°C
- Нержавеющая сталь 304L / 316L: Коррозионные среды со стороны оболочки или требование высокой чистоты
- Титан (для морской воды с боковой стороны, где жидкостью с боковой стороны является морская вода)
Материалы уплотнителей (по температурному диапазону)
- Неасбестовое / сжатое волокно: от -40°C до +250°C, давление ≤ 4,0 МПа
- Спиральная рана (SS 304/316 + графит): -196°C до +450°C, давление ≤ 25 МПа (двойной трубный фланс)
- ПТФЭ уплотнение оболочки: от -40°C до +200°C, для фармацевтических или коррозионных служб, где загрязнение ограничено
Операционный диапазон (не преувеличен)
| Параметр |
Тип двойной трубы |
Тип мультитубы |
| Конструкторское давление (сбоку трубы) |
До 35 МПа (ASME VIII-2) |
До 20 МПа |
| Конструкционное давление (с стороны оболочки) |
До 10 МПа |
До 10 МПа (стандарт); выше по специальной конструкции |
| Конструкционная температура (сторона трубки) |
-40°C до +500°C (в зависимости от материала) |
-196°C до +500°C (в зависимости от материала) |
| Конструкционная температура (сторона оболочки) |
-40°C до +450°C (в зависимости от материала) |
-40°C до +450°C (в зависимости от материала) |
| Минимально допустимое ΔT (вход трубы/коры) |
Нет фиксированного ограничения (свободный конец U-bundle) |
Нет фиксированного ограничения (свободный конец U-bundle) |
| Максимальная скорость на стороне трубы (вода) |
30,0 м/с (углеродистая сталь), 4,5 м/с (титан) |
20,5 м/с (углеродистая сталь), 4,0 м/с (титан) |
| Максимальная скорость со стороны снаряда |
10,5 м/с (коррозионный), 3,0 м/с (чистый) |
10,0 м/с (коррозионный), 2,5 м/с (чистый) |
Параметры потока и тепловой конструкции
Поток со стороны трубы
- Единый проход (все трубы имеют один и тот же вход и выход на переднем листе трубы)
- Диапазон скорости массы на стороне труб: от 300 до 2500 кг/м2*с (для воды); ниже для вязких жидкостей
- Целевое число Рейнольдса: ≥ 10000 (турбулентное) для чистого обслуживания; ≥ 4000 для вязких жидкостей
Поток со стороны оболочки
- Один проход (входит в переднюю часть, проходит через прямую ногу, отступает при обратном повороте, проходит через вторую ногу, выходит из передней части)
- Диапазон массовой скорости на стороне оболочки: от 50 до 500 кг/м2*с (газовый), от 200 до 1500 кг/м2*с (жидкий)
- Процент резки баффла (сегментальные баффлы, если они используются): от 20% до 30% диаметра оболочки
- Расстояние между баффлами: определено согласно TEMA RCB-4.2 - максимальная длина труб без поддержки не должна превышать 36* труб OD для углеродной стали; расстояние выбирается для поддержания скорости перекрестного потока и предотвращения вибрации труб.Типичный диапазон расстояний: 0.2* shell ID до 0.5* shell ID.
Корекционный коэффициент LMTD
Для истинной конфигурации однопроходной контртоки F = 1,0 по стандартам TEMA (без ограничения температуры).
Температура подхода
Минимальный практический подход: от 3°C до 5°C (ограничен доступной площадью поверхности и NTU; фактически достижимое значение зависит от указанного падения давления и свойств жидкости,не гарантируется без моделирования процесса).
Параметры изготовления и сварки
Соединение трубки с трубкой
- Расширенное соединение: гидравлическое расширение при 160-220 МПа, удержание 5-8 секунд. Требование испытания вытягивания (по TEMA RCB-4.3): ≥ 20 МПа для труб из углеродистой стали; ≥ 25 МПа для нержавеющей стали.
- Сварное соединение: сварка с уплотнением (филетная нога 1,5-2 мм) плюс полное проникновение (для токсичных/высокого давления).
- Комбинированные (сварка + расширение): используются для циклической температурной службы (термальный цикл > 100 циклов) и высокого давления (сторона трубы > 10 МПа).
Возвратная сгибающая сварка
- Капсула обратного изгиба раковины: сварка с полным проникновением (если постоянная капсула) или застегнутая крышка со спиральной прогибкой (если снимается).
- Внутренние сварки: 100% визуальная проверка (VT) + испытание проницаемости (PT) на критических сварках филе (по ASME VIII-1 UW-50).
Тепловая обработка после сварки (PWHT)
Требуется в соответствии с ASME VIII-1 UCS-56, когда:
- Толщина оболочки из углеродистой стали > 38 мм (P-No.1, группа 1/2) для сварных частей под давлением
- Толщина материала трубы > 19 мм (для нержавеющей стали вместо PWHT указывается отжигание раствором после сварки)
- В подаче содержится влажный H2S (по NACE MR0175 / ISO 15156) - PWHT при температуре 620±10°C в течение 1 часа на 25 мм толщины, минимум 1 час.
