گزارش شده است که به دلیل هزینه بالای استخراج تیتانیوم، گرانتر است. اگرچه دارای ویژگی های وزن سبک و استحکام بالا است، اما استفاده از آن نیز یکی از مهم ترین عوامل موثر بر هزینه های ساخت است. بنابراین، هنگام طراحی محصولات، نحوه کاهش تیتانیوم مقدار مواد استفاده شده به یک نیاز طراحی مهم تر تبدیل شده است.
در مبدل حرارتی، ورق لوله تعبیه شده یک جزء مهم است. مبدل حرارتی تیتانیوم موجود که در آن ورق لوله به عنوان فلنج دو برابر می شود دارای کاستی های زیر است:
1. با توجه به اینکه تیتانیوم را نمی توان به مواد دیگر جوش داد، برای فلنج ها و ورق های لوله تیتانیوم مورد نیاز است. بنابراین استفاده از تیتانیوم بسیار افزایش یافته است.
2. از آنجایی که ضخامت مواد تیتانیوم تأثیر زیادی بر فشار طراحی دارد، هنگامی که فشار طراحی افزایش می یابد، ضخامت صفحه فلنج و لوله به طور همزمان افزایش می یابد.
به همین دلیل، محققان یک مبدل حرارتی تیتانیوم لوله‌ای تعبیه‌شده ایجاد کرده‌اند که برای فشارهای طراحی مختلف مناسب است و می‌تواند یک حلقه آستر و ساختار فلنج حلقه را اتخاذ کند.
ساختار مبدل حرارتی تیتانیوم صفحه ای کامپوزیت سه لایه شامل صفحات لوله، لوله های فاصله، میله های اتصال، مهره ها، لنگه های ضد شل شدن، صفحات پشتیبانی و لوله های تبادل حرارتی U شکل است. چندین لوله تبادل حرارتی U شکل وجود دارد. لوله های تبادل حرارتی U شکل با هم همپوشانی دارند و سپس از صفحه لوله عبور می کنند. لوله های تبادل حرارتی U شکل از طریق گیره های ضد شل شدن بر روی صفحه پشتیبانی ثابت می شوند. لنگه های ضد شل شدن از چند قطعه تشکیل شده است. چندین لنگه ضد شل شدن در فواصل مساوی برای جلوگیری از شل شدن تنظیم می شوند. یک لوله فاصله بین لنگ ها تنظیم شده است. یک سر میله کراوات به صفحه لوله متصل می شود و سر دیگر از لوله فاصله عبور می کند و پس از گیره های ضد شل شدن توسط یک مهره سفت می شود. صفحه لوله از سه لایه مواد کامپوزیت ساخته شده است. گوش های ضد شل شدن پنج تکه هستند. لگ ضد شل شدن و صفحه تکیه گاه به طور ثابت به هم وصل شده اند. یک آستین بافر بین لوله تبادل حرارتی U شکل و ورق لوله وجود دارد. آستین بافر بین لوله تبادل حرارتی U شکل و صفحه لوله از فولاد ساخته شده است. لوله تبادل حرارتی U شکل از ورق لوله عبور کرده و به ورق لوله جوش داده می شود. هر لایه از ورق لوله از TA{15}}Q345R+TA9 انتخاب شده است.
از آنجایی که لوله تبادل حرارتی U شکل پس از عبور از صفحه لوله به صفحه لوله جوش داده می شود و یک غلاف بافر بین لوله تبادل حرارتی U شکل و صفحه لوله ایجاد می شود، لوله تبادل حرارتی U شکل پس از جوش داده می شود. از صفحه لوله عبور می کند و لوله تبادل حرارتی U شکل پس از عبور از صفحه لوله جوش داده می شود. لوله تبادل حرارتی U شکل با توجه به مواد به لایه تیتانیوم صفحه لوله جوش داده می شود و آستین بافر بین لوله تبادل حرارتی U شکل و صفحه لوله به لایه میانی صفحه لوله جوش داده می شود. تحت همان استحکام، ضخامت صفحه لوله مورد نیاز نازک تر است که هزینه را کاهش می دهد. و می توان با لوله های مواد دیگر به دلخواه جوش داد.
