6.2 Кожухотрубчатые теплообменные аппараты

Этот тип аппаратов сравнительно прост по конструкции и, как правило, имеет невысокую стоимость. Обычно они рассчитаны на рабочее давление до 4,1 МПа. В общем случае теплообменник (Рис. ) состоит из пучка труб … , жестко закрепленных в трубных досках …., которые соединены с кожухом …. Пучок труб, таким образом, находится внутри кожуха, а образовавшееся пространство называется межтрубной полостью, внутри которой имеются перегородки …. Трубные доски снаружи закрываются крышками …., образуя вместе с внутренними объемами труб трубную полость. Трубная и межтрубная полости имеют патрубки подвода и отвода теплоносителей.

В 1м³ объёма аппарата поверхность теплопередачи может достигать 200 м².

Рис. Общий вид и схема кожухотрубчатого теплообменного аппарата

дать, обозначения на схеме

Трубы изготавливаются из материалов, представленных таблице Бажан можно дать в строчку

В соответствии с существующими требованиями элементы ТОА, соприкасающиеся с забортной водой или другими агрессивными средами, должны изготавливаться из коррозионно-устойчивых материалов.

Чаще всего используются трубы с внутренним диаметром 8-12 мм. и толщиной стенки 1мм.

Трубные доски (трубные решетки) - важнейший элемент теплообменника, вос­принимающий давление рабочих сред и тепловых нагру­зок. В теплообменном аппарате могут быть установлены одна или две трубных доски. При одной трубной доске на ней закрепляют U-образные трубки или змеевики; при двух труб­ных досках в аппарате применяют прямые трубки, а также ви­тые или змеевиковые, закрепленные одним концом в одной трубной доске, другим — в другой.

Рис … Трубная доска теплообменника

По форме трубные доски могут быть круглыми, реже - прямоугольными. Толщина трубных досок зависит, в основном, от величины давления рабочей среды, применяемой в аппарате, и материала, из которого они сделаны. Трубные доски выполняют из стали, цветных металлов и сплавов, специальных сплавов, неметаллических материалов. В некоторых случаях трубные доски изготовляют из листов обычной конструкционной стали, плакированных цветными ме­таллами или сплавами со стороны забортной воды.

Разбивку трубной доски под трубки производят различными способами (рис. 94). Широко распространен способ разбивки трубок по треугольнику, он наиболее экономичен и позволяет разместить на трубной доске максимальное количество трубок.

Рис. 94. Схемы разбивки трубной доски под трубки: а — по концентриче­ским окружностям; б—по вершинам квадратов; в — по вершинам равно­сторонних треугольников.

Сечение конденсатора

а б в

дать еще более цилиндрич вальцовку

Рис. Примеры закрепления труб в трубной доске: а)- коническая развальцовка, б) -развальцовка взрывом, в) -с помощью сварки.

Обычно такие теплообменники выполняются с некоторым запасом по тепловой мощности (количеству труб), что позволяет в процессе эксплуатации глушить часть труб, имеющих нарушение герметичности.

По трубной полости может иметь место несколько ходов теплоносителя. Для этого в крышках делаются перегородки, которые в собранном состоянии прижимают к трубной доске уплот­няющие прокладки. В этих местах трубная доска соответственно не имеет труб.

в межтрубной полости для организации движения теплоносителя и увеличения его скорости устанавливают частично перекрывающие сечение поперечные или реже продольные перегородки (диафрагмы). Наиболее распространенные конструкции показаны на ( рис. 11).

Убрать рис г)

Рис. 11. Схемы движения рабочей среды в межтрубном пространстве аппаратов при различных перегородках: а — по­перечные перегородки кольцевого типа; б — поперечные перегородки сегментного типа; в — продольные перегородки;

Теплообменник Барона ?

Если рабочие среды, протекающие по трубкам и циркули­рующие в межтрубном пространстве, имеют существенные различия по температуре, то для свободного перемещения деталей в ап­паратах предусматривают различные способы компенсации возникающей де­формаций конструкции. Особенно большие температурные воз­действия испытывают трубки и корпус. между корпусом и трубками наблюдается наибольшая разница тепло­вых удлинений, и если не обеспечить возможность перемещения, то в материале трубок, трубной доски и корпуса могут возник­нуть напряжения, выходящие за пределы допустимых.

В практике зарубежного аппаратостроения для компенсации тепловых расширений применяют:

• U-образные трубки или змеевики;

• компенсаторы на корпусе;

• плавающие трубные доски;

• сальниковые уплотнения и дт.

• трубки Фильда;

• предварительно изогнутые трубки.

Каждое из этих средств имеет свои положительные стороны и недостатки

Убрать а) з) д) Ж) и уточнить рис г)

Рис. 12. Схемы теплообменных аппаратов с компенсаторами температурных расширений : б — с U-образными трубками; в — с пла­вающей трубной доской; г — с сальниковым уплотнением; е — с двумя закрепленными неподвижными трубными досками и линзовым компенсатором; ж — змеевиковый;

(СПИРАЛЬНЫЕ) трубчатые

…………………………………………………………………………

Змеевиковые