OKUĆNI I CIJEVNI IZMJENJIVAČI TOPLOTE.

Izmjenjivači topline krutog tipa (Sl. 8.3.2) imaju cilindrično tijelo 1 , u koji je ugrađen snop cijevi 2, fiksiran u cijevnim listovima 4, u koje se cijevi učvršćuju razvrtanjem ili zavarivanjem. Tijelo uređaja je pokriveno 5 i 6. Pregrade su ugrađene unutar karoserije 3, stvaranje određenog smjera toka i povećanje njegove brzine u tijelu (slika 8.3.4).

Rice. 8.3.2. Tvrdi izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi:

1 - kućište (telo); 2 - cijev; 3 - poprečna pregrada; 4 - cijev; 5 - poklopac; 6 - poklopac (razvodna kutija); 3,8 - uzdužne pregrade, u razvodnoj kutiji iu kućištu.

Rice. 8.3.3. Izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi sa kompenzatorom sočiva na tijelu.

Da bi se produžio put tečnosti u telu, snopovi cevi su opremljeni poprečnim pregradama. od čelični lim 5 mm debljine ili više. Udaljenost između pregrada uzima se od 0,2 m do 50 D N – vanjski prečnik cev za razmenu toplote. Geometrijski oblik pregrada i njihov međusobni raspored određuju prirodu kretanja protoka kroz kućište izmjenjivača topline.

Rice. 8.3.4. Vrste poprečnih pregrada:

I - sa sektorskim izrezom koji omogućava protok fluida duž spiralne linije;

II - sa prorezom, pružajući talasasto kretanje;

III - sa segmentnim izrezom;

IV - prsten, koji omogućava kretanje od periferije do centra, i obrnuto.

Poprečne pregrade su pričvršćene jedna u odnosu na drugu pomoću odstojnih cijevi koje su na njih pritisnute zajedničkim šipkama (obično četiri). Osim tehnološke namjene, poprečne pregrade služe i kao posredni oslonci za snop cijevi, sprječavajući njegovo savijanje kada je aparat horizontalan.

Jedan od medija za izmjenu topline kreće se kroz cijevi, a drugi - unutar tijela između cijevi. U cijevi se propušta zagađeniji medij, kao i medij sa nižim koeficijentom prolaza topline, budući da se vanjska površina cijevi je otežan, a brzina kretanja medija u prstenastom prostoru je manja nego u cijevima.

Budući da se temperature medija za izmjenu topline razlikuju, tijelo i cijevi imaju različita izduženja, što dovodi do dodatnih naprezanja u elementima izmjenjivača topline. Uz veliku temperaturnu razliku, to može dovesti do deformacije, pa čak i uništenja cijevi i tijela, kršenja gustine spaljivanja itd. Dakle Izmjenjivači topline tvrdog tipa koriste se kada temperaturna razlika medija za izmjenu topline nije veća od 50°C.

Izmjenjivači topline sa kompenzatorom sočiva na tijelu (Slika 8.3.3) se koriste za smanjenje termičkih naprezanja u aparatima krutog tipa. Takvi izmjenjivači topline imaju na tijelu kompenzator sočiva, zbog čije deformacije se smanjuju temperaturne sile u tijelu i cijevima. Ovo smanjenje je veće, što je veći broj sočiva u kompenzatoru.

Izmjenjivači topline s plutajućim glavama (Slika 8.3.5) našao najširu primenu. Kod ovih uređaja jedan kraj snopa cijevi je fiksiran u cijevni lim povezan s tijelom (na slici lijevo), a drugi kraj se može slobodno kretati u odnosu na tijelo uz temperaturne promjene dužine cijevi. Ovo eliminiše termička naprezanja u konstrukciji i omogućava rad sa velikim temperaturnim razlikama medija za izmjenu topline. Osim toga, moguće je čišćenje snopa cijevi i tijela aparata, te je olakšana zamjena snopova cijevi. Međutim, dizajn izmjenjivača topline s plutajućom glavom je složeniji, a plutajuća glava nije dostupna za pregled tokom rada aparata.

Rice. 8.3.5. Izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi sa plivajućom glavom:

1 - kućište; 2,3 - ulazne i izlazne komore (poklopci); 4 - snop cijevi; 5 - cijevni listovi; 6 - plutajući poklopac za glavu; 7 - pregrade; 8 - stezaljke za pričvršćivanje poklopca; 9 - oslonci; 10 - temelj; 11 - prstenaste vodilice pregrade; 12 - klizna podrška snop cijevi; I, II - ulaz i izlaz rashladnog sredstva za grijanje; III, IV - ulaz i izlaz zagrejanog toka.

Pregrade ugrađene u razvodnu komoru i u plutajuću glavu povećavaju broj prolaza u snopu cijevi. To omogućava povećanje brzine protoka i koeficijenta prijenosa topline na unutrašnji zid cijevi.

Prstenasti prostor uređaja sa plivajućom glavom obično se izvodi kao jednoprolazni. Sa dva poteza, uzdužna pregrada se ugrađuje u karoseriju. Međutim, u ovom slučaju potrebna je posebna brtva između pregrade i kućišta. Površina za izmjenu toplote školjkastih izmjenjivača topline može biti 1200 m 2 sa dužinama cijevi od 3 do 9 m; uslovni pritisak dostiže 6,4 MPa.

