SCHIMBĂTOARE DE CĂLDURĂ ȘI TUBĂ.

Schimbatoare de caldura de tip rigid (Fig. 8.3.2) au un corp cilindric 1 , în care este instalat fascicul de tuburi 2, fixate în foi tubulare 4, în care tuburile sunt fixate prin evazare sau sudare. Corpul dispozitivului este acoperit 5 și 6. Pereții despărțitori sunt instalați în interiorul corpului 3, creând o anumită direcție de curgere și mărind viteza acesteia în corp (Fig. 8.3.4).

Orez. 8.3.2. Schimbător de căldură cu carcasă și tuburi rigide:

1 - carcasă (carcasă); 2 - tub; 3 - compartimentare transversală; 4 - foaie de tub; 5 - capac; 6 - capac (cutie de joncțiune); 3,8 - despărțitori longitudinale, respectiv, în cutia de joncțiune și, respectiv, în carcasă.

Orez. 8.3.3. Schimbător de căldură cu carcasă și tub cu un compensator de lentile pe corp.

Pentru a prelungi traseul lichidului în corp, fasciculele de tuburi sunt prevăzute cu despărțitori transversale. din foaie de otel 5 mm grosime sau mai mult. Distanța dintre partiții este luată de la 0,2 m la 50 D N – diametru exterior conductă de schimb de căldură. Forma geometrică a deflectoarelor și aranjarea lor reciprocă determină natura mișcării curgerii prin carcasa schimbătorului de căldură.

Orez. 8.3.4. Tipuri de partiții transversale:

I - cu o decupaj sector care asigură fluxul de fluid de-a lungul unei linii elicoidale;

II - cu o tăietură cu fante, oferind o mișcare ca undă;

III - cu decupaj segment;

IV - inel, care asigură mișcarea de la periferie la centru și invers.

Pereții despărțitori transversali sunt fixați unul în raport cu celălalt prin intermediul unor țevi distanțiere presate împotriva lor prin tije comune (de obicei patru). Pe lângă scopul tehnologic, pereții despărțitori transversali servesc și ca suport intermediar pentru fasciculul de tuburi, împiedicând îndoirea acestuia atunci când aparatul este orizontal.

Unul dintre mediile de schimb de căldură se deplasează prin tuburi, iar celălalt - în interiorul corpului, între tuburi. În tuburi este permis un mediu mai poluat, precum și un mediu cu un coeficient de transfer de căldură mai mic, de la curățare. suprafata exterioara tuburile este dificilă, iar viteza de mișcare a mediului în spațiul inelar este mai mică decât în ​​tuburi.

Deoarece temperaturile mediilor de schimb de căldură diferă, corpul și tuburile primesc alungiri diferite, ceea ce duce la solicitări suplimentare în elementele schimbătorului de căldură. Cu o diferență mare de temperatură, aceasta poate duce la deformarea și chiar distrugerea tuburilor și a corpului, încălcarea densității evazării etc. Asa de Schimbătoarele de căldură de tip dur sunt utilizate atunci când diferența de temperatură a mediului de schimb de căldură nu este mai mare de 50°C.

Schimbătoare de căldură cu compensator de lentile pe corp (Fig. 8.3.3) sunt folosite pentru reducerea tensiunilor termice la aparatele de tip rigid. Astfel de schimbătoare de căldură au un compensator de lentile pe corp, datorită deformării căreia forțele de temperatură din corp și tuburi sunt reduse. Această scădere este cu atât mai mare, cu atât este mai mare numărul de lentile din compensator.

Schimbatoare de caldura cu cap plutitor (Fig. 8.3.5) a găsit cea mai largă aplicație. În aceste dispozitive, un capăt al fasciculului de tuburi este fixat într-o foaie de tuburi conectată la corp (în stânga în figură), iar celălalt capăt se poate deplasa liber în raport cu corpul cu modificări de temperatură în lungimea tuburilor. Acest lucru elimină solicitările termice din structură și face posibilă lucrul cu diferențe mari de temperatură a mediului de schimb de căldură. În plus, curățarea fasciculului de tuburi și a corpului aparatului este posibilă, iar înlocuirea tuburilor fasciculului este facilitată. Cu toate acestea, proiectarea schimbătoarelor de căldură cu cap plutitor este mai complexă, iar capul plutitor nu este accesibil pentru inspecție în timpul funcționării aparatului.

Orez. 8.3.5. Schimbător de căldură cu carcasă și tub cu cap plutitor:

1 - carcasă; 2,3 - camere de intrare și ieșire (capace); 4 - fascicul de tuburi; 5 - foi tubulare; 6 - capac pentru cap plutitor; 7 - pereți despărțitori; 8 - cleme pentru fixarea capacului; 9 - suporturi; 10 - fundație; 11 - deflectoare de ghidare inelare; 12 - suport de alunecare fascicul de tuburi; I, II - intrarea și ieșirea lichidului de răcire de încălzire; III, IV - intrarea și ieșirea fluxului încălzit.

Deflectoarele instalate în camera de distribuție și în capul plutitor măresc numărul de treceri în fascicul de tuburi. Acest lucru face posibilă creșterea vitezei de curgere și a coeficientului de transfer de căldură la perete interior conducte.

Spațiul inelar al dispozitivelor cu cap plutitor este de obicei realizat ca o singură trecere. Cu două mișcări, o pereție longitudinală este instalată în corp. Cu toate acestea, în acest caz, este necesară o etanșare specială între deflector și carcasă. Suprafața de schimb de căldură a schimbătoarelor de căldură cu carcasă și tub poate fi de 1200 m 2 cu lungimi ale tubului de la 3 la 9 m; presiunea condiționată ajunge la 6,4 MPa.

