पूरी तरह से वेल्डेड हीट एक्सचेंजर्स के लिए डिजाइन और सेवा स्थिति आधारः एक तकनीकी पद्धति

सार
पूरी तरह से वेल्डेड हीट एक्सचेंजर थर्मल उपकरण की एक महत्वपूर्ण श्रेणी का प्रतिनिधित्व करते हैं, जिन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जहां गैस्केट या लेटेड विकल्प अव्यवहारिक या असुरक्षित हैं।द्रव प्रवाह मार्गों में गास्केट की अनुपस्थिति की विशेषता, ये एक्सचेंजर उच्च दबाव, चरम तापमान, संक्षारक माध्यमों और थर्मल साइकिल के लिए बेहतर प्रतिरोध प्रदान करते हैं।इस लेख में विशिष्ट औद्योगिक उपयोग के मामलों के आधार पर पूरी तरह से वेल्डेड हीट एक्सचेंजर्स के डिजाइन और संचालन की स्थिति निर्धारित करने के लिए एक व्यापक पद्धति प्रस्तुत की गई है।यह अन्य प्रकारों पर पूरी तरह से वेल्डेड निर्माण का चयन करने के लिए इंजीनियरिंग तर्क स्थापित करता है, डिजाइन (दबाव, तापमान, संक्षारणथर्मल थकान, और प्रक्रिया आवश्यकताओं को एक मान्य उपकरण विनिर्देश में अनुवाद करने के लिए चरणबद्ध प्रक्रिया को रेखांकित करता है।एपीआई 662) और दबाव पोत अखंडता मूल्यांकन के लिए परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए) जैसे उन्नत डिजाइन उपकरणों का एकीकरण.

उच्च दक्षता, अधिक सुरक्षा आवश्यकताओं और अधिक आक्रामक परिचालन वातावरण की ओर औद्योगिक प्रक्रियाओं के विकास ने पूरी तरह से वेल्डेड हीट एक्सचेंजर के विकास को प्रेरित किया है।गैसकेट प्लेट-और-फ्रेम इकाइयों के विपरीतयह मूलभूत अंतर स्पष्ट लाभ प्रदान करता हैः

• गैसकेट से संबंधित विफलता मोड को समाप्त करनाःगैसकेट के क्षरण, संपीड़न सेट या थर्मल साइक्लिंग के कारण रिसाव समाप्त हो जाता है।

• विस्तारित परिचालन परिधिः100 बार से अधिक के दबाव और क्रायोजेनिक परिस्थितियों (-200°C) से 800°C से अधिक के तापमान को संभालने में सक्षम (उपयुक्त सामग्रियों के साथ) ।

• रासायनिक संगतता:कोई इलास्टोमेरिक सीमाएं नहीं; आक्रामक हाइड्रोकार्बन, एसिड और उच्च शुद्धता वाले मीडिया के लिए उपयुक्त।

• सुरक्षा प्रतिबन्ध:वेल्डेड निर्माण खतरनाक तरल पदार्थ रिलीज़ के खिलाफ माध्यमिक प्रतिबन्ध प्रदान करता है।

हालांकि, इन लाभों के साथ व्यापार-बंद आते हैंः पूरी तरह से वेल्डेड एक्सचेंजर आमतौर पर सफाई के लिए कम सुलभ होते हैं (यांत्रिक सफाई प्रतिबंधित या असंभव है),संशोधनों के लिए महत्वपूर्ण पुनर्मूल्यांकन की आवश्यकता है, और निर्माण की लागत गैस्केट समकक्षों से अधिक है। इसलिए एक पूरी तरह से वेल्डेड एक्सचेंजर को निर्दिष्ट करने का निर्णय ऑपरेटिंग स्थितियों के कठोर मूल्यांकन पर आधारित होना चाहिए,रखरखाव की आवश्यकताएं, और जीवनचक्र लागत विचार।

इस अनुच्छेद में पूरी तरह से वेल्डेड हीट एक्सचेंजर्स के डिजाइन और सेवा स्थितियों को निर्धारित करने के लिए पद्धतिगत ढांचा स्थापित किया गया है।यह बुनियादी निर्णय प्रक्रिया के माध्यम से इंजीनियर का मार्गदर्शन करने के लिए संरचित है, विस्तृत पैरामीटर परिभाषा, सामग्री और यांत्रिक डिजाइन विचार, और सत्यापन प्रक्रियाएं जो विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन सुनिश्चित करती हैं।