U-cijevni izmjenjivači topline (Sl. 8.3.6) imaju cevni snop, čije su cevi savijene u obliku latiničnog slova i, a oba kraja su pričvršćena u cevni lim, čime se obezbeđuje slobodno izvlačenje cevi, bez obzira na telo. Ovi izmjenjivači topline se koriste za povišenih pritisaka. Medij koji se šalje u epruvete mora biti dovoljno čist od čišćenja unutrašnja površina cijevi je teško.

Rice. 8.3.5. Izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi sa plivajućom glavom.

Sl.8.3.6. Omotač i cijevni izmjenjivač topline sa U-cijevi

U zavisnosti od broja uzdužnih pregrada u karoseriji i razvodne kutije Omotačni uređaji za izmjenu topline dijele se na jedno-, dvo- i višeprolazne kako u cijevi tako iu prstenastom prostoru. Dakle, na sl. 8.3.2 izmjenjivač topline je dvoprolazni kako u cijevi tako iu prstenastom prostoru, što se postiže postavljanjem uzdužnih pregrada 7 i 8.

izmjenjivači topline tipa cijevi u cijevi.

Za razliku od školjkastih uređaja, gdje se u kućište nalazi snop od nekoliko stotina cijevi, kod uređaja ovog tipa svaka cijev ima svoje zasebno kućište (slika 8.3.7). Izmjenjivač topline je sastavljen od nekoliko takvih sekcija povezanih kolektorima na ulazu i izlazu rashladnog sredstva za grijanje. Takvi uređaji se koriste za zagrijavanje viskoznih i visokoviskoznih naftnih derivata (ulje, dizel gorivo, lož ulje, katrani).

Uređaji "cijev u cijevi" izrađeni su nerastavljivim i sklopivim. Prvi od njih se koristi za medije koji ne stvaraju naslage u prstenastom prostoru, čije su vanjske cijevi povezane mlaznicama za zavarivanje. Veze unutrašnjih cijevi takvih uređaja mogu biti krute (prijelazni blizanci 3 zavareni na cijevi) i odvojivi (dvostruki na prirubnicama, kao što je prikazano na slici). Uz kruti sistem, izmjenjivač topline se može koristiti za takve medije, pri korištenju kojih razlika u temperaturi između vanjskih i unutrašnjih cijevi ne bi trebala prelaziti 50 ° C.

Rice. 8.3.7. Presjek četverosmjernog neodvojivog izmjenjivača topline tipa "cijev u cijevi":

1, 2 - vanjske i unutrašnje cijevi; 3 - rotacioni dvostruki; I, II - ulaz i izlaz rashladnog sredstva za grijanje; III, IV - ulaz i izlaz zagrejanog toka.

Rice. 8.3.8. Presjek jednoprotočnog sklopivog izmjenjivača topline tipa "cijev u cijevi":

1 - vanjske cijevi; 2- unutrašnje cijevi; 3 - poklopac; 4 - rotacioni blizanci; 5 - pregrada; 6 - cijevni list; A - ulaz i izlaz zagađenijeg toka; B - ulaz i izlaz manje zagađenog toka

Sklopivi uređaji "cijev u cijevi" (slika 8.3.8) izrađuju se od dijelova u kojima se nalaze vanjske cijevi. 4 objedinjeni zajedničkim poklopcem 3, koji služi za skretanje toka rashladne tekućine iz jedne vanjske cijevi u drugu, a unutrašnje cijevi su povezane pomoću zakretnih blizanaca na prirubnicama unutar ovog poklopca. Iz takvih sekcija može se regrutirati baterija višeprotočnog aparata ako je protok rashladne tekućine visok (10-200 t/h u cijevi i do 300 t/h u prstenu). Prednost sklopivih cijev-u-cijevi aparata je u tome što se mogu redovno (kao školjka i cijev) čistiti od naslaga i zamijeniti unutrašnje ili vanjske cijevi u slučaju oštećenja ili korozije.

Obično je kod uređaja "cijev u cijevi" dozvoljen protok zagađenijeg rashladnog sredstva kroz unutrašnje cijevi, a manje zagađenog - kroz prstenasti prostor.

U izmjenjivačima topline sklopivi dizajn unutrašnje cijevi sa vanjske strane mogu imati rebra za povećanje površine razmjene topline i time povećanje efikasnosti prijenosa topline. Sklopivi izmjenjivači topline omogućavaju čišćenje vanjskih i unutrašnjih površina cijevi, kao i korištenje rebrastih unutrašnjih cijevi. To omogućava značajno povećanje količine prenesene topline.. Slika 8.3.9 prikazuje rebraste cijevi.

Rice. 8.3.9. Rebraste cijevi:

a - zavarena rebra u obliku korita; b - valjana rebra; c - ekstrudirana rebra; g - zavarena rebra u obliku šiljaka; d - nazubljena rebra.

Izmjenjivači topline su uređaji koji služe za prijenos topline sa rashladne tekućine (vruće tvari) na hladnu (zagrijanu) tvar. Kao nosioci toplote mogu se koristiti gas, para ili tečnost. Do danas, najrasprostranjeniji od svih tipova izmjenjivača topline su školjkasti i cijevi. Princip rada izmjenjivača topline s školjkom i cijevi je da se topla i hladna rashladna tekućina kreću kroz dva različita kanala. Proces prijenosa topline odvija se između zidova ovih kanala.

Jedinica za izmjenu topline

Vrste i vrste izmjenjivača topline s školjkom i cijevi

Izmjenjivač topline - dovoljno složen uređaj a ima mnogo varijanti. Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi su rekuperativni. Podjela izmjenjivača topline na tipove vrši se ovisno o smjeru kretanja rashladne tekućine. Oni su:

• poprečni tok;
• protivstruja;
• direktnim protokom.

Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi dobili su ime jer su tanke cijevi kroz koje se rashladna tekućina kreće smještene u sredini glavnog kućišta. Broj cijevi u sredini kućišta određuje koliko će se brzo supstanca kretati. Zauzvrat, koeficijent prijenosa topline ovisit će o brzini kretanja tvari.

Za proizvodnju izmjenjivača topline s školjkom i cijevi koriste se legirani čelici i čelici visoke čvrstoće. Ove vrste čelika se koriste jer ovi uređaji po pravilu rade u izuzetno agresivnom okruženju koje može izazvati koroziju.
Izmjenjivači topline se također dijele na tipove. Proizvode se sljedeće vrste podataka uređaja:

• sa kompenzatorom kućišta temperature;
• sa fiksnim cijevima;
• sa U-cijevima;
• plutajuća glava.

Prednosti izmjenjivača topline sa školjkama i cijevima

Jedinice školjke i cijevi u novije vrijeme su u velikoj potražnji, a većina potrošača preferira ovaj tip uređaja. Ovaj izbor nije slučajan - ljuske i cijevi imaju mnoge prednosti.

izmjenjivač topline

Glavna i najznačajnija prednost je visoka izdržljivost ovog tipa jedinice za hidraulične udare. Većina tipova izmjenjivača topline koji se danas proizvode nemaju ovaj kvalitet.

Druga prednost je ta što jedinicama sa školjkama i cijevima nije potrebna čista okolina. Većina uređaja u agresivnom okruženju je nestabilna. Na primjer, pločasti izmjenjivači topline nemaju ovo svojstvo i mogu raditi isključivo u čistim sredinama.
Treća značajna prednost kućišta i cijevi izmjenjivača topline je njihova visoka efikasnost. Po efikasnosti se može porediti sa pločastim izmenjivačem toplote, koji je po većini parametara najefikasniji.

Dakle, sa sigurnošću možemo reći da su izmjenjivači topline s školjkom i cijevi među najpouzdanijim, najtrajnijim i visokoučinkovitim jedinicama.

Nedostaci kućišta i cijevi

Unatoč svim prednostima, ovi uređaji imaju i neke nedostatke, koje također vrijedi spomenuti.

Prvi i najznačajniji nedostatak je velika veličina. U nekim slučajevima, korištenje ovakvih jedinica mora se napustiti upravo zbog velikih dimenzija.

Drugi nedostatak je velika potrošnja metala, što je razlog visoka cijena izmjenjivači topline sa školjkama i cijevima.

Metalni izmjenjivač topline

Izmjenjivači topline, uključujući i one sa školjkom i cijevi, prilično su "kapricijski" uređaji. Prije ili kasnije potrebna im je popravka, a to povlači određene posljedice. “Najslabiji” dio izmjenjivača topline su cijevi. Oni su često izvor problema. Prilikom izvođenja radova na popravci, mora se uzeti u obzir da se kao rezultat bilo koje intervencije prijenos topline može smanjiti.

Poznavajući ovu osobinu jedinica, većina iskusnih potrošača radije kupuje izmjenjivače topline s "maržom".

Tehnološke i proizvodne mogućnosti CJSC Eksperimentalna proizvodnja mašina, kao i akumulirano proizvodno iskustvo oprema za izmjenu toplote omogućavaju nam proizvodnju visokog kvaliteta izmjenjivači topline sa širokim spektrom primjene u raznim industrijama.

Proizvodne mogućnosti za proizvodnju izmjenjivača topline:

• proizvodnja izmjenjivača topline kako prema nacrtima kupaca tako i prema različitim standardima, GOST-ovima i TU, uključujući proizvodnju školjkastih, školjkastih izmjenjivača topline
• proizvodnja izmjenjivača topline, kako od materijala Izvođača, tako i od materijala naručioca, sa ulaznom kontrolom materijala
• izrada tehničke dokumentacije hidraulička ispitivanja do 10 MPa (100 kg/cm2)
• neraskidiva kontrola zavareni spojevi (kapilarni, ultrazvučni (UT), rendgenski) izvedeni od strane kvalifikovanih stručnjaka naše vlastite certificirane laboratorije
• dostupnost opreme za dizanje u kombinaciji sa željezničkim šinama direktno u radionici, što omogućava proizvodnju i otpremu izmjenjivača topline i kondenzacijskih jedinica težine preko 100 tona
• nanošenje (po želji kupca) zaštitnih antikorozivnih premaza za zaštitu od hemijski agresivnog okruženja itd.
• performanse efektivna toplotna izolacija izmjenjivači topline i kondenzacijski uređaji (na zahtjev kupca)
• dostupnost kvalifikovanog osoblja

Naše prednosti:

• Proizvod se sastaje tehnički zahtjevi kupac
• Koristeći svo akumulirano iskustvo kompanije
• Fleksibilna interakcija sa kupcem
• Nema poteškoća u koordinaciji
• Osiguranje kvaliteta proizvodnje
• Kontinuirano unapređenje tehnologije proizvodnje i proizvodnih mogućnosti

Izmjenjivač topline (ili izmjenjivač topline)- uređaj u kojem se toplota prenosi iz jedne radne sredine u drugu.

Kao nosioci toplote mogu se koristiti tečnosti, gasovi, pare. U izmjenjivačima topline, ovisno o namjeni, odvijaju se procesi grijanja ili hlađenja, ključanja, kondenzacije i mnogi drugi tehnološki procesi koji se koriste u metalurškoj, petrohemijskoj, naftnoj, plinskoj, kemijskoj i drugim industrijama (uključujući energetiku) i komunalnim djelatnostima.