Schimbătoare de căldură cu tub în U (Fig. 8.3.6) au un fascicul de tuburi, ale cărui tuburi sunt îndoite sub forma literei latine și, iar ambele capete sunt fixate în foaia tubulară, ceea ce asigură extensia liberă a tuburilor, indiferent de corp. Aceste schimbătoare de căldură sunt utilizate pentru presiuni crescute. Mediul trimis în tuburi trebuie să fie suficient de curat, de la curățare suprafata interioara tevi este dificil.

Orez. 8.3.5. Schimbător de căldură cu carcasă și tub cu cap plutitor.

Fig.8.3.6. Schimbător de căldură cu tuburi și tuburi cu tuburi în U

În funcţie de numărul de compartimentări longitudinale din corp şi cutii de joncțiune Dispozitivele cu carcasă și tub cu schimb de căldură sunt împărțite în una, două și mai multe treceri atât în ​​tub, cât și în spațiul inelar. Deci, în fig. 8.3.2 schimbătorul de căldură este în două treceri atât în ​​tub, cât și în spațiul inelar, ceea ce se realizează prin instalarea deflectoare longitudinale 7 și 8.

schimbătoare de căldură tip tub-in-pipe.

Spre deosebire de dispozitivele cu carcasă și tub, în ​​care în carcasă este plasat un mănunchi de câteva sute de tuburi, la dispozitivele de acest tip fiecare tub are propria sa carcasă individuală (Fig. 8.3.7). Schimbătorul de căldură este asamblat din mai multe astfel de secțiuni conectate prin colectoare la intrarea și ieșirea lichidului de răcire de încălzire. Astfel de dispozitive sunt folosite pentru încălzirea produselor petroliere vâscoase și cu vâscozitate ridicată (ulei, motorină, păcură, gudron).

Dispozitivele „țeavă în conductă” sunt făcute neseparabile și pliabile. Primul dintre ele este utilizat pentru medii care nu dau depuneri în spațiul inelar, ale căror țevi exterioare sunt conectate prin duze de sudură. Conexiunile țevilor interioare ale unor astfel de dispozitive pot fi rigide (gemeni de tranziție 3 sudate pe tuburi) și detașabile (gemeni pe flanșe, așa cum se arată în figură). Cu un sistem rigid, schimbătorul de căldură poate fi utilizat pentru astfel de medii, atunci când diferența de temperatură dintre conductele exterioare și interioare nu trebuie să depășească 50 ° C.

Orez. 8.3.7. Secțiunea unui schimbător de căldură neseparabil cu patru căi de tip „țeavă în conductă”:

1, 2 - conducte exterioare și interioare; 3 - dublu rotativ; I, II - intrare și ieșire a lichidului de răcire de încălzire; III, IV - intrarea și ieșirea fluxului încălzit.

Orez. 8.3.8. Secțiunea unui schimbător de căldură pliabil cu un singur flux de tip „țeavă în conductă”:

1 - conducte exterioare; 2- conducte interioare; 3 - capac; 4 - gemeni rotativi; 5 - compartimentare; 6 - foaie de tub; A - intrarea și ieșirea unui flux mai poluat; B - intrarea și ieșirea unui flux mai puțin poluat

Dispozitivele pliabile „țeavă în țeavă” (Fig. 8.3.8) sunt realizate din secțiuni în care țevile exterioare 4 unite printr-un capac comun 3, care servește la întoarcerea fluxului de lichid de răcire de la o țeavă exterioară la alta, iar țevile interioare sunt conectate folosind gemeni pivotanti pe flanșele din interiorul acestui capac. Din astfel de secțiuni, poate fi recrutată o baterie a unui aparat cu flux multiplu dacă debitul de lichid de răcire este mare (10–200 t/h în conductă și până la 300 t/h în inel). Avantajul aparatelor tub-in-pipe pliabile este că pot fi curățate în mod regulat (cum ar fi carcasa și tubul) de depuneri și înlocuite conductele interne sau externe în caz de deteriorare sau coroziune.

De obicei, la dispozitivele „pipe-in-pipe” se permite un flux de lichid de răcire mai poluat prin tuburile interioare, iar unul mai puțin poluat - prin inel.

În schimbătoarele de căldură design pliabil conductele interioare la exterior pot avea aripioare pentru a crește zona de schimb de căldură și, prin urmare, a crește eficiența transferului de căldură. Schimbătoarele de căldură pliabile permit curățarea suprafețelor exterioare și interioare ale țevilor, precum și utilizarea țevilor interioare cu aripioare. Acest lucru face posibilă creșterea semnificativă a cantității de căldură transferată.. Figura 8.3.9 prezintă tuburi cu aripioare.

Orez. 8.3.9. Tuburi cu aripioare:

a - nervuri sudate în formă de jgheab; b - coaste rulate; c - nervuri extrudate; g - nervuri sudate în formă de vârf; d - coaste moletate.

Schimbătoarele de căldură sunt dispozitive care servesc la transferul de căldură de la un lichid de răcire (substanță fierbinte) la o substanță rece (încălzită). Gazul, vaporii sau lichidul pot fi utilizați ca purtători de căldură. Până în prezent, cele mai răspândite dintre toate tipurile de schimbătoare de căldură sunt învelișul și tubul. Principiul de funcționare al unui schimbător de căldură cu carcasă și tub este că lichidele de răcire calde și reci se deplasează prin două canale diferite. Procesul de transfer de căldură are loc între pereții acestor canale.

Unitate de schimb de căldură

Tipuri și tipuri de schimbătoare de căldură cu carcasă și tub

Schimbător de căldură - suficient dispozitiv complexși există multe varietăți ale acestuia. Schimbatoarele de caldura cu manta si tuburi sunt recuperatoare. Împărțirea schimbătoarelor de căldură în tipuri se face în funcție de direcția de mișcare a lichidului de răcire. Sunt:

• curgere transversală;
• contracurent;
• flux direct.

