シェル{0}}および-熱交換器とプレート熱交換器を区別するにはどうすればよいですか?

Sep 30, 2025

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プレート式熱交換器とシェル-および-熱交換器現在主流の熱交換器です。構造や用途が異なるため、さまざまなシナリオに適しています。この記事では、プレート熱交換器とシェル熱交換器およびチューブ熱交換器の主な違いを分析し、適切な熱交換器を区別して選択できるようにします。

 

1. 熱交換効率

 

Shell-and-tube heat exchanger

シェル-および-熱交換器:冷却水が流れます。層流状態なので、管壁での流速はゼロになります。熱伝達は水自体を介して行われなければなりません。さらに、低温側媒体と高温側媒体の流れ方向は一致しています-。90度の角度、逆流を形成することなく。水-水熱交換器の場合、熱伝達係数 (K 値) は一般に次のようになります。800-1200 W/m²·K.

 

プレート式熱交換器:冷却水側と冷却水側の両方が流れます。乱流状態となり、流路内の媒体はプレート壁と流路の間で連続的に移動します。さらに、低温側媒体と高温側媒体の流れ方向は-、180度の角度(向流)により、極めて高い熱交換効率を実現します。水-水熱交換器の場合、熱伝達係数 (K 値) は一般に次のようになります。4000-7000 W/m²·K。これにより、熱交換面積を4~5分の1に削減シェル{0}}および-熱交換器との比較。

 

2. 投資コスト

 

シェル{0}}および-熱交換器の構造と熱伝達効率が低いため、より多くの材料が必要となり、価格が高くなります。対照的に、プレート熱交換器の構造と高い熱伝達効率により、使用する材料がはるかに少なくなり、シェル-や-熱交換器よりもコストが大幅に低くなります。冷却水が海水または海水が逆流する川水の場合は、耐食性の材料(チタンなど)を使用する必要があり、全体の投資コストに影響します。

 

3. インストール

 

シェル-および-熱交換器: 体重は一般的に約プレート式熱交換器の5倍。そのため、輸送・設置には大型の輸送・設置設備が必要となります。さらに、重量が重いため、より大規模なインフラストラクチャが必要となり、コストが増加し、時間がかかります。

 

プレート式熱交換器: 彼らの体重はわずか約ですシェル{1}}および-熱交換器の 20%、輸送と設置が非常に簡単になります。基本的に設備基礎は必要ありません。したがって、設置コストと時間を大幅に節約できます。

 

4. 床面積

 

heat exchanger

シェル-および-熱交換器: それらの構造により、大きな領域を占めることが決まります。さらに、チューブ束を取り出すためのスペース(メンテナンス用)を確保する必要があります。さらに、シェル-および-熱交換器のすべてのノズルは両側に配置されているため、その総占有面積は装置自体の面積よりもはるかに大きくなります。

 

プレート式熱交換器:非常にコンパクトな構造です。装置自体が占める面積はわずか約シェル{1}}および-熱交換器の 20%(メンテナンスや修理のための追加スペースは必要ありません)。さらに、プレート熱交換器のすべてのノズルは固定プレート側に配置されているため、その総占有面積はシェル-および-チューブ熱交換器の占有面積よりもはるかに小さくなります。

 

5. 柔軟性

 

シェル-および-熱交換器: その構造により、熱交換容量が固定されると、チューブ束の数、シェルのサイズ、長さも固定されることが決まります。-そのため、熱交換容量を後から調整することはできません。

 

プレート式熱交換器:熱交換能力の変化に容易に適応できる構造です。通常、数時間以内に、フレームの長さ内でプレートを簡単に追加または削除して、新しい技術パラメータの要件を満たすことができます。多くの予期せぬ熱交換需要や追加の熱交換需要がある発電所の運転では、プレート熱交換器のこの機能が特に重要です。

 

6. 耐用年数

 

シェル-および-熱交換器: シェルとチューブの束はどちらも、発電所の長期運転ニーズを満たすのに十分な強度を備えて設計されています。{0}}しかし、冷却水側の圧力は完全に安定するわけではなく、その圧力波が伸縮継手に作用し、膨張しやすくなります。浸透または漏れ.

