Кожухотрубчатые теплообменные аппараты

Основным элементом кожухотрубчатого теплообменника (рисунок 6.3) является пучок труб 1, который размещают в цилиндрическом корпусе 2 (кожухе). Пространство между трубками и боковой поверхностью кожуха называется межтрубным. Концы труб крепятся к трубным решеткам 3 развальцовкой, сваркой, пайкой. К фланцам кожуха присоединяются съемные крышка 4 и днище 5 с патрубками 6 для подвода и отвода теплоносителя I. На кожухе также имеются патрубки 6 для ввода и вывода теплоносителя II. Концы труб в трубных решетках крепятся развальцовкой, сваркой, пайкой.

Достоинства кожухотрубчатых теплообменников:

1) компактность;

2) небольшой расход металла;

3) легкость очистки труб изнутри (за исключением теплообменников с U-образными трубами).

Недостатками таких теплообменников являются:

1) трудность пропускания теплоносителей с большими скоростями (этот недостаток в известной мере устраняется в многоходовых и элементных теплообменниках);

2) трудность очистки межтрубного пространства и малая доступность его для осмотра и ремонта;

3) трудность изготовления из материалов, не допускающих развальцовки и сварки (чугун и т.д.).

Классификация кожухотрубчатых теплообменников представлена в таблице 6.1.

 

Таблица 6.1 - Классификация кожухотрубчатых теплообменников

В соответствии с требованиями технологического процесса и удобства монтажа
Вертикальные	Горизонтальные			Наклонные
В зависимости от величины температурных удлинений трубок и корпуса
Жесткой конструкции Используются при небольших разностях температур корпуса и пучка труб	Полужесткой конструкции Температурные деформации от 10 до 15 мм компенсируются осевым сжатием или расширением специальных компенсаторов, установленных на корпусе				Нежесткой конструкции Возможно независимое перемещение теплообменных труб и корпуса с целью устранения дополнительных напряжений от температурных удлинений
Кожухотрубчатые теплообменники
Одноходовые		Многоходовые
		по трубному пространству	по межтрубному пространству

Для повышения скорости движения теплоносителя в теплообменниках устраивают перегородки (рисунок 6.4).

а

а – сегментные; б – диск-укольца

Рисунок 6.4 – Перегородки в межтрубном пространстве

 

Следующей особенностью конструкции кожухотрубчатых теплообменников является компоновка труб в корпусе (рисунок 6.5).

Треугольная

По концентрическим окружностям

Коридорная     S1 = S2 S1 ≠ S2

Шахматная

Рисунок 6.5 – Компоновка труб в корпусе

 

Еще одним важным фактором при рассмотрении кожухотрубчатых теплообменников является выбор скорости теплоносителя. В таблице 6.2 приведены рекомендуемые значения скоростей для различных сред.

 

Таблица 6.2 - Рекомендуемые значения скоростей теплоносителей

Среда	Условия движения	Скорость, м/с
Маловязкая жидкость (вода, бензин)	Нагнетательная линия Всасывающая линия	1,0-3,0 0,8-1,2
Вязкая жидкость (легкие и тяжелые масла, растворы солей)	Нагнетательная линия Всасывающая линия	0,5-1,0 0,2-0,8
Маловязкие и вязкие жидкости	Самотек	0,1-0,5
Газ при большом напоре	Нагнетательная линия компрессоров	15-30
Газ при небольшом напоре	Нагнетательная линия вентиляторов	5-15

 Змеевиковые теплообменные аппараты Основным теплообменным элементом подобных теплообменников является змеевик – труба, согнутая по определенному профилю. Змеевик может вставляться внутрь аппарата или огибать его снаружи. В зависимости от этого змеевиковые теплообменные аппараты, схемы которых изображены в таблице 6.3, бывают с погружными и наружными змеевиками.

Таблица 6.3 – Виды змеевиковых теплообменников

Змеевиковые теплообменники