Gehäuse- und Rohrkonstruktion

• Customized: Customized
• Certification: CE, ISO, RoHS
• Sectional Shape: Square
• Material: Stainless Steel
• Transportpaket: Wooden Case
• Spezifikation: Stainless Steel
• Modell Nr.: 304/316/TI
• Warenzeichen: DGXT OR OEM
• Herkunft: China
• HS-Code: 84195000
• Produktionskapazität: 100000pieces/Year

Produktbeschreibung

                                      Gehäuse und Rohr Design

 

Einführung in die Konstruktion von Rohrwärmetauscher und Rohrwärmetauscher

Design von Gehäuse- und Rohrtauschern: Ein Gehäuse- und Rohrwärmetauscher ist aufgrund seiner Flexibilität eine der beliebtesten Arten von Wärmetauschern. Bei dieser Art gibt es zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Temperaturen, von denen eine durch Rohre und eine andere durch Hülle fließt. Die Wärme wird von einer Flüssigkeit zur anderen durch die Rohrwände übertragen, entweder von der Rohrseite zur Schalenseite oder umgekehrt. Dieses System verarbeitet Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Drücken; Flüssigkeiten mit höherem Druck werden normalerweise durch Rohre geleitet, und Flüssigkeiten mit niedrigerem Druck werden durch eine Mantelseite zirkuliert.

 Konstruktionsdetails

 

Shell

Die Schale ist entweder aus Rohr bis zu 24 Zoll oder gerollt und geschweißt Blech Metall gebaut. Aus wirtschaftlichen Gründen ist kohlenstoffarmer Stahl Standard, aber andere Materialien, die für extreme Temperaturen oder Korrosionsbeständigkeit geeignet sind, werden oft angegeben. Mit allgemein verfügbaren Shell-Rohr zu 24-Zoll-Durchmesser reduziert Kosten und Leichtigkeit der Herstellung, teilweise, weil sie in der Regel mehr perfekt rund als gewalzte und geschweißte Schalen. Rundheit und ein konsistenter Innendurchmesser der Schale sind notwendig, um den Abstand zwischen der äußeren Kante der Schallwand und der Schale zu minimieren, da ein übermäßiger Platz einen Flüssigkeitsüberbrückung ermöglicht und die Leistung verringert.

Bei Anwendungen, bei denen die Fluidgeschwindigkeit für den Düsendurchmesser hoch ist, wird eine Impingement-Platte spezifiziert, um die Flüssigkeit gleichmäßig auf die Rohre zu verteilen und flüssigkeitsinduzierte Erosion, Kavitation und Vibration zu verhindern. Eine Aufimpingement-Platte kann in der Schale installiert werden, wodurch die Notwendigkeit, ein volles Rohrbündel zu installieren, die eine weniger verfügbare Oberfläche bieten würde. Die Aufimpingeementplatte kann in einem gewölbten Bereich (entweder durch Reduzierkupplung oder eine gefertigte Kuppel) über der Schale installiert werden. Diese Art ermöglicht eine vollständige Röhrenzählung und maximiert somit die Nutzung des Schalenraums.

 

Kanäle (Köpfe)

Der Kanaltyp wird auf der Grundlage der Anwendung ausgewählt.  Die meisten Kanäle können für den Zugang zu den Rohren entfernt werden. Der am häufigsten verwendete Kanaltyp ist die Motorhaube. Es wird für Dienste verwendet, die nicht erfordern, dass der Kanal für die Inspektion oder Reinigung häufig entfernt wird. Der abnehmbare Deckelkanal kann entweder mit Flansch oder mit der Rohrplatte verschweißt werden. Die abnehmbare Abdeckung ermöglicht den Zugang zum Kanal und den Rohren zur Inspektion oder Reinigung, ohne die Rohrleitung zu entfernen.

Der hintere Kanal wird oft so gewählt, dass er dem vorderen Kanal entspricht. Ein Wärmetauscher mit einer Motorhaube am vorderen Kopf (B-Kanal) hat beispielsweise oft eine Motorhaube am hinteren Kopf (M-Kanal) und wird als BEM bezeichnet. Durchscheidewände werden in den Kanälen der Wärmetauscher mit mehrfachen Rohrdurchgängen benötigt. Die Pass-Trennplatten leiten die Flüssigkeit auf der Röhrenseite durch mehrere Durchgänge.