डिजाइन पद्धति को संबोधित करने से पहले, पूरी तरह से वेल्डेड हीट एक्सचेंजर्स के प्राथमिक विन्यास को समझना आवश्यक है, क्योंकि प्रत्येक प्रकार विशिष्ट सेवा स्थितियों के लिए उपयुक्त है।

इस विन्यास में, तरंगदार प्लेटों का एक पैक पूरी तरह से किनारों के साथ वेल्डेड होता है और फिर एक दबाव खोल के भीतर संलग्न होता है। एक द्रव प्लेट चैनलों के माध्यम से बहता है;अन्य शेल पक्ष के माध्यम से बहता है.

• सेवा की शर्तें:एक या दोनों पक्षों पर उच्च दबाव (40-100 बार तक); मध्यम से उच्च तापमान (सामग्री के आधार पर 400-500°C तक) ।

• विशिष्ट अनुप्रयोग:रासायनिक रिएक्टर, प्राकृतिक गैस प्रसंस्करण में अमाइन प्रणाली, उच्च दबाव हाइड्रोलिक तेल शीतलन।

इनमें प्लेट पैक होते हैं जहां दोनों तरल पदार्थ बिना खोल के वेल्डेड चैनलों के भीतर होते हैं। पूरी इकाई एक अभिन्न कनेक्शन के साथ एक वेल्डेड असेंबली है।

• सेवा की शर्तें:उच्च थर्मल दक्षता, कॉम्पैक्ट पदचिह्न; उच्च तापमान और संक्षारक सेवाओं के लिए उपयुक्त जहां गास्केट प्रतिबंधित हैं।

• विशिष्ट अनुप्रयोग:रिफाइनरी प्रीहीट ट्रेनें, उच्च तापमान गर्मी वसूली, संक्षारक रासायनिक प्रसंस्करण।

एक विशेष श्रेणी जहां प्रवाह चैनलों को धातु की प्लेटों में फोटो-रासायनिक रूप से उत्कीर्ण किया जाता है और प्रसार-बंधन या एक साथ वेल्डेड किया जाता है। ये अत्यंत उच्च दबाव क्षमता और कॉम्पैक्टनेस प्रदान करते हैं।

• सेवा की शर्तें:अत्यधिक दबाव (500-1000 बार तक), उच्च तापमान पर क्रायोजेनिक।

• विशिष्ट अनुप्रयोग:अपतटीय तेल और गैस प्लेटफार्म (गैस निर्जलीकरण), सुपरक्रिटिकल CO2 बिजली चक्र, तरलीकृत प्राकृतिक गैस (LNG) प्रक्रियाएं।

यह दो लंबी धातु की प्लेटों से बना है जो एक केंद्रीय कोर के चारों ओर घुमाया जाता है, जिससे दो समकक्ष सर्पिल चैनल बनते हैं।

• सेवा की शर्तें:गन्दा होने वाले तरल पदार्थों, स्लरी, चिपचिपा माध्यमों और एकल-चरण या संघनक कार्यों का संचालन।

• विशिष्ट अनुप्रयोग:पल्स और पेपर उद्योग, अपशिष्ट जल उपचार, रासायनिक संयंत्रों के साथ फोलिंग धाराएं।

इन प्रकारों के बीच चयन स्वयं डिजाइन आधार निर्धारण का हिस्सा है और दबाव, तापमान, फोल्डिंग प्रवृत्ति और आवश्यक सफाई की विशिष्ट संयोजन पर निर्भर करता है।

डिजाइन के आधार को स्थापित करने का पहला कदम यह निर्धारित करना है कि पूर्ण वेल्डेड कॉन्फ़िगरेशन आवश्यक या उपयुक्त है या नहीं।यह निर्णय वैकल्पिक प्रौद्योगिकियों की सीमाओं के खिलाफ प्रक्रिया मापदंडों के व्यवस्थित मूल्यांकन पर आधारित है.

