Plášťové a rúrkové výmenníky tepla sú navrhnuté s použitím sofistikovaných a technických parametrov počítačového návrhu. Komponenty zariadenia zahŕňajú plášť, kryt plášťa, rúrky, kanál, kryt kanála, rúrkový plech, usmerňovače a dýzy. Špecifikácie a normy pre STHE boli stanovené Asociáciou výrobcov rúrových výmenníkov (TEMA).
Pred výrobou plášťového a rúrkového výmenníka tepla existuje niekoľko údajov, ktoré výrobcovia vyžadujú, ako sú prietoky, vstupná a výstupná teplota, tlak, tlaková strata, odporové faktory, fyzikálne vlastnosti spracovávaných látok, veľkosti potrubí a plášť. priemer. K týmto základným faktorom sú pridané ďalšie technické požiadavky, ktoré sa používajú na určenie najlepšieho procesu výroby správneho výmenníka tepla pre danú aplikáciu.
Škrupina
Plášť rúrkového výmenníka tepla je vyrobený z rúrok alebo zváraných kovových dosiek s použitím materiálov, ktoré odolávajú extrémnym teplotám a sú odolné voči korózii. Vnútorný plášť musí byť okrúhly s konzistentným priemerom, aby sa minimalizoval priestor medzi vonkajším okrajom a plášťom.
Kanály alebo hlavy
Typ kanála alebo hlavy závisí od použitia plášťa a rúrkového výmenníka tepla, pričom hlavy typu kapoty sú najbežnejšie na použitie v aplikáciách, kde sa hlava nemusí často odstraňovať. Odnímateľné krycie kanály, potrebné na údržbu, sú prírubové alebo privarené. Ak je potrebné často kontrolovať kanál a rúrky, je potrebný odnímateľný kryt kanála.
Rúrky
Rúrky plášťového a rúrkového výmenníka tepla sú zvárané alebo extrudované a vyrobené z uhlíkovej ocele, nehrdzavejúcej ocele, titánu, Inconelu alebo medi. V kompaktných výmenníkoch tepla sa používajú priemery rúrok {{0}},625 palca (16 mm), 0,75 palca (19 mm) alebo jeden palec (25 mm). Hrúbka rúrok sa volí podľa tlaku, teploty, tepelného namáhania a odolnosti voči korózii v dĺžkach 6 až 24 stôp alebo 2 metre až 7 metrov. Rúry, ktoré sú dlhšie, zmenšujú priemer plášťa a vedú k vysokému poklesu tlaku plášťa.
Trubkový plech
Rúrkový list je doska alebo plát, ktorý je perforovaný s otvormi na vloženie rúrok alebo rúrok a je navrhnutý tak, aby podopieral rúry na oboch koncoch valcového plášťa. Plášť presahuje rúrkové plechy a je na oboch koncoch utesnený, aby vytvoril uzavretú komoru, ktorá je zakrytá hlavami.
Dilatačný spoj
Účelom výmenníka tepla je výmena tepla z horúcej látky na jednej strane výmenníka so studenou látkou na druhej strane. Z tohto dôvodu sú jednotky často vystavené širokému rozsahu teplôt.
Materiály, ktoré sú zahrievané, rastú do dĺžky, zatiaľ čo materiály, ktoré sú ochladzované, sa sťahujú. Ak nie je zohľadnená expanzia a kontrakcia, materiály vo výmenníku by mohli byť namáhané až do bodu zlyhania. To zvyčajne vedie k vybočeniu rúrok alebo ich vytrhnutiu z rúrok, ale môže to tiež spôsobiť vybočenie v plášti alebo deformáciu spojov trysiek. Všetky tieto vedľajšie účinky ohrozujú integritu výmenníka a potenciálne spôsobujú, že jeho prevádzka nie je bezpečná.
Tu prichádza na scénu dilatačná škára. Tento flexibilný prvok je vyrobený tak, aby odolal zmenám teploty a tlaku.
Plášťový a rúrkový výmenník tepla s dilatačným spojom od spoločnosti Enerquip, LLC
Rozstup rúrok
Rozstup trubice je vzdialenosť od stredu trubice k stredu susednej trubice. Rúry sú usporiadané v trojuholníkovom alebo štvorcovom vzore, pričom konfigurácia štvorcového vzoru sa najjednoduchšie čistí a vytvára najmenšie množstvo turbulencií. Usporiadanie so štvorcovým rozstupom umožňuje parám stúpať medzi rúrkami, čo je výhoda oproti trojuholníkovým a rotovaným hadičkám so štvorcovým rozstupom.
Prepážky
Usmerňovače sa používajú na usmerňovanie toku v plášti a stranách rúrky tak, aby sa rýchlosť tekutiny dostatočne zvýšila, aby sa dosiahol vysoký koeficient prestupu tepla a výrazne sa znížilo zanášanie, ku ktorému dochádza, keď sa na povrchu prenosu tepla tvoria nežiaduce materiály. Hromadenie nečistôt zvyšuje odpor prenosu tepla a vedie k slabému výkonu výmenníka tepla. V horizontálnych plášťových a rúrkových výmenníkoch tepla usmerňovače podopierajú rúrky a zabraňujú prehýbaniu alebo poškodeniu vibráciami.
Spojovacie tyče a rozpery
Spojovacie tyče a rozpery sú podpery a konštrukčné komponenty navrhnuté tak, aby držali priehradky na mieste, ako aj udržiavali priestor medzi priehradkami. Počet tyčí a rozperiek je určený počtom usmerňovačov a priemerom plášťa. Spojovacie tyče sú priskrutkované k rúrkovnici a predlžujú dĺžku zväzku až po poslednú priehradku.