Els intercanviadors de calor de carcassa i tub estan dissenyats mitjançant paràmetres de disseny informàtic sofisticats i tècnics. Els components del dispositiu inclouen la carcassa, la coberta de la carcassa, els tubs, el canal, la coberta del canal, la làmina de tubs, els deflectors i els broquets. Les especificacions i estàndards per als STHE han estat establerts per l'Associació de fabricants d'intercanviadors tubulars (TEMA).
Abans de produir un intercanviador de calor de carcassa i tub, hi ha diverses dades que els fabricants requereixen, com ara els cabals, les temperatures d'entrada i sortida, la pressió, la caiguda de pressió, els factors de resistència, les propietats físiques de les substàncies a processar, la mida de la línia i la carcassa. diàmetre. A aquests factors bàsics s'afegeixen més requisits tècnics que s'utilitzen per determinar el millor procés per produir l'intercanviador de calor correcte per a l'aplicació.
Shell
La carcassa d'un intercanviador de calor de carcassa i tub està feta de tubs o plaques metàl·liques soldades utilitzant materials que poden suportar temperatures extremes i que són resistents a la corrosió. La carcassa interior ha de ser rodona amb un diàmetre constant per minimitzar l'espai entre la vora exterior desconcertada i la carcassa.
Canals o Caps
El tipus de canal o capçal depèn de l'ús de l'intercanviador de calor de carcassa i tub, sent els capçals tipus bonet els més habituals per utilitzar-los en aplicacions on no s'ha de treure el cap amb freqüència. Els canals de coberta desmuntables, necessaris per al manteniment, estan bridats o soldats. Quan sigui necessari un examen freqüent del canal i dels tubs, és necessària una coberta de canal extraïble.
Tubs
Els tubs d'un intercanviador de calor de carcassa i tub estan soldats o extruïts i estan fets d'acer al carboni, acer inoxidable, titani, Inconel o coure. En els intercanviadors de calor compactes s'utilitzen diàmetres de tub de {{0}},625 polzades (16 mm), 0,75 polzades (19 mm) o una polzada (25 mm). El gruix dels tubs es tria per pressió, temperatura, estrès tèrmic i resistència a la corrosió en longituds de 6 a 24 peus o de 2 metres a 7 metres. Els tubs més llargs redueixen el diàmetre de la carcassa i produeixen una caiguda de pressió elevada.
Full de tub
La làmina de tubs és una placa o làmina que està perforada amb forats per a la inserció de tubs o tubs i dissenyada per suportar els tubs a cada extrem de la carcassa cilíndrica. La closca s'estén més enllà de les làmines de tubs i està segellada als dos extrems per formar la cambra tancada que està coberta pels caps.
Junta de dilatació
L'objectiu d'un intercanviador de calor és intercanviar calor d'una substància calenta d'un costat de l'intercanviador amb una substància freda a l'altre costat. Per això, les unitats sovint estan sotmeses a amplis rangs de temperatures.
Els materials que s'escalfen creixen de llarg, mentre que els materials que es refreden es contrauen. Si no hi ha marge per a l'expansió i la contracció, els materials de l'intercanviador podrien estar tensats fins al punt de fallar. Normalment, això provoca que els tubs es pandeixin o es trenquin de les làmines de tubs, però també podria provocar un pandeig a la carcassa o una distorsió de les connexions dels broquets. Tots aquests efectes secundaris posen en perill la integritat de l'intercanviador, fent-lo potencialment insegur d'operar.
Aquí és on entra en joc una junta de dilatació. Aquest element flexible està construït per suportar els canvis de temperatura i pressió.
Bescanviador de calor de carcassa i tub, amb junta d'expansió, d'Enerquip, LLC
Pas de tub
El pas del tub és la distància des del centre d'un tub fins al centre d'un tub adjacent. Els tubs es disposen en un patró triangular o quadrat amb la configuració del patró quadrat que és la més fàcil de netejar i produeix la menor quantitat de turbulència. La disposició de pas quadrat permet que els vapors pugin entre els tubs, un avantatge sobre els tubs de pas quadrat triangular i girat.
Deflectors
Els deflectors s'utilitzen per dirigir el flux als costats de la carcassa i del tub de manera que la velocitat del fluid augmenti prou per assolir un coeficient de transferència de calor elevat i reduir significativament l'encrassement, que és quan es formen materials no desitjats a la superfície de transferència de calor. L'acumulació de contaminació augmenta la resistència a la transferència de calor i condueix a un rendiment deficient de l'intercanviador de calor. En els intercanviadors de calor de carcassa i tubs horitzontals, els deflectors suporten els tubs i eviten la caiguda o els danys per vibració.
Tirants i separadors
Les tirants i els separadors són suports i components estructurals dissenyats per mantenir els deflectors al seu lloc i mantenir l'espai entre els deflectors. El nombre de barres i separadors està determinat pel nombre de deflectors i el diàmetre de la carcassa. Les tirants es cargolen a la làmina del tub i s'estenen la longitud d'un paquet fins a l'últim deflector.