Scambiatori di calore tubolarisono altamente adatti per applicazioni ad alta temperatura e ad alta pressione, con la loro progettazione strutturale e la selezione dei materiali che soddisfano severi requisiti industriali. Strutturalmente, il fascio del tubo e il guscio sono rigidamente collegati per formare una camera chiusa, consentendo un flusso indipendente di fluidi nei lati del tubo e del guscio, rendendoli resistenti alle scosse di pressione bidirezionale. Bundle del tubo a forma di U o progetti di testa mobile alleviano efficacemente lo stress di espansione termica, impedendo i rischi di perdita causati dalla deformazione termica ad alte temperature.
I materiali possono essere selezionati in modo flessibile in base alle condizioni operative: l'acciaio al carbonio è adatto per applicazioni generali con temperature inferiori o uguali a 350 gradi e pressioni inferiori o uguali a 2,5 MPa; L'acciaio inossidabile (come 304 e 316L) può resistere a temperature fino a 600 gradi e mezzi altamente corrosivi. Per applicazioni che coinvolgono fluidi supercritici o pressioni estreme, materiali speciali come leghe di titanio e Hastelloy garantiscono un funzionamento stabile a pressioni superiori a 10 MPa.
In applicazioni pratiche, gli scambiatori di calore tubolari sono ampiamente utilizzati nella raffinazione del petrolio, nell'industria chimica del carbone e nei sistemi di vapore di potenza, ad esempio nel raffreddamento del petrolio e del gas nelle unità di cracking catalitiche e riscaldando l'acqua della tenuta della pompa principale nelle centrali nucleari. I suoi vantaggi sono la resistenza di pressione e temperatura stabili, bassi costi di manutenzione e durata a lungo, ma è necessario ispezionare regolarmente la corrosione del fascio del tubo e controllare la portata per prevenire l'usura di vibrazioni per garantire un funzionamento sicuro a lungo termine.
