Trocadores de calor de concha e tubo

Um trocador de calor de casca e tubo é um tipo de trocador de calor da parede que utiliza o pacote de tubo fechado dentro da concha como superfície de transferência de calor. Este trocador de calor tem uma estrutura simples, baixo custo, uma seção transversal de fluxo amplo e é fácil de descender. No entanto, seu coeficiente de transferência de calor é relativamente baixo e ocupa um grande espaço no piso. Pode ser construído a partir de vários materiais estruturais de metal, como aço inoxidável, titânio, materiais compostos de aço de titânio e materiais à base de níquel. É adequado para aplicações de alta temperatura e alta pressão e é o tipo de trocador de calor mais amplamente usado.

Os principais parâmetros de controle de um trocador de calor de concha e tubo incluem área de aquecimento, fluxo de água quente, capacidade de transferência de calor e parâmetros médios de calor.

Coeficiente de transferência de calor: 6000-8000 w/m² · grau

Resistência de alta temperatura: até 400 graus

Resistência de alta pressão: até 2,5 MPa

Taxa de câmbio de calor (QH): 140-1350 kW

Armazenamento de calor: maior ou igual a 30 min qh

Pressão do vapor aplicável: {{0}}. 2–0,6 mpa

Aquecimento da entrada de água e temperatura da saída: 10 graus / 60 graus

Concentração de cátio de água de aquecimento: menor ou igual a 0. 003 MPA

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Como a temperatura do fluido dentro e fora dos tubos difere, as temperaturas da concha e o pacote de tubo no trocador de calor também variam. Se a diferença de temperatura for significativa, o estresse térmico substancial será gerado dentro do trocador de calor, fazendo com que os tubos se dobrem, quebrem ou se destacem da folha de tubo. Portanto, quando a diferença de temperatura entre o pacote do tubo e a concha excede 50 graus, medidas de compensação apropriadas devem ser tomadas para eliminar ou reduzir o estresse térmico.

Com base nas medidas de compensação utilizadas, os trocadores de calor de concha e tubo podem ser classificados nos seguintes tipos principais:

Comparação de desempenho de vários tipos de trocadores de calor:

1. Determine a área de troca de calor necessária com base nas taxas de fluxo conhecidas dos fluidos frios e quentes, em suas temperaturas iniciais e finais e suas capacidades de calor específicas. Para estimar a área de troca de calor preliminarmente, assuma primeiro um coeficiente de transferência de calor, determine a estrutura do trocador de calor e verifique o coeficiente de transferência de calor (valor k).

2. Ao selecionar um trocador de calor, considere o nível de pressão, a temperatura de operação e as condições de conexão da interface. Sob a premissa de que a queda de pressão e as condições de instalação permitem, um trocador de calor de concha e tubo com um diâmetro menor e estrutura estendida deve ser selecionada, pois isso ajuda a melhorar a capacidade de troca de calor.

3. A queda de pressão do trocador de calor não deve ser muito grande e geralmente é controlada entre 0. 0 1 e 0,05 MPa.

4. A taxa de fluxo deve levar em consideração a viscosidade do fluido. Para fluidos de alta viscosidade, a taxa de fluxo deve estar entre 0. 5 e 1. 0 m/s; Para fluidos gerais, deve estar entre 0. 4 e 1. 0 m/s; e para fluidos propensos a escala, a taxa de fluxo deve estar entre 0. 8 e 1,2 m/s.

5. Um filtro deve ser instalado antes que a água de alta temperatura entre no trocador de calor.

6. Os resultados combinados do processamento e configuração individuais do trocador de calor na estação de troca de calor devem atender aos requisitos totais de carga de aquecimento e regulamentação. Para atender aos requisitos de regulação da carga de calor do usuário, o número de trocadores de calor com o mesmo coeficiente de transferência de calor não deve ser menor que 2 e não deve exceder 5.

1. O trocador de calor deve passar por um teste de pressão da água 1,5 vezes a pressão máxima de trabalho. A seção de vapor deve ser testada a uma pressão não menor que a pressão de suprimento de vapor mais 0. 3 MPa, enquanto a seção de água quente não deve ser menor que 0. 4 MPa. Sob a pressão do teste, não deve haver queda de pressão por 10 minutos.

2. O espaço suficiente deve ser reservado na extremidade frontal do trocador de calor da concha e do tubo para extrair e remover o pacote de tubo. A distância entre a cabeça e a parede ou o teto não deve ser menos que o comprimento do trocador de calor, e a largura clara do canal de operação do equipamento não deve ser inferior a 0. 8 m.

3. A altura da instalação de várias válvulas e instrumentos deve permitir operação e observação convenientes.

4. A folga vertical entre o ponto mais alto dos acessórios superiores do aquecedor (normalmente se referindo à válvula de segurança) e o ponto mais baixo da estrutura de construção deve atender aos requisitos de instalação e inspeção e não deve ser menor que 0}. 2 m.

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