Problemet med pustetanken
Store lagringstanker-50 000 til 500 000 liter{10}}puster. Når det er fylt, presser det hydrostatiske trykket på tusenvis av tonn væske tankveggene utover. Bunnskallet ekspanderer radielt med 5-15 mm, avhengig av tankdiameter, væskehøyde og veggtykkelse. Ved tømning trekker veggene seg sammen. Denne radielle bevegelsen skjer med hver fylling-tom syklus. I løpet av en tanks levetid beveger veggene seg innover og utover tusenvis av ganger.
En varmeveksler som er stivt koblet til både tankgulvet og tankveggen opplever denne bevegelsen som en tvungen forskyvning. Forbindelsene trekkes fra hverandre når veggen utvider seg, og komprimeres når veggen trekker seg sammen. Den sykliske forskyvningen sliter ut forbindelsene, og forårsaker til slutt lekkasje ved rør-til-skjøter eller strukturell svikt i støtterammen.
PTFE varmevekslere kan utformes med fleksible monteringssystemer som imøtekommer tankveggbevegelse samtidig som vekslerens posisjon og orientering opprettholdes. Fleksibiliteten er integrert i støtterammen og bruksforbindelsene, og isolerer rørbunten fra tankens strukturelle bevegelser.
Det fleksible monteringssystemet
Varmevekslerstøtterammen er forankret til tankgulvet i den ene enden, kun -den faste enden. Den faste enden er plassert nær tanksenteret, hvor radiell bevegelse under fylling er minimal. Den motsatte enden av rammen-skyveenden-støttes på PTFE-lagerputer med lav-friksjon som lar rammen gli i forhold til tankgulvet når tankveggene beveger seg.
Rammen er ikke festet til tankveggen på noe tidspunkt. Den glidende enden hviler på tankgulvet, og lagerputene tilpasser seg den relative bevegelsen. Rammen styres av vertikale stolper som forhindrer sideforskyvning samtidig som den tillater aksial glidebevegelse. Stolpene er forankret til tankgulvet utenfor rammebredden, slik at de ikke forstyrrer glidevirkningen.
Damptilførselen og kondensatreturforbindelsene ved tankveggen er laget med fleksible PTFE-forede slanger eller leddede svingforbindelser som absorberer den relative bevegelsen mellom den faste tankveggen og den glidende varmevekslersamlingen. De fleksible koblingene er lange nok til å romme hele spekteret av veggbevegelser uten å- overbelaste slangen eller koblingsbeslagene.
| Fleksibilitetsparameter | Spesifikasjon |
|---|---|
| Maksimal tankvegg radiell bevegelse | 5-25 mm (avhengig av tankstørrelse) |
| Fast ankerplassering | Nær tanksenteret (minimum radiell bevegelsessone) |
| Glidende lagermateriale | PTFE pute på polert rustfritt stål eller PTFE skinne |
| Friksjonskoeffisient for glidelager | 0,04-0,08 (PTFE på glatt overflate) |
| Fleksibel tilkoblingstype | PTFE-fôret fletteslange i rustfritt stål; minimum bøyeradius 10× slangediameter |
| Tilkoblingslengde | 3-5× maksimalt bevegelsesområde |
| Rammeveiledning | Vertikale styrestolper med glideklaring |
| Stress på rørbunt fra veggbevegelse | Null (absorbert av glidende ramme og fleksible koblinger) |
Koordinering av termisk utvidelse
Selve PTFE-varmeveksleren ekspanderer når den varmes opp fra omgivelsestemperatur til driftstemperatur. Dens termiske ekspansjon (omtrent 120 × 10⁻⁶/grad, eller 12 mm per meter for en 100 graders temperaturøkning) må koordineres med tankveggens bevegelse. De to bevegelsene-varmeutvidelsen av veksleren og den hydrostatiske ekspansjonen av tanken-forekommer samtidig under tankfylling og oppvarming.
Den glidende enden av rammen rommer begge bevegelsene. Den totale bevegelsen ved glidenden er vektorsummen av tankveggens radielle bevegelse og den differensielle termiske ekspansjonen mellom PTFE-rammen og ståltankgulvet. PTFE-lagerputens lengde er dimensjonert for å forbli i full kontakt med gulvet gjennom hele det kombinerte bevegelsesområdet, med en ekstra margin for installasjonstoleranse.
Verifikasjon og vedlikehold
Skyvemekanismen verifiseres under igangkjøring ved å fylle tanken med vann og måle den faktiske radielle veggbevegelsen og rammeglideforskyvningen. De målte verdiene sammenlignes med designforutsigelsene. Hvis den faktiske bevegelsen overskrider designområdet, vurderes den fleksible tilkoblingslengden og lagerputens dimensjoner.
Glidelagerputene inspiseres årlig under tankens innvendige inspeksjon. Putene skiftes ut hvis de viser for stor slitasje eller hvis friksjonskoeffisienten har økt på grunn av overflateforurensning. De fleksible slangene inspiseres for tegn på tretthet eller gnagsår og skiftes ut etter en 5-års forebyggende syklus.
Sammendrag
PTFE-varmevekslere designet for store lagertanker har fleksible monteringssystemer som tilpasser tankveggens radielle bevegelser under fyllingssykluser-. Et fast anker nær tanksenteret og glidende PTFE-lagre i motsatt ende lar rammen bevege seg med tankkonstruksjonen uten å overføre forskyvning til rørbunten. Fleksible verktøykoblinger absorberer den relative bevegelsen ved tankveggen. Designet eliminerer syklisk stress på rørforbindelser som ellers ville forårsake utmattingssvikt.
Teknisk støtte for store-tank-PTFE-varmevekslerdesign er tilgjengelig ved innsending av tankdiameter og -høyde, væsketetthet, fylle-tom syklusfrekvens, oppvarmingseffekt og eksisterende tankgulvkonstruksjonsdetaljer.
