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감사를 받은 공급업체 쉘 및 튜브 열교환기는 엔지니어링 분야에서 흔히 사용되는 현장으로, 가장 일반적인 두 가지 유형의 열 교환기 중 하나입니다. 다른 일반적인 유형은 판형 열교환기입니다.
쉘 및 튜브 열교환기는 단순한 설계, 강력한 특성, 상대적으로 낮은 구매 및 유지보수 비용을 자랑합니다. 열 교환 용량이 유사한 판형 열교환기보다 더 많은 공간이 필요하지만 열 전달률이 매우 높습니다.
쉘 및 튜브 열 교환기는 '쉘'이라고 알려진 원통형 용기 안에 들어 있는 일련의 튜브로 구성됩니다. 쉘 내의 모든 튜브를 '튜브 번들' 또는 '튜브 네스트'라고 부릅니다.) 각 튜브는 일련의 배플과 튜브 시트를 통과합니다 ('튜브 스택'이라고도 함). 튜브 시트 중 하나는 고정되어 있고 하나는 자유롭게 움직일 수 있으므로 열 교환기가 가열될 때 열 팽창이 가능합니다.
튜브 내의 흐르는 매체를 '튜브측' 매체로 합니다. 튜브 바깥의 흐르는 매체를 '지옥쪽' 매체로 알려져 있습니다. 각 매체는 출입 하나와 방전 하나가 있습니다.
각 튜브가 작은 압력 용기 역할을 할 수 있기 때문에 일반적으로 고압 유체에 대해 튜브 측 배지가 선택됩니다. 또한 고압 등급의 셸을 생산하는 것보다 높은 압력 등급의 튜브를 생산하는 것이 더 비용 효율적입니다.
예: 열교환기
셸 열 교환기는 물을 사용하여 오일을 냉각합니다. 오일은 셸 측 매체이고 물은 튜브 측 매체입니다. 오일은 좌측 상단 입구를 통해 유입되어 우측 하단 토출구에 도달할 때까지 열 교환기를 통해 흐릅니다. 물이 튜브 오른쪽 흡입구에서 왼쪽 배출구로 흐릅니다.
쉘 및 튜브 열 교환기가 작동합니다
셸 및 튜브 열 교환기는 셸 측면과 튜브 측이라고 하는 두 개의 주요 시스템으로 분할됩니다. 각 시스템에는 하나의 연결된 유동 미디어가 있습니다. 이 예에서는 쉘 측에 냉각해야 하는 뜨거운 미네랄 오일이 들어 있고 튜브 측에 냉각수가 포함되어 있다고 가정합니다.
냉각수는 열 교환기로 들어가 튜브를 통해 흐릅니다. 미네랄 오일은 열 교환기로 들어가 튜브 주변의 셸을 통해 흐릅니다. 두 액체가 혼합되지 않습니다. 튜브 벽이 이를 방지하므로 유체가 직접 혼합되지 않기 때문에 간접 냉각이 발생합니다 (직접 냉각되지 않음).
난류 유량은 열 교환기의 열 전달 속도를 높이고 튜브 및 쉘 벽에 용해된 고체가 축적될 가능성을 줄입니다(난류 유량은 자가 세척 효과를 가집니다).
튜브 내의 난류 유량은 튜브 인서트 ('난류'라고도 함)를 각 튜브에 삽입하여 생성됩니다. 쉘 내부의 난류 흐름은 배플에 의해 생성되며 , 배플은 열교환기 내부를 통과할 때 여러 번 튜브 위를 흐르는 물을 유도합니다.
평행, 카운터 및 교차 흐름
열교환기는 다양한 형태와 크기로 제공됩니다. 열교환기를 쉽게 분류하기 위해 설계 및 작동 특성에 따라 그룹으로 분할되는 경우가 많습니다. 이러한 특성 중 하나는 흐름 유형입니다.
세 가지 주요 흐름 유형이 있습니다. 이러한 유형은 평행, 카운터 및 교차 유동입니다. 열 교환기는 설계 고려 사항과 열 교환기의 적용 때문에 이러한 유동 유형 중 하나일 가능성은 거의 없습니다. 일반적으로 이러한 유동 유형은 여러 가지(예: 역교차 유동)의 조합입니다.
병렬 유량은 셸 측 및 튜브 측 미디어가 모두 열 교환기의 동일한 단자로부터 열 교환기로 들어가 열 교환기의 반대쪽 끝으로 흐르는 경우에 발생합니다. 두 매체에서 온도 변화(델타 T/ΔT)는 두 매체에서 모두 동일합니다. 즉, 두 매질 모두 일정한 양만큼 증가하거나 감소합니다. 두 매체에서 출력 온도는 수렴되는 경향이 있으며, 낮은 유체 유입 온도가 수렴 온도보다 낮더라도 이 점 아래로 냉각할 수 없습니다(아래 그래프의 수렴 온도는 약 80°C).
역류라고도 하는 열교환기에는 역방향으로 흐르는 두 개의 매체가 있습니다 (180° 간격). 흐르는 각 매체는 반대쪽 끝에서 열교환기로 들어가고 반대쪽 끝에서 방출됩니다. 쿨러 매체는 열교환기 안으로 들어가는 끝 부분의 역류열 교환기에서 빠져나므로 쿨러 유체는 뜨거운 유체의 입구 온도에 도달하게 됩니다. 그러면 전위 델타 T가 병렬 유동 열 교환기보다 훨씬 더 커집니다. 역류형 열교환기는 가장 효율적인 유형의 열 교환기입니다.