Röhrchen

Rohre werden in der Regel nahtlos oder verschweißt. Nahtlose Schläuche werden in einem Extrusionsverfahren hergestellt; geschweißte Schläuche werden durch das Rollen eines Streifens in einen Zylinder und das Schweißen der Naht hergestellt. Die Rohre bestehen aus kohlenstoffarmer Stahl, Edelstahl, Titan, Inconel, Kupfer, Etc. Standard Rohrdurchmesser von 5/8 Zoll, 3/4 Zoll und 1 Zoll werden vorzugsweise verwendet, um kompakte Wärmetauscher zu entwerfen. Die Rohrdicke sollte so gehalten werden, dass sie folgenden Bedingungen standhält:

1) Druck auf die Innen- und Außenseite des Rohres

2) die Temperatur auf beiden Seiten

3) Thermische Belastung durch die differentielle Ausdehnung der Schale und des Rohrbündels

4) korrosive Natur der Schale und der Rohr-Seite Flüssigkeit.

Die Rohrdicke wird in BWG und wahrem Außendurchmesser (OD) ausgedrückt. Rohrlängen von 6, 8, 12, 16, 20, Und 24 Fuß sind häufig verwendet. Ein längeres Rohr reduziert den Manteldurchmesser auf Kosten eines höheren Druckabfalls.   Rohre mit größerem Durchmesser werden manchmal entweder zur Erleichterung der mechanischen Reinigung oder zur Erzielung eines geringeren Druckabfalls verwendet. Eine maximale Anzahl von Rohren in der Schale erhöht die Turbulenz, was die Wärmeübertragungsrate erhöht. Rippenrohre werden auch verwendet, wenn Flüssigkeit mit niedrigem Wärmedurchgangskoeffizient in der Schalenseite fließt.

 

Röhrenblatt

Die Rohrplatten bestehen aus einem runden flachen Stück Metall mit Bohrungen für die Rohrenden in präziser Lage und Muster relativ zueinander. Im Allgemeinen ist das Material der Rohrplatte dasselbe wie das Material der Röhre. Die Röhrchen sind entsprechend an der Rohrplatte befestigt, sodass die Flüssigkeit auf der Mantelseite nicht mit der Flüssigkeit auf der Rohrseite vermischt werden kann. Die Rohre werden durch die Löcher in den Rohrblechen eingeführt und durch Schweißen oder mechanische oder hydraulische Ausdehnung fest an Ort und Stelle gehalten.  Eine Walzverbindung ist die gebräuchliche Bezeichnung für eine Rohr-zu-Rohr-Blechverbindung, die aus einer mechanischen Ausdehnung des Rohrs gegen das Rohrblech resultiert. Bohrungen werden in der Regel in einem der beiden Muster, dreieckig oder quadratisch, in das Rohrblech gebohrt.

 

Rohrabstand

Der Abstand zwischen den Zentren des Rohrbohrung wird als Rohrabstand bezeichnet; er wird typischerweise als 1,25-mal der Außendurchmesser der Rohre genommen. Der Mindestwert ist auf 1,25 begrenzt, da das Rohr-Blatt-Band (ein Band ist der Teil des Materials zwischen zwei benachbarten Rohrlöcher) kann zu schwach für die ordnungsgemäße Rollen der Rohre in das Rohr Blatt. Andere Rohrlängen werden verwendet, um den Druckabfall auf der Mantelseite zu verringern und die Geschwindigkeit der Mantelflüssigkeit zu steuern, während sie durch das Rohrbündel fließt. Dreieckige Teilung sorgt für höhere Wärmeübertragung und Kompaktheit. Die quadratische Teilung erleichtert die mechanische Reinigung der Außenseite der Rohre.

Verblumungen

Leitbleche dienen folgenden Funktionen:

1) Stützen Sie die Rohre während der Montage und des Betriebs

2) verhindern Vibrationen durch strömungsinduzierte Wirbel und halten den Rohrabstand

3) Direkter Flüssigkeitsfluss im gewünschten Muster durch die Schalenseite.

Ein Segment, genannt das Leitblech geschnitten, wird weggeschnitten, damit die Flüssigkeit parallel zur Rohrachse fließen kann, während es von einem Leitblech zum anderen fließt. Der Abstand zwischen den Leitblechen wird als Leitbleche bezeichnet. Die Schallwand und der Schallwand-Schnitt bestimmen die Querströmungsgeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung und den Druckabfall.

Die Ausrichtung des Trallschnitts ist für den horizontal installierten Wärmetauscher unerlässlich. Wenn die Wärmeübertragung auf der Mantelseite eine sinnvolle Erwärmung oder Kühlung ohne Phasenwechsel ist, sollte der Schallblechschnitt horizontal sein. Dadurch folgt die Flüssigkeit einem auf- und Abwärts-Pfad und verhindert eine Schichtung mit wärmerer Flüssigkeit oben auf der Schale und kühlerer Flüssigkeit unten auf der Schale. Bei schalenseitigen Kondensationen ist der Tretschnitt für segmentale Leitbleche vertikal, damit das Kondensat in Richtung des Auslasses fließen kann, ohne dass die Leitbleche eine erhebliche Flüssigkeitsansammlung aufbringen. Für das Kochen auf der Schalenseite kann der Tretschnitt je nach Service vertikal oder horizontal sein.

