Кожухотрубчатий теплообмінник з подвійними трубами

Кожухотрубчатий теплообмінник з подвійними трубами: 1, 3 – трубна решітка; 2 – внутрішні труби; 4 – зовнішні труби..

Призначення. Застосовують в контактно-каталітичних і реакційних процесах, що протікають при високих температурах, коли необхідно забезпечити вільне видовження всіх труб.

Принцип дії. З однієї сторони апарата розміщені дві трубні решітки, причому в решітці 1 закріплено пучок труб 2 меншого діаметру, відкритих з обох боків, а в решітці 3 – труби 4 більшого діаметру з закритими лівими кінцями, що встановлено концентрично відносно труб 2. Теплоносій І рухається по кільцевому простору між трубами 2 і 4 і виводиться з між трубного простору теплообмінника по трубам 2. Теплоносій ІІ рухається згори донизу в між трубному просторі корпуса теплообмінника, омиваючи труби 4 ззовні.

Переваги. В теплообміннику такої конструкції труби можуть видовжуватись під дією температури незалежно від корпуса теплообмінника.

Недоліки. Складність конструкції та ремонту. Висока собівартість.

Двохтрубчатий теплообмінник

Двохтрубчатий теплообмінник: 1 – внутрішні труби; 2– зовнішні труби; 3 – калач; 4 - патрубок.

Призначення. Ефективно працюють коли потрібна невелика поверхня теплообміну, а також при високих тисках.

Принцип дії. Теплообмінник цієї конструкції, який також називається «труба в трубі», складається з декількох послідовно з’єднаних трубчастих елементів, утворених двома концентрично розташованими трубами. Один теплоносій рухається по внутрішнім трубам 1, а інший – по кільцевому зазору між внутрішніми 1 і зовнішніми 2 трубами. Внутрішні труби (зазвичай діаметром 57-108 мм) з’єднуються калачами 3, а зовнішні, що мають діаметр 76-159 мм, - патрубками 4.

Переваги. Завдяки невеликим поперечним перерізам трубного і між трубного простору у двохтрубчатих теплообмінниках навіть при невеликих видатках досягаються доволі високі швидкості рідини, що рівні приблизно 1-1,5 м/с. Це дозволяє отримувати більш високі коефіцієнти теплопередачі і досягати більш високих температурних навантажень на одиницю маси апарата, ніж в кожухотрубчатих теплообмінниках. Крім того зі збільшенням швидкостей руху теплоносіїв зменшується можливість відкладення забруднень на поверхні теплообмінника.

Недоліки. Складність конструкції та ремонту.

Змієвиковий теплообмінник

Призначення. Для охолодження і нагріву сильно агресивних середовищ. Використовуються при поверхнях нагріву до 10-15 м².

Змієвиковий теплообмінник: 1 – спіральний змійовик; 2 – корпус апарата; 3 – внутрішній стакан; 4 – конструкція для кріплення змійовика.

Принцип дії. В зануреному змієвиковому теплообміннику крапельна рідина, газ або пар рухаються по спіральному змійовику 1, виконаному з труб радіусом 15-75 мм, який занурений в рідину, що знаходться в корпусі 2 апарата. Переваги. Великий об’єм рідини, що заповнює корпус, забезпечує більш стійку роботу теплообмінника при коливаннях режиму. Простота конструкції. Дешевизна. Доступність для очистки і ремонту. Зручність роботи при високих тисках і в хімічно активних середовищах .

Недоліки. Внаслідок великого об’єму корпуса, в якому знаходиться змійовик, швидкість рідини в корпусі незначна, що зумовлює низькі значення коефіцієнта тепловіддачі ззовні змійовика. Для його збільшення збільшують швидкість рідини в корпусі шляхом встановлення в ньому внутрішнього стакану 3, але при цьому значно зменшується об’єм апарата, який корисно використовується. Також тепловіддача в між трубному просторі занурених теплообмінників малоінтенсивна, оскільки тепло передається практично за рахунок вільної конвекції. Тому теплообмінники цього типу придатні лише для малих навантажень.