تغییرات زیادی در طراحی مبدل حرارتی پوسته و لوله وجود دارد. به طور معمول ، انتهای هر لوله از طریق سوراخ های موجود در صفحات لوله به پلنوم (که بعضا جعبه آب نیز نامیده می شود) متصل می شوند. لوله ها ممکن است به صورت U مستقیم یا خم شوند که لوله های U نامیده می شوند.
مبدل حرارتی لوله U.PNG
در نیروگاه های هسته ای به نام راکتورهای آب تحت فشار ، مبدل های بزرگ حرارتی به نام مولد بخار مبدل های حرارتی دوفاز ، مبدل حرارتی پوسته و لوله هستند که به طور معمول دارای لوله های U هستند. از آنها برای جوشاندن آب بازیافت شده از یک کندانسور سطحی در بخار برای هدایت توربین برای تولید برق استفاده می شود. اکثر مبدل های حرارتی پوسته و لوله در سمت لوله از نوع 1 ، 2 یا 4 طرح عبور هستند. این به تعداد دفعات عبور مایع در لوله ها از مایع در پوسته اشاره دارد. در یک مبدل حرارتی تک گذر ، مایعات در یک سر هر لوله قرار می گیرد و از سر دیگر خارج می شود.
مبدل حرارتی لوله مستقیم 1 پاس. PNG
کندانسورهای سطحی نیروگاه ها اغلب مبدل های حرارتی لوله مستقیم 1 عبور هستند .طراحی دو و چهار پاس معمول است زیرا مایع می تواند از یک طرف وارد و خارج شود. این کار ساخت و ساز را بسیار ساده تر می کند.
مبدل حرارتی لوله مستقیم 2 پاس. PNG
غالباً سوراخهایی وجود دارد که جریان را از طرف پوسته هدایت می کنند ، بنابراین مایع از طریق پوسته کوتاه نمی شود و جریان کم بی اثر است. اینها بطور کلی به دسته لوله متصل می شوند تا پوسته به این منظور که بسته نرم افزاری هنوز برای نگهداری قابل جابجایی است.
مبدلهای حرارتی جریان شمار از کارآیی بالاتری برخوردار هستند زیرا بیشترین اختلاف دما را در بین جریان گرم و سرد ایجاد می کنند. با این حال بسیاری از شرکت ها از مبدل های حرارتی دو دنده با لوله u استفاده نمی کنند زیرا علاوه بر گران بودن ساخت ، می توانند به راحتی خراب شوند. غالباً می توان از چند مبدل حرارتی برای شبیه سازی جریان جریان متقابل یک مبدل بزرگ استفاده کرد.
انتخاب جنس لوله در مبدل حرارتی پوسته و لوله
برای اینکه بتواند گرما را به خوبی منتقل کند ، جنس آلیاژ لوله باید هدایت حرارتی خوبی داشته باشد. از آنجا که گرما از طریق لوله ها از یک طرف گرم به یک طرف سرد منتقل می شود ، اختلاف دما از طریق عرض لوله ها وجود دارد. به دلیل تمایل مواد لوله به گرمایی متفاوت در دماهای مختلف ، تنش های گرمایی در حین کار رخ می دهد. این علاوه بر هرگونه استرس ناشی از فشارهای زیاد ناشی از خود مایعات است. جنس لوله نیز باید تحت شرایط کار (دما ، فشار ، pH و غیره) برای مدت طولانی با مایعات کناری پوسته و لوله همخوانی داشته باشد تا خرابی مانند خوردگی را به حداقل برساند. همه این الزامات نیاز به انتخاب دقیق جنس لوله قوی ، رسانای حرارتی ، مقاوم در برابر خوردگی ، با کیفیت بالا ، به طور معمول فلزات ، از جمله آلومینیوم ، آلیاژ مس ، فولاد ضد زنگ ، فولاد کربن ، آلیاژ مس غیر آهنی ، اینکونل ، نیکل ، هاستلوی است. و تیتانیوم.از فلوروپلیمرها مانند Perfluoroalkoxy alkane (PFA) و Fluorrated اتیلن پروپیلن (FEP) نیز به دلیل مقاومت زیاد در برابر دمای شدید برای تولید مواد لوله استفاده می شود. انتخاب ضعیف مواد لوله می تواند منجر به نشتی از طریق یک لوله بین دو پوسته و لوله شود که باعث آلودگی متقابل مایع و احتمالاً از دست دادن فشار می شود.
کاربردهای مبدل حرارتی پوسته و لوله
طراحی ساده مبدل حرارتی پوسته و لوله ، آن را به یک راه حل خنک کننده ایده آل برای کاربردهای متنوع تبدیل کرده است. یکی از رایج ترین کاربردها خنک سازی مایع هیدرولیک و روغن در موتورها ، سیستم انتقال قدرت و پاور هیدرولیکی است. با انتخاب صحیح مواد می توان از آنها برای خنک سازی یا گرم کردن محیط های دیگر مانند آب استخر شنا ( مبدل استخر ) یا شارژ هوا استفاده کرد. فن آوری پوسته و لوله مزایای بسیاری نسبت به صفحات دارد
یکی از مزایای بزرگ استفاده از مبدل حرارتی پوسته و لوله این است که سرویس دهی آنها اغلب آسان است ، به خصوص در مدل هایی که دسته لوله شناور در آن موجود است. (جایی که صفحات لوله به پوسته خارجی جوش داده نشده اند). به ویژه در کاربردهایی که محیط سرد با ذرات شارژ می شود یا مستعد رسوب است جالب توجه است: این مورد برای کاربردهای دریایی است و نگهداری مبدل های حرارتی با فناوری پوسته و لوله در مقایسه با سایر فن آوری ها سریع و کارآمد است.
پیشنهاد مطالعه : رسوب زدایی مبدل حرارتی
طراحی استوانه ای محفظه در برابر فشار بسیار مقاوم است و به همه دامنه های اعمال فشار اجازه می دهد.
محافظت از مبدل در برابر فشار بیش از حد
در مبدلهای حرارتی پوسته و لوله احتمال پاره شدن لوله و ورود مایع فشار بالا (HP) به طرف فشار کم (LP) مبدل حرارتی و فشار بیش از حد وجود دارد. پیکربندی معمول مبدل ها این است که مایع HP در لوله ها باشد و LP آب ، خنک کننده یا محیط گرمایش در سمت پوسته باشد. این خطر وجود دارد که پارگی لوله منجر به به خطر افتادن یکپارچگی پوسته و انتشار گاز قابل اشتعال یا مایع شود ، این امر خطراتی را برای افراد و خسارت مالی به همراه دارد. پوسته مبدل باید در برابر فشار بیش از حد توسط دیسک های پارگی یا دریچه های تسکین محافظت شود.
جهت کسب اطلاعات بیشتر و مشاهده اطلاعات فنی ، تصاویر و قیمت مبدل حرارتی در معتبرترین برندها و انواع مدل ها به سایت بامین تهویه مراجعه فرمایید. همچنین می توانید از مشاوره رایگان با کارشناسان بامین تهویه بهره مند شوید.