गास्केट प्लेट हीट एक्सचेंजर आमतौर पर 10 ¢ 25 बार के डिजाइन दबाव तक सीमित होते हैं, विशेष भारी शुल्क डिजाइन 30 ¢ 40 बार तक विस्तारित होते हैं। इन सीमाओं से अधिक अनुप्रयोगों के लिएः

• डिजाइन आधार:सुरक्षित संचालन के लिए पूरी तरह से वेल्डेड निर्माण अनिवार्य है।

• विचार:उच्च-दबाव डिजाइनों के लिए मोटी प्लेटों, कम चैनल अंतराल और दबाव पोत कोड के अनुसार कठोर तनाव विश्लेषण की आवश्यकता होती है।

इलास्टोमेरिक गास्केट का अधिकतम निरंतर संचालन तापमान आमतौर पर 150°C (EPDM, Viton®) और 230°C (विशेष perfluoroelastomers) के बीच होता है। इन तापमानों से ऊपर काम करने वाली प्रक्रियाओं के लिएः

• डिजाइन आधार:पूरी तरह से वेल्डेड निर्माण (या वेल्डेड) की आवश्यकता होती है। स्टेनलेस स्टील, निकल मिश्र धातु और टाइटेनियम जैसी सामग्री 500 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान पर अखंडता बनाए रखती है।

• विचार:घटकों के बीच थर्मल विस्तार अंतर महत्वपूर्ण हो जाते हैं और लचीले डिजाइन तत्वों या विस्तार प्रावधानों के माध्यम से संबोधित किया जाना चाहिए।

गैसकेट रासायनिक हमले, सूजन या निष्कर्षण के प्रति संवेदनशील होते हैं।

• मजबूत ऑक्सीकरण एसिड (जैसे, केंद्रित नाइट्रिक एसिड) जो अधिकांश इलास्टोमर पर हमला करते हैं।

• सुगंधित हाइड्रोकार्बन (बेंजीन, टोलुएन) जो कई सामान्य गास्केट सामग्री में सूजन का कारण बनते हैं।

• उच्च शुद्धता वाले तरल पदार्थ (अत्यधिक शुद्ध जल, औषधीय मध्यवर्ती पदार्थ) जिनमें गास्केट से निकालने योग्य पदार्थ अस्वीकार्य हैं।

• डिजाइन आधार:पूरी तरह से वेल्डेड निर्माण पूरी तरह से गास्केट संगतता प्रतिबंध को समाप्त करता है।

ज्वलनशील, विषाक्त या पर्यावरणीय रूप से खतरनाक तरल पदार्थों से जुड़े अनुप्रयोगों में उच्चतम स्तर की प्रतिधारण अखंडता की आवश्यकता होती है।

• डिजाइन आधार:वेल्डेड निर्माण एक निरंतर धातु बाधा प्रदान करता है जिसमें लंबे समय तक क्षरण के अधीन गतिशील सील नहीं होती है।

• विनियामक चालक:एपीआई 662 (सामान्य रिफाइनरी सेवाओं के लिए प्लेट हीट एक्सचेंजर्स) और एएसएमई सेक्शन VIII, डिवीजन 1 या 2 सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए ढांचा प्रदान करते हैं।

इसके विपरीत, पूरी तरह से वेल्डेड एक्सचेंजर हैंनहींयदि द्रव को बार-बार यांत्रिक सफाई की आवश्यकता होती है। यदि द्रव में उच्च गंदगी की प्रवृत्ति है और रासायनिक रूप से साफ नहीं किया जा सकता है (सीआईपी),एक गास्केट इकाई (प्लेट तक पहुँच की अनुमति देता है) या एक खोल और ट्यूब एक्सचेंजर (ट्यूब खींचने की अनुमति देता है) बेहतर है.

