高圧ガス製造保安責任者 乙種機械 保安管理技術 練習問題 第32問: 多管式 (シェルアンドチューブ式) 熱交換器について、正しいものはどれか。

正しいのは「固定管板式は、管の両端を胴に固定した管板に取り付けるので…熱応力が生じやすい」です。多管式では管を管板に拡管や溶接で固定し、管側と胴側の流体を管板で隔てます。

固定管板式は両端の管板が胴に固定されているので、胴と管の温度差で伸びが違うと互いの伸びが拘束され、管や管板に大きな熱応力がかかります。そのため温度差の大きい使い方では、伸びの差を逃がせる形式を選びます。

「並流形は、逆向きに流す向流形より…熱交換の効率がよい」は誤りで、3 つの流れ方のうち最も効率がよいのは向流形で、並流形では低温側の流体の温度が高温側の流体の出口温度を超えられません。「胴側に流した方が…板厚を薄くできて」も誤りで、管は胴より安く高い圧力に耐えられるように作れるので、高い圧力の流体は管側に流すのがふつうです。

「邪魔板 (バッフル) は…圧力損失を減らすため」も誤りで、邪魔板は胴側の流れを管を横切る向きに往復させて伝熱をよくし、管を支えるものです。「値の大きいほうでほぼ決まる」も誤りで、熱の抵抗は直列に足し合わされるので、総括伝熱係数は小さいほうの境膜伝熱係数に強く左右されます。

固定管板式は胴と管の温度差に弱いというのが結論です。