Bộ trao đổi nhiệt vỏ và ống được thiết kế bằng cách sử dụng các thông số thiết kế máy tính kỹ thuật và phức tạp. Các thành phần của thiết bị bao gồm vỏ, vỏ vỏ, ống, kênh, nắp kênh, tấm ống, vách ngăn và vòi phun. Các thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn dành cho STHE đã được Hiệp hội các nhà sản xuất thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống (TEMA) thiết lập.
Trước khi sản xuất bộ trao đổi nhiệt vỏ và ống, có một số dữ liệu mà nhà sản xuất yêu cầu như tốc độ dòng chảy, nhiệt độ đầu vào và đầu ra, áp suất, độ giảm áp suất, hệ số điện trở, tính chất vật lý của các chất cần xử lý, kích thước đường ống và vỏ. đường kính. Thêm vào các yếu tố cơ bản này là các yêu cầu kỹ thuật khác được sử dụng để xác định quy trình tốt nhất nhằm sản xuất bộ trao đổi nhiệt chính xác cho ứng dụng.
Vỏ bọc
Vỏ của bộ trao đổi nhiệt vỏ và ống được làm bằng ống hoặc tấm kim loại hàn sử dụng vật liệu có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt và có khả năng chống ăn mòn. Lớp vỏ bên trong phải tròn với đường kính phù hợp để giảm thiểu khoảng trống giữa mép ngoài có vách ngăn và lớp vỏ.
Kênh hoặc Đầu
Loại kênh hoặc đầu phụ thuộc vào việc sử dụng bộ trao đổi nhiệt vỏ và ống, trong đó đầu loại nắp ca-pô là loại phổ biến nhất để sử dụng trong các ứng dụng mà đầu không phải tháo ra thường xuyên. Các kênh che có thể tháo rời, cần thiết để bảo trì, được nối mặt bích hoặc hàn. Khi cần kiểm tra kênh và ống thường xuyên thì cần có nắp kênh có thể tháo rời.
Ống
Các ống của bộ trao đổi nhiệt vỏ và ống được hàn hoặc ép đùn và làm từ thép carbon, thép không gỉ, titan, Inconel hoặc đồng. Đường kính ống {{0}},625 inch (16mm), 0,75 inch (19mm) hoặc một inch (25 mm) được sử dụng trong các bộ trao đổi nhiệt nhỏ gọn. Độ dày của ống được chọn theo áp suất, nhiệt độ, ứng suất nhiệt và khả năng chống ăn mòn ở độ dài từ 6 đến 24 feet hoặc 2 mét đến 7 mét. Các ống dài hơn sẽ làm giảm đường kính vỏ và dẫn đến giảm áp suất vỏ cao.
Tấm ống
Tấm ống là một tấm hoặc tấm được đục lỗ để chèn các ống hoặc ống dẫn và được thiết kế để đỡ các ống ở hai đầu của vỏ hình trụ. Vỏ kéo dài ra ngoài các tấm ống và được bịt kín ở cả hai đầu để tạo thành một buồng kín được bao phủ bởi các đầu.
Khe co giãn
Mục đích của bộ trao đổi nhiệt là trao đổi nhiệt từ chất nóng ở một bên của bộ trao đổi với chất lạnh ở phía bên kia. Vì lý do này, các thiết bị thường phải chịu phạm vi nhiệt độ rộng.
Vật liệu được làm nóng sẽ tăng chiều dài, trong khi vật liệu được làm lạnh sẽ co lại. Nếu không có sự cho phép cho sự giãn nở và co lại, vật liệu trong bộ trao đổi có thể bị căng thẳng đến mức hỏng hóc. Điều này thường dẫn đến hiện tượng ống bị vênh hoặc bị rách khỏi tấm ống, nhưng cũng có thể gây ra hiện tượng vênh ở vỏ hoặc làm biến dạng các kết nối vòi phun. Tất cả những tác dụng phụ này gây nguy hiểm cho tính toàn vẹn của bộ trao đổi nhiệt, có khả năng khiến nó không an toàn khi vận hành.
Đây là lúc khe co giãn xuất hiện. Phần tử linh hoạt này được chế tạo để chịu được những thay đổi về nhiệt độ và áp suất.
Bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ và dạng ống, có khe co giãn, của Enerquip, LLC
Sân ống
Cao độ ống là khoảng cách từ tâm ống đến tâm ống liền kề. Các ống được bố trí theo hình tam giác hoặc hình vuông với cấu hình hình vuông là dễ làm sạch nhất và tạo ra ít nhiễu loạn nhất. Sự sắp xếp bước vuông góc cho phép hơi bốc lên giữa các ống, một lợi thế so với ống bước vuông hình tam giác và xoay.
Vách ngăn
Các vách ngăn được sử dụng để định hướng dòng chảy trong các mặt vỏ và ống sao cho tốc độ chất lỏng tăng đủ để đạt hệ số truyền nhiệt cao và giảm đáng kể sự bám bẩn, đó là khi các vật liệu không mong muốn hình thành trên bề mặt truyền nhiệt. Sự tích tụ cặn bẩn làm tăng khả năng cản truyền nhiệt và dẫn đến hiệu suất trao đổi nhiệt kém. Trong các bộ trao đổi nhiệt dạng ống và vỏ nằm ngang, các vách ngăn hỗ trợ các ống và ngăn ngừa hư hỏng do rung hoặc võng.
Thanh giằng và miếng đệm
Thanh giằng và miếng đệm là các thành phần hỗ trợ và cấu trúc được thiết kế để giữ các vách ngăn tại chỗ cũng như duy trì khoảng trống giữa các vách ngăn. Số lượng thanh và miếng đệm được xác định bởi số lượng vách ngăn và đường kính của vỏ. Các thanh buộc được vặn vào tấm ống và kéo dài chiều dài của bó đến vách ngăn cuối cùng.