שם הסרטון: Cryogenic Shell and Tube Heat Exchangers

Shell ו- tube תנורי חום הם העורקים של ניהול תרמי בתעשיות המטפלות בנוזלים בכוצניים.המכשירים האלה מנהלים את פערי הטמפרטורה הקיצוניים הנדרשים לאחסון ולהעביר נוזלים כמו חנקן נוזלי (LN2), חמצן נוזלי (LO2), ונוזל אדורגן (LAr) ללא שינויים בשלב לא רצויים או אירועי אבטחה.העיצוב של ציוד כזה דורש הבנה עמוקה של התנהגות מבועת, חומר מתקדם, מדע תרמי, מספק תובנות מכניות ופעולות מכניות במיוחד עבור שיטות מכניות והדרכה פונקציונליות והדרכה פונקציונליות, במיוחד עבור שיטות הגנה מגנטיות והדרכה פונקציונליות והדרכה פונקציונליות, עיצוב של ציוד מכניות, במיוחד עבור ציוד מכניות ותיקון יעיל יותר.

המונחים: Cryogenic

נוזלי Cryogenic הם חומרים קיימים בצורת נוזלי מתחת -150 מעלות צלזיוס (-238 מעלות צלזיוס) דוגמאות נפוצות כוללות חנקן (-196 מעלות צלזיוס), חמצן (-18 ° C), ו הליום (-269 ° C) בטמפרטורות נמוכות אלה, התכונות הפיזיות של נוזלים וחומרים משתנים באופן דרמטי.

עקרונות עיצוב עבור Cryogenic Service

תכנון מעטפת וחילופי חום צינור עבור נוזל Cryogenic דורש איזון ביצועי העברת חום עם יושרה מבנית ובטיחות.העקרונות הבאים הם קריטיים להשגת מערכת אמינה, ארוכה.

בחירה חומרית

חומרים המשמשים החלפת חום Cryogenic חייב לשמור על קשיחות ודוכסיות בטמפרטורות שירות.FLT:0Stainless SteelsFLT:1, במיוחד ציונים 304L, 316, ו 316L, הם הבחירות השכיחות ביותר בשל פעילות גופנית מינימלית שלהם, אך לעתים קרובות טיפול קלף נמוך יותר, אך יש צורך ב- BLT2 נמוך, אך יש צורך בדלקת חום חום חום נמוך יותר, אך לפעמים, אך ורקמותרפיון נמוך.

התרחבות וחוזה

כאשר משתבש Cryogenic הוא קריר מ ambient כדי להפעיל טמפרטורה, רכיבים יכולים חוזה עד 0.3% בטווח (כ 3 מ"מ לכל מטר) התכווצות שונה זו בין צינורות ופגז, אשר לעתים קרובות עשויים מחומרים שונים או לפעול בטמפרטורות שונות, גורם ללחץ משמעותי.מהנדסים חייבים לקחת בחשבון עבור זה על ידי שילוב של FLT:0expansion מפרקים משותף מפרקים 1 LT, באמצעות פגזים מאובטחים חסומים, במיוחד, 000.

העברה חמה

(הופנה מהדף טמפרטורות חום הן חיוניות למזער שטח פני השטח ולצמצם את גודלם ועלויותיו.במתאים מבוכים, מספרי הפחתת חום בצד השני של ה-fVate, אך לעתים קרובות נמוכים יותר מתפקוד תרמי נמוך של סרטי גז שיכולים להיווצר.

תכונות בטיחות והורדת לחץ

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

אתגרים עיצוב משותף ופתרונות הנדסה

גם עם עקרונות קול, עיצוב שירות Cryogenic מציג מכשולים הדורשים הנדסה יצירתית.

בדידות ומחסור בטמפרטורה נמוכה

בטמפרטורות מבוכות, מתכות שבדרך כלל דוקטרליות יכולות לעבור מעבר דוקטרילי-לברי (Doutile-to-brittle) מסוכן במיוחד במרכיבים בעומסים או השפעה מחזוריים (FLT:0 הפתרון שאנו יכולים ל- 3:2) הוא לבחור חומרים עם טמפרטורות נמוכות של מעבר - תחת פיקוח כבד של Charpy V-notch, כולל בדיקות בטמפרטורה מינימלית של טיפול.

מתחים חמים ושומן

(המחזורים החוזרים על עצמם) הופכים ללחצים תרמיים מעגליים שיכולים להוביל לעייפות סדקים.הלחץ הגדול ביותר מתרחש ליד מפרקי צינורות-ל-ב-tube ובקיצור פגזים:0 SolutionsFLT ( 1:1 כולל שימוש בחומרי ריצוף גמישים) (Valphicial) ו-PLT 3 (מרכיבי התחממות) כגון פעמונים בפגז, עיצוב עם גבהים, וצמצום של טמפרטורה של טמפרטורה של טמפרטורות תרמיות (FLT) לא צריך להיות יותר מ- 50 גרם להפחתה).

מינימום חימום Leakage

(ב) כל חום נכנס למערכת הבכינית מעבר לתוצאות החובה המיועדות של רתיחה, אנרגיה מבוזבזת וסיכון פוטנציאלי: דליפות חום מתרחשות דרך שלושה מסלולים: הדבקה, קרינה וקרינה:0 Insulation אסטרטגיות של מוליכים ללא הגבלה (FLT) ו-(FLT) לצמצום פגזי מתכת ו-(FLT) ל-Doublepeertollowives)

מניעת שינוי שלב בלתי רצוי

(ב) אחסון והעברות מבוהלים (ב) המטרה היא לעתים קרובות לשמור על הנוזל כנוזל רווי או subcooled והימנעות מפלאשינג ל-Vapunor.החלפת ה- Heat Exchanges חייב לספק מספיק תת-קרקעית או ליתר שליטה מדויקת:0, 000 ליטרים של חום (FLT) הם בדרך כלל עיצוב עבור חום שלילי 10.

