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プレート熱交換器とシェルアンドチューブ熱交換器:主な違い

2025-10-24 11:40:45

プレート熱交換器とシェルアンドチューブ熱交換器:主な違い

熱交換器の適切な選定は、船舶の性能、エネルギー消費、およびメンテナンス時期を左右する鍵となります。プレート式熱交換器(PHE)とシェルアンドチューブ式熱交換器(STHE)は、海洋工学で使用される熱エネルギー伝達の二つの方法であり、それぞれ用途に応じた一連の利点を持っています。これらの基本的な違いを理解しておくことで、改造、メンテナンス、リニューアルプロジェクトにおいて的確な判断が可能になります。

設計要件およびスペース要件。

いかなる形式の熱交換器も、その構造は海洋用途に直接影響を与える。プレート式熱交換器は、薄い金属製の波型板を多数重ねたもので構成され、各板には流体が通過するためのポート孔があり、2種類の流体がこれらの孔を通って流れることで熱交換が行われる。PHE(プレート式熱交換器)は狭いスペースに非常に高い熱交換能力を集約できるため、機関室のスペースがますます限られてきている現代船舶にとって理想的である。一方、シェルアンドチューブ式熱交換器は、円筒形のシェル内に固定された複数のチューブから構成されており、より大型で堅牢だが体積が大きい。エンジンルームのスペースが制限される中ではこのような従来型の設計は魅力が薄れる可能性があるが、機械的には非常に信頼性が高い。

運転効率と性能

これらの熱交換器には、非常に異なる運用効率も存在する。プレート間のPHE流路構成は高い乱流を生じさせ、そのため非常に大きな熱伝達係数が得られる。その結果、同等の熱負荷を持つSTHEと比較して、PHEの設置面積(フットプリント)は非常に小さくなる。薄いプレートチャンネルの欠点は、処理されていない流体や粒子を含む流体によって、より汚れやすくなることである。シェルアンドチューブ式装置は、水質が低い場合や粘性の高い流体(例えば重油など)に対しても影響を受けにくい、大径のチューブを装備できる。体積効率は劣るが、エンジン冷却や蒸気などの高圧・高温用途では、シールの再締め付けが必要になることが多いため、よりシンプルな流れ特性が用いられることもある。

海洋環境におけるメンテナンス性およびサービス性。

メンテナンス 各システムにはそれぞれ固有のメンテナンス上の問題と要件があります。これらのシステムのメンテナンスは点検や清掃の形で行われ、モジュール式プレートの場合には比較的容易に実施できます。プレートは配管を切断することなく機械的に清掃または交換できるため、計画停止中であってもR5Dをその場に残すことができ、貴重な時間と費用を節約できます。シェルアンドチューブ型熱交換器は頑丈かもしれませんが、チューブバンドルを取り出して化学薬品で洗浄するか、損傷したチューブをプラグで塞ぐ作業は、より多くの労力を要します。メンテナンスの要件は、保護方法よりも大きくなりやすく、作業場所と作業時間を必要とするため、ドライドック計画にこれらを含める必要があります。

当社はエンドツーエンドの海洋サービスを提供しており、オペレーターが両方の技術に対応するための支援を行っています。当社には100名以上の技術専門家がおり、現場での豊富な経験を活かして、あらゆる種類の熱交換器に対する包括的なアドバイス、完璧な設置および定期メンテナンスを実施しています。重油について、当社の確信として、船舶の熱システムが世界中で可能な限り効率的かつ信頼性高く運転できるようにするためには、設備の改修時や定期的な航海点検時に新しいシステム選定を行うべきであり、またISO規格に従って純正部品を提供すべきであると考えています。