एक बार जब पूरी तरह से वेल्डेड एक्सचेंजर का उपयोग करने का निर्णय स्थापित हो जाता है, तो अगले चरण में विशिष्ट डिजाइन मापदंडों को परिभाषित करना शामिल है जो उपकरण विनिर्देश को नियंत्रित करेंगे।

थर्मल डिजाइन किसी भी हीट एक्सचेंजर के समान बुनियादी गणना से शुरू होता हैः

हालांकि, पूरी तरह से वेल्डेड एक्सचेंजर के लिए निम्नलिखित अतिरिक्त विचार लागू होते हैं:

तापमान और दबाव के साथ गुण परिवर्तनः

• उच्च दबावों (विशेष रूप से महत्वपूर्ण बिंदुओं के पास) पर, द्रव गुण (घनत्व, चिपचिपाहट, विशिष्ट गर्मी) काफी भिन्न हो सकते हैं। डिजाइन को प्रवाह पथ के साथ गुणों के परिवर्तनों को ध्यान में रखना चाहिए।

• सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थों के लिए (उदाहरण के लिए, पावर चक्रों में CO2) विशेष डिजाइन विधियों और समीकरण-ऑफ-स्टेट मॉडल की आवश्यकता होती है।

फ़ॉइलिंग कारक:

• पूरी तरह से वेल्डेड एक्सचेंजर्स में यांत्रिक सफाई की पहुंच नहीं होती है। इसलिए, गास्केट वाले इकाइयों की तुलना में अधिक सावधानीपूर्वक गंदगी के कारकों का अनुमान लगाया जाना चाहिए।

• मानक फोल्डिंग प्रतिरोध (जैसे, टीईएमए) अपर्याप्त हो सकते हैं; नए अनुप्रयोगों के लिए साइट-विशिष्ट डेटा या पायलट परीक्षण की सिफारिश की जाती है।

• एक विशिष्ट डिजाइन दृष्टिकोण रासायनिक सफाई चक्रों के बीच कम प्रदर्शन के जोखिम के खिलाफ संतुलित 15-30% ओवर-सतह मार्जिन को शामिल करना है।

दबाव डिजाइन के आधार में स्थिर अवस्था की परिचालन स्थितियों और क्षणिक घटनाओं दोनों को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

अभियांत्रिकी तर्क:गस्केट वाली इकाइयों के विपरीत जहां गस्केट संपीड़न अनुमेय दबाव को सीमित करता है, पूरी तरह से वेल्डेड एक्सचेंजर दबाव वाहिकाओं के रूप में डिज़ाइन किए गए हैं।एमएडब्ल्यूपी सबसे कमजोर घटक द्वारा निर्धारित किया जाता है, आमतौर पर प्लेट पैक, वेल्ड्स, या शेल और गणना या सबूत परीक्षण द्वारा मान्य किया जाना चाहिए।

तापमान सामग्री चयन, थर्मल तनाव वितरण और थर्मल थकान की संभावना को प्रभावित करता है।

धातु तापमान निर्धारणः

• पूरी तरह से वेल्डेड प्लेट इकाइयों के लिए, धातु का तापमान दो द्रव तापमानों के औसत के रूप में अनुमानित है।

• प्लेट-एंड-शेल इकाइयों के लिए, शेल पक्ष में अलग-अलग तापमान प्रोफाइल हो सकते हैं; पीक तापमान निर्धारित करने के लिए परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए) की आवश्यकता हो सकती है।

थर्मल साइक्लिंग:

• जिन अनुप्रयोगों में बार-बार स्टार्ट/शटडाउन या बैच प्रक्रियाएं शामिल होती हैं, वे उपकरण को थर्मल साइक्लिंग के अधीन करते हैं।

• डिजाइन में थकान जीवन को ध्यान में रखा जाना चाहिए। ASME सेक्शन VIII, डिवीजन 2 चक्रगत संचालन के अधीन दबाव वाहिकाओं के लिए थकान विश्लेषण आवश्यकताओं को प्रदान करता है।

• पूरी तरह से वेल्डेड प्लेट पैक के लिए, वेल्ड संभावित थकान प्रारंभ स्थान हैं; वेल्ड डिजाइन और निरीक्षण (जैसे, रंग घुसपैठ, रेडियोग्राफिक) तदनुसार निर्दिष्ट किया जाना चाहिए।

प्रारंभ और बंद दरेंः

• अत्यधिक थर्मल तनाव को रोकने के लिए अधिकतम अनुमेय हीटिंग और कूलिंग दरों को निर्दिष्ट किया जाना चाहिए।

