파이프 셸 및 튜브 히트 익스체인지 (shell and tube heat exchanger) 는 열 파이프 히트싱크라고도 합니다.하우징에 닫힌 튜브의 벽면을 전열면으로 하는 간벽식 열교환기입니다.이런 환열기는 구조가 비교적 간단하여 부동한 구조재료 (주로 금속재료) 로 제조할수 있으며 고온, 고압에서 사용할수 있어 현재 비교적 널리 응용되고있는 류형이다.

구조

튜브 셸 열 교환기는 셸, 열 전달 튜브, 튜브 플레이트, 플랭크 플레이트 (베젤) 및 파이프 박스 등의 부품으로 구성됩니다.하우징은 대부분 원통형으로 튜브가 장착되어 있으며, 튜브 양 끝은 튜브판에 고정되어 있다.열을 교환하는 냉열 두 종류의 유체, 하나는 파이프 안에서 흐르는 것을 튜브 스트림 유체라고 한다;또 다른 하나는 파이프 밖에서 흐르는 것을 셸 유체라고 하는데, 파이프 밖 유체의 전열 분계수를 증가시키기 위해 보통 케이스에 약간의 베젤을 설치한다.베젤은 하우징 유체의 속도를 증가시켜 유체가 규정된 노정에 따라 여러 차례 파이프 빔을 가로로 통과하도록 강요하여 유체의 급류 정도를 증가시킬 수 있다.열교환관은 관판 위에 등변 삼각형이나 정사각형으로 배열할 수 있다.등변삼각형의 배열이 비교적 치밀하고 관외류체의 물살정도가 높으며 전열분계수가 크다.정사각형 배열은 관 밖 세척이 편리하고 때가 잘 끼는 유체에 적합하다.

FPR 부동 튜브 용적 열 교환기

FPR 부동 튜브 용적 열 교환기

유체는 파이프 빔을 통과할 때마다 하나의 파이프 스레드라고 합니다.각 통과 하우징을 하우징이라고 합니다.그림에 표시된 단일 셸 단일 튜브 열 교환기는 약칭하여 1-1형 열 교환기이다.파이프 내 유체 속도를 높이기 위해 양쪽 파이프 상자에 칸막이를 설치하여 파이프를 모두 여러 그룹으로 나눌 수 있습니다.이렇게 유체는 매번 일부 튜브만 통과하기 때문에 튜브에서 여러 번 왕복하는데, 이를 다튜브라고 한다.마찬가지로 튜브 외부 유속을 증가시키기 위해 셸에 세로 베젤을 설치하여 유체가 여러 번 셸 공간을 통과하도록 강요할 수 있는데, 이를 다중 셸 거리라고 한다.다중 스레드와 다중 스레드는 함께 사용할 수 있습니다.

유형

튜브 셸식 환열기는 튜브 내외 유체의 온도가 다르기 때문에 환열기의 케이스와 튜브의 온도도 다르다.만약 두 온도의 차이가 매우 크다면 환열기 내에 매우 큰 열응력이 발생하여 관이 구부러지거나 끊어지거나 관판에서 당겨지게 된다.따라서 튜브와 하우징의 온도가 50 ℃ 이상 차이가 날 경우 열 응력을 줄이기 위해 적절한 보상 조치가 필요합니다.보상 조치에 따라 튜브 셸 열 교환기는 다음과 같은 주요 유형으로 나눌 수 있습니다.

① 고정관판식 환열기관 빔 양쪽의 관판은 하우징과 하나로 연결되어 구조가 간단하지만 냉열유체의 온도차가 크지 않고 하우징에 기계적으로 세척할 필요가 없는 환열조작에만 적용된다.온도차가 약간 크고 셸의 압력이 그리 높지 않을 때 셸에 탄성이 있는 보상권을 설치하여 열응력을 줄일수 있다.

② 부두식 열교환기 튜브의 한쪽 끝의 튜브판은 자유롭게 부동할 수 있어 열응력을 줄일 수 있다.또한 전체 튜브는 하우징에서 추출할 수 있어 기계 세척과 점검에 편리하다.부두식 환열기의 응용은 비교적 넓지만 구조가 비교적 복잡하고 건설비가 비교적 높다.

③ U형 파이프식 환열기는 각 환열관이 U형으로 구부러져 양쪽 끝이 각각 같은 관판 상하 두 구역에 고정되어 관함 안의 칸막이를 이용하여 수출입 두 방으로 나뉜다.이 환열기는 열응력을 줄여 부두식보다 구조가 간단하지만 튜브 세척이 쉽지 않다.

④ 와류열막환열기 와류열막환열기는 새로운 와류열막전열방식을 채용하여 류체운동상태를 개변하여 전열을 증가시키고 매체가 와류관의 표면을 지날 때 관의 표면을 씻어 환열효률을 높인다.최대 10000W/m2 ℃.이와 동시에 이런 구조는 내부식, 내온, 내압, 소결석 기능을 실현하였다.다른 유형의 환열기의 유체 채널은 고정된 방향 흐름 형태로 환열관 표면에 회전을 형성하여 대류 환열 계수를 줄인다.

"환열설비보급" 의 자료에 따르면 와류열막환열기의 특징은 경제성통일에 있다.환열관 간, 환열관과 하우징 간의 유동 관계를 고려했기 때문에, 환류판을 사용하여 강제로 막는 방식으로 물살을 몰아내지 않고, 환열관 간에 자연적으로 유도하여 교체 소용돌이류를 형성하며, 환열관이 서로 마찰하지 않는 전제하에 마땅한 떨림 강도를 유지한다.환열관의 강성과 유연성은 배치가 량호하여 서로 충돌하지 않고 부동판관환열기간의 상호충돌로 인한 문제를 극복했을뿐만아니라 일반관각식환열기가 쉽게 때가 끼는 문제도 줄였다.