 

プレート式熱交換器: プレートは金属と金属が接触しており、振動のない堅固な一体構造を形成しています。-そのため、プレートの耐用年数は発電所の長期運転に十分です。-の耐用年数ガスケット一般に媒体の温度に依存します。たとえば、媒体温度が 70 度の場合、平均耐用年数は 12 年に達します。

 

7. メンテナンス

 

Shell-and-tube heat exchanger

シェル-および-熱交換器: 通常、チューブ束には数百本のチューブが含まれます。チューブからスケールを除去するには、どのチューブにスケールが付着しているかを知ることは不可能なので、すべてのチューブを洗浄する必要があります。-また、通常はかかります60~90分シェル-アンド-熱交換器が開くため、掃除に時間がかかります。さらに、チューブ束はシェルの内側にあるため、どのチューブに漏れがあるかを検出することは一般に不可能です。その結果、発電所では管束全体を交換しなければならない場合があり、多大な費用と時間がかかります。

 

プレート式熱交換器: 通常、分解せずに化学洗浄剤を使用して洗浄でき、洗浄は 1 回で完了します。30~60分。点検や清掃のために分解が必要な場合でも、クランプボルトを外すだけで全ての伝熱面を確認できます。熱交換器の分解には通常 15 分しかかからず、重点的に洗浄する必要がある部品を特定するのは簡単です。したがって、プレート熱交換器の分解清掃が短時間で完了することができる。

 

8. 冷却水使用量の比較

 

シェル{0}}および-熱交換器の特殊な構造により、冷却水の量と冷却水の量の比率は一般に次のようになります。1.8-2.5:1。プレート式熱交換器の場合、2 つの媒体の流路が基本的に同じであり、熱伝達効率が高いため、冷却水の消費量を大幅に削減できます。-冷却水量と冷却水量の比率は一般に0.8-1.1:1。これは、パイプライン、バルブ、ポンプの設置コストと運用コストが削減されることを意味します。特にポンプの運転動力が大幅に低減され、小型ポンプの選定が可能となります。

 

上記の比較から、プレート熱交換器にはシェル{0}}や-熱交換器よりも多くの利点があることがわかります。ただし、これはプレート熱交換器がシェル{3}}および-熱交換器を完全に置き換えることができるという意味ではありません。上記の 2 つのタイプの紹介で示したように、プレート熱交換器には特定の制限があります (圧力や温度など)。したがって、高温-および高圧-環境では、プレート熱交換器は使用できず、シェル-および-熱交換器が代替選択肢となります。

 

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シェル-および-チューブ熱交換器に加えて、GNEE は容積式熱交換器、銅製熱交換器、チタン製熱交換器、ヒーター、塩素冷却器、高圧反応器、LPG 貯蔵タンク、極低温貯蔵タンク、VPSA 酸素発生器などの高品質製品も提供しています。上記の製品やその他の製品にご興味がございましたら、お気軽にメールでお問い合わせください。global@gneesteels.com弊社の専門チームがご質問にお答えいたします。

 

熱交換器の設計パラメータ

シェル側面寸法

価値

シェル内径

152mm

シェルの壁の厚さ

7mm

シェル材質

ステンレス鋼、銅、チタン、炭素鋼など

シェルパスの数

1

バッフルの数

7, 9, 11, 13

バッフル板の厚さ

2mm

チューブ側面寸法

 

チューブ内径

14mm

チューブ肉厚

1mm

チューブパスの数

1

チューブ数

20

チューブレイアウト

四角

チューブの長さ

1400mm

チューブ材質

ステンレス鋼、銅、チタン、炭素鋼など