Schimbătoarele de căldură cu carcasă și tub și-au primit numele deoarece tuburile subțiri prin care se mișcă lichidul de răcire sunt situate în mijlocul carcasei principale. Numărul de tuburi din mijlocul carcasei determină cât de repede se va mișca substanța. La rândul său, coeficientul de transfer termic va depinde de viteza de mișcare a substanței.

Pentru fabricarea schimbătoarelor de căldură cu carcasă și tub, se folosesc oțeluri aliate și de înaltă rezistență. Aceste tipuri de oțeluri sunt utilizate deoarece aceste dispozitive, de regulă, funcționează într-un mediu extrem de agresiv care poate provoca coroziune.
Schimbătoarele de căldură sunt, de asemenea, împărțite în tipuri. Sunt produse următoarele tipuri de date de dispozitiv:

• cu compensator de temperatură a carcasei;
• cu tuburi fixe;
• cu tuburi în U;
• cap plutitor.

Avantajele schimbătoarelor de căldură cu carcasă și tub

Unități cu carcasă și tub în timpuri recente sunt la mare căutare și majoritatea consumatorilor preferă acest tip de unitate. Această alegere nu este întâmplătoare - unitățile cu carcasă și tub au multe avantaje.

schimbător de căldură

Avantajul principal și cel mai semnificativ este durabilitatea ridicată de acest tip unități pentru șocuri hidraulice. Majoritatea tipurilor de schimbătoare de căldură produse astăzi nu au această calitate.

Al doilea avantaj este că unitățile cu carcasă și tuburi nu au nevoie de un mediu curat. Majoritatea dispozitivelor din medii agresive sunt instabile. De exemplu, schimbătoarele de căldură cu plăci nu au această proprietate și pot funcționa exclusiv în medii curate.
Al treilea avantaj semnificativ al schimbătoarelor de căldură cu carcasă și tub este eficiența lor ridicată. Din punct de vedere al eficienței, acesta poate fi comparat cu un schimbător de căldură cu plăci, care, după majoritatea parametrilor, este cel mai eficient.

Astfel, putem spune cu încredere că schimbătoarele de căldură cu carcasă și tub se numără printre cele mai fiabile, durabile și foarte eficiente unități.

Dezavantajele unităților cu carcasă și tub

În ciuda tuturor avantajelor, aceste dispozitive au câteva dezavantaje, care merită și ele menționate.

Primul și cel mai semnificativ dezavantaj este dimensiunea mare. În unele cazuri, utilizarea unor astfel de unități trebuie abandonată tocmai din cauza dimensiunilor mari.

Al doilea dezavantaj este consumul mare de metal, care este motivul preț mare schimbatoare de caldura cu manta si tub.

Schimbător de căldură metalic

Schimbătoarele de căldură, inclusiv cele cu carcasă și tub, sunt dispozitive destul de „capricioase”. Mai devreme sau mai târziu au nevoie de reparații, iar aceasta implică anumite consecințe. Cea mai „slabă” parte a schimbătorului de căldură sunt tuburile. Ele sunt adesea sursa problemei. Atunci când se efectuează lucrări de reparații, trebuie avut în vedere faptul că, în urma oricărei intervenții, transferul de căldură poate scădea.

Cunoscând această caracteristică a unităților, cei mai mulți consumatori experimentați preferă să achiziționeze schimbătoare de căldură cu o „marjă”.

Capabilitățile tehnologice și de producție ale CJSC Experimental Machine-Building Production, precum și experiența acumulată în producție echipamente de schimb de căldură ne permit să producem de înaltă calitate schimbatoare de caldura cu o gamă largă de aplicații în diverse industrii.

Capacitate de producție pentru fabricarea schimbătoarelor de căldură:

• producția de schimbătoare de căldură atât în ​​conformitate cu desenele clienților, cât și în conformitate cu diverse standarde, GOST și TU, inclusiv producția de schimbătoare de căldură cu carcasă și tub, manșon și tuburi
• producerea schimbătoarelor de căldură, atât din materialul Antreprenorului, cât și din materialul clientului, cu controlul intrării materialelor
• realizarea documentatiei tehnice încercări hidraulice până la 10 MPa (100 kg/cm2)
• control de nefrânatîmbinări sudate (capilare, cu ultrasunete (UT), cu raze X) realizate de specialiști calificați ai laboratorului propriu certificat
• disponibilitatea echipamentelor de ridicat în combinație cu șinele de cale ferată chiar în atelier, permițând producerea și expedierea schimbătoarelor de căldură și a unităților de condensare cu o greutate de peste 100 de tone
• aplicarea (la cererea clientului) acoperiri de protectie anticorozive pentru protejarea impotriva mediilor agresive chimic etc.
• performanţă izolare termică eficientă schimbatoare de caldura si unitati de condensare (la cererea clientului)
• disponibilitatea personalului calificat

Avantajele noastre:

• Produsul se întâlnește cerinte tehnice client
• Folosind toată experiența acumulată a companiei
• Interacțiune flexibilă cu clientul
• Fără dificultăți de coordonare
• Asigurarea calității producției
• Îmbunătățirea continuă a tehnologiei de producție și a capacităților de producție

Schimbător de căldură (sau schimbător de căldură)- un dispozitiv în care căldura este transferată dintr-un mediu de lucru în altul.

Lichidele, gazele, vaporii pot fi folosite ca purtători de căldură. În schimbătoarele de căldură, în funcție de destinație, procesele de încălzire sau răcire, fierbere, condensare și multe alte procese tehnologice utilizate în industria metalurgică, petrochimică, rafinarea petrolului, gaze, chimie și alte industrii (inclusiv energie) și utilități publice.

