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Proveedor Auditado Teoría de funcionamiento para un intercambiador de calor tubular
Un intercambiador de calor tubular, también llamado intercambiador de calor de tubo y concha, toma los haces de tubos como el núcleo de transferencia de calor. Un fluido fluye dentro de los tubos y el otro fluido fluye fuera de los tubos pero dentro de una concha, por lo tanto forma flujo cruzado para realizar la transferencia de calor.
Este tipo de intercambiador de calor tubular es el tipo más común en la refinería de petróleo y otros procesos químicos. La característica más significativa de un intercambiador de calor tubular es la alta presión que puede soportar, que es varias veces más alta que el tipo de placa.
Los fluidos pueden ser líquidos o gases que fluyen a través del tubo o del lado de la cáscara. Para cumplir con la eficiencia de transferencia de calor, se requiere generalmente una gran superficie de transferencia de calor, lo que conduce al uso de un gran número de tubos.
Diseño de un intercambiador de calor tubular
Típicamente, los extremos de cada tubo están conectados a los ciruelos (a veces llamados cajas de agua) a través de los agujeros en las láminas de tubo. Según las formas del tubo, hay dos tipos de tubos adoptados: Tubo recto y tubos en U, que se doblan en forma de U.
Intercambiador de calor con tubo en U.
En las centrales nucleares, los grandes intercambiadores de calor llamados generadores de vapor suelen diseñarse en dos fases con tubos en U. Se utilizan para hervir el agua reciclada de un condensador de superficie en vapor para conducir una turbina para producir energía. La mayoría de los intercambiadores de calor de la concha y el tubo son 4, 2, o 1 diseños de paso en el lado del tubo. Esto se refiere al número de veces que el fluido en los tubos pasa a través del fluido en la concha. En un intercambiador de calor de un solo paso, el fluido entra en un extremo de cada tubo y sale por el otro.
Intercambiador de calor de tubo recto
Los intercambiadores de calor tubulares que trabajan como condensadores de superficie en plantas de energía son a menudo intercambiadores de calor de tubo recto de 1 pasos. Los diseños de dos y cuatro pasadas son comunes porque el fluido puede entrar y salir en el mismo lado. Esto hace que la construcción sea mucho más sencilla.
A menudo hay deflectores que dirigen el flujo a través del lado de la concha, de modo que el fluido no toma un corte corto a través del lado de la concha dejando volúmenes de flujo bajos ineficaces. Los deflectores se conectan normalmente al haz de tubos en lugar de a la carcasa, de modo que el haz todavía se puede retirar para facilitar el mantenimiento.
Los intercambiadores de calor de contracorriente son más eficientes porque permiten la diferencia de temperatura media de log más alta entre los flujos calientes y fríos. Muchas empresas sin embargo no utilizan dos intercambiadores de calor de paso con un tubo en U porque pueden romperse fácilmente además de ser más caros de construir. A menudo se pueden utilizar varios intercambiadores de calor para simular el flujo de corriente de contador de un único intercambiador grande.
¿Qué material elegir para los tubos?
Para poder transferir calor con alta eficiencia y seguridad, el material del tubo debe tener buena conductividad térmica y ser lo suficientemente fuerte para soportar las tensiones térmicas. Por lo tanto, los materiales de tubos de alta calidad, resistentes a la corrosión y conductivos térmicos deben usarse para la construcción de un haz de tubos.
Los tubos que más se utilizan son en acero al carbono, acero inoxidable, hastelloy y titanio.
Diseño y construcción estándar
·Normas de la Asociación de Fabricantes de Cambiadores tubulares (TEMA), edición 10th, 2019.
·Código de calderas y recipientes a presión ASME, Sección VIII, División 1
Descripción general de la planta de fabricación y la empresa 
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