ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кожухотрубчатые теплообменные аппараты, их типы и конструктивное исполнение из "Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа" Кожухотрубчатые теплообменники — наиболее распространенная конструкция теплообменной аппаратуры. По ГОСТ 9929 стальные кожухотрубчатые теплообменные аппараты изготовляют следующих типов ТН — с неподвижными трубными решетками ТК — с температурным компенсатором на кожухе ТП — с плавающей головкой ТУ — с и-образными трубами ТПК — с плавающей головкой и компенсатором на ней (рис. 2.19). [c.99] В зависимости от назначения кожухотрубчатые аппараты мохут быть теплообменниками, холодильниками, конденсаторами и испарителями их изготовляют одно- и многоходовыми. [c.99] Кожухотрубчатый аппарат с неподвижной трубной решеткой (типа ТН) представлен на рис. 2.20. Такие аппараты имеют цилиндрический кожух 1, в котором расположен трубный п дюк 2 трубные решетки 3 с развальцованными трубками крепятся к корпусу аппарата. С обоих концов теплообменный аппарат закрыт крышками 4. Аппарат оборудован штуцерами 5 для теплообменивающихся сред одна среда идет по трубкам, другая проходит через межтрубное пространство. [c.99] Теплообменники этой группы изготовляют на условное давление 0,6...4,0 МПа, диаметром 159... 1200 мм, с поверхностью теплообмена до 960 м длина их до 10 м, масса до 20 т. Теплообменники этого типа применяют до температуры 350 °С. [c.99] Особенностью аппаратов типа ТН является то, что трубы жестко соединены с трубными решетками, а решетки с корпусом. В связи с этим исключена возможность взаимных перемешений труб и кожуха поэтому аппараты этого типа называют еще теплообменниками жесткой конструкции. Некоторые варианты крепления трубных решеток к кожуху в стальных приведены на рис. 2.21. [c.101] В кожухотрубчатых теплообменниках для достижения больших коэффициентов теплоотдачи необходимы достаточно высокие скорости теплоносителей для газов 8...30 м/с, для жидкостей не менее 1,5 м/с. Скорость теплоносителей обеспечивают при проектировании соответствующим подбором площади сечения трубного и межтрубного пространства. [c.102] Если площадь сечения трубного пространства (число и диаметр труб) выбрана, то в результате теплового расчета определяют коэффициент теплопередачи и теплообменную поверхность, по которой рассчитывают длину трубного пучка. Последняя может оказаться больше длины серийно выпускаемых труб. В связи с этим применяют многоходовые (по трубному пространству) аппараты с продольными перегородками в распределительной камере. Промышленностью выпускаются двух-, четырех- и шестиходовые теплообменники жесткой конструкции. [c.102] Двухходовой горизонтальный теплообменник типа ТН (рис. 2.23) состоит из цилиндрического сварного кожуха 5, распределительной камеры 11 VI двух крышек 4. Трубный п) ок образован трубами 7, закрепленными в двух трубных решетках 3. Трубные решетки приварены к кожуху. Крышки, распределительная камера и кож тг соединены ф.лан-цами. В кожухе и распределительной камере выполнены штуцера для ввода и вывода теплоносителей из трубного (штуцера 1,12) и межтрубного (штуцера 2, 10) пространств. Перегородка 13 в распределительной камере образует ходы теплоносителя по трубам. Для герметизации узла соединения продольной перегородки с трубной решеткой использована прокладка 14, уложенная в паз решетки 3. [c.102] Достоинством аппаратов этого типа является простота конструкции и, следовательно, меньшая стоимость. [c.103] Однако им присущи два крупных недостатка. Во-первых, очистка межтрубного пространства подобных аппаратов сложна, поэтому теплообменники такого типа применяются в тех случаях, когда среда, проходящая через межтрубное пространство, является чистой, не агрессивной, т. е. когда нет необходимости в чистке. [c.103] Во-вторых, существенное различие между температурами трубок и кожуха в этих аппаратах приводит к большему удлинению трубок по сравнению с кожухом, что обусловливает возникновение температурных напряжений в трубной решетке 5, нарушает плотность вальцовки труб в решетке и ведет к попаданию одной теплообменивающейся среды в другую. Поэтому теплообменники этого типа применяют при разнице температур теплообменивающихся сред, проходящих через трубки и межтрубное пространство не более 50°С и при сравнительно небольшой длине аппарата. [c.103] Наиболее часто в аппаратах типа ТК используют одно- и многоэлементные линзовые компенсаторы), изготовляемые обкаткой из коротких цилиндрических обечаек. Линзовый элемент, показанный на рисунке 2.256, сварен из двух иолулинз, полученных из листа штамповкой. Компенсирующая способность линзового компенсатора примерно пропорциональна числу линзовых элементов в нем, однако применять компенсаторы с числом линз более четырех не рекомендуется, так как резко снижается сопротивление кожуха изгибу. Для увеличения компенсирующей способности линзового компенсатора он может быть при сборке кожуха предварительно сжат (если предназначен для работы на растяжение) или растянут (при работе на сжатие). [c.104] При установке линзового компенсатора на горизонтальных аппаратах в нижней части каждой линзы сверлят дренажные отверстия с заглушками для слива воды после гидравлических испытаний аппарата. [c.105] Теплообменники с и-образными трубками типа ТУ имеют одну трубную решетку, в которую завальцованы оба конца и-образных трубок, что обеспечивает свободное удлинение трубок при изменении их температуры. Недостатком таких аппаратов является трудность чистки внутренней поверхности труб, вследствие которой они используются преимушественно для чистых продуктов. [c.105] Такие аппараты (рис. 2.26) состоят из кожуха 2 и трубного пучка, имеющего одну трубную решетку 3 и и-образные трубы 1. Трубная решетка вместе с распределительной камерой 4 крепится к кожз ху аппарата на фланце. [c.105] Теплообменники этого типа могут быть в горизонтальном и вертикальном исполнении. Их изготовляют диаметром 325... 1400 мм с трубами длиной 6...9 м, на условное давление до 6,4 МПа и для рабочих температур до 450 °С. Масса теплообменников до 30 т. [c.105] Для обеспечения раздельного ввода и вывода теплоносителя в распределительной камере предусмотрена перегородка 5. [c.105] Теплообменники типа ТУ являются двухходовыми по трубному пространству и одно- или двухходовыми по межтрубному пространству. В последнем случае (рис. 2.27) в аппарате установлена продольная перегородка 2, извлекаемая из кожуха 1 вместе с трубным пучком. Для исключения перетекания теплоносителя в зазорах между кожухом аппарата и перегородкой 2 у стенки кожуха устанавливают гибкие металлические пластины 3 (рис. 2.28в) или прокладку 3 (рис. 2.286) из прорезиненного асбестового шнура, уложенную в паз перегородки 2. [c.105] В аппаратах типа ТУ обеспечивается свободное температурное удлинение труб каждая труба может расширяться независимо от кожуха и соседних труб. Разность температур стенок труб по ходам в этих аппаратах не должна превышать 100°С. В противном случае могут возникнуть опасные тбхмпературные напряжения в трубной решетке вследствие температурного скачка на линии стыка двух ее частей. [c.106] Преимуш еством конструкции аппарата типа ТУ является возможность периодического извлечения трубного пучка для очистки наружной поверхности труб или полной замены пучка. Однако следует отметить, что наружная поверхность труб в этих аппаратах неудобна для механической очистки. [c.106] Вернуться к основной статье