Устройство геликоидного теплообменника

 

Геликоидный теплообменный аппарат относится к классу кожухотрубных аппаратов.

Аппарат (рис. 6) состоит из корпуса 1, трубного пучка 2 и присоединительных секций 5.

Корпус аппарата состоит из цилиндрической обечайки с фланцами на торцах. По обеим сторонам корпуса располагаются подводящие патрубки 3 межтрубного и трубного пространств.

Рис. 6 – Схема устройства теплообменных аппаратов Forcel ВВТ, ПВТ

(с присоединением под приварку)

 

По требованию патрубки межтрубного и трубного пространств могут иметь приварное фланцевое и резьбовое присоединения.

Герметизация трубного пучка осуществляется с помощью уплотнительных прокладок 8.

Трубный пучок состоит из трубок, закреплённых в трубных решётках 6, имеющих, в зависимости от температурных режимов и характера теплоносителей, несколько вариантов конструкции:

‒  композитные;

‒  металлические (в том числе с композитным наполнителем);

‒  комбинированные.

Через равные расстояния вдоль трубного пучка устанавливаются дистанционирующие устройства 7.

Трубный пучок свободно размещается внутри корпуса и фиксируется с обеих сторон прижимными секциями 4 с помощью стяжного крепежа 9. Разреженные области трубного пучка (если они имеются), располагаются строго напротив входного и выходного патрубка межтрубного пространства.

На прижимные секции дополнительно могут устанавливаются присоединительные секции 5, для приварного соединения.

По запросу корпус может быть оснащён бобышками на присоединительных патрубках, для осуществления процедуры промывки аппарата, слива жидкости и сброса воздуха.

Рис. 7 – Уровнемерная колонка Forcel УМ (поставляется отдельно) для измерения уровня конденсата при подтопленном режиме.

 

Аппарат может дополнительно комплектоваться уровнемерной колонкой (рис. 7).

 

Рекомендуемые схемы обвязки

 

Схема обвязки № 1 – стандартная обвязка водо-водяного аппарата (рис. 8).

Предусмотрены фильтры на обоих подводящих трубопроводах для предотвращения засорения аппарата. Среды подаются противотоком.

Для обеспечения технологической гибкости регулировки предусмотрена установка байпасной линии. Например, в этом случае существует возможность увеличения эквивалентной тепловой мощности всей системы путём нагрева холодного теплоносителя в теплообменнике до повышенной температуры с последующим его смешением с байпасным потоком

Рис. 8 – Схема обвязки № 1 (стандартная обвязка водо-водяного аппарата)

 

Схема обвязки № 2 – стандартная обвязка паро-водяного аппарата (рис. 9).

Предусмотрена регулировка подачи греющего пара в аппарат в зависимости от выходной температуры нагреваемого теплоносителя. Также во избежание затопления межтрубного пространства (а, следовательно, и вероятных гидроударов при неконтролируемом подъёме уровня конденсата и его последующем охлаждении) на выходе из него предусмотрена установка конденсатоотводчика поплавкового типа.

При подборе конденсатоотводчика необходимо учитывать максимальную пропускную способность, противодавление, создаваемое в конденсатной линии, наличие комбинированного термостатического воздухоотводчика.

В случае отсутствия последнего предусматривается установка отдельного термостатического воздухоотводчика на патрубок выпуска неконденсируемых газов (в последующих схемах конденсатоотводчик подбирается аналогичным образом).

Для аппаратов, устанавливаемых вертикально, схема обвязки осуществляется аналогичным образом

Рис. 9 – Схема обвязки № 2 (стандартная обвязка паро-водяного аппарата)

 

Схема обвязки № 3 – обвязка паро-водяного аппарата с использованием охладителя конденсата (рис. 10).

Рекомендовано применение данной обвязки при необходимости получить конденсат нужной температуры, при этом обезопасив систему от термических гидроударов. Используется в системах с большой вариативностью тепловой нагрузки, не требует уровнемера и автоматики для работы.

Рис. 10 – Схема обвязки № 3 (обвязка паро-водяного аппарата

с использованием охладителя конденсата)

Охладитель конденсата устанавливается на параллельной основному конденсатору линии (в отличии от традиционной схемы, где охладитель конденсата выполняет роль первой ступени). Такая компоновка позволяет снизить габариты аппарата ПВТ, уменьшив его стоимость и снизив расходы на обвязку.

При подборе конденсатоотводчика, помимо противодавления в конденсатной линии, так же следует учесть гидравлическое сопротивление, создаваемое охладителем конденсата ОКС.

 

Рис. 11 – Схема обвязки № 4 (обвязка паро-водяного аппарата, работающего в подтопленном режиме)

 

Схема обвязки № 4 – обвязка паро-водяного аппарата, работающего в подтопленном режиме.

Достаточно сложный режим, позволяющий, однако, при правильных настройках добиться стабильной работы предыдущей схемы в одном аппарате.

При фиксированной тепловой мощности (в режиме постоянной нагрузки) нижний патрубок отвода конденсата оборудуется балансировочным клапаном (или регулирующей арматурой), с фиксированным значением расхода конденсата. Значение подбирается таким образом, чтобы обеспечить постоянную скорость расхода конденсата (с учётом противодавления в конденсатной линии). Необходимый уровень конденсата в межтрубном пространстве поддерживается за счёт регулировки расхода. Надо учесть, что в данной схеме возможны значительные колебания температуры конденсата на выходе.

В схеме с динамическим регулированием тепловой мощности целесообразно использовать контроллер с функцией модулирующего термостата. В зависимости от выходной температуры конденсата, контроллер прикрывает регулирующий клапан на конденсатной линии, тем самым увеличивая высоту уровня конденсата.