Prema načinu prijenosa topline izmjenjivači topline se dijele na miješanje i površno.

Izmjenjivači topline sa miješajućim nosiocima topline, u takvim miješajućim izmjenjivačima topline, nosioci topline su u direktnom kontaktu i miješaju se, dok je prijenos topline praćen prijenosom mase.

U površinskim izmjenjivačima topline prijenos topline se odvija kroz odvajajući čvrsti zid i nema direktnog kontakta između nosača topline.

Postoje i rekuperativni i regenerativni izmjenjivači topline.

Rekuperativni izmjenjivači topline- to su izmjenjivači topline u kojima se hladna i topla rashladna sredstva kreću u različitim kanalima, a izmjena topline se odvija kroz zid između njih.

AT regenerativni izmjenjivači topline nosači toplote su redom u kontaktu sa čvrstim zidom.

Toplota se akumulira u zidu pri kontaktu sa vrućim rashladnim sredstvom i oslobađa se u kontaktu sa hladnim /

Izmjenjivači topline za miješanje

Mješajući (kontaktni) izmjenjivači topline- to su izmjenjivači topline sa miješanjem medija, dizajnirani za realizaciju procesa izmjene topline i prijenosa mase direktnim miješanjem.

To je njihova glavna razlika od površinskih izmjenjivača topline. Uređaji sa parnim mlazom (PSA), bazirani na mlaznom injektoru, najčešći su mlazni miješajući izmjenjivači topline. Dizajn miješajućih izmjenjivača topline je jednostavniji od površinskih, toplina se potpunije koristi zbog direktnog kontakta nosača topline.

Međutim, treba napomenuti da su mješoviti izmjenjivači topline prikladni samo ako proces dozvoljava takvo miješanje. Trenutno termičke šeme velike elektrane kapaciteta od 300 do 1200 MW za TE i nuklearne elektrane sadrže grijače kondenzata miješanog tipa. Upotreba ovakvih uređaja se povećava ukupna efikasnost turbinske instalacije. Međutim, dodatni broj pumpi za pumpanje kondenzata, zahtjevi za zaštitom od prodora vode, složenost postavljanja grijača ograničavaju široku upotrebu miješajućih grijača. Široka primjena Ovaj tip izmjenjivača topline nalazi se i u instalacijama za povrat topline iz dimnih plinova, otpadne pare itd.

U industriji su najčešći površinski rekuperativni izmjenjivači topline:

• izmjenjivači topline sa školjkama i cijevima
• pločasti izmjenjivači topline
• pločasti izmjenjivači topline
• rebrasti izmjenjivači topline
• volumetrijski i uranjajući izmjenjivači topline
• uvrnuti izmenjivači toplote
• serpentina
• spiralni izmjenjivači topline
• dvocijevni (tip "cijev u cijevi") izmjenjivači topline

Izmjenjivači topline sa školjkama i cijevima su najčešći uređaji. Koriste se u raznim tehnološkim procesima, praćen razmjenom topline između tekućina, para i plinova, uključujući i pri mijenjanju stanje agregacije. Oklopni izmjenjivači topline sastoje se od snopova cijevi pričvršćenih u cijevnim listovima sa međupregradama, kućištima (okućištima), poklopcima, komorama, ograncima i nosačima. Površina prijenosa topline takvih uređaja s školjkom i cijevi za izmjenu topline može doseći nekoliko desetina hiljada kvadratnih metara i sastoji se od desetina hiljada cijevi. U konstruktivnoj shemi školjkastih izmjenjivača topline osigurano je razdvajanje unutarcijevnog i prstenastog prostora, a svaki od njih se može podijeliti na nekoliko prolaza radnog medija (rashladnog sredstva).

Prema svojoj shemi dizajna, grijači s školjkom i cijevi mogu biti:

• školjkasti izmjenjivači topline sa čvrstim pričvršćivanjem krajeva cijevi u glavne (krajnje) cijevi;
• školjkasti izmjenjivači topline sa srednjim poprečnim pregradama duž dužine cijevi (između glavnih cijevnih listova);
• školjkasti izmjenjivači topline sa kompenzatorom sočiva na tijelu;
• školjkasti izmjenjivači topline sa cijevima u obliku slova U;
• školjkasti izmjenjivači topline sa plivajućom komorom;
• školjkasti izmjenjivači topline sa kompenzatorom mijeha na ulaznoj cijevi;
• školjkasti izmjenjivači topline sa poprečnim rasporedom snopova cijevi u odnosu na tijelo.

Prednosti izmjenjivača topline s školjkom i cijevi:

• jednostavnost dizajna, tehnologije proizvodnje, ugradnje i popravke
• veća toplotna snaga uređaja u odnosu na lamelarne
• su pogodniji za čišćenje, što uvelike olakšava održavanje i produžava njihov vijek trajanja (proces čišćenja je posebno efikasan kod sistema za čišćenje lopte (sho))
• održivost i ekonomska svrsishodnost zamjene odvojeni dijelovi uređaja
• kao posljedica svega navedenog, niži operativni troškovi za školjkaste izmjenjivače topline

Trenutno su se počeli pojavljivati ​​moderni izmjenjivači topline sa školjkama i cijevima, opremljeni cijevima profilisanim na takav način da povećanje hidrauličkog otpora neznatno premašuje povećanje prijenosa topline zbog upotrebe protočnih vrtloga. To se postiže valjanjem vanjska površina cijevi s prstenastim ili spiralnim žljebovima, zbog kojih se na unutarnjoj površini cijevi formiraju glatko ocrtane izbočine male visine, koje povećavaju prijenos topline u cijevima. Ova tehnologija, pored važni pokazatelji as visoka pouzdanost i niži trošak, daje domaćoj opremi za školjke i cijevi dodatne prednosti u odnosu na strane lamelarne kolege.

