2.4. РЕКУПЕРАТИВНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ

ДРУГОЙ КОНСТРУКЦИИ

2.4.1. Секционные теплообменники и аппараты типа «труба в трубе»

Секционные теплообменники состоят из нескольких последовательно соединенных секций, представляющих собой небольшой трубный пучок, размещенный в кожухе, выполненном из трубы большого диаметра. При малых тепловых нагрузках секция может выполняться не из пучка труб, а из одной внутренней трубы 1, размещенной во внешней трубе 2 (рис. 2.3,а), т. е. по типу «труба в трубе» (рис. 2.3,б).

Секционные аппараты типа «труба в трубе» могут быть разборными и неразборными, одно, двух – и многопоточными. Аппараты типа «труба в трубе» делятся на аппараты жесткой, полужесткой конструкции и с линзовыми компенсаторами, с сальниками на одном или обеих концах труб.

Внутренние трубы могут иметь продольные ребра или поперечную винтовую насадку. Аппараты такого типа используются обычно для нагревания и охлаждения газообразных сред.

Основные параметры и размеры теплообменных аппаратов типа «труба в трубе» регламентированы ОСТ 2602- 2033-80. Их изготовляют следующих типов: разборные одно- и двухпоточные малогабаритные, неразборные однопоточные; разборные однопