[열교환기] 열교환기 Type 장단점 정리 (Fixed, U-Tube, Floating)

이번 포스팅에서는 S&T 열교환기 Type은 어떤것이 있고 각 Type 별 장단점을 정리해보았습니다.

 

 

1. Fixed Type

straight tube 는 tube sheet 에 용접되고, tubesheet 는 shell 에 용접이 된다.

 

1) 장점

(1) 구조가 간단하여 가격이 저렴하다.

Expansion joint 가 필요하지 않은 이상, Fixed Type이 가장 저렴하다.

(2) Channel cover 또는 Bonnet 제거 후, Tube 의 Mechanical clean 이 가능하다.

(3) Flange Joint 가 없기 때문에, shell side fluid 의 leakage 가 없다.

 

2) 단점

(1) Bundle이 shell에 용접되어 있기 때문에 Tube Outside 는 Mechanical cleaning이 불가능 하다.

(2) 따라서 Fixed Type 의 경우, shell side fluid 가 clean service 일 경우에만 사용된다.

(3) 다만, chemical cleaning 을 적용할 경우, shell side가 fouling service 일때도 사용이 가능하다.

(4) Tube side 와 Shell side 의 Temperature Differential이 클 경우, 열응력을 해소하기 위해 Expansion joint 설치가 필요하다. 이 경우 저렴하다는 장점이 사라진다.

 

 

2 . U-tube

U 모양의 tube를 사용하는 열교환기이다.

1) 장점

(1) 한쪽단이 자유단이기 때문에 Stress Differential에 대해 수축과 팽창이 가능하다

(2) Tube Bundle을 제거하면, Tube Outside Cleanning 이 가능하다.

 

2) 단점

(1) Tube Inside 를 Cleaning 하기 위해 Flexible-end drill shaft 가 요구된다. 따라서 tube 내부 청소는 효율적이지 않다.

(2) 따라서 Tube inside 내 dirty service를 사용할 수 없다.

 

 

 

3 . Floating head

- 한쪽 Tubesheet는 고정되어 있으며, 다른 한쪽은 shell 내에 floating 되어 있다. 따라서, stress differential 에 의한 팽창이 가능하다

1) 장점

(1) Shell 및 Tube 의 inside 와 outside 모두 cleaning 이 가능하므로, dirty service 에서 사용이 가능하다.

 

2) 단점

(1) 가장 고가의 열교환기이다

 

 

3) Floating 열교환기 Type 비교

Floating 열교환기는 S Type과 T Type이 가장 많이 사용된다.

 

(1) Type "S"

- pull-through with backing device

- floating head cover 는 split backing ring 에 floating tubesheet 를 bolt 로 고정한다.

- floating head 는 shell 넘어로, shell cover에 위치해 있다.

- shell cover 는 물론 larger diameter 이다.

- Dismantling 을 위해서는, shell cover, split backing ring, floating head cover 순으로 제거되며 tube bundle을 제거하는 것이 가능하다.

 

(2) Type "T"

- Pull-through

- Shell Dia 가 Floating Head Flange 보다 크다. 따라서 한번에 Bundle Remove가 가능하다.

- Floating Head Cover 가 Floating Tubesheet에 Directly Bolting되기 때문에 Split Backing Ring 이 필요 없다. 따라서, Maintenance Time을 절약할 수 있다.

- Dirty heating medium 을 갖는 Kettle Reboiler에 매우 적합하다.

- 그러나, Large diameter 로 금액이 비싸진다.