Rebrasti izmjenjivači topline koriste se za povećanje prijenosa topline kroz metalne stijenke rebara u slučajevima kada su koeficijenti prijenosa topline s obje strane zida vrlo različiti: na primjer, kada se toplina prenosi sa kondenzirane pare na zid i sa zida na zagrijani zrak . Rebra površine za izmjenu topline se uvodi sa strane zida sa nižim koeficijentom prijenosa topline. U industriji se izmjenjivači topline koriste sa razne vrste rebra: podloška, ​​lamelarna, spiralna, žičana, peraja, poprečna i uzdužna razdvojena, itd. Za rebra izmjenjivača topline odabire se tankozidni materijal koji provodi toplinu, koji se pričvršćuje na zid zavarivanjem, lemljenjem, narezkom itd.

Pločasti izmjenjivači topline koriste se za izmjenu topline između plinova i drugih rashladnih tekućina, obično s niskim koeficijentima prijenosa topline. Konstruktivno, ovi uređaji su sastavljeni od utisnutih ploča, koje formiraju kanale za jednu rashladnu tekućinu s jedne strane ploče, a s druge za drugu.

Ploče su razdvojene odstojnicima između njih, mogu se zavariti u paru i sklopiti potrebna površina izmjena toplote.

Prednosti pločastih izmjenjivača topline je njihova kompaktnost, značajna, zapreminski specifična grejna površina. Dobra termička efikasnost za niz kombinacija parametara prenosa toplote.

Na nedostatke dizajna ploča uključuju nemogućnost korištenja medija pri visokim pritiscima, mali toplotna snaga, ograničeni vijek trajanja, poteškoće u radu, čišćenju, zaptivanje i popravku. Povećani zahtjevi na kvalitet fluida za prenos toplote.

Pločasti izmjenjivači topline sastoje se od sistema razdjelnih ploča, između kojih se nalaze rebraste površine - mlaznice pričvršćene za ploče. Pločasti izmjenjivači topline su po pravilu neodvojivi i razlikuju se po vrsti rebara (glatka, valovita, isprekidana, itd.), kao i po smjeru radnog medija (direktan, protutok , križ).

U rasutom stanju izmjenjivači topline (oklop i cijevi izmjenjivači topline sa U-cijevi) jedan od medija je koncentrisan u otvorenom volumenu ili u posudi velikog volumena, a drugi teče kroz snop cijevi ravnih, U-oblika ili spiralnih cijevi. Koriste se volumetrijski izmjenjivači topline sa uronjenim cijevnim zavojnicama ili snopom ravnih cijevi.

Upleteni izmjenjivači topline uobičajeno u rashladnoj i hemijskoj industriji. Kod ovakvih uređaja moguće je smjestiti veću površinu za izmjenu topline nego kod uređaja s ravnim cijevima. Upleteni izmjenjivač topline sastoji se od centralne cijevi (jezgra) na koju su spiralno namotani snopovi cijevi. Korak namotaja i razmak između cijevi biraju se iz uvjeta jednake dužine cijevi. U različitim redovima cijevi postoje različiti smjerovi namotaja (lijevo i desno). Odstojnici postavljaju razmak između cijevi. Upleteni snopovi cijevi osiguravaju temperaturnu kompenzaciju i nepropusnost na svojim završnim točkama. Po pravilu, sistemi upredenih cijevi su višeprolazni.

Izmjenjivači topline zavojnica su uređaji sa školjkama i cijevima koji sadrže namotane cijevi, čiji se namotaji nalaze duž spiralne linije. Na razvodnik za dovod rashladnog sredstva može biti povezano nekoliko zavojnica. U izmenjivačima toplote para-voda, grejni medij-para se obično dovodi odozgo, a ohlađeni medijum-voda u cevni prostor odozdo. Takođe, uređaji imaju široku primenu u sistemima za zagrevanje kondenzata i napojne vode parnih turbinskih postrojenja, na primer, kondenzator ljuskasto-cevnog izmenjivača toplote, ali ih trenutno sve više zamenjuju „komorni“ izmenjivači toplote koji sadrže komore za dovod rashladne tečnosti. Istovremeno se pojavljuju projektantski razvoji savremenih kolektorsko-spiralnih izmjenjivača topline para-voda za upotrebu u sustavu grijanja napojne vode turbinskih postrojenja termoelektrana i nuklearnih elektrana. Prema riječima programera, korištenje takvih uređaja može dati vrlo značajno smanjenje potrošnje metala cjelokupne opreme za izmjenu topline u postrojenjima s parnim turbinama.

Spiralni izmjenjivači topline su jedan od najjednostavnijih uređaja u dizajnu i sastoje se od dvije čelične trake namotane u spiralu oko centralnog pregradnog zida i formiraju dva paralelna spiralna kanala za radni medij. spiralni kanali pravougaonog presjeka ograničen sa krajeva poklopcima, u kojima se nalaze razvodne cijevi za dovod ili ispuštanje medija. Takođe, uređaji se obično koriste pri niskim brzinama protoka, kao i razlikama u pritisku i temperaturi radnog medija. AT poslednjih godina uređaji se također zamjenjuju pločastim izmjenjivačima topline.