Conform metodei de transfer de căldură, schimbătoarele de căldură sunt împărțite în amestecareași superficial.

Schimbătoarele de căldură cu amestecarea purtătorilor de căldură, în astfel de schimbătoare de căldură cu amestecare, purtătorii de căldură sunt în contact direct și amestecați, în timp ce transferul de căldură este însoțit de transfer de masă.

În schimbătoarele de căldură de suprafață, transferul de căldură are loc printr-un perete solid de separare și nu există contact direct între purtătorii de căldură.

Există și schimbătoare de căldură recuperatoare și regenerative.

Schimbătoare de căldură cu recuperare- acestea sunt schimbatoare de caldura in care agentii de racire reci si fierbinti se deplaseaza in canale diferite, iar schimbul de caldura are loc prin peretele dintre ele.

LA schimbătoare de căldură regenerative purtătorii de căldură sunt la rândul lor în contact cu peretele solid.

Căldura se acumulează în perete la contactul cu un lichid de răcire fierbinte și este eliberată la contactul cu un lichid rece /

Amestecare schimbătoare de căldură

Amestecare (contact) schimbătoare de căldură- sunt schimbatoare de caldura cu amestecare de medii, destinate implementarii proceselor de schimb de caldura si transfer de masa prin amestecare directa.

Aceasta este principala lor diferență față de schimbătoarele de căldură de suprafață. Dispozitive cu jet de abur (PSA), bazate pe un injector cu jet, sunt cele mai comune schimbătoare de căldură cu amestecare de tip jet. Proiectarea schimbătoarelor de căldură de amestecare este mai simplă decât a celor de suprafață, căldura este utilizată mai pe deplin datorită contactului direct al purtătorilor de căldură.

Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că schimbătoarele de căldură cu medii mixte sunt potrivite numai dacă procesul permite o astfel de amestecare. În prezent scheme termice unitățile mari de putere cu o capacitate de 300 până la 1200 MW pentru CHPP și centrale nucleare conțin încălzitoare de condens de tip mixt. Utilizarea unor astfel de dispozitive crește eficienta generala instalatii de turbine. Cu toate acestea, numărul suplimentar de pompe pentru pomparea condensului, cerințele de protecție împotriva pătrunderii apei, complexitatea amplasării încălzitoarelor limitează utilizarea pe scară largă a încălzitoarelor de amestec. Aplicație largă acest tip de schimbatoare de caldura se intalneste si in instalatiile de recuperare a caldurii din gazele de ardere, aburului rezidual etc.

În industrie, schimbătoarele de căldură cu recuperare de suprafață sunt cele mai comune:

• schimbatoare de caldura cu manta si tub
• schimbătoare de căldură plăci cu aripioare
• schimbătoare de căldură cu plăci
• schimbătoare de căldură cu aripioare
• schimbatoare de caldura volumetrice si de imersie
• schimbătoare de căldură răsucite
• serpentină
• schimbătoare de căldură spiralate
• schimbătoare de căldură cu două conducte (tip „pipe in pipe”)

Schimbatoare de caldura cu manta si tub sunt cele mai comune dispozitive. Sunt folosite în diverse procese tehnologice, însoțită de schimb de căldură între lichide, vapori și gaze, inclusiv la schimbare starea de agregare. Schimbătoarele de căldură cu carcasă și tuburi constau din fascicule de tuburi fixate în foi de tuburi cu despărțitori intermediare, carcase (carcase), capace, camere, țevi de derivație și suporturi. Suprafața de transfer de căldură a unor astfel de dispozitive cu carcasă și tuburi de schimb de căldură poate ajunge la câteva zeci de mii metri patratiși constau din zeci de mii de țevi. În schema constructivă a schimbătoarelor de căldură cu carcasă și tub, se asigură separarea spațiului în tub și a inelului, iar fiecare dintre ele poate fi împărțit în mai multe pasaje ale mediului de lucru (lichid de răcire).

Conform schemei lor de proiectare, încălzitoarele cu carcasă și tub pot fi:

• schimbătoare de căldură cu carcasă și tub cu atașare rigidă a capetelor țevilor în foile tubulare principale (capete);
• schimbătoare de căldură cu manta și tub cu deflectoare transversale intermediare de-a lungul lungimii conductelor (între foile tubulare principale);
• schimbătoare de căldură cu carcasă și tub cu un compensator de lentile pe corp;
• schimbatoare de caldura cu manta si tuburi cu tuburi in forma de U;
• schimbatoare de caldura cu manta si tub cu camera plutitoare;
• schimbatoare de caldura cu manta si tub cu un compensator de burduf pe conducta de admisie;
• schimbătoare de căldură cu carcasă și tuburi cu un aranjament transversal de fascicule de tuburi față de corp.

Avantajele schimbătoarelor de căldură cu carcasă și tub:

• simplitatea designului, tehnologiei de fabricație, instalare și reparare
• putere termică mai mare a dispozitivelor comparativ cu cele lamelare
• sunt mai potrivite pentru curățare, ceea ce facilitează foarte mult întreținerea și le crește durata de viață (procesul de curățare este eficient în special cu sistemele de curățare cu bile (sho))
• mentenabilitatea și oportunitatea economică substituiri părți separate dispozitive
• ca o consecință a tuturor celor de mai sus, costuri de operare mai scăzute pentru schimbătoarele de căldură cu carcasă și tub

La ora actuală au început să apară schimbătoare de căldură cu carcasă și tub modern, echipate cu tuburi profilate în așa fel încât creșterea rezistenței hidraulice depășește ușor creșterea transferului de căldură datorită utilizării turbitoarelor de flux. Acest lucru se realizează prin rularea mai departe suprafata exterioarațevi cu caneluri inelare sau elicoidale, datorită formării cărora pe suprafața interioară a țevii se formează proeminențe ușor conturate de înălțime mică, care măresc transferul de căldură în țevi. Această tehnologie, pe lângă indicatori importanți la fel de fiabilitate ridicatăși costuri mai mici, oferă echipamentelor interne cu carcasă și tuburi avantaje suplimentare în comparație cu omologii lamelare străine.

Schimbătoare de căldură cu aripioare sunt folosite pentru a crește transferul de căldură prin pereții metalici ai aripioarelor în cazurile în care coeficienții de transfer de căldură de pe ambele părți ale peretelui sunt foarte diferiți: de exemplu, atunci când căldura este transferată de la abur de condensare la perete și de la perete la aer încălzit . Finisarea suprafeței de schimb de căldură este introdusă din partea peretelui cu un coeficient de transfer termic mai mic. În industrie, schimbătoarele de căldură sunt utilizate cu tipuri variate aripioare: șaibă, lamelară, spirală, sârmă, aripioară, despicare transversală și longitudinală etc. Pentru aripioarele schimbătoarelor de căldură se alege un material termoconductor cu pereți subțiri, care este atașat de perete prin sudare, lipire, moletare etc.

Schimbătoare de căldură cu plăci sunt utilizate pentru schimbul de căldură între gaze și alți agenți de răcire, de obicei cu coeficienți de transfer termic scăzut. Din punct de vedere structural, aceste dispozitive sunt asamblate din plăci ștanțate, care formează canale pentru un lichid de răcire pe o parte a plăcii și pe cealaltă pentru cealaltă.

Plăcile sunt separate prin distanțiere între ele, pot fi sudate în perechi și alcătuite suprafata necesara schimb de caldura.

Avantajele schimbătoarelor de căldură cu plăci este compactitatea lor, suprafața de încălzire semnificativă, specifică volumului. Eficiență termică bună pentru o serie de combinații de parametri de transfer de căldură.

Spre dezavantajele designului plăcii includ imposibilitatea folosirii mediilor la presiuni mari, un mic putere termala, durata de viață limitată, dificultate în funcționare, curățare, etanșare și reparare. Cerințe crescute la calitatea fluidelor calduratoare.

Schimbătoare de căldură cu plăci cu aripioare constau dintr-un sistem de plăci despărțitoare, între care se află suprafețe cu nervuri - duze atașate plăcilor. Schimbătoarele de căldură cu aripioare, de regulă, sunt neseparabile și diferă în tipul de aripioare (netede, ondulate, intermitente etc.), precum și în direcția mediului de lucru (curgere directă, curgere inversă). , cruce).

În schimbătoare de căldură în vrac (schimbătoare de căldură cu tuburi și tuburi cu tuburi în U) unul dintre medii este concentrat într-un volum deschis sau într-un vas cu volum mare, iar al doilea curge printr-un mănunchi de tuburi de țevi drepte, în formă de U sau spirală. Se folosesc schimbatoare de caldura volumetrice cu serpentina tubulara imersata sau pachet de tuburi drepte.

Schimbătoare de căldură răsucite frecvente în industria frigorifică și chimică. În astfel de dispozitive, este posibil să se găzduiască o suprafață de schimb de căldură mai mare decât în ​​dispozitivele cu tub drept. Un schimbător de căldură răsucit este format dintr-un tub central (miez) pe care mănunchiuri de tuburi sunt înfășurate în spirală. Pasul de înfășurare și distanța dintre țevi sunt selectate din condiția lungimii egale a țevilor. În diferite rânduri de țevi există diferite direcții de înfășurare (stânga și dreapta). Distanțiere stabilesc spațiul dintre țevi. Legăturile de tuburi răsucite asigură compensarea temperaturii și etanșeitatea la punctele lor terminale. De regulă, sistemele de țevi răsucite sunt cu mai multe treceri.

Schimbatoare de caldura cu serpentina sunt dispozitive cu carcasă și tuburi care conțin țevi spiralate, ale căror bobine sunt situate de-a lungul unei linii elicoidale. Pot exista mai multe serpentine conectate la galeria de alimentare cu lichid de răcire. În schimbătoarele de căldură abur-apă, agentul de încălzire-abur este de obicei furnizat de sus, iar mediu răcit-apa în spațiul tubului de dedesubt. De asemenea, dispozitivele sunt utilizate pe scară largă în sistemele de încălzire a condensului și a apei de alimentare a instalațiilor cu turbine cu abur, de exemplu, un condensator cu schimbător de căldură cu carcasă și tub, dar în prezent sunt din ce în ce mai mult înlocuite cu schimbătoare de căldură „cameră” care conțin camere pentru furnizarea lichidului de răcire. În același timp, apar dezvoltări de proiectare ale schimbătoarelor de căldură moderne colector-spiral abur-apă pentru utilizare în sistemul de încălzire a apei de alimentare a centralelor cu turbine ale centralelor termice și centralelor nucleare. Potrivit dezvoltatorilor, utilizarea unor astfel de dispozitive poate da o reducere foarte semnificativă a consumului de metal al întregului echipament de schimb de căldură al instalațiilor cu turbine cu abur.

Schimbătoare de căldură în spirală sunt unul dintre cele mai simple dispozitive în design și constau din două benzi de oțel înfășurate în spirală în jurul unui perete despărțitor central și formând două canale spirale paralele pentru mediul de lucru. canale spiralate sectiune dreptunghiulara limitată de la capete prin capace, în care sunt ramificate conducte pentru alimentarea sau evacuarea mediului. De asemenea, dispozitivele sunt utilizate de obicei la debite mici, precum și la diferențe de presiune și temperatură a mediului de lucru. LA anul trecut dispozitivele sunt de asemenea înlocuite cu schimbătoare de căldură cu plăci.

Schimbătoare de căldură cu două conducte tipul „pipe in pipe” au fost de multă vreme folosite în industrie. De asemenea, dispozitivele sunt convenabile pentru încălzirea și răcirea mediilor de lucru sub presiune ridicata. Aceste schimbătoare de căldură realizează coeficienți buni de transfer de căldură. La fabricare, instalare și exploatare, sunt destul de simple, iar în absența necesității de curățare, sunt realizate sudate. Cu toate acestea, în ciuda simplității designului, astfel de schimbătoare de căldură sunt destul de voluminoase, conținutul lor specific de metal este ridicat în comparație cu alte dispozitive. Din acest motiv, domeniul de aplicare al unor astfel de schimbătoare de căldură se micșorează continuu.

Experiența noastră de producție arată asta un factor important, care afectează calitatea producției unor echipamente atât de complexe precum schimbătoarele de căldură care funcționează sub presiune, nu este doar prezența documentatie tehnica, dar și bine conceput din punct de vedere tehnic tehnologie de fabricație. Dorim să vă atragem atenția asupra faptului că, spre deosebire de documentația tehnică și echipamentele de producție, tehnologie de fabricație- aceasta nu este o categorie replicată; este legat de o anumită producție, care îi conferă acestuia din urmă un avantaj serios față de concurenții care nu au o tehnologie proprie, testată în timp. Este evident că tehnologia de producție deja stăpânită și bine dovedită face posibilă începerea producției de produse în serie și la scară mică cât mai curând posibil, precum și stăpânirea rapidă a producției de mostre experimentale de un singur produs.

Condensatoarele principale ale turbinei

Serviți pentru a crea un vid în țeava de evacuare a turbinei, economisiți, primar dezaerareși revenirea la ciclul condensului de abur provenit din turbină. Totodată, condensatorul face parte din sistemul de cazan al stației. Vidul din condensator este creat prin condensarea aburului evacuat în turbină, ca urmare a scăderii accentuate a volumului specific în timpul transformării aburului în condensat și a aspirației gazelor necondensabile din condensator.
În instalațiile moderne de turbine cu abur puternice, acestea sunt utilizate aproape exclusiv condensatoare de tip suprafață, în care apa de răcire este pompată în interiorul tuburilor de fascicule tubulare situate în spațiul de vapori al condensatoarelor. Aburul care provine din turbină intră în contact cu suprafața rece a țevilor și se condensează pe acestea, degajând căldura de vaporizare apei de răcire care curge în interiorul țevilor. Condensul curge în jos în partea de jos a condensatorului și este pompat din colectorul de condens de către pompele de condens. Aerul și gazele necondensabile care pătrund prin scurgerile din instalație sunt îndepărtate din condensator ejectoare. Condensul de abur este folosit pentru alimentarea cazanelor și este de mare valoare, deoarece. supuse unui grad ridicat de purificare. Condensatorul nu trebuie să permită subrăcirea condensului și trebuie să aibă o rezistență minimă la apa de răcire. Vidul posibil teoretic în condensator depinde numai de temperatură și de cantitatea de apă de răcire disponibilă. Vidul practic în funcționare depinde de perfecțiunea designului condensatorului, de densitatea vidului a părții din instalația de turbină sub vid și de curățenia tuburilor condensatorului.

Design condensator, pentru turbine de diferite capacități de la 25 la 1200 MW, este determinată de locația în instalație și de proiectarea fundației, de exemplu, dacă suprafața de transfer de căldură a condensatorului ajunge la 8800 m2 și conține până la 84000 de tuburi, atunci masa unui astfel de condensator ajunge la 2000 de tone.
Toți condensatorii sunt o structură spațială complexă sub vid profund. Carcasele condensatorului sunt realizate din tablă de oțel carbon și au aripioare interioare și sunt întărite cu bretele longitudinale și transversale rotunde din oțel. Tuburile de răcire sunt fixate cu capetele lor în plăcile tuburilor principale și sunt sprijinite în pereții tubului intermediari. Amplasarea deflectoarelor în carcasă se realizează conform calculului pentru vibrații pentru a exclude formele periculoase de vibrație ale tuburilor. Cutiile de apă sunt de obicei sudate și au capace de deschidere pentru înlocuirea tubului. Pentru acces in interiorul camerelor de apa pentru lucrari mici, capacele au trape. Partea superioară a condensatorului poate fi construită unul sau două încălzitor regenerativ presiune scăzută . Condensatorii sunt de obicei întreaga linie dispozitive de recepție a aburului și apei de la diverse echipamente ale instalației de turbine, necesare implementării ciclului.

CJSC „Producție experimentală de construcție de mașini” oferă clienților săi nu doar producție echipamente tehnologice, nu doar serviciile propriei baze de producție, ci și mulți ani de experiență, dovedită tehnologii de productieși disponibilitatea personalului calificat pentru a vă rezolva problemele.

Schimbător de căldură cu carcasă și tub: caracteristici tehnice și principiu de funcționare

5 (100%) voturi: 3

Acum vom lua în considerare caracteristicile tehnice și principiul de funcționare al schimbătoarelor de căldură cu carcasă și tub, precum și calculul parametrilor acestora și caracteristicile alegerii la cumpărare.

Schimbătoarele de căldură asigură procesul de schimb de căldură între lichide, fiecare dintre ele are temperatură diferită. În prezent, schimbătorul de căldură cu carcasă și tub și-a găsit aplicarea cu mare succes în diverse industrii: chimică, petrol, gaze. Nu există dificultăți în fabricarea lor, sunt fiabile și au capacitatea de a dezvolta o suprafață mare de schimb de căldură într-un singur aparat.

Au primit acest nume datorită prezenței unei carcase care ascunde țevile interioare.