Проверка и испытания (на единицу)
Проверка размеров
- Толерантность общей длины ноги: ±3 мм (для прямых ног) на TEMA RCB-8
- Толерантность радиуса центральной линии изгиба в У: ±1,5 мм для R ≤ 500 мм; ±3 мм для R > 500 мм
- Расстояние между баффлой и опорной пластиной: ±1,5 мм
- Отклонение связок трубки от рисунка ≤ ± 0,2 мм
Неразрушающее исследование
- Соединения трубы с листовой трубой: 100% жидкий проницательный материал (PT) для сварки уплотнителей (по ASME VIII-1 UW-51)
- Продольные и окружности швов оболочки: точечная рентгенография (RT) по ASME VIII-1 UW-52 (или полная рентгенография, если указано)
- Сварки филе с корпусом обратного изгиба: 100% магнитная частица (MT) для углеродной стали / PT для нержавеющей стали
- Внутренняя проверка труб: Борескопная проверка прямоты и пропускаемости (без блокировки труб) - прошла, если 100% труб принимают шарик диаметром 0,5 мм меньше, чем ID трубы.
Испытание давления
- Гидростатическое испытание (вода): Испытательное давление = 1,3 * проектное давление * (минимально допустимое напряжение при температуре испытания / при проектной температуре), согласно ASME VIII-1 UG-99.отсутствие видимых утечек и падения давления.
- Пневматическое испытание (необязательно, для сухой или газовой службы): Испытательное давление = 1,1 * конструктивное давление. Сжатый воздух или азот. Проверка мыльных пузырей на всех соединениях.Уровень утечки не должен превышать 1*10−5 Pa*m3/s по методу эквивалентного отверстия (по приложению VI к ASME).
Доступ к очистке и обслуживанию
Очистка труб
- Механическая очистка: вытиратель труб или кисть проходят через всю длину трубки через U-сгиб. Минимальный радиус U-сгиба R ≥ 2* требуется по TEMA RCB-4.52 для прохождения щетки. Стандартные кисти с OD 0.Рекомендуется использовать 8*.
Очистка со стороны раковины
- Химическая очистка только для фиксированной накидки на волосы (закрытие отклоняющегося изгиба снято, но накидка не вытаскивается). Механическая очистка с боковой стороны раковины через доступные порты ограничивается прямыми участками ног;Внутренняя часть обратного изгиба недоступна для механических скребцов.
- Если коэффициент загрязнения на стороне оболочки > 0,0005 m2*K/W (по таблице TEMA), вместо шприца рекомендуется использовать плавучую головку или U-трубку прямого обменника.частота цикла химической очистки на основе увеличения падения давления: чистый, когда ΔP на стороне оболочки превышает проектную ΔP на 30% или когда увеличение ΔP достигает 50 кПа (в зависимости от того, что произойдет раньше).
Документация, предоставляемая по каждой поставке
- Отчет о данных ASME U-штамп (при необходимости)
- Сертификаты испытаний материалов (EN 10204 3.1 или 3.2)
- Спецификация процедуры сварки (WPS) и протокол квалификации процедуры (PQR)
- Отчет об испытании давления с записью диаграммы
- Доклад о измерениях
- Рисунок узла труб (как построенный)
- Доклад о НЭП (PT/MT/RT/UT, в зависимости от случая)
Заявление о пределах проектирования
Обменник шприца не применяется для:
- жидкости со стороны оболочки с содержанием твердых веществ > 5 мас. %,или волокнистое загрязнение, которое требует механической экстракции пучка для очистки - потому что пучок шприца фиксирован и не может быть вытащен через корпус обратного изгиба.
- Shell-side mass flow rates exceeding the equivalent of 500 kg/s through DN600 shell - due to single shell pass causing pressure drop exceeding the typical 50-80 kPa design limit (per TEMA allowable pressure drop guideline).
- Очень высокая вакуумная работа на стороне оболочки (< 1 кПа абсолютная) - корпус обратного изгиба может потребовать дополнительных уплотнительных колец по ASME VIII-1 UG-29 для предотвращения обрушения под внешним давлением;Консультации по проектированию.
Ввод размеров, необходимый для котировки
Для предварительного теплового и механического проектирования представьте следующие данные процесса:
- Наименование и состав жидкости на стороне труб (если смесь)
- Наименование и состав жидкости со стороны оболочки
- Температура входа/выхода на стороне трубы
- Температура входа/выхода со стороны оболочки
- Допустимое падение давления на стороне трубы
- Допустимое падение давления на стороне раковины
- Рабочее давление на стороне трубы
- Рабочее давление со стороны раковины
- Максимально возможный отпечаток (длина прямой ноги, пространство для головы)
- Факторы загрязнения (сторона трубки и боковой оболочки), если они известны; в противном случае будут применяться стандартные значения TEMA
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
polski
فارسی
বাংলা
ไทย
tiếng Việt
العربية
हिन्दी
Türkçe
indonesia
Общий рейтинг
Оценка
Ниже представлено распределение всех рейтингов:Все отзывы