Dvocijevni izmjenjivači topline tip "cijev u cijevi" dugo se koristi u industriji. Takođe, uređaji su pogodni za zagrevanje i hlađenje radnog medija ispod visokog pritiska. Ovi izmjenjivači topline postižu dobre koeficijente prijenosa topline. U proizvodnji, montaži i radu prilično su jednostavni, a u nedostatku potrebe za čišćenjem izrađuju se zavarene. Međutim, unatoč jednostavnosti dizajna, takvi izmjenjivači topline su prilično glomazni, njihova specifična potrošnja metala je visoka u usporedbi s drugim uređajima. Iz tog razloga, opseg takvih izmjenjivača topline se kontinuirano smanjuje.

Naše iskustvo u proizvodnji to pokazuje važan faktor, koji utječe na kvalitetu proizvodnje tako složene opreme kao što su izmjenjivači topline koji rade pod pritiskom, nije samo prisutnost tehnička dokumentacija, ali i tehnički dobro osmišljen tehnologija proizvodnje. Skrećemo vam pažnju da, za razliku od tehničke dokumentacije i proizvodne opreme, tehnologija proizvodnje- ovo nije replicirana kategorija; vezan je za specifičnu proizvodnju, što ovoj drugoj daje ozbiljne prednosti u odnosu na konkurente koji nemaju vlastitu, vremenski provjerenu tehnologiju. Očigledno je da već savladana i dobro dokazana tehnologija proizvodnje omogućava da se što prije počne sa proizvodnjom serijskih i malih proizvoda, kao i brzo savladati proizvodnju eksperimentalnih pojedinačnih uzoraka proizvoda.

Glavni kondenzatori turbine

Služi za stvaranje vakuuma u izduvnoj cijevi turbine, uštedu, primarno odzračivanje i povratak u ciklus parnog kondenzata koji dolazi iz turbine. Istovremeno, kondenzator je dio kotlovskog sistema stanice. Vakuum u kondenzatoru nastaje kondenzacijom ispuštene pare u turbini, kao rezultat naglog smanjenja specifične zapremine tokom transformacije pare u kondenzat i usisavanja gasova koji se ne mogu kondenzovati iz kondenzatora.
U modernim moćnim parnim turbinskim postrojenjima koriste se gotovo isključivo kondenzatori površinskog tipa, u kojem se rashladna voda pumpa unutar cijevi snopova cijevi smještenih u parnom prostoru kondenzatora. Para koja dolazi iz turbine dolazi u kontakt sa hladnom površinom cijevi i kondenzira se na njima, odajući toplinu isparavanja rashladnoj vodi koja teče unutar cijevi. Kondenzat teče do dna kondenzatora i ispumpava se iz kolektora kondenzata pomoću kondenzatnih pumpi. Vazduh i gasovi koji se ne kondenzuju koji prodiru kroz curenje postrojenja uklanjaju se iz kondenzatora izbacivači. Parni kondenzat se koristi za napajanje kotlova i ima veliku vrijednost, jer. podvrgnut visokom stepenu prečišćavanja. Kondenzator ne smije dozvoliti pothlađivanje kondenzata i mora imati minimalni otpor prema vodi za hlađenje. Teoretski mogući vakuum u kondenzatoru zavisi samo od temperature i količine vode za hlađenje. Praktični vakuum u radu zavisi od savršenstva konstrukcije kondenzatora, gustine vakuuma dela turbinskog postrojenja pod vakuumom i čistoće cevi kondenzatora.

Dizajn kondenzatora, za turbine različitih kapaciteta od 25 do 1200 MW, određena je lokacijom u instalaciji i projektom temelja, na primjer, ako površina prijenosa topline kondenzatora dostigne 8800 m2 i sadrži do 84000 cijevi, tada masa takvog kondenzatora dostiže 2000 tona.
Svi kondenzatori su složena prostorna struktura pod dubokim vakuumom. Kućišta kondenzatora su izrađena od karbonskog čeličnog lima i imaju unutrašnje rebra, kao i ojačana uzdužnim i poprečnim okruglim čeličnim nosačima. Cijevi za hlađenje su pričvršćene svojim krajevima u glavne cijevne ploče i oslonjene su na međuzidove cijevi. Postavljanje pregrada u kućište vrši se prema proračunu za vibracije kako bi se isključili opasni oblici vibracija cijevi. Kutije za vodu su obično zavarene i imaju poklopce za otvore za zamjenu cijevi. Za pristup unutrašnjosti vodenih komora za male radove, poklopci imaju otvore. Gornji dio kondenzatora može biti izgrađen jedan ili dva regenerativni grijač nizak pritisak . Kondenzatori su obično cela linija uređaji za prijem pare i vode iz različite opreme turbinskog postrojenja, neophodnih za realizaciju ciklusa.

CJSC "Eksperimentalna proizvodnja mašina" svojim kupcima nudi ne samo proizvodnju tehnološke opreme, ne samo usluge vlastite proizvodne baze, već i dugogodišnje iskustvo, dokazano proizvodne tehnologije i spremnost kvalifikovanog osoblja da reši Vaše probleme.

Izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi: tehničke karakteristike i princip rada

5 (100%) glasova: 3

Sada ćemo razmotriti tehničke karakteristike i princip rada izmjenjivača topline s školjkom i cijevi, kao i izračun njihovih parametara i karakteristike izbora prilikom kupovine.

Izmjenjivači topline obezbjeđuju proces izmjene topline između tekućina, od kojih svaka ima različita temperatura. Trenutno je školjkasti izmjenjivač topline sa velikim uspjehom pronašao svoju primjenu u raznim industrijama: kemijskoj, naftnoj, plinskoj. Nema poteškoća u njihovoj proizvodnji, pouzdani su i imaju sposobnost da razviju veliku površinu za izmjenu topline u jednom aparatu.