• मध्यम डिजाइनों के लिए सामान्य सीमा 50-100°C प्रति घंटे है, मोटे अनुभागों या असमान सामग्री वेल्ड के लिए कम दरें हैं।

पूरी तरह से वेल्डेड हीट एक्सचेंजर्स के लिए सामग्री का चयन गैसकेट वाले इकाइयों की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण है क्योंकि गैसकेट प्रतिस्थापन द्वारा सामग्री के क्षरण को संबोधित नहीं किया जा सकता है।

डिजाइन में सेवा के लिए विशिष्ट संभावित संक्षारण तंत्रों को संबोधित किया जाना चाहिएः

पूरी तरह से वेल्डेड हीट एक्सचेंजर्स का यांत्रिक डिजाइन लागू दबाव पोत कोड के अनुरूप होना चाहिए।यह दृष्टिकोण गैसकेट इकाइयों से अलग है क्योंकि प्लेट पैक स्वयं एक दबाव-नियंत्रण घटक बन जाता है.

जटिल ज्यामिति के लिए (गोरगुएशन के साथ प्लेट पैक, वेल्डेड चैनल क्लोजर) या उच्च दबाव डिजाइन के लिए, एफईए को निम्न की आवश्यकता होती हैः

• दबाव और थर्मल भार के तहत प्लेट पैक के भीतर तनाव वितरण की जांच करें।

• वेल्ड तनाव एकाग्रता कारकों का आकलन करें।

• चक्रगत सेवा के लिए थकान जीवन का आकलन करें।

• अंतर दबाव के तहत विरूपण विशेषताओं को निर्धारित करें।

मुख्य एफईए आउटपुटः

• प्राथमिक झिल्ली तनाव (ASME VIII-2 के अनुसार सीमाएं)

• प्राथमिक + द्वितीयक तनाव (तापीय भार के लिए)

• चरम तनाव (थकान के आकलन के लिए)

पूरी तरह से वेल्डेड एक्सचेंजर में वेल्ड संरचनात्मक और दबाव को बनाए रखने वाले होते हैं। डिजाइन आधार में निर्दिष्ट किया जाना चाहिएः

• वेल्ड प्रकार:दबाव-रक्षण जोड़ों के लिए पूर्ण प्रवेश वेल्ड की आवश्यकता होती है; गैर-दबाव संलग्नक के लिए आंशिक प्रवेश स्वीकार्य हो सकता है।

• निरीक्षण आवश्यकताएं:क्रिटिकल वेल्ड्स के लिए रेडियोग्राफिक (RT) या अल्ट्रासोनिक (UT) जांच; सतह की जांच के लिए डाई पेनेट्रेंट (PT) ।

• वेल्ड के बाद गर्मी उपचार (पीडब्ल्यूएचटी):कुछ सामग्रियों के लिए आवश्यक (जैसे, कुछ मोटाई पर कार्बन स्टील) अवशिष्ट तनाव को कम करने और भंगुर टूटने से रोकने के लिए।

पूरी तरह से वेल्डेड एक्सचेंजर्स का थर्मल प्रदर्शन प्लेट पैक में समान प्रवाह वितरण पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करता है। डिजाइन विचार में शामिल हैंः

• इनलेट पोर्ट्स और मनिफोल्ड्सःबड़ी इकाइयों या महत्वपूर्ण सेवाओं के लिए समान प्रवाह वितरण सुनिश्चित करने के लिए कम्प्यूटेशनल फ्लूइड डायनामिक्स (सीएफडी) विश्लेषण की आवश्यकता हो सकती है।

• चैनल ज्यामितिःघुमावदार पैटर्न (हेरिंगबोन, वाशबोर्ड) उथल-पुथल पैदा करते हैं और गर्मी हस्तांतरण में सुधार करते हैं, लेकिन दबाव में गिरावट और प्रवाह वितरण को भी प्रभावित करते हैं।

गैस्केटेड इकाइयों के विपरीत जहां वेग को कम करने के लिए प्लेटें जोड़ी जा सकती हैं, पूरी तरह से वेल्डेड इकाइयों में प्लेटों की संख्या निश्चित होती है। इसलिएः