דרישות עיצוב מתקדמות ל- Enhanced Performance

מעבר ליסוד, כמה היבטים טכניים מתקדמים יכולים לייעל פגז וחילופי צינורות עבור חובה Cryogenic.

עיצוב Layout ו Baffle Design

(ה) סידור צינורות בתוך הקליפה משפיע באופן משמעותי על חלוקת זרימה ועברת חום. :8 משולשת (30 מעלות) הפריסה של דליפה 1 מציע את העברת החום הגבוהה ביותר לנפח יחידה והם מועדפים לשירותים מפוצצים נקיים (Flowicial) בדרך כלל 1.25 עד 1.4 פעמים את הסוללות החיצוניות של BLT-F:2quas (Flower) אך ניתן להפחית את החלק התחתון של טפטוף (Flow-Flow-Flow) אך ניתן למזערי) למינימום של 2.

מערכות בידוד ו- Vacuum Jacketing

(ב) ביצוע אופטימלי, החלפת חום בתוספת מזוהההה יכול להיות ממוקם בתוך מסגרת (FLT:0vacuum MPEG) 1 מ- 1 מ"ר (ב) אשר מסלקת את התוספת הגדולה ולהפחית את המוליכים והקרינה (ב) את המעיל עצמו ניתן להפיק מפחמן עבור כוח, אך חייב להיות מופרד מן ההחלפה על ידי עצירות כדי למנוע מחסנים של 3 ליטרים (F2 ליטרים)

אפשרויות ל- 2-Phase Considerations

(ב) החלפה של חום זעקה פועלת עם זרימה דו-זמנית - או צינורות מושרה או מעצורים (התחמיכת) על ידי אספקת דלק (Volt) של אספקת דם (הכולל) של אספקת חשמל (Vol-FLT) ו-(2orificeFLT) בצנרת לצמצום של אספקת לחץ וחיזוקים (Val)

הפרקטיקה הטובה ביותר למבצע ותחזוקה

אפילו עיצוב החלפת החום הטוב ביותר דורש הפעלה נכונה ותחזוקה כדי להשיג חיי שירות ארוכים.הפרקטיקות הבאות הן קריטיות עבור פגז Cryogenic וחילופי צינורות.

  • (FLT:0)המשך קירור: FLT:1 תמיד לעקוב אחר הליך קירור שנקבע.לכיר נוזל קר בהדרגה בקצב שמשאיר מתח תרמי מתחת לגבולות (בדרך כלל 0.01% לדקה).
  • (FLT:0) שליטה ומוסטאור: ההרחבה 1 (Moisture Control: ⁇ ) לפני הקפאה, לטהר את המערכת עם חנקן יבש או הליום כדי להסיר לחות ואוויר. Moisture להקפיא בטמפרטורות מבוכות ויכול לחסום צינורות או נזק לאטום. לשמור על לחץ חנקן חיובי חיובי חיובי במהלך תקופות של idle.
  • (FLT:0) בדיקה regular Inspect Pressure ההקלה בכל שנה. בצע בדיקות הידרוסטטי או pneumatic לדרישות קוד במרווחי תחזוקה.
  • (FLT:0)Vacuum Integrity:03FLT:1) עבור חילופים נשכרים ואקום, לפקח על רמת הריק ברציפות.עלייה בלחץ מצביעה על דליפה או על הגזרה.
  • (ב) 0Leak Detection: FLT:1 השתמש בבדיקת דליפות הליום עבור ארכימות אבק ולחץ. Soap ובדיקות מים אינם יעילים בטמפרטורות נמוכות.
  • (FLT:0) Recordkeeping:FLT:1 מסמך כל הטמפרטורה, הלחץ, ונתוני רטט.עקוב אחר מחזורי קירור / קירור כדי להעריך חיי עייפות.
  • (ב) ,0) ספירה פרטסלא: 1 שמור על חבילות צינור חפות וכרטיסי גז קריטיים על יד.

על ידי יישום שיטות אלה הטובות ביותר, מפעילי יכולים להרחיב באופן משמעותי את חיי השירות של חילופי חום מבוהלים ולהפחית את זמן השבתה לא מתוכנן.אימון עבור מפעילי על סיכונים בכפגניים (טמפרטורה נמוכה נשרף, עקירת חמצן, asphyxiation) הוא גם חיוני.

מסקנה

תכנון הקליפה וחילופי חום צינור עבור נוזל Cryogenic הוא משמעת מורכבת אך מובנת היטב. על ידי בחירת חומרים עם קשיחות דלת-טמפרטורה נאותה, חשבונאות עבור הרחבה תרמית, קידוד משטחים של העברת חום, ושילוב תכונות בטיחות חזקות, מהנדסים יכולים ליצור חילופים כי לבצע באופן אמין עבור עשרות שנים. תוספת של טכניקות מתקדמות כמו vastulation, שתי-phase זרימה, וייצוב, עיצוב מכני נוסף, כמו גם מהנדסי אווירי חום, כמו גם יעיל יותר, כמו גם בטיחות גבוהה.

(ב) לעיין ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]