교차 유동 열교환기에는 서로 수직( 90°)으로 흐르는 하나의 중간 유체가 있습니다. 교차 유동 열교환기는 일반적으로 유체 중 하나가 상태(2상 유동)를 변경하는 응용 분야에서 사용됩니다. 예를 들어, 증기 시스템의 콘덴서는 터빈에서 나오는 증기가 콘덴서 셸 쪽으로 들어가고 튜브 안의 차가운 물이 증기에서 나오는 열을 흡수하여 물로 응축됩니다. 이 유형의 열 교환기 유동을 사용하여 대량의 증기를 응축할 수 있습니다.
열교환기의 효율을 높이는 경제적이고 효율적인 방법은 흐르는 매체가 서로 여러 번 접촉하도록 하는 것입니다. 한 매체는 다른 매체는 통과할 때마다 열이 교환됩니다.
흐르는 한 매체가 다른 매질을 한 번만 통과할 경우 이를 '단일 패스' 열 교환기라고 합니다.
일반적으로 다중 패스 열교환기는 튜브에 하나 이상의 "U" 굽힘 세트를 사용하여 튜브 내 흐름을 반대로 바꿉니다. "U" 벤드(bends)를 사용하면 열 교환기의 길이를 따라 유체가 앞뒤로 흐를 수 있습니다. 이러한 유형의 열 교환기를 U자형 쉘 및 튜브 열 교환기라고 합니다.
장점
단점
분할 플레이트
분할 플레이트가 열 교환기의 하단과 상부를 분리합니다. 파티션은 흐르는 매체를 튜브 사이로 우회합니다. 열교환기의 튜브 또는 셸을 통해 흐르는 유체 매질의 입구/방출.
하우징/쉘
하우징/셸은 흐르는 매체를 포함하고 내부 부품을 수용하는 데 사용됩니다. 또한 다른 조각들을 부착할 수 있는 강력한 구조 조각의 역할을 합니다. 커버 플레이트 커버 플레이트는 셸의 한쪽 끝을 씰링하고 누출을 방지하는 데 사용됩니다.
개스킷
두 금속 표면 사이에 가스켓이 있습니다. 개스킷은 보통 종이나 고무로 만들어지며 금속 사이에서 '스퀴징'되어 밀봉이 이루어집니다. 씰은 누출을 방지합니다.
가스켓의 형상은 또한 파티션 플레이트 주변의 누출을 방지합니다.
고정식 Tubesheet
튜브탄은 쉘 내에 있으며 튜브의 끝을 지지합니다. 그런 다음, 배플이 튜브 무게를 지지합니다(설계에 따라 다름).
배플
배플은 유체 매질 방향 유동을 변화하기 위해 사용됩니다. 방향을 바꾸면 열 교환기 전체에 열이 고르게 분포됩니다. 열교환기를 통과하는 흐름이 고르게 분포되지 않으면 효율이 떨어집니다.
볼트
너트와 볼트는 열교환기의 부품을 고정하는 데 사용됩니다. 선택한 볼트는 인장 강도 및 부식 저항성이 적절해야 합니다. 볼트는 너트 및 볼트 어셈블리의 '일' 부분입니다.
너트
너트와 볼트는 열교환기의 부품을 고정하는 데 사용됩니다. 선택한 너트는 인장 강도 및 부식 저항성이 적절해야 합니다.
너트는 너트 및 볼트 어셈블리의 '암' 부분입니다.
타이바
타이 바는 배플의 회전 또는 축방향 이동이 발생하지 않도록 배플의 가이드로 사용됩니다.
튜브
유체 중지는 튜브를 통해 직접 흐르는 반면 다른 쪽 심내부는 외부로 흐릅니다. 두 종간 난방을 근접성으로 교환합니다(열은 튜브 벽과 전도를 통해 교환된 다음 외부 매체로 교환됨).
쉘
튜브, 배플, 타이 바는 모두 쉘(하우징) 안에 들어 있습니다. 이 열 교환기의 이름을 나타내는 쉘 및 튜브 구조입니다.
TEMA 표준은 다음 기준을 초과하지 않는 "쉘 및 튜브 교환기"에 적용하도록 설계되어 있습니다.
이론적으로, 이 매개변수를 벗어나는 모든 쉘 및 튜브 열 교환기가 표준에 완전히 포함되지 않음을 의미합니다. 하지만, 권장 모범 사례 의 마지막 섹션에서는 직경이 큰 단위에 대한 정보를 제공하고 "위 매개변수를 초과하는 장치에 적용할 수 있습니다."라는 기준을 표준 아웃라인 으로 제시합니다. *
TEMA 표준은 열교환기의 열 유압 설계 방법을 다루지 않습니다. StSterling TT와 같은 설계 및 제조 회사는 이를 위해 자체 시스템을 사용합니다.
마지막으로, TEMA 표준은 제조 표준입니다. 즉, ASME와 같은 설계 코드와 함께 사용하는 것이 가장 좋습니다
비즈니스 라이센스가 검증 된 공급 업체
감사를 받은 공급업체 
