Производитель теплообменника, сборка и конструкция теплообменника для оболочек и труб согласно ASME и TEMA
Что такое оболочка и теплообменник трубки (STHE)?
Шкаф и трубный теплообменник (STHE) является наиболее широко используемым типом теплообменника в промышленном применении из-за его прочности, универсальности,и способность справляться с высоким давлением и температуройОн состоит из оболочки (большого сосуда под давлением) с пучком труб внутри. Одна жидкость протекает через трубы (сторона трубы), а другая протекает за пределами труб внутри оболочки (сторона оболочки).Тепло передается между двумя жидкостями через стенки труб.
СТГЭ регулируются двумя ключевыми стандартами:
1.Кодекс ASME о котлах и сосудах под давлением (BPVC), раздел VIII, раздел 1: обеспечивает безопасность сосудов под давлением.
2. TEMA (Ассоциация производителей трубчатых обменников) Стандарты: Определяет механическую конструкцию, допустимые значения и методы изготовления.
Ключевые технические данные согласно ASME и TEMA
1.Стандарты проектирования
ASME BPVC Раздел VIII, Дивизия 1:
- охватывает конструкцию границ давления (оболочки, трубки, каналы).
- Требует расчетов минимальной толщины, усиления сопла и гидростатического тестирования.
Стандарты TEMA (классы R, C, B):
-Класс R: тяжелые применения в нефтеперерабатывающих заводах и процессах (высокое давление/температура).
-Класс С: Общая коммерческая/промышленная служба.
-Класс B: Служба химических процессов (коррозионные среды).
2. Компоненты и конфигурация
| Компонент |
Описание |
| Орехи |
Цилиндрическая емкость (углеродистая сталь, нержавеющая сталь и т.д.) согласно ASME VIII-1. |
| Трубки |
Прямые/у-образные трубы (OD 5/8" до 2"), материал, выбранный для коррозионной/термостойкости. |
| Лист труб |
Толстая пластина, пробуренная для труб; спроектирована в соответствии с ASME VIII-1 (эффективность связок ≥ 50%). |
| Переключатели |
Сегментальные, спиралевидные или стержнеобразные баффы для прямого потока со стороны оболочки (правила расстояния TEMA). |
| Канал/заголовок |
Сменяемые крышки (типы передней/задней головки TEMA: A, B, N и т.д.). |
| Стержни |
Входные/выходные порты размером согласно ASME B31.3 или API 660. |
Пример обозначения TEMA:
АЭС:
- А: передняя головка (заштурмленная крышка).
- Однопроходный снаряд.
-S: плавучая задняя головка (протягивающий пучок).
3Тепловое проектирование
Нагрузка на тепло (Q):Q=U⋅A⋅ΔTLMTD - Что?
- У.: Общий коэффициент теплопередачи (W/m2·K).
- А.: Площадь теплопередачи (пропускная способность трубки × длина × количество труб).
-ΔTLMTD - Что?: Лога средняя разница температуры (корректирована для расположения потока).
Устройства потоков:
- Противопоток: максимальная тепловая эффективность.
- Параллельный поток: проще, но с меньшей эффективностью.
- Проток: распространен в конденсаторах.
Метод эффективности NTU:
- Используется для сложных устройств потока или переменных свойств жидкости.
4. Механическое проектирование
Размеры оболочки и трубы:
-Идентификатор оболочки: определяется расположением пучка труб (треугольный, квадратный, вращенный квадрат).
- Протяженность трубки: минимум 1,25 × протяженность трубки (для очистки).
Дизайн баффла:
- сегментальные баффлы (20~50% резки) с расстоянием по TEMA (минимум 1/5 ID оболочки или 2").
- Без труб в окне (NTIW): устраняет мертвые зоны.
Падение давления:
- Сбоку оболочки: оптимизировано с помощью расстояния/резания.
-сторона трубы: функция скорости жидкости и длины трубы.
5Выбор материала
| Компонент |
Общие материалы |
Руководство ASME/TEMA |
| Орехи |
Углеродистая сталь (SA-516), SS 316, Hastelloy |
Разрешение на коррозию (обычно 3 мм). |
| Трубки |
SS 304/316, Титан, Cu-Ni, Inconel |
Совместима с материалами оболочки, чтобы избежать гальванической коррозии. |
| Лист труб |
Плавированные материалы (углеродистая сталь + слой SS) |
ASME VIII-1 для требований к плавированному склеиванию. |
| Прокладки |
Спирально-закрученный (SS + графит), ПТФЕ |
Класс TEMA R/C/B для ограничений температуры/давления. |
6. ASME Соответствие и испытания
Гидростатическое испытание:
-1,5 × проектное давление (ASME VIII-1 UG-99).
- Проверьте обоих боков оболочки и трубки отдельно.
Пневматическое испытание:
-1.1 × проектное давление (если гидростатическое испытание нецелесообразно).
Требования НДТ:
- РТ (радиографическое исследование) для сварки.
-PT (проникающий краситель) или MT (магнитные частицы) для поверхностных трещин.
7Общие применения
Нефть и газ: предогреватели, охладители, конденсаторы.
Электростанции: паровые конденсаторы, водонагреватели.
Химическая промышленность: охлаждение реакторов, дистилляция.
ВВК, холодильники, центральное отопление.
Преимущества и ограничения
| Преимущества |
Ограничения |
| Способность к высокому давлению (соответствует ASME). |
Склонность к загрязнению (со стороны оболочки). |
| Легко очищаются (выдвижные пучки труб). |
Более большой отпечаток по сравнению с теплообменниками. |
| Настраиваемая (конфигурации TEMA). |
Более высокая стоимость экзотических материалов (титан). |
