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관형 열교환기 (管形熱交換器, tubular heat exchanger)

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작성자 와이즈맥스
댓글 0건 조회 7회 작성일 22-11-01 15:58

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관형 열교환기 (管形熱交換器, tubular heat exchanger)


: 서로 다른 온도의 두 물질이 열적 접촉이 되면 열은 고온의 물질로부터 저온의 물질로 흐르게 되는데 이와 같은 원리를 적용하여 서로 다른 온도의 양 유체 간에 열에너지를 전도와 대류로써 유용하게 이동시키는 기기이다. 산업설비에서 널리 사용되고 있는 장치를 열교환기라 하며, 열교환기의 형식은 그 사용 목적에 따라 결정이 되며 관형(tubular), 판형(plate), double-pipe, 반응기용Jacket, Graphite 열교환기 등이 있다. 그리고 열교환의 기능에 따라 상변화가 없이 열전달이 이루어지는 가열기, 냉각기 등이 있고 응축 및 증발이 일어나는 condenser, reboiler 등이 있다. 이중 관형 열교환기는 가장 널리 사용되고 있는 열교환기로 폭넓은 범위의 열전달 량을 얻을 수 있으므로 적용범위가 매우 넓고, 신뢰성과 효율이 높다. 구조의 형식에 따라 fixed type, floating head type, U tube type으로 구분하고 그 특징은 다음과 같다.

① fixed type: 양쪽 tube sheet가 shell에 고정되어 있어 shell side 청소가 불가능하므로 오염이 심한 유체나 부식성 유체에는 부적절하다. shell & tube type 열교환기 중에서 구조가 가장 간단하여 제작비가 싸다. 양유체간 온도차가 100 ℃ 이상인 경우에는 shell에 expansion joint 설치가 필요하다.

② floating head type: 한쪽 tube sheet가 shell에 고정되어 있지 않아 열팽창에 대해 자유롭다. 오염이 심한 유체는 shell side에 flow를 형성하게 하고 같은 오염정도라면 고압유체를 tube side에 흐르게 하여 제작비를 절감한다. 이 형식의 열교환기는 설계조건 및 운전조건에 가장 융통성이 크지만 구조가 복잡하고 제작비가 높은 단점이 있다.

③ U tube type: tube를 bending하여 한쪽 tube sheet에 고정시킨 형식으로 열팽창에 자유롭다. floating type에 비해 구조도 간단하고 제작비도 싸지만 tube 내부 청소가 곤란하다. 따라서 tube side 유체는 오염이 적은 것을 선택하고 또한 제작시 tube의 bending 부위의 두께가 감소하므로 보다 두꺼운 tube를 사용해야 한다. <산업안전기준에 관한 규칙 제288조>

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