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플레이트 열교환기 vs. 쉘앤튜브 열교환기: 핵심 차이점
열교환기의 올바른 선택은 선박의 성능, 에너지 소비 및 정비 시기 결정에 핵심적인 역할을 합니다. 플레이트형 열교환기(PHEs)와 쉘앤튜브형 열교환기(STHEs)는 해양공학 분야에서 사용되는 두 가지 열에너지 전달 방식으로, 각각의 요구사항에 따라 다양한 장점을 가지고 있습니다. 이러한 기본적인 차이점을 이해하는 것은 리트로핏, 정비 및 리모델링 프로젝트에서 현명한 결정을 내리는 데 있어 중요한 보장이 될 수 있습니다.
설계 요구사항 및 공간 요구사항.
모든 형태의 열교환기 설계는 해양 분야에서의 사용에 직접적인 영향을 미친다. 판형 열교환기는 얇은 금속판을 골판 형태로 쌓아 만든 것으로, 유체가 흐르는 구멍이 있으며 두 유체 간의 열전달이 이루어진다. 판형 열교환기(PHE)는 좁은 공간에 훨씬 더 많은 열교환 용량을 집적할 수 있어, 기계실이 점점 사치스러운 요소가 되고 있는 현대 선박에 이상적인 솔루션이다. 반면, 쉘앤튜브(Shell-and-tube) 방식 열교환기는 원통형 쉘 내부에 고정된 튜브로 구성되어 있으며, 크기가 크고 견고하지만 부피가 큰 편이다. 엔진룸의 공간이 제한된 상황에서는 이러한 전통적인 설계가 매력적이지 않을 수 있으나, 기계적으로는 매우 안정적이다.
운영 효율성 및 성능
이러한 열교환기들은 또한 매우 다른 작동 효율성을 갖는다. 판형 열교환기(PHE)는 판 사이에 유로가 형성되어 높은 난류를 발생시키며, 따라서 매우 큰 열전달 계수를 제공한다. 결과적으로 동일한 열부하 조건에서 PHE의 설치 면적은 관외각형 열교환기(STHE)에 비해 매우 작다. 얇은 판 채널의 단점은 처리되지 않았거나 입자가 포함된 유체에 의해 오염되기 쉬운 점이다. 반면 셸앤튜브 방식 장치는 수질이 낮거나 점성이 높은 유체(예: 중유)에 덜 민감한 더 큰 지름의 튜브를 장착할 수 있다. 부피 대비 덜 효율적인 유동 특성을 가진 설계라도 고압 또는 고온 운전 조건에서 사용하기에 적합할 수 있으며, 이러한 경우 엔진 냉각이나 증기 시스템과 같이 정기적으로 실링 재조임이 필요한 상황에서 보다 간단한 구조로 활용될 수 있다.
해양 환경에서의 유지보수 및 서비스 용이성.
각 시스템은 고유의 유지보수 문제와 요구 사항을 가지고 있습니다. 이러한 시스템의 유지보수는 점검 및 청소 형태로 이루어질 수 있으며, 모듈형 플레이트의 경우 비교적 쉽게 수행할 수 있습니다. 플레이트는 배관을 분리하지 않고도 기계적으로 청소하거나 교체할 수 있으므로 예정된 다운타임 중에도 R5D를 그대로 유지할 수 있어 소중한 시간과 비용을 절약할 수 있습니다. 쉘앤튜브 열교환기는 견고할 수 있지만, 튜브 번들을 제거하고 화학 약품을 사용하여 세척하거나 손상된 튜브에 구멍을 막는 작업은 더 많은 노동력이 소요되기 쉽습니다. 유지보수 요구 사항은 보호 방법보다 더 클 가능성이 높으며, 이러한 작업을 위해 워크숍 공간과 시간이 필요하므로 건조 도크 계획에 반드시 포함시켜야 합니다.
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