多管式熱交換器

多管式熱交換器（シェル＆チューブ式熱交換器）

多管式熱交換器（シェル＆チューブ式熱交換器）は、文字通りシェルと呼ばれる円筒内に
多数のチューブを配列した最もスタンダードな熱交換器です。
この熱交換器は、流体を選ばず、温度・圧力・使用材質等の設計条件範囲が広く、構造が単純な為、
他の熱交換器と比べて信頼性が極めて高いものと言われております。
ケミカルプラント、石油工業、原子力プラントをはじめ、食品・飲料・医薬等の製造プラント、
またビル、ホテル等の空調分野等あらゆる産業用の熱交換器として最も多く使用されております。

株式会社シーテックでは、既設器のリプレイスはもとより、データシートから熱収支及び
必要伝熱面積（U値）を算出し、新設機器の設計も行います。
多管式熱交換器は、液体や気体等の流体を問わず、高温から低温、また低圧から高圧まで対応可能で、
加熱・冷却はもちろん凝縮や蒸発にも適用出来ます。
データシートの情報に不明点や不合理があった場合でも、必要に応じお客様とディスカッションを
重ねながら、設計、製作、納入後のアフターケアまでワンストップで行ってまいります。

 

多管式熱交換器は構造的に、以下の三つに大別できます

 

固定管板式　TEMAタイプ：BEM

下図のように、管板（チューブシート）をシェルの両側に溶接にて固定した型式です。
構造が簡単で、安価に製作可能であるため広範囲で使用されるスタンダードタイプです。
シェル両側のボンネットを取り外すとチューブ側内面へのアクセスは可能なので、清掃は容易です。
但し、シェル側へのアクセスは困難であるため、シェル内面及びチューブ外面の機械的清掃は不可となります。

このような構造上の特性を踏まえて、通常シェル側へは、腐食性のない流体、比較的汚れの少ない流体、
部材への固着性の少ない低粘度の流体を流す場合が多くなります。

また、シェルとチューブのメタル温度の差が大きい場合には、シェルに伸縮継手を設置し、熱膨張差を吸収させます。

 

Uチューブ式　TEMAタイプ：BEU

U字管を採用したタイプです。チューブは、片側のみ固定となる為、熱伸びに関してはフリーです。
また、管束が取り外し可能な為、管外の清掃が可能です。

この型式の欠点は、Uチューブの取替えが困難な事、U曲部があるため管内の清掃が困難な事です。
その為に通常は、管側には汚れの少ない流体を用いるように設計致します。

外側のUチューブが内側のＵチューブを引き抜く際の障害となるために内側Uチューブのみを
交換する事が出来ません。

 

遊動頭式　フローティングヘッド式　TEMAタイプ：AES

シェル-チャンネル間にボルト締めされた固定管板を一方に、他方の管板をフリーに動くようにした型式です。
シェルとチューブの熱伸びの差は、遊動管板側が移動する事で吸収されます。
管束はシェルから引き出せる構造で、シェル側、チューブ側共に機械的清掃や検査が可能となります。
また、遊動頭も分解・点検可能ですので、使用条件が過酷な場合でも採用されるケースが多くあります。

欠点としては、構造が少し複雑で部品点数も多くなり、価格が固定管板式やUチューブ式と比べて割高となる点です。

対応法規