Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi su konstruirani korištenjem sofisticiranih i tehničkih parametara kompjuterskog dizajna. Komponente uređaja uključuju školjku, poklopac školjke, cijevi, kanal, poklopac kanala, cijev, pregrade i mlaznice. Specifikacije i standarde za STHE je ustanovilo Udruženje proizvođača cevnih izmjenjivača (TEMA).
Prije proizvodnje izmjenjivača topline s omotačem i cijevi, postoji nekoliko podataka koje proizvođači zahtijevaju, kao što su brzine protoka, ulazne i izlazne temperature, tlak, pad tlaka, faktori otpornosti, fizička svojstva tvari koje se obrađuju, veličine vodova i školjka prečnika. Ovim osnovnim faktorima se dodaje više tehničkih zahtjeva koji se koriste za određivanje najboljeg procesa za proizvodnju ispravnog izmjenjivača topline za primjenu.
Shell
Oklop kućišta i cijevi izmjenjivača topline izrađen je od cijevi ili zavarenih metalnih ploča od materijala koji mogu izdržati ekstremne temperature i koji su otporni na koroziju. Unutrašnja školjka mora biti okrugla sa konzistentnim prečnikom kako bi se minimizirao prostor između prekrivene vanjske ivice i školjke.
Kanali ili glave
Tip kanala ili glave ovisi o korištenju izmjenjivača topline s školjkom i cijevi, pri čemu su glave tipa poklopca najčešće za upotrebu u aplikacijama gdje se glava ne mora često skidati. Poklopni kanali koji se mogu ukloniti, neophodni za održavanje, su prirubnički ili zavareni. Kada je potrebno često ispitivanje kanala i cijevi, neophodan je poklopac kanala koji se može ukloniti.
Cijevi
Cijevi ljuske i cijevi izmjenjivača topline su zavarene ili ekstrudirane i izrađene od ugljičnog čelika, nehrđajućeg čelika, titana, inkonela ili bakra. Promjer cijevi od {{0}}.625 inča (16mm), 0.75 inča (19mm) ili jedan inč (25mm) se koristi u kompaktnim izmjenjivačima topline. Debljina cijevi se bira prema tlaku, temperaturi, toplinskom naprezanju i otpornosti na koroziju na dužinama od 6 do 24 stope ili 2 do 7 metara. Cijevi koje su duže smanjuju promjer školjke i rezultiraju visokim padom tlaka u ljusci.
Tube Sheet
Cijevni list je ploča ili list koji je perforiran s rupama za umetanje cijevi ili cijevi i dizajniran da podupire cijevi na oba kraja cilindričnog omotača. Školjka se proteže izvan listova cijevi i zapečaćena je na oba kraja kako bi se formirala zatvorena komora koja je pokrivena glavama.
Dilatacijski spoj
Svrha izmjenjivača topline je izmjena topline iz vruće tvari na jednoj strani izmjenjivača s hladnom tvari na drugoj strani. Zbog toga su jedinice često izložene širokim rasponima temperatura.
Materijali koji se zagrijavaju rastu u dužinu, dok se materijali koji se hlade skupljaju. Ako nema dopuštenja za širenje i kontrakciju, materijali u izmjenjivaču mogu biti opterećeni do tačke kvara. To obično rezultira izvijanjem cijevi ili iskidanjem iz cijevnih ploča, ali također može uzrokovati izvijanje u školjki ili izobličenje spojeva mlaznica. Svi ovi neželjeni efekti ugrožavaju integritet izmjenjivača, potencijalno čineći rad nesigurnim.
Ovdje dolazi do izražaja dilatacijski spoj. Ovaj fleksibilni element je napravljen da izdrži promjene temperature i pritiska.
Izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi, sa dilatacijskim spojem, iz Enerquip, LLC
Tube Pitch
Korak cijevi je udaljenost od centra cijevi do centra susjedne cijevi. Cijevi su postavljene u obliku trokuta ili kvadrata s konfiguracijom kvadratnog uzorka koja se najlakše čisti i stvara najmanju količinu turbulencije. Raspored kvadratnog koraka omogućava da se pare dižu između cevi, što je prednost u odnosu na trouglaste i rotirane cevi kvadratnog koraka.
Pregrade
Pregrade se koriste za usmjeravanje strujanja na stranama školjke i cijevi tako da se brzina fluida povećava dovoljno da se postigne visoki koeficijent prijenosa topline i značajno smanji zagađivanje, što nastaje kada se na površini prijenosa topline formiraju neželjeni materijali. Akumulacija nečistoća povećava otpor prijenosa topline i dovodi do loših performansi izmjenjivača topline. U horizontalnim izmjenjivačima topline s školjkom i cijevi, pregrade podupiru cijevi i sprječavaju progib ili oštećenje vibracijama.
Spojnice i odstojnici
Spojne šipke i odstojnici su oslonci i strukturne komponente dizajnirane da drže pregrade na mjestu, kao i održavaju prostor između pregrada. Broj šipki i odstojnika određen je brojem pregrada i prečnikom ljuske. Spojne šipke su zašrafljene na cijev i produžuju dužinu snopa do posljednje pregrade.