Wymiennik ciepła z muszli i rury. Certyfikowany przez ASME.

Wymiennik ciepła z muszli i rury. Certyfikowany przez ASME.

Co to jest wymiennik ciepła w muszce i rurce (STHE)?

Wymiennik ciepła w formie muszli i rurki (STHE) jest najczęściej stosowanym rodzajem wymiennika ciepła w zastosowaniach przemysłowych ze względu na jego solidność, wszechstronność,i zdolność do radzenia sobie z wysokimi ciśnieniami i temperaturamiSkłada się z powłoki (wielkiego naczynia ciśnieniowego) z wiązką rur wewnątrz.Ciepło jest przenoszone pomiędzy dwoma płynami przez ściany rur.

W przypadku STEP obowiązują dwa kluczowe standardy:

1Kodeks ASME dla kotłów i naczyń ciśnieniowych (BPVC), sekcja VIII, sekcja 1: Zapewnia bezpieczeństwo naczyń ciśnieniowych.

2.TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers Association) Standardy: Definiuje konstrukcję mechaniczną, tolerancje i praktyki produkcyjne.

Kluczowe szczegóły techniczne zgodnie z ASME i TEMA

1.Standardy projektowania

ASME BPVC Sekcja VIII, Dywizja 1:

-Obejmuje konstrukcję granic ciśnienia (skórka, tabliczki rur, kanały).

- Wymaga obliczeń minimalnej grubości, wzmocnienia dyszy i badań hydrostatycznych.

Standardy TEMA (klasy R, C, B):

- klasa R: poważne zastosowania rafineryjne i procesowe (wysokie ciśnienie/temperatura).

- klasa C: ogólna służba handlowa/przemysłowa.

- klasa B: usługi związane z procesami chemicznymi (środowiska korozyjne).

2. Składniki i konfiguracja

Przykład wyznaczenia TEMA:

AES:

-A: Głowa przednia (przykrywająca z zablokowaniem).

- Jednorazowa łuska.

-S: pływająca tylna głowica (pull-through bundle).

3Projektowanie termiczne

Obciążenie cieplne (Q):Q=U⋅A⋅ΔTLMTD- Nie.

- U.: Ogólny współczynnik przenoszenia ciepła (W/m2·K).

- A.: Powierzchnia przenoszenia ciepła (przewodnik przewodni rury × długość rury × liczba rur).

-ΔTLMTD- Nie.: Logarytm średniej różnicy temperatury (korygowany pod kątem układu przepływu).

Arrangementy przepływów:

- Przepływ przeciwny: najwyższa efektywność termiczna.

Przepływ równoległy: prostszy, ale niższa wydajność.

Przepływ poprzeczny: powszechny w kondensatorach.

Metoda skuteczności NTU:
- Używane do złożonych układów przepływu lub zmiennych właściwości płynu.

4Projekt mechaniczny

Wymiary powłoki i rurki:

- ID powłoki: określa rozmieszczenie wiązki rur (trójkątny, kwadratowy, obrotowy kwadrat).

-Płaszczyzna rurki: minimum 1,25 × OD rurki (w celu umożliwienia czyszczenia).

Wykonanie defleksji:

-Bafle segmentalne (20~50% cięcia) z odległością na TEMA (min 1/5 ID powłoki lub 2").

- Bez rur w oknie (NTIW): eliminuje martwe strefy.

Spadek ciśnienia:

- Strona powłoki: zoptymalizowana za pomocą odstępów / cięć.

- Strona rurki: funkcja prędkości płynu i długości rurki.

5. Wybór materiału

6. Zgodność z normami ASME i badania

Badanie hydrostatyczne:

-1,5 × ciśnienie projektowe (ASME VIII-1 UG-99).

- Sprawdź obydwie strony.

Badanie pneumatyczne:

-1.1 × ciśnienie projektowe (jeśli badania hydrostatyczne są niepraktyczne).

Wymagania NDT:

- RT (badanie radiograficzne) dla spań.

-PT (przenikający barwnik) lub MT (cząstki magnetyczne) w przypadku pęknięć powierzchni.

7. Wspólne zastosowania

Ropa naftowa i gaz: podgrzewacze, chłodnicze, kondensatory.

Elektrownie: kondensatory pary, podgrzewacze wody.

Przemysł chemiczny: chłodzenie reaktorów, destylacja.

Chillery, ogrzewanie.

Zalety i ograniczenia