ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплообменные аппараты из неметаллических материалов (М.Г. Гайнуллин) из "Машиностроение Энциклопедия Т IV-12 " Широкое использование кожухотрубчатых теплообменников в химической промышленности определяется необходимостью тепловой подготовки сырья к реакционным процессам и использования теплообмена при выделении товарного продукта из реакционной массы. [c.358] При использовании теплообменников-утилизаторов должно выполняться условие, чтобы затраты на его установку и эксплуатацию покрывались достигаемой экономией тепловой энергии или теплоносителя. [c.358] Выбор теплообменника зависит от назначения аппарата, области применения, количества передаваемой теплоты, производительности, физических и термодинамических параметров и свойств теплоносителей (плотности, вязкости, теплоемкости, агрегатного состояния химических свойств сред, агрессивности), степени загрязнения теплоносителя и характера отложений на теплообменной поверхности, температурных деформаций и др. [c.358] Классификация кожухотрубчатых теплообменников. В связи с разнообразием требований, предъявляемых к теплообменным аппаратам, условий проведения теплообмена в промышленных установках разработаны и применяются кожухотрубчатые теплообменники различных типов, причем для каждого типа имеется широкий размерный ряд аналогов поверхности теплообмена площадью от нескольких единиц до нескольких тысяч квадратных метров. Размерные ряды теплообменников подразделяются не только по габаритным размерам, давлению и температуре, но и по материалу исполнения (из стали, пластика, керамики и др.). [c.358] Кожухотрубчатые теплообменники жесткого типа. В аппаратах этого типа осуществляют теплообмен между жидкостями, газами и парами в любом их сочетании. Составными элементами таких теплообменников являются (рис. 4.1.1) кожух У, трубы 2, трубные решетки (плиты) 5, распределительные камеры 4, 5 (крышки), перегородки 6. [c.359] Один из теплоносителей А движется по пространству, образованному распределительными камерами и внутренней полостью труб (в трубном пространстве), другой 5 - в межтруб-ном пространстве, ограниченном внещней поверхностью труб, трубными рещетками и кожухом. Таким образом, поверхностью теплообмена является поверхность труб. [c.359] Для такой конструкции характерно неразъемное жесткое крепление труб, трубных решеток и корпуса, что является одним из основных ее недостатков, так как неразъемное крепление корпуса с трубными рещетками препятствует компенсации температурных деформаций, возникающих вследствие разности температур корпуса и трубок. [c.359] Такие аппараты называют теплообменниками с неподвижными трубными решетками типа ТН (ГОСТ 9929). [c.359] Другим конструктивным недостатком теплообменников жесткого типа является неразъемное соединение деталей разной толщины в радиальном направлении (корпус - фланец или трубная решетка), что приводит к возникновению краевых сил и моментов в материале корпуса. Решение этой проблемы - вывод из опасного сечения сварного шва, что уменьшает опасность разрушения соединения, или местное увеличение толщины слабого элемента. [c.359] Еще одним недостатком теплообменников типа ТН является невозможность механической чистки межтрубного пространства. [c.360] Однако теплообменники типа ТН отличаются простотой конструкции, что делает допустимым их изготовление силами ремонтно-механических цехов (РМЦ) предприятий, доступностью чистки трубного пространства, возможностью использования в широком диапазоне давлений (свыше 10 МПа). Ограничения в их применении связаны с небольшим различием температур корпуса и трубок (не более 40...50°С). Для снижения температурных напряжений при пуске аппаратов типа ТН сначала направляют теплоноситель в межтруб-ное пространство для выравнивания температур кожуха и трубок, а затем вводят среду в трубы. [c.360] Теплообменники с гибкими компенсаторами температурных напряжений. Если расчетная разность температур кожуха и труб превышает рекомендованную для теплообменников типа ТН, то используют теплообменники с частичной или полной компенсацией температурных напряжений. К теплообменникам с частичной компенсацией относятся теплообменники с компенсаторами в корпусе теплообменники с компенсаторами в трубной решетке теплообменники с компенсацией в трубах. [c.360] Кожухотрубчатый теплообменник типа ТК отличается от теплообменника типа ТН наличием вваренного между двумя частями кожуха I гибкого элемента 2 в виде кольцевой линзы и обтекателя 3. Обтекатель уменьшает гидравлическое сопротивление межтрубного пространства. Он приваривается к корпусу со стороны входа теплоносителя в межтрубное пространство. [c.360] Разновидностью компенсатора в корпусе является расширитель на корпусе. Помимо обеспечения компенсации температурных деформаций при такой конструкции повышается эффективность теплообмена вследствие исключения застойной зоны и создается равномерная подача теплоносителя. [c.361] Установка компенсаторов расширяет диапазон работы теплообменников по температуре, но Офаничивает по давлению до 2,5 МПа. [c.361] Теплообменники с компенсацией температурных напряжений за счет свободных перемещений. В теплообменниках с U-образ-ными трубами обеспечивается свободное удлинение труб независимо от корпуса, что исключает возникновение температурных напряжений. Организация движения потоков в меж-трубном пространстве может осуществляться с помощью поперечных или продольных перегородок. [c.361] В и-образных теплообменниках каждая труба имеет свободную деформацию. Допускаемая разность температур корпуса и трубок до 100 °С. Офаничение связано с опасными температурными напряжениями во фланцевом соединении. [c.361] Преимущества такого аппарата - возможность извлечения трубного пучка и очистки внутренней поверхности корпуса и его ремонта. Однако механическая очистка внутренней поверхности труб невозможна, поэтому ее осуществляют химическими реагентами или потоками абразивной суспензии. [c.361] Крепление фланца I корпуса с трубной решеткой 2 и с фланцем 4 распределительной камеры осуществляется специальной шпилькой 3, которая позволяет снимать распределительную камеру без нарушения соединения трубной решетки с корпусом (рис. 4.1.6). [c.361] Для исключения нарушения герметичности соединения труб с трубной решеткой под действием изгибающих напряжений, возникающих от массы труб, в теплообменниках диаметром более 800 мм конец трубного пучка снабжен роликовой опорой. [c.361] Вернуться к основной статье