간단한 구조의 스테인리스 스틸 튜브형 히터

관형 열교환기는 쉘, 열전달관 다발, 관판, 배플판(배플), 관상자 등의 구성 요소로 이루어져 있습니다. 쉘은 대부분 원통형이며, 내부에 파이프 다발이 설치되어 있고, 다발의 양 끝은 관판에 고정됩니다. 열교환 유체는 냉유체와 열유체 두 종류가 있습니다. 하나는 관 내부를 흐르는 유체로 관측 유체라고 하며, 다른 하나는 관 외부를 흐르는 유체로 쉘측 유체라고 합니다. 관 외부 유체의 열전달 계수를 향상시키기 위해 일반적으로 쉘 내부에 여러 개의 배플이 설치됩니다. 배플은 쉘측 유체의 속도를 증가시켜 유체가 지정된 경로에 따라 파이프 다발을 여러 번 통과하도록 하고 유체의 난류도를 높입니다. 열교환관은 관판에 정삼각형 또는 정사각형 형태로 배치될 수 있습니다. 정삼각형 배치는 비교적 콤팩트하며, 관 외부 유체의 난류도가 높고 열전달 계수가 큽니다. 정사각형 구조는 파이프 외부 청소를 편리하게 해주며 스케일이 생기기 쉬운 유체에 적합합니다.

관형 열교환기의 주요 제어 매개변수는 가열 면적, 온수 유량, 열교환 용량 및 열매체 매개변수입니다.

유체가 튜브 다발을 통과할 때마다 이를 튜브 패스라고 하며, 쉘을 통과할 때마다 이를 쉘 패스라고 합니다. 그림은 가장 간단한 단일 쉘-단일 튜브 열교환기(약칭 1-1형 열교환기)를 보여줍니다. 파이프 내부의 유체 속도를 향상시키기 위해 파이프 박스의 양쪽 끝에 배플을 설치하여 모든 파이프를 여러 그룹으로 나눌 수 있습니다. 이렇게 하면 유체는 매번 튜브의 일부만 통과하게 되므로 튜브 다발 내부에서 여러 번 왕복하게 되는데, 이를 다중 튜브 패스라고 합니다. 마찬가지로 파이프 외부의 유속을 높이기 위해 쉘 내부에도 세로 방향 배플을 설치하여 유체가 쉘 공간을 여러 번 통과하도록 할 수 있는데, 이를 다중 쉘 패스라고 합니다. 다중 튜브 및 다중 쉘 공정은 함께 사용할 수 있습니다.