シンプルな構造のステンレス管状ヒーター

管状熱交換器は、シェル、伝熱管束、管板、バッフル板（バッフル）、管箱などの部品で構成されています。 シェルは主に円筒形で、内部にパイプの束が取り付けられており、束の両端は管板に固定されています。 熱交換の対象となる流体には、冷流体と温流体の2種類があります。 1つは管内を流れ、管側流体と呼ばれます。 管外のもう1つの流れはシェル側流体と呼ばれます。 パイプの外側の流体の熱伝達率を向上させるために、通常、シェル内に複数のバッフルが設置されています。 バッフルは、シェル側の流体速度を上げ、指定された経路に従って流体を管束に複数回通過させ、流体の乱流度を高めます。 熱交換チューブは、管板上で正三角形または正方形に配置できます。 正三角形の配置は比較的コンパクトで、パイプの外側の流体の乱流度が高く、熱伝達率が大きいです。正方形の配置により、パイプの外側の清掃が容易になり、スケールが付着しやすい流体にも適しています。

管状熱交換器の主な制御パラメータは、加熱面積、温水流量、熱交換容量、および熱媒体パラメータです。

流体がチューブバンドルを通過するたびにチューブパスと呼ばれ、シェルを通過するたびにシェルパスと呼ばれます。図は、最も単純なシングルシェルとシングルチューブの熱交換器を示しており、タイプ1-1熱交換器と略されます。パイプ内の流体速度を向上させるために、パイプボックスの両端の内側にバッフルを設置して、すべてのパイプをいくつかのグループに分割することができます。このようにして、流体は毎回チューブの一部のみを通過するため、チューブバンドル内を複数回往復します。これをマルチチューブパスと呼びます。同様に、パイプの外側の流速を上げるために、シェル内に縦方向のバッフルを設置して、流体がシェルスペースを複数回通過するようにすることもできます。これをマルチシェルパスと呼びます。マルチチューブプロセスとマルチシェルプロセスは組み合わせて使用​​できます。