Hengityssäiliön ongelma
Suuret varastosäiliöt-50 000–500 000 litraa{10}}hengittävät. Täytettynä tuhansien tonnejen nesteen hydrostaattinen paine työntää säiliön seinämiä ulospäin. Pohjakuoren kerros laajenee säteittäisesti 5-15 mm riippuen säiliön halkaisijasta, nesteen korkeudesta ja seinämän paksuudesta. Kun se tyhjennetään, seinät kutistuvat. Tämä säteittäinen liike tapahtuu jokaisella täyttö-tyhjäjaksolla. Säiliön käyttöiän aikana seinät liikkuvat sisään- ja ulospäin tuhansia kertoja.
Sekä säiliön pohjaan että säiliön seinämään jäykästi liitetty lämmönvaihdin kokee tämän liikkeen pakkosiirtymänä. Liitokset vedetään erilleen seinän laajentuessa ja puristuu seinän supistuessa. Jaksottainen siirtymä väsyttää liitännät aiheuttaen lopulta vuodon putken-ja-liitoksissa tai tukirungon rakenteellisen vian.
PTFE-lämmönvaihtimiin voidaan suunnitella joustavia asennusjärjestelmiä, jotka mukautuvat säiliön seinämän liikkeelle säilyttäen samalla vaihtimen sijainnin ja suunnan. Joustavuus on integroitu tukirunkoon ja käyttöliitäntöihin eristäen putkinipun säiliön rakenteellisista liikkeistä.
Joustava asennusjärjestelmä
Lämmönvaihtimen tukikehys on ankkuroitu säiliön pohjaan vain toisesta päästä-kiinteästä päästä. Kiinteä pää on sijoitettu lähelle säiliön keskustaa, jossa säteittäinen liike täytön aikana on minimaalista. Rungon vastakkainen pää-liukupää- on tuettu pienikitkaisille-PTFE-laakerityynyille, jotka mahdollistavat rungon liukumisen suhteessa säiliön pohjaan säiliön seinämien liikkuessa.
Kehystä ei ole kiinnitetty säiliön seinään missään kohdassa. Liukupää lepää säiliön pohjalla ja laakeripehmusteet mukautuvat suhteelliseen liikkeeseen. Kehystä ohjaavat pystytolpat, jotka estävät sivuttaissiirtymisen sallien samalla aksiaalisen liukuliikkeen. Pylväät ankkuroidaan säiliön pohjaan rungon leveyden ulkopuolelle, joten ne eivät häiritse liukuliikettä.
Höyryn syöttö- ja lauhteen paluuliitännät säiliön seinän läpiviennissä on tehty joustavilla PTFE{0}}-vuoratuilla letkuilla tai nivelletyillä kääntöliitoksilla, jotka vaimentavat säiliön kiinteän seinämän läpiviennin ja liukuvan lämmönvaihtimen kokoojan välisen suhteellisen liikkeen. Joustavat liitännät ovat riittävän pitkiä, jotta ne mahdollistavat seinän kaiken liikkeen ilman, että letkua tai liitosliittimiä liiaksi -rasitetaan.
| Joustavuusparametri | Erittely |
|---|---|
| Maksimi säiliön seinämän säteittäinen liike | 5-25 mm (säiliön koosta riippuen) |
| Kiinteä ankkurin sijainti | Lähellä säiliön keskustaa (vähintään radiaalinen liikealue) |
| Liukulaakerin materiaali | PTFE-tyyny kiillotetulla ruostumattomalla teräksellä tai PTFE-kiskolla |
| Liukulaakerin kitkakerroin | 0,04-0,08 (PTFE sileällä pinnalla) |
| Joustava liitäntätyyppi | PTFE{0}}vuorattu ruostumattomasta teräksestä punottu letku; pienin taivutussäde 10× letkun halkaisija |
| Yhteyden pituus | 3-5× maksimiliikealue |
| Kehysopastus | Pystysuuntaiset ohjaustolpat liukuvalla välyksellä |
| Rasita putkinippua seinän liikkeestä | Nolla (liukuva runko ja joustavat liitokset imeytyvät) |
Lämpölaajenemisen koordinointi
Itse PTFE-lämmönvaihdin laajenee, kun se kuumennetaan ympäristön lämpötilasta käyttölämpötilaan. Sen lämpölaajeneminen (noin 120 × 10⁻⁶/aste tai 12 mm/metri, kun lämpötila nousee 100 astetta) on sovitettava yhteen säiliön seinämän liikkeen kanssa. Kaksi liikettä-vaihtimen lämpölaajeneminen ja säiliön hydrostaattinen laajeneminen-tapahtuvat samanaikaisesti säiliön täytön ja lämmityksen aikana.
Rungon liukuva pää sopii molempiin liikkeisiin. Kokonaisliike liukupäässä on säiliön seinämän säteittäisen liikkeen ja PTFE-rungon ja terässäiliön pohjan välisen lämpölaajenemisen vektorisumma. PTFE-laakerityynyn pituus on mitoitettu niin, että se pysyy täysin kosketuksessa lattian kanssa koko yhdistetyn liikealueen, lisämarginaalin asennustoleranssille.
Varmistus ja huolto
Liukumekanismi tarkistetaan käyttöönoton yhteydessä täyttämällä säiliö vedellä ja mittaamalla todellinen säteittäinen seinän liike ja rungon liukupoikkeama. Mitattuja arvoja verrataan suunnitteluennusteisiin. Jos todellinen liike ylittää suunnittelualueen, joustava liitospituus ja laakerityynyn mitat tarkistetaan.
Liukulaakerityynyt tarkastetaan vuosittain säiliön sisäisen tarkastuksen yhteydessä. Pehmusteet vaihdetaan, jos niissä on liiallista kulumista tai jos kitkakerroin on kasvanut pinnan likaantumisen vuoksi. Joustavat letkut tarkastetaan väsymisen tai hankausten varalta ja vaihdetaan 5 vuoden ennaltaehkäisevässä jaksossa.
Yhteenveto
Suuriin varastosäiliöihin suunnitellut PTFE-lämmönvaihtimet sisältävät joustavia kiinnitysjärjestelmiä, jotka mukautuvat säiliön seinämän säteittäiseen liikkeeseen täyttö{0}}tyhjien jaksojen aikana. Kiinteä ankkuri lähellä säiliön keskustaa ja liukuvat PTFE-laakerit vastakkaisessa päässä mahdollistavat rungon liikkumisen säiliörakenteen mukana siirtämättä siirtymää putkikimpulle. Joustavat käyttöliitännät vaimentavat suhteellisen liikkeen säiliön seinämän läpiviennissä. Suunnittelu eliminoi putkiliitoksissa syklisen rasituksen, joka muuten aiheuttaisi väsymisvaurioita.
Suunnittelutukea suuren{0}}säiliön PTFE-lämmönvaihtimen suunnittelulle on saatavilla ilmoittamalla säiliön halkaisija ja korkeus, nesteen tiheys, täyttö-tyhjäjaksotiheys, lämmitysteho ja olemassa olevat säiliön pohjan rakenteen tiedot.