Ovo ime su dobili zbog prisustva kućišta koje skriva unutrašnje cijevi.

Uređaj i princip rada

Konstrukcija: struktura snopova cijevi učvršćenih u cijevnim listovima (mrežama) poklopaca, kućišta i nosača.

Princip po kojem radi izmjenjivač topline s školjkom i cijevi je prilično jednostavan. Sastoji se od kretanja hladnih i toplih rashladnih tečnosti kroz različite kanale. Prijenos topline se odvija upravo između zidova ovih kanala.

Princip rada kućišta i cijevi izmjenjivača topline

Prednosti i nedostaci

Danas su izmjenjivači topline s školjkom i cijevi traženi među potrošačima i ne gube svoje pozicije na tržištu. To je zbog velikog broja prednosti koje ovi uređaji imaju:

1. Visoka otpornost na. To im pomaže da lako izdrže pad tlaka i izdrže teška opterećenja.
2. Ne treba im čista okolina. To znači da mogu raditi s tekućinom niske kvalitete koja nije prethodno tretirana, za razliku od mnogih drugih tipova izmjenjivača topline koji mogu raditi samo u nezagađenim sredinama.
3. Visoka efikasnost.
4. Otpornost na habanje.
5. Trajnost. Uz pravilnu njegu, školjke i cijevi će raditi dugi niz godina.
6. Sigurnost upotrebe.
7. Održavanje.
8. Rad u agresivnom okruženju.

S obzirom na gore navedene prednosti, možemo raspravljati o njihovoj pouzdanosti, visokoj efikasnosti i izdržljivosti.

Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi u industriji

Uprkos veliki broj Zapažene prednosti izmjenjivača topline s školjkom i cijevi, ovi uređaji imaju i niz nedostataka:

• ukupna veličina i značajna težina: za njihovo postavljanje potrebna je prostorija značajne veličine, što nije uvijek moguće;
• visok sadržaj metala: to je glavni razlog njihove visoke cijene.

Vrste i vrste izmjenjivača topline s školjkom i cijevi

Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi klasificiraju se ovisno o smjeru u kojem se rashladno sredstvo kreće.

Dodijeli sledeće vrste po ovom kriterijumu:

• pravo kroz;
• protivstruja;
• krst.

Broj cijevi smještenih u srcu kućišta direktno utiče na brzinu kojom će se supstanca kretati, a brzina ima direktan uticaj na koeficijent prijenos topline.

S obzirom na ove karakteristike, izmjenjivači topline s školjkom i cijevi su sljedećih tipova:

• sa kompenzatorom kućišta temperature;
• sa fiksnim cijevima;
• sa plutajućom glavom;
• sa U-cevima.

Model U-cijevi se sastoji od jednog cijevnog lima u koji su ovi elementi zavareni. To omogućava da se zaobljeni dio cijevi slobodno naslanja na zakretne štitnike u kućištu, dok imaju mogućnost linearnog širenja, što im omogućava upotrebu u velikim temperaturnim rasponima. Da biste očistili U-cijevi, morate ukloniti cijeli dio s njima i koristiti posebne kemikalije.

Proračun parametara

Dugo su se izmjenjivači topline s školjkom i cijevi smatrali najkompaktnijim postojećim. Međutim, pojavile su se one koje su tri puta kompaktnije od školjkastih. Osim toga, karakteristike dizajna takvog izmjenjivača topline dovode do toplinskih naprezanja zbog temperaturne razlike između cijevi i ljuske. Stoga je pri odabiru takve jedinice vrlo važno napraviti njen kompetentan izračun.

Formula za izračunavanje površine izmjenjivača topline sa školjkom i cijevi

F je površina površine za izmjenu topline;
t cf - prosječna temperaturna razlika između rashladne tečnosti;
K je koeficijent prolaza toplote;
Q je količina toplote.

Da biste izvršili termički proračun izmjenjivača topline s školjkom i cijevi, potrebni su sljedeći pokazatelji:

• maksimalna potrošnja vode za grijanje;
• fizičke karakteristike rashladnog sredstva: viskoznost, gustina, toplotna provodljivost, konačna temperatura, toplotni kapacitet vode na prosečnoj temperaturi.

Prilikom naručivanja kućišta i cijevi izmjenjivača topline važno je znati koji tehničke specifikacije on ima:

• pritisak u cijevima i kućištu;
• prečnik kućišta;
• izvođenje (horizontalno\vertikalno);
• vrsta cijevnih listova (pokretni\fiksni);
• Klimatske performanse.

Prilično je teško sami napraviti kompetentan proračun. To zahtijeva poznavanje i duboko razumijevanje cjelokupne suštine procesa njegovog rada, dakle najbolji način obratiće se specijalistima.

Rad cjevastog izmjenjivača topline

Oklopni izmjenjivač topline je uređaj koji se odlikuje dugim vijekom trajanja i dobri parametri operacija. Međutim, kao i svaki drugi uređaj, za kvalitetan i dugotrajan rad potrebno mu je redovno održavanje. Budući da u većini slučajeva školjkasti i cijevni izmjenjivači topline rade s tekućinom koja nije prethodno obrađena, prije ili kasnije se cijevi uređaja začepe i na njima se stvara sediment i stvara se prepreka slobodnom protoku radnog fluida.

Kako bi se osiguralo da se efikasnost opreme ne smanji i da se ljuska i cijev jedinica ne pokvari, treba je sistematski čistiti i ispirati.

