Lupinasti in cevni toplotni izmenjevalniki so zasnovani z uporabo sofisticiranih in tehničnih računalniških konstrukcijskih parametrov. Sestavni deli naprave vključujejo lupino, pokrov lupine, cevi, kanal, pokrov kanala, cevno ploščo, pregrade in šobe. Specifikacije in standarde za STHE je določilo Združenje proizvajalcev cevnih izmenjevalcev (TEMA).
Pred izdelavo lupinastega in cevnega toplotnega izmenjevalnika proizvajalci zahtevajo več podatkov, kot so pretoki, vstopne in izstopne temperature, tlak, padec tlaka, faktorji upora, fizikalne lastnosti snovi, ki se obdelujejo, velikosti vodov in lupina. premer. Tem osnovnim dejavnikom je dodanih več tehničnih zahtev, ki se uporabljajo za določitev najboljšega postopka za izdelavo ustreznega izmenjevalnika toplote za aplikacijo.
školjka
Lupina lupinastega toplotnega izmenjevalnika je izdelana iz cevi ali varjenih kovinskih plošč z uporabo materialov, ki lahko prenesejo ekstremne temperature in so odporni proti koroziji. Notranja lupina mora biti okrogla z enakim premerom, da se čim bolj zmanjša prostor med nagnjenim zunanjim robom in lupino.
Kanali ali glave
Vrsta kanala ali glave je odvisna od uporabe oklepno-cevnega toplotnega izmenjevalnika, pri čemer so glave tipa pokrova najpogostejše za uporabo v aplikacijah, kjer glave ni treba pogosto odstranjevati. Snemljivi pokrivni kanali, potrebni za vzdrževanje, so prirobnični ali varjeni. Kadar je potreben pogost pregled kanala in cevk, je potreben odstranljiv pokrov kanala.
Cevi
Cevi lupinastega in cevnega toplotnega izmenjevalnika so varjene ali ekstrudirane in izdelane iz ogljikovega jekla, nerjavečega jekla, titana, inconela ali bakra. Premeri cevi {{0}}.625 palca (16 mm), 0,75 palca (19 mm) ali enega palca (25 mm) se uporabljajo v kompaktnih toplotnih izmenjevalnikih. Debelina cevi je izbrana glede na tlak, temperaturo, toplotno obremenitev in odpornost proti koroziji pri dolžinah od 6 do 24 čevljev ali 2 do 7 metrov. Daljše cevi zmanjšajo premer lupine in povzročijo velik padec tlaka v lupini.
Cevni list
Cevna plošča je plošča ali plošča, ki je perforirana z luknjami za vstavljanje cevi in zasnovana tako, da podpira cevi na obeh koncih cilindrične lupine. Lupina sega čez cevne plošče in je na obeh koncih zaprta, da tvori zaprto komoro, ki jo pokrivajo glave.
Raztezni spoj
Namen izmenjevalnika toplote je izmenjava toplote med vročo snovjo na eni strani izmenjevalnika in hladno snovjo na drugi strani. Zaradi tega so enote pogosto izpostavljene širokemu razponu temperatur.
Segreti materiali rastejo v dolžino, ohlajeni pa se krčijo. Če ni dodatka za raztezanje in krčenje, so lahko materiali v izmenjevalniku obremenjeni do te mere, da porušijo. To običajno povzroči upogibanje cevi ali iztrganje iz cevnih plošč, lahko pa povzroči tudi upogib lupine ali popačenje povezav šob. Vsi ti stranski učinki ogrožajo celovitost izmenjevalnika, zaradi česar je lahko njegovo delovanje nevarno.
Tu nastopi raztezni spoj. Ta fleksibilni element je zgrajen tako, da prenese spremembe temperature in tlaka.
Lupinasti in cevni toplotni izmenjevalnik z ekspanzijskim spojem podjetja Enerquip, LLC
Tube Pitch
Naklon cevi je razdalja od središča cevi do središča sosednje cevi. Cevi so razporejene v trikotnem ali kvadratnem vzorcu, pri čemer je kvadratni vzorec najlažji za čiščenje in povzroča najmanjšo količino turbulence. Razporeditev s kvadratnim korakom omogoča dvig hlapov med cevmi, kar je prednost pred cevmi s trikotnimi in zasukanimi kvadratnimi koraki.
Pregrade
Pregrade se uporabljajo za usmerjanje toka na straneh ohišja in cevi tako, da se hitrost tekočine dovolj poveča, da se doseže visok koeficient prenosa toplote in znatno zmanjša umazanje, ko na površini za prenos toplote nastanejo neželeni materiali. Kopičenje umazanije poveča odpornost na prenos toplote in povzroči slabo delovanje izmenjevalnika toplote. Pri vodoravnih lupinastih in cevnih toplotnih izmenjevalnikih pregrade podpirajo cevi in preprečujejo povešanje ali poškodbe zaradi vibracij.
Tirnice in distančniki
Vezalne palice in distančniki so nosilci in strukturni sestavni deli, zasnovani za držanje lokov na mestu in ohranjanje prostora med loputami. Število palic in distančnikov je določeno s številom pregrad in premerom lupine. Vezni drogovi so priviti na cevno ploščo in podaljšajo dolžino snopa do zadnje pregrade.