Spurstangen und Distanzstücke

Zuganker werden verwendet, um das Leitblech mit Distanzstücken zu halten, d. h. mit Rohrstücken, die zur Einhaltung des gewählten Abstands der Schallwand angebracht sind. Die Zuganker werden in das stationäre Rohrblech eingeschraubt und verlängern die Bündellänge bis zum letzten Leitblech. Zuganker und Distanzstücke können auch als Abdichtung verwendet werden, um Bypass-Wege durch die Trennwege oder den Abstand zwischen der Schale und dem Rohrbündel zu blockieren. Die Mindestanzahl von Spurstangen und Distanzstücken hängt vom Durchmesser der Schale und der Größe der Spurstange und Distanzstücke ab.


Design von Shell und Rohr Wärmetauscher: Codes und Standards

 

Die Ziele der Regeln und Normen des Kodex sind die Erfüllung von Mindestanforderungen für eine sichere Konstruktion und die Bereitstellung von öffentlichem Schutz durch die Definition dieser Anforderungen an Materialien, Konstruktion, Fertigung und Inspektion. Wenn Sie dies ignorieren, kann dies zu einer erhöhten Betriebsgefahr führen. Im Folgenden finden Sie einige mechanische Konstruktionsstandards und Druckauslegungsrichtlinien, die bei der Auslegung des Wärmetauschers verwendet werden:

1) TEMA-Standards (Rohraustauscherverband, 1998)

2) Hei-Standards (Institut für Wärmetauscher, 1980)

3) API (American Petroleum Institute)

4) ASME (American Society of Mechanical Engineers)

TEMA-Bezeichnungen

Um die Konstruktion und Funktionsweise des Wärmetauschers von Schalen und Röhren zu verstehen, ist es wichtig, das Vokabular und die Terminologie zu kennen, die zur Beschreibung verwendet werden. Dieser Wortschatz wird in Buchstaben und Diagrammen definiert. Der erste Buchstabe beschreibt den vorderen Kopfzeilentyp, der zweite den Schalentyp und der dritte den hinteren Kopfzeilentyp. Zum Beispiel BEM, CFU und AES.

Allgemeine Überlegungen Zum Design

Flüssigkeitsverteilung

• Hochdruck der Strahl sollte auf der Rohrseite liegen.
• Die korrosive Flüssigkeit wird auf der Rohrseite platziert.
• Der Strahl mit der höchsten Verschmutzungen sollte auf der Rohrseite angeordnet werden.
• Dickeres Fluid sollte auf der Mantelseite angebracht werden.
• Senken Sie die Durchflussmenge Stream sollte auf der Schalenseite platziert werden.
• Rippenrohre berücksichtigen, wenn der Koeffizient der Mantelseite weniger als 30 % des Koeffizienten der Rohrseite beträgt.
• Verwenden Sie keine Rippenrohre, wenn die Mantelseite stark verschmutzt ist.
• Strom mit einem niedrigeren Wärmedurchgangskoeffizienten geht auf der Schalenseite.
• Giftige Flüssigkeit sollte auf die Röhrenseite gelegt werden.

Geschw. von Schalen und Röhrchen

Hohe Geschwindigkeiten ergeben hohe Wärmeübertragungskoeffizienten, aber auch einen Hochdruckabfall und verursachen Erosion. Die Geschwindigkeit muss hoch genug sein, um zu verhindern, dass sich Schwebstoffe absetzen, aber nicht so hoch, dass sie Korrosion verursachen. Hohe Geschwindigkeiten reduzieren die Fouling. Kunststoffeinsätze werden manchmal verwendet, um die Erosion am Rohreinlass zu reduzieren.
 

 Streamtemperatur

Je näher der Temperaturansatz (die Differenz zwischen der Austrittstemperatur eines Stromes und der Einlasstemperatur des anderen Stromes), desto größer ist die für eine bestimmte Aufgabe erforderliche Wärmeübertragungsfläche. Der optimale Wert hängt von der Anwendung ab und kann nur durch eine wirtschaftliche Analyse alternativer Designs bestimmt werden. Als allgemeine Richtlinie sollte der größere Temperaturdiff mindestens 20oC und der geringste Temperaturdiff 5 bis 7oC für Kühler mit Kühlwasser und 3 bis 5oC mit gekühlter Sole betragen. Der maximale Temperaturanstieg im Kühlwasser ist auf etwa 30oC begrenzt. Es sollte darauf geachtet werden, dass die Temperaturen der Kühlmedien weit über dem Gefrierpunkt der Prozessmaterialien liegen. Wenn der Wärmeaustausch zwischen Prozessflüssigkeiten zur Wärmerückgewinnung erfolgt, sind die optimalen Anflugtemperaturen normalerweise nicht niedriger als 20oC.
 

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