Теплообменники типа «труба в трубе»

В теплообменниках этой конструкции одна из тсплообменивающихся сред движется внутри труб малого диаметра, а другая по кольцевому зазору, образованному трубами малого и большого диаметров. Это позволяет создать высокие скорости движения сред и интенсифицировать теплообмен.

 

Применяют теплообменники типа «труба в трубе» жесткой конструкции (рис. Х-5) и разборные (рис. Х-6). Теплообменники жесткой конструкции используют при разности температур не более 70 "С. Длина труб неразборных теплообменников составляет от 3 до 12 м, а наружный диаметр от 48 до 219 км.

Теплообменники разборной конструкции компонуются из труб длиной от 3 до 9 м диаметром 89 мм для наружных труб и 48 мм для внутренних. Поверхность теплообмена предусмотрена от 3 до 66 и. Аппараты изготовляют на условное давление до 4 МПа. Разборные теплообменники позволяют осуществлять чистку наружных и внутренних поверхностей труб, а также применять оребренные внутренние трубы. Это дает возможность значительно увеличить количество переданного тепла.

Подогреватели с паровым пространством (рибойлеры)

Аппараты этого типа применяют для нагрева и частичного испарения нефтепродуктов, например при подводе тепла в нижнюю часть колонны, когда нет необходимости в трубчатых печах вслед­ствие относительно невысоких температур. В качестве теплоно­сителя обычно используют насыщенный водяной пар, который конденсируется в трубном пучке.

Подогреватель с паровым пространством (рис. Х-8) имеет цилиндрический корпус, в нижней части которого размещены один—три трубных пучка. Уровень жидкости в аппарате обеспе­чивается сливной перегородкой, высота которой назначается таким образом, чтобы трубный пучок полностью находился в слое жидко­сти. Нагреваемая жидкость поступает через, нижний штуцер в корпус аппарата, обтекает трубный пучок и сливается через перегородку в пространство за ней. Отсюда нагретая жидкость выводится из аппарата через нижний штуцер, а пары уходят через верхний штуцер. Над зеркалом жидкости имеется паровое про­странство высотой не менее D/3. Трубный пучок 3 может быть выполнен с плавающей головкой или с U-образными трубками. Он опирается на поперечные балки, к которым сверху крепятся прогоны из уголка, по которым скользит пучок при его монтаже и демонтаже. Поверхность теплообмена стандартных испарителей может достигать 350 м², стандартные испарители рассчитаны на условное давление в корпусе до 2,5 МПа и в трубном пучке до 4 МПа. В тех случаях, когда не требуется испарять часть продукта, а необходимо только повысить его температуру, применяют теплообменные аппараты обычной конструкции, обогреваемые водяным паром.

Теплообменные аппараты воздушного охлаждения

В последние годы в связи с необходимостью экономии потреб­ления воды, уменьшения количества сточных вод и по другим причинам широкое распространение получили аппараты воздуш­ного охлаждения (АВО), которые применяют в качестве конден­саторов и холодильников. Хладоагентом в этих аппаратах служит окружающий воздух, продуваемый вентилятором снаружи труб­ного пучка, по которому проходит охлаждаемый продукт (рис. Х-9). Трубные пучки могут быть расположены горизонтально, наклонно или вертикально — в зависимости от величины поверхности, на­значения и компоновочной схемы аппарата.

Для повышения эффективности теплоотдачи к потоку воздуха трубы снабжают поперечным оребрением (см. рис. Х-7), а для предохранения от коррозии их оцинковывают снаружи. При высокой температуре окружающего воздуха его охлаждают, испаряя воду, впрыскиваемую через коллектор 7 (рис. Х-9). Иногда дополнительно трубы орошают сверху водой, подаваемой через специальный коллектор.

Изменение режима работы АВО достигается поворотом ло­пастей рабочего колеса вентилятора или жалюзи 8 на выходе воздуха из трубного пучка.

Погружные теплообменники

Теплообменники этого типа состоят из плоских или цилиндрических змеевиков (аналогично витым), погруженных в сосуд с жидкой рабочей средой. Вследствие малой скорости омывания жидкостью и низкой теплоотдачи снаружи змеевика погружные теплообменники являются недостаточно эффективными аппаратами. Их целесообразно использовать, когда жидкая рабочая среда находится в состоянии кипения или имеет механические включения, а также при необходимости применения поверхности нагрева из специальных материалов (свинец, керамика, ферросилид и др.), для которых форма змеевика наиболее приемлема.

Оросительные теплообменники

Оросительные теплообменники представляют собой ряд расположенных одна над другой прямых труб, орошаемых снаружи водой. Трубы соединяют сваркой или на фланцах при помощи «калачей». Оросительные теплообменники применяют главным образом в качестве холодильников для жидкостей и газов или как конденсаторы. Орошающая вода равномерно подается сверху через желоб с зубчатыми краями. Вода, орошающая трубы, частично испаряется, вследствие чего расход ее в оросительных теплообменниках несколько ниже, чем в холодильниках других типов. Оросительные теплообменники — довольно громоздкие аппараты; они характеризуются низкой интенсивностью теплообмена, но просты в изготовлении и эксплуатации. Их применяют, когда требуется небольшая производительность, а также при охлаждении химически агрессивных сред или необходимости применения поверхности нагрева из специальных материалов.

Теплообме́нник пласти́нчатый — устройство, в котором осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодной (нагреваемой) среде через стальные, медные, графитовые гофрированные пластины, которые стянуты в пакет. Горячие и холодные слои перемежаются друг с другом. Пластинчатые теплообменники состоят из передней неподвижной и задней подвижной стальных плит. Между плитами стянуты пластины с прокладками. Они имеют две направляющие, при помощи двух направляющих пластины устанавливаются в нужном положении. В теплообменнике пластины стягиваются до необходимого размера стяжными шпильками и имеют пластины, которые развернуты одна за другой на 180°. В результате чего между пластинами образуются каналы, создающие турбулентный поток жидкости. Установка пластин в теплообменники обеспечивает чередование каналов с греющей и нагреваемой средой. В процессе теплообмена жидкости движутся навстречу друг другу (в противотоке).