Intercambiadores de calor de la cáscara y tubo

Un intercambiador de calor de la cáscara y el tubo es un tipo de intercambiador de calor de pared que utiliza el paquete de tubo encerrado dentro de la carcasa como la superficie de transferencia de calor. Este intercambiador de calor tiene una estructura simple, bajo costo, una sección transversal de flujo ancho y es fácil de descalar. Sin embargo, su coeficiente de transferencia de calor es relativamente bajo y ocupa un gran espacio en el piso. Se puede construir a partir de varios materiales estructurales de metal, como acero inoxidable, titanio, materiales compuestos de acero de titanio y materiales a base de níquel. Es adecuado para aplicaciones de alta temperatura y alta presión y es el tipo de intercambiador de calor más utilizado.

Los principales parámetros de control de un intercambiador de calor de carcasa y tubo incluyen área de calentamiento, flujo de agua caliente, capacidad de transferencia de calor y parámetros de medio de calor.

Coeficiente de transferencia de calor: 6000-8000 w/m² · grado

Resistencia de alta temperatura: hasta 400 grados

Resistencia de alta presión: hasta 2.5 MPa

Tasa de cambio de calor (QH): 140–1350 kW

Almacenamiento de calor: mayor o igual a 30 minutos QH

Presión de vapor aplicable: {{0}}. 2–0.6 MPA

Calefacción de agua de agua y temperatura de salida: 10 grados / 60 grados

Concentración de catión de agua de calentamiento: menor o igual a 0. 003 MPa

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Debido a que la temperatura del fluido dentro y fuera de los tubos difiere, las temperaturas de la carcasa y el paquete de tubo en el intercambiador de calor también varían. Si la diferencia de temperatura es significativa, se generará un estrés térmico sustancial dentro del intercambiador de calor, lo que puede hacer que los tubos se doblen, se rompan o se separen de la lámina del tubo. Por lo tanto, cuando la diferencia de temperatura entre el paquete de tubo y la cubierta excede los 50 grados, se deben tomar medidas de compensación apropiadas para eliminar o reducir el estrés térmico.

Según las medidas de compensación utilizadas, los intercambiadores de calor de caparazón y tubo se pueden clasificar en los siguientes tipos principales:

Comparación de rendimiento de varios tipos de intercambiadores de calor:

1. Determine el área de intercambio de calor requerida en función de los caudales conocidos de los fluidos fríos y calientes, sus temperaturas iniciales y finales, y sus capacidades de calor específicas. Para estimar el área de intercambio de calor preliminarmente, primero suponga un coeficiente de transferencia de calor, determine la estructura del intercambiador de calor y luego verifique el coeficiente de transferencia de calor (valor k).

2. Al seleccionar un intercambiador de calor, considere el nivel de presión, la temperatura de funcionamiento y las condiciones de conexión de la interfaz. Según la premisa de que las condiciones de caída de presión y de instalación permiten, se debe seleccionar un intercambiador de calor de carcasa y tubo con un diámetro más pequeño y una estructura extendida, ya que esto ayuda a mejorar la capacidad de intercambio de calor.

3. La caída de presión del intercambiador de calor no debe ser demasiado grande y generalmente se controla entre 0. 0 1 y 0.05 MPa.

4. El caudal debe tener en cuenta la viscosidad del fluido. Para los fluidos de alta viscosidad, el caudal debe estar entre 0. 5 y 1. 0 m/s; Para los fluidos generales, debe estar entre 0. 4 y 1. 0 m/s; y para los fluidos propensos a la escala, el caudal debe estar entre 0. 8 y 1.2 m/s.

5. Un filtro debe instalarse antes de que el agua de alta temperatura ingrese al intercambiador de calor.

6. Los resultados combinados del procesamiento y la configuración individual del intercambiador de calor en la estación de intercambio de calor deben cumplir con los requisitos totales de carga de calefacción y regulación. Para cumplir con los requisitos de regulación de la carga de calor del usuario, el número de intercambiadores de calor con el mismo coeficiente de transferencia de calor no debe ser inferior a 2 y no debe exceder las 5.

1. El intercambiador de calor debe someterse a una prueba de presión de agua a 1.5 veces la presión de trabajo máxima. La sección de vapor debe probarse a una presión no menor que la presión de suministro de vapor más 0. 3 MPa, mientras que la sección de agua caliente no debe ser más baja que 0. 4 MPa. Bajo la presión de prueba, no debe haber una caída de presión durante 10 minutos.

2. Se debe reservar suficiente espacio en el extremo frontal del intercambiador de calor de la carcasa y el tubo para extraer y quitar el paquete de tubo. La distancia entre su cabeza y la pared o techo no debe ser menor que la longitud del intercambiador de calor, y el ancho claro del canal de operación del equipo no debe ser menor que 0. 8 m.

3. La altura de instalación de varias válvulas e instrumentos debe permitir una operación y observación convenientes.

4. El espacio libre vertical entre el punto más alto de los accesorios superiores del calentador (generalmente se refiere a la válvula de seguridad) y el punto más bajo de la estructura del edificio debe cumplir con los requisitos de instalación e inspección y no debe ser inferior a 0. 2 m.

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