• डिजाइन दबाव गिरावट अधिक सटीकता के साथ निर्दिष्ट किया जाना चाहिए।

• पंप का आकार कम से कम क्षेत्र समायोजन क्षमता के साथ एक्सचेंजर दबाव में गिरावट को ध्यान में रखना चाहिए।

• विनिर्माण भिन्नताओं और मामूली फोलिंग को ध्यान में रखने के लिए एक डिजाइन मार्जिन (आमतौर पर 10~15%) शामिल किया जाता है।

सेवा की शर्तें:

• प्रक्रिया: प्रोपेन शीतल पदार्थ का उपयोग करके प्राकृतिक गैस को 80°C से 25°C तक ठंडा करना।

• परिचालन दबावः 95 बार।

• द्रव संरचनाः भारी हाइड्रोकार्बन के साथ प्राकृतिक गैस; प्रोपेन पक्ष।

• सुरक्षा वर्गीकरणः ज्वलनशील गैस।

डिजाइन आधार निर्धारणः

• प्रकार का चयनःउच्च दबाव और सुरक्षा आवश्यकताओं के कारण चयनित पूर्ण वेल्डेड प्लेट-और-शेल कॉन्फ़िगरेशन।

• दबाव आधार:एमएडब्ल्यूपी 110 बार (15% मार्जिन ऑपरेटिंग से ऊपर) पर सेट किया गया है। शेल साइड (प्रोपेन) 25 बार के लिए डिज़ाइन किया गया है।

• तापमान आधार:स्टार्टअप और परिवेश की स्थितियों को समायोजित करने के लिए डिजाइन तापमान -20°C से 100°C।

• सामग्रीःगैस पक्ष के लिए 316L स्टेनलेस स्टील (सल्फर युक्त गैस के लिए संक्षारण अनुदान की आवश्यकता होती है); प्रोपेन खोल के लिए कार्बन स्टील।

• कोड अनुपालन:ASME खंड VIII, डिवीजन 2 प्लेट पैक के साथ FEA सत्यापन के साथ।

• निरीक्षण:मुख्य वेल्ड की 100% रेडियोग्राफिक जांच; हीलियम लीक परीक्षण।

सेवा की शर्तें:

• प्रक्रियाः शीतलन जल का उपयोग करके 98% सल्फ्यूरिक एसिड को 120°C से 50°C तक ठंडा करना।

• ऑपरेटिंग दबावः 6 बार (एसिड पक्ष), 5 बार (पानी पक्ष) ।

• संक्षारकताः अत्यधिक संक्षारक; उच्च तापमान पर तेजी से संक्षारण का खतरा।

डिजाइन आधार निर्धारणः

• प्रकार का चयनःपूरी तरह से वेल्डेड ब्लॉक-प्रकार के एक्सचेंजर को गैसकेट को समाप्त करने के लिए चुना गया है जो एसिड सेवा में विफल हो जाएगा।

• संक्षारण आधार:संक्षारण दर के आंकड़ों के आधार पर सामग्री का चयनः एसिड पक्ष के लिए Hastelloy C-276; पानी पक्ष के लिए 316L।

• तापमान आधार:डिजाइन तापमान 150 डिग्री सेल्सियस के लिए परेशान परिस्थितियों को समायोजित करने के लिए।

• फोलिंग आधार:अम्ल पक्ष को गैर-फॉलिंग माना जाता है; जल पक्ष में 0.0002 m2·K/W फॉलिंग अनुमतियाँ शामिल हैं।

• रखरखावःस्थान पर रासायनिक सफाई (सीआईपी) के लिए प्रावधान शामिल; यांत्रिक सफाई पहुंच की आवश्यकता नहीं है।

• वेल्डिंग:पूर्ण प्रवेश वेल्ड; जंग प्रतिरोध को बहाल करने के लिए वेल्ड के बाद समाधान एनीलिंग।

सेवा की शर्तें:

• प्रक्रियाः सुपरक्रिटिकल CO2 धाराओं के बीच गर्मी वसूली।

• ऑपरेटिंग दबावः 250 बार।

• तापमानः गर्म पक्ष 550°C; ठंडा पक्ष 100°C प्रवेश, 400°C बाहर निकलना।

• द्रव: उच्च शुद्धता CO2

डिजाइन आधार निर्धारणः

• प्रकार का चयनःप्रिंटेड सर्किट हीट एक्सचेंजर (पीसीएचई) अत्यधिक दबाव, कॉम्पैक्टनेस आवश्यकताओं और उच्च थर्मल प्रभावकारिता (>95%) के कारण चुना गया।

• दबाव आधार:एमएडब्ल्यूपी 300 बार (अस्थायी अधिभार सहित)

• सामग्री का चयन:उच्च तापमान क्रॉप प्रतिरोध के लिए 800H मिश्र धातु।

• थकान का आकलनःव्यापक ताप चक्र विश्लेषण; दैनिक चक्र के साथ डिजाइन जीवन 30 वर्ष।

• विनिर्माणःचुनिंदा लेजर वेल्डिंग के साथ प्रसार बंधन; पारंपरिक कोड कवरेज की अनुपस्थिति के कारण ASME बॉयलर और दबाव पोत कोड, धारा III (परमाणु) मानकों के अनुसार योग्यता परीक्षण।

डिजाइन आधार में उपकरण की सेवा जीवन के दौरान सुरक्षा के लिए परिचालन सीमाएं भी निर्धारित की जानी चाहिए।

पूरी तरह से वेल्डेड हीट एक्सचेंजर्स के डिजाइन के लिए एक कठोर, व्यवस्थित दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है जो दबाव पोत इंजीनियरिंग, सामग्री विज्ञान,और प्रक्रिया सुरक्षा विचारगस्केट या वेल्डेड विकल्पों के विपरीत, पूरी तरह से वेल्डेड निर्माण गतिशील सील को समाप्त करता है लेकिन स्थायी डिजाइन निर्णयों को लागू करता है जिन्हें क्षेत्र में आसानी से संशोधित नहीं किया जा सकता है।

डिजाइन और परिचालन स्थितियों का निर्धारण एक संरचित पद्धति का अनुसरण करता हैः

1. मौलिक निर्णय:यह स्थापित करना कि दबाव, तापमान, द्रव संगतता या सुरक्षा आवश्यकताओं के आधार पर पूरी तरह से वेल्डेड निर्माण उचित है।

2. पैरामीटर परिभाषाःथर्मल ड्यूटी, दबाव (MAWP और अंतर), तापमान (ऑपरेटिंग, डिजाइन और ट्रांजिट), और फ्यूलिंग अपेक्षाओं को सटीक रूप से निर्दिष्ट करना।

3. सामग्री का चयन:संक्षारण तंत्र, तापमान और कोड आवश्यकताओं के आधार पर मिश्र धातुओं का चयन करना।

4. मैकेनिकल डिजाइनःउपयुक्त दबाव पोत कोड लागू करना, जटिल ज्यामिति के लिए एफईए करना और वेल्ड गुणवत्ता और निरीक्षण निर्दिष्ट करना।

5. हाइड्रोलिक डिजाइनःसमान प्रवाह वितरण और सटीक दबाव गिरावट की भविष्यवाणी सुनिश्चित करना।

6. परिचालन सुरक्षा उपाय:उपकरण के जीवनचक्र के दौरान अखंडता बनाए रखने के लिए सीमाओं और सुरक्षा प्रणालियों को परिभाषित करना।

जब इस पद्धति को सही ढंग से लागू किया जाता है, तो यह उपकरण विश्वसनीय रूप से खतरनाक तरल पदार्थों को शामिल करता है, चरम परिचालन स्थितियों का सामना करता है,और न्यूनतम रखरखाव हस्तक्षेप के साथ थर्मल प्रदर्शन प्रदान करता हैजैसे-जैसे औद्योगिक प्रक्रियाएं उच्च दबाव, उच्च तापमान और अधिक आक्रामक मीडिया की ओर बढ़ती जाती हैं,पूरी तरह से वेल्डेड हीट एक्सचेंजर को ध्वनि इंजीनियरिंग के आधार पर डिजाइन किया गया है जो थर्मल इंजीनियरों के शस्त्रागार का एक अनिवार्य घटक बना रहेगा।.