[열교환기] Expansion Joint란?

Expansion Joint

 

 

1. 사용 목적

• Expansion Joint는 Fixed Tubesheet Type Heat Exchanger에서 온도 변화에 의한 기기의 팽창과 수축으로 인해 발생된 변형을 흡수하여 기기의 파손을 방지하기 위해 설치한다.
• Shell Side 와 Tube Side 의 온도 차(Differential Temperature) 가 클 경우에는 Fixed Tubesheet 에서 온도 차에 따른 Thermal Expansion 및 Stress 를 Absorb 할 수 없으므로 반드시 Expansion Joint 의 적용을 고려해야 한다.
• Expansion Joint 는 STHE 설계 시 Shell 과 Tube 의 Longitudinal Stress 또는 Tube-to-tubesheet Joint Load 를 줄일 목적으로 사용한다.

 

 

2. MMT (Mean Metal Temperature)

• Shell Side와 Tube Side Temperature Difference를 확인한다.
• Temperature Difference가 크면 Thermal Expansion 또한 다르기 때문에 팽창과 추축이 잘 일어나므로 Expansion Joint 설치여부를 확인해야 한다. (Expansion Joint는 vendor calculation)
• Expansion Joint의 적용 여부는 Fixed Type Heat Exchanger에만 해당한다.
• Floating Head일 경우 한쪽 Head가 가변이기 때문에 MMT를 고려할 필요가 없으나 예외적으로 Floating Head 쪽에 Nozzle이 설치되는 경우 Expansion Joint가 필요한 경우도 있다.

 

 

3. Bellows Type

• Bellows 의 역할은 신축을 흡수하는 부분으로 두께를 얇게 하여 제작하며 얇은 대신 내식강 재료를 사용하여 부식에 견디게 하여 주며, 압력이 높을 경우에는 Bellows의 내압 성을 높여 주기 위해 Bellows 골에 Reinforce ring 이나 Equalizing ring을 보강하여 압력에 견딜 수 있도록 하고, 진동이 많은 부분의 경우는 얇은 판을 여러 겹으로 만들어 피로 수명을 높여주게 만든다.

 

4. Flanged and Flued Type

 

 

5. Internal Sleeve

• Bellows 안쪽에 설치하여 Bellows와 유체의 접촉에 의한 압력 손실과 Bellows의 부식, 침식, 마모 등을 방지하는 작용을 한다. (유체의 흐름을 고려하여 설치)