Zahvaljujući tome, moći će kvalitetan rad dugo vremena. Kada uređaj istekne, preporučuje se da ga zamenite novim.

Ako postoji potreba za popravkom cijevnog izmjenjivača topline, tada je prvo potrebno dijagnosticirati uređaj. Ovo će identificirati glavne probleme i definirati obim posla koji treba obaviti. Najslabiji dio su cijevi, a najčešće je oštećenje cijevi glavni razlog za popravak.

Za dijagnosticiranje izmjenjivača topline s školjkom i cijevi koristi se metoda hidrauličkog ispitivanja.

U ovoj situaciji potrebno je zamijeniti cijevi, a to je naporan proces. Potrebno je prigušiti neispravne elemente, zauzvrat, to smanjuje površinu površine za izmjenu topline. Implementacijom radovi na popravci, potrebno je uzeti u obzir činjenicu da svaka, čak i najmanja intervencija, može uzrokovati smanjenje prijenosa topline.

Sada znate kako radi izmjenjivač topline s školjkom i cijevi, koje vrste i karakteristike ima.

Tehnički opis

Izmjenjivači topline sa školjkama i cijevima proizvođača Geoclima- prilično složen uređaj, a postoji mnogo njegovih varijanti. Spadaju u vrstu rekuperativnih. Podjela izmjenjivača topline na tipove vrši se ovisno o smjeru kretanja rashladne tekućine.

Vrste izmjenjivača topline s školjkom i cijevi:

• poprečni tok;
• protivstruja;
• direktnim protokom.

Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi dobili su ime jer su tanke cijevi kroz koje se rashladna tekućina kreće smještene u sredini glavnog kućišta. Broj cijevi u sredini kućišta određuje koliko će se brzo supstanca kretati. Zauzvrat, koeficijent prijenosa topline ovisit će o brzini kretanja tvari. CROM / GEOCLIMA školjkasti izmjenjivači topline se koriste za grijanje/hlađenje, kondenzaciju/isparavanje različitih tekućih i parnih medija u različiti procesi proizvodnja.

Proizvodnja školjkastih izmjenjivača topline u Rusiji proizvodi sljedeće vrste uređaja:

• Oklopni izmjenjivači topline Geoclima za komprimirane plinove
• Izmjenjivači topline sa školjkom i cijevi Geoclima za povrat topline izduvnih plinova
• Oklopni izmjenjivači topline Geoclima za hlađenje biogasa
• Oklopni izmjenjivači topline Geoclima – para/voda
• Oklopni i cijevni izmjenjivači topline Geoclima za CO 2
• Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi Geoclima specijalni materijali(inox 304, 316, 316L, 316Ti, 321, 90Cu10NiFe, 70Cu30NiFe, ugljični čelik, titan)
• Omotački izmjenjivači topline Geoclima sa koaksijalnim cijevima. (koristi se za grijanje, hlađenje plinova, ulja, agresivnih medija, rekuperaciju topline dimnih plinova. Radni uvjeti školjkastih izmjenjivača toplote sa CROM koaksijalnim cijevima; pritisak -300ATM, temperatura +600*C.
• Oklopno-cijevni izmjenjivači topline Geoklima plavnog tipa (cirkulacija rashladnog sredstva se odvija u prstenastom prostoru, a cirkulacija vode se odvija kroz cijevi).

Posebnosti

Upotreba naprednog razvoja i tehnologija u stvaranju izmjenjivača topline s školjkom i cijevi osigurava vrhunsku efikasnost prijenosa topline sa istom veličinom.

Za proizvodnju izmjenjivača topline s školjkom i cijevi koriste se legirani čelici i čelici visoke čvrstoće. Ove vrste čelika se koriste jer ovi uređaji po pravilu rade u izuzetno agresivnom okruženju koje može izazvati koroziju.

Izmjenjivači topline se također dijele na tipove. Proizvode se sljedeće vrste podataka uređaja:

• sa kompenzatorom kućišta temperature;
• sa fiksnim cijevima;
• sa U-cijevima;
• sa plutajućom glavom;
• moguće je koristiti i kompleks strukturna rješenja na primjer, plutajuća glava i termalni kompenzator mogu se koristiti u jednom dizajnu.

Uređaji s školjkom i cijevi klasificirani su prema svojim funkcijama:

• Izmjenjivači topline su univerzalni;
• Isparivači;
• kondenzatori;
• Hladnjaci;

Po lokaciji izmjenjivači topline su:

• Horizontalno;
• vertikalno

Posebna svojstva opreme:
Glavna i najznačajnija prednost je visoka otpornost ove vrste jedinica na vodeni udar. Većina tipova izmjenjivača topline koji se danas proizvode nemaju ovaj kvalitet.

Druga prednost je ta što jedinicama sa školjkama i cijevima nije potrebna čista okolina. Većina uređaja u agresivnom okruženju je nestabilna. Na primjer, pločasti izmjenjivači topline nemaju ovo svojstvo i mogu raditi isključivo u čistim sredinama.

Treća značajna prednost kućišta i cijevi izmjenjivača topline je njihova visoka efikasnost. Po efikasnosti se može porediti sa pločastim izmenjivačem toplote, koji je po većini parametara najefikasniji.

Dakle, sa sigurnošću možemo reći da su izmjenjivači topline s školjkom i cijevi među najpouzdanijim, izdržljivijim i visoko efikasnim jedinicama:

• odlična izvedba
• kompaktnost
• pouzdanost
• svestranost u upotrebi.