Dispozitiv și principiu de funcționare

Structură: o structură de fascicule de tuburi fixate în foi tubulare (grile) de capace, carcase și suporturi.

Principiul prin care funcționează schimbătorul de căldură cu carcasă și tub este destul de simplu. Constă în deplasarea lichidelor de răcire reci și fierbinți prin diferite canale. Transferul de căldură are loc tocmai între pereții acestor canale.

Principiul de funcționare al schimbătorului de căldură cu carcasă și tub

Avantaje și dezavantaje

Astăzi, schimbătoarele de căldură cu carcasă și tub sunt la cerere în rândul consumatorilor și nu își pierd pozițiile pe piață. Acest lucru se datorează unui număr considerabil de avantaje pe care le au aceste dispozitive:

1. Rezistență ridicată la . Acest lucru îi ajută să suporte cu ușurință căderile de presiune și să reziste la sarcini severe.
2. Nu au nevoie de un mediu curat. Aceasta înseamnă că pot lucra cu lichid de calitate scăzută care nu a fost pre-tratat, spre deosebire de multe alte tipuri de schimbătoare de căldură care pot funcționa doar în medii nepoluate.
3. Eficiență ridicată.
4. Rezistenta la uzura.
5. Durabilitate. Cu o îngrijire adecvată, unitățile cu carcasă și tuburi vor funcționa mulți ani.
6. Siguranța utilizării.
7. Mentenabilitatea.
8. Lucrați într-un mediu agresiv.

Având în vedere avantajele de mai sus, putem argumenta despre fiabilitatea, eficiența ridicată și durabilitatea acestora.

Schimbatoare de caldura cu manta si tuburi in industrie

In ciuda faptului ca un numar mare de avantajele remarcate ale schimbătoarelor de căldură cu carcasă și tub, aceste dispozitive au și o serie de dezavantaje:

• dimensiunea totală și greutatea semnificativă: pentru amplasarea lor, este necesară o cameră de dimensiuni considerabile, ceea ce nu este întotdeauna posibil;
• conținut ridicat de metal: acesta este principalul motiv pentru prețul lor ridicat.

Tipuri și tipuri de schimbătoare de căldură cu carcasă și tub

Schimbatoarele de caldura cu manta si tuburi sunt clasificate in functie de directia in care se misca lichidul de racire.

Aloca următoarele tipuri dupa acest criteriu:

• direct prin;
• contracurent;
• cruce.

Numărul de tuburi situate în inima carcasei afectează direct viteza cu care se va mișca substanța, iar viteza are un efect direct asupra coeficientului transfer de căldură.

Având în vedere aceste caracteristici, schimbătoarele de căldură cu carcasă și tuburi sunt de următoarele tipuri:

• cu compensator de temperatură a carcasei;
• cu tuburi fixe;
• cu cap plutitor;
• cu tuburi în U.

Modelul U-tube constă dintr-o singură foaie de tub în care sunt sudate aceste elemente. Acest lucru permite părții rotunjite a tubului să se sprijine liber pe scuturile pivotante din carcasă, în timp ce acestea au capacitatea de a se extinde liniar, ceea ce le permite să fie utilizate în intervale mari de temperatură. Pentru a curăța tuburile în U, trebuie să îndepărtați întreaga secțiune cu ele și să utilizați substanțe chimice speciale.

Calculul parametrilor

Multă vreme, schimbătoarele de căldură cu carcasă și tuburi au fost considerate cele mai compacte existente. Cu toate acestea, au apărut, care sunt de trei ori mai compacte decât cele cu coajă și tub. În plus, caracteristicile de proiectare ale unui astfel de schimbător de căldură conduc la solicitări termice din cauza diferenței de temperatură dintre țevi și carcasă. Prin urmare, atunci când alegeți o astfel de unitate, este foarte important să faceți un calcul competent al acesteia.

Formula pentru calcularea ariei unui schimbător de căldură cu carcasă și tub

F este aria suprafeței de schimb de căldură;
t cf - diferența medie de temperatură între lichide de răcire;
K este coeficientul de transfer termic;
Q este cantitatea de căldură.

Pentru a efectua calculul termic al unui schimbător de căldură cu carcasă și tub, sunt necesari următorii indicatori:

• consumul maxim de apă de încălzire;
• caracteristicile fizice ale lichidului de răcire: vâscozitatea, densitatea, conductibilitatea termică, temperatura finală, capacitatea termică a apei la o temperatură medie.

Când comandați un schimbător de căldură cu carcasă și tub, este important să știți care specificatii tehnice el are:

• presiune în conducte și carcasă;
• diametrul carcasei;
• execuție (orizontal\vertical);
• tipul foilor tubulare (mobile\fixe);
• Performanța climatică.

Este destul de dificil să faci singur un calcul competent. Acest lucru necesită cunoaștere și o înțelegere profundă a întregii esențe a procesului muncii sale, prin urmare cel mai bun mod va apela la specialiști.

Funcționarea schimbătorului de căldură tubular

Schimbătorul de căldură cu carcasă și tub este un dispozitiv care se caracterizează printr-o durată lungă de viață și parametri buni Operațiune. Cu toate acestea, ca orice alt dispozitiv, pentru lucru de înaltă calitate și pe termen lung, are nevoie de întreținere programată. Deoarece, în majoritatea cazurilor, schimbătoarele de căldură cu carcasă și tuburi funcționează cu un lichid care nu a fost pretratat, mai devreme sau mai târziu tuburile unității se înfundă și se formează sedimente pe ele și se creează un obstacol pentru curgerea liberă a fluidului de lucru.

Pentru a vă asigura că eficiența echipamentului nu scade și că unitatea de înveliș și tub nu se defectează, aceasta trebuie curățată și spălată sistematic.

