طراحي مبدل حرارتي پوسته و لوله

تغييرات زيادي در طراحي مبدل حرارتي پوسته و لوله وجود دارد. به طور معمول ، انتهاي هر لوله از طريق سوراخ هاي موجود در صفحات لوله به پلنوم (كه بعضا جعبه آب نيز ناميده مي شود) متصل مي شوند. لوله ها ممكن است به صورت U مستقيم يا خم شوند كه لوله هاي  U ناميده مي شوند.

مبدل حرارتي لوله U.PNG

در نيروگاه هاي هسته اي به نام راكتورهاي آب تحت فشار ، مبدل هاي بزرگ حرارتي به نام مولد بخار مبدل هاي حرارتي دوفاز ، مبدل حرارتي پوسته و لوله هستند كه به طور معمول داراي لوله هاي U هستند. از آنها براي جوشاندن آب بازيافت شده از يك كندانسور سطحي در بخار براي هدايت توربين براي توليد برق استفاده مي شود. اكثر مبدل هاي حرارتي پوسته و لوله در سمت لوله از نوع 1 ، 2 يا 4 طرح عبور هستند. اين به تعداد دفعات عبور مايع در لوله ها از مايع در پوسته اشاره دارد. در يك مبدل حرارتي تك گذر ، مايعات در يك سر هر لوله قرار مي گيرد و از سر ديگر خارج مي شود.

مبدل حرارتي لوله مستقيم 1 پاس. PNG

كندانسورهاي سطحي نيروگاه ها اغلب مبدل هاي حرارتي لوله مستقيم 1 عبور هستند .طراحي دو و چهار پاس معمول است زيرا مايع مي تواند از يك طرف وارد و خارج شود. اين كار ساخت و ساز را بسيار ساده تر مي كند.

مبدل حرارتي لوله مستقيم 2 پاس. PNG

غالباً سوراخهايي وجود دارد كه جريان را از طرف پوسته هدايت مي كنند ، بنابراين مايع از طريق پوسته كوتاه نمي شود و جريان كم بي اثر است. اينها بطور كلي به دسته لوله متصل مي شوند تا پوسته به اين منظور كه بسته نرم افزاري هنوز براي نگهداري قابل جابجايي است.

مبدلهاي حرارتي جريان شمار از كارآيي بالاتري برخوردار هستند زيرا بيشترين اختلاف دما را در بين جريان گرم و سرد ايجاد مي كنند. با اين حال بسياري از شركت ها از مبدل هاي حرارتي دو دنده با لوله u استفاده نمي كنند زيرا علاوه بر گران بودن ساخت ، مي توانند به راحتي خراب شوند. غالباً مي توان از چند مبدل حرارتي براي شبيه سازي جريان جريان متقابل يك مبدل بزرگ استفاده كرد.

انتخاب جنس لوله در مبدل حرارتي پوسته و لوله

براي اينكه بتواند گرما را به خوبي منتقل كند ، جنس آلياژ لوله بايد هدايت حرارتي خوبي داشته باشد. از آنجا كه گرما از طريق لوله ها از يك طرف گرم به يك طرف سرد منتقل مي شود ، اختلاف دما از طريق عرض لوله ها وجود دارد. به دليل تمايل مواد لوله به گرمايي متفاوت در دماهاي مختلف ، تنش هاي گرمايي در حين كار رخ مي دهد. اين علاوه بر هرگونه استرس ناشي از فشارهاي زياد ناشي از خود مايعات است. جنس لوله نيز بايد تحت شرايط كار (دما ، فشار ، pH و غيره) براي مدت طولاني با مايعات كناري پوسته و لوله همخواني داشته باشد تا خرابي مانند خوردگي را به حداقل برساند. همه اين الزامات نياز به انتخاب دقيق جنس لوله قوي ، رساناي حرارتي ، مقاوم در برابر خوردگي ، با كيفيت بالا ، به طور معمول فلزات ، از جمله آلومينيوم ، آلياژ مس ، فولاد ضد زنگ ، فولاد كربن ، آلياژ مس غير آهني ، اينكونل ، نيكل ، هاستلوي است. و تيتانيوم.از فلوروپليمرها مانند Perfluoroalkoxy alkane (PFA) و Fluorrated اتيلن پروپيلن (FEP) نيز به دليل مقاومت زياد در برابر دماي شديد براي توليد مواد لوله استفاده مي شود. انتخاب ضعيف مواد لوله مي تواند منجر به نشتي از طريق يك لوله بين دو پوسته و لوله شود كه باعث آلودگي متقابل مايع و احتمالاً از دست دادن فشار مي شود.

كاربردهاي مبدل حرارتي پوسته و لوله

طراحي ساده مبدل حرارتي پوسته و لوله ، آن را به يك راه حل خنك كننده ايده آل براي كاربردهاي متنوع تبديل كرده است. يكي از رايج ترين كاربردها خنك سازي مايع هيدروليك و روغن در موتورها ، سيستم انتقال قدرت و پاور هيدروليكي است. با انتخاب صحيح مواد مي توان از آنها براي خنك سازي يا گرم كردن محيط هاي ديگر مانند آب استخر شنا يا شارژ هوا استفاده كرد. فن آوري پوسته و لوله مزاياي بسياري نسبت به صفحات دارد

يكي از مزاياي بزرگ استفاده از مبدل حرارتي پوسته و لوله اين است كه سرويس دهي آنها اغلب آسان است ، به خصوص در مدل هايي كه دسته لوله شناور در آن موجود است. (جايي كه صفحات لوله به پوسته خارجي جوش داده نشده اند). به ويژه در كاربردهايي كه محيط سرد با ذرات شارژ مي شود يا مستعد رسوب است جالب توجه است: اين مورد براي كاربردهاي دريايي است و نگهداري مبدل هاي حرارتي با فناوري پوسته و لوله در مقايسه با ساير فن آوري ها سريع و كارآمد است.

طراحي استوانه اي محفظه در برابر فشار بسيار مقاوم است و به همه دامنه هاي اعمال فشار اجازه مي دهد.

محافظت از مبدل در برابر فشار بيش از حد

در مبدلهاي حرارتي پوسته و لوله احتمال پاره شدن لوله و ورود مايع فشار بالا (HP) به طرف فشار كم (LP) مبدل حرارتي و فشار بيش از حد وجود دارد. پيكربندي معمول مبدل ها اين است كه مايع HP در لوله ها باشد و LP آب ، خنك كننده يا محيط گرمايش در سمت پوسته باشد. اين خطر وجود دارد كه پارگي لوله منجر به به خطر افتادن يكپارچگي پوسته و انتشار گاز قابل اشتعال يا مايع شود ، اين امر خطراتي را براي افراد و خسارت مالي به همراه دارد. پوسته مبدل بايد در برابر فشار بيش از حد توسط ديسك هاي پارگي يا دريچه هاي تسكين محافظت شود.

جهت كسب اطلاعات بيشتر و مشاهده اطلاعات فني ، تصاوير و قيمت مبدل حرارتي در معتبرترين برندها و انواع مدل ها به سايت بامين تهويه مراجعه فرماييد. همچنين مي توانيد از مشاوره رايگان با كارشناسان بامين تهويه بهره مند شويد.