Datorită acestui lucru, el va putea munca de calitate pentru o lungă perioadă de timp. Când dispozitivul expiră, se recomandă înlocuirea acestuia cu unul nou.

Dacă este nevoie să reparați un schimbător de căldură tubular, atunci este mai întâi necesar să diagnosticați dispozitivul. Aceasta va identifica principalele probleme și va defini domeniul de aplicare al lucrării care trebuie efectuată. Cea mai slabă parte a acesteia sunt tuburile și, cel mai adesea, deteriorarea tubului este principalul motiv pentru reparație.

Pentru a diagnostica un schimbător de căldură cu carcasă și tub, se folosește o metodă de testare hidraulică.

În această situație, este necesară înlocuirea tuburilor, iar acesta este un proces laborios. Este necesar să atenuați elementele eșuate, la rândul său, acest lucru reduce zona suprafeței de schimb de căldură. Prin implementare lucrări de reparații, este necesar să se țină cont de faptul că orice, chiar și cea mai mică intervenție, poate provoca o scădere a transferului de căldură.

Acum știți cum funcționează un schimbător de căldură cu carcasă și tub, ce varietăți și caracteristici are.

Descriere tehnica

Schimbatoare de caldura cu manta si tuburi produse de Geoclima- un dispozitiv destul de complex și există multe varietăți ale acestuia. Ele aparțin tipului de recuperare. Împărțirea schimbătoarelor de căldură în tipuri se face în funcție de direcția de mișcare a lichidului de răcire.

Tipuri de schimbătoare de căldură cu carcasă și tub:

• curgere transversală;
• contracurent;
• flux direct.

Schimbătoarele de căldură cu carcasă și tub și-au primit numele deoarece tuburile subțiri prin care se mișcă lichidul de răcire sunt situate în mijlocul carcasei principale. Numărul de tuburi din mijlocul carcasei determină cât de repede se va mișca substanța. La rândul său, coeficientul de transfer termic va depinde de viteza de mișcare a substanței. Schimbătoarele de căldură CROM / GEOCLIMA sunt utilizate pentru încălzirea/răcirea, condensarea/evaporarea diferitelor medii lichide și de vapori în diferite procese producție.

Producția de schimbătoare de căldură cu carcasă și tub în Rusia face următoarele tipuri de dispozitive:

• Schimbatoare de caldura cu manta si tub Geoclima pentru gaze comprimate
• Schimbatoare de caldura cu manta si tub Geoclima pentru recuperarea caldurii gazelor de esapament
• Schimbatoare de caldura cu manta si tub Geoclima pentru racire cu biogaz
• Schimbatoare de caldura cu manta si tub Geoclima – abur/apa
• Schimbatoare de caldura cu manta si tub Geoclima pentru CO2
• Schimbatoare de caldura cu manta si tub Geoclima materiale speciale(inox 304, 316, 316L, 316Ti, 321, 90Cu10NiFe, 70Cu30NiFe, oțel carbon, titan)
• Schimbatoare de caldura cu manta si tub Geoclima cu tuburi coaxiale. (folosit la incalzirea racirii gazelor, uleiurilor, mediilor agresive, recuperare caldura din gazele de ardere. Conditii de functionare ale schimbatoarelor de caldura cu manta si tuburi cu tuburi coaxiale CROM; presiune -300ATM, temperatura +600*C.
• Schimbatoare de caldura cu manta si tub Geoklima de tip inundat (circulatia agentului frigorific are loc in spatiul inelar, iar circulatia apei se face prin conducte).

Particularități

Utilizarea dezvoltărilor și tehnologiilor avansate în crearea schimbătoarelor de căldură cu carcasă și tuburi oferă eficiența maximă a transferului de căldură cu aceeași dimensiune.

Pentru fabricarea schimbătoarelor de căldură cu carcasă și tub, se folosesc oțeluri aliate și de înaltă rezistență. Aceste tipuri de oțeluri sunt utilizate deoarece aceste dispozitive, de regulă, funcționează într-un mediu extrem de agresiv care poate provoca coroziune.

Schimbătoarele de căldură sunt, de asemenea, împărțite în tipuri. Sunt produse următoarele tipuri de date de dispozitiv:

• cu compensator de temperatură a carcasei;
• cu tuburi fixe;
• cu tuburi în U;
• cu cap plutitor;
• se poate folosi si complex solutii structurale de exemplu, un cap plutitor și un compensator termic pot fi utilizate într-un singur proiect.

Dispozitivele cu carcasă și tub sunt clasificate în funcție de funcțiile lor:

• Schimbatoarele de caldura sunt universale;
• Evaporatoare;
• Condensatoare;
• Frigidere;

După locație, schimbătoarele de căldură sunt:

• Orizontală;
• vertical

Proprietăți distinctive ale echipamentului:
Avantajul principal și cel mai semnificativ este rezistența ridicată a acestui tip de unități la loviturile de berbec. Majoritatea tipurilor de schimbătoare de căldură produse astăzi nu au această calitate.

Al doilea avantaj este că unitățile cu carcasă și tuburi nu au nevoie de un mediu curat. Majoritatea dispozitivelor din medii agresive sunt instabile. De exemplu, schimbătoarele de căldură cu plăci nu au această proprietate și pot funcționa exclusiv în medii curate.

Al treilea avantaj semnificativ al schimbătoarelor de căldură cu carcasă și tub este eficiența lor ridicată. Din punct de vedere al eficienței, acesta poate fi comparat cu un schimbător de căldură cu plăci, care, după majoritatea parametrilor, este cel mai eficient.

Astfel, putem spune cu încredere că schimbătoarele de căldură cu carcasă și tub se numără printre cele mai fiabile, durabile și foarte eficiente unități:

• mare performanță
• compactitatea
• fiabilitate
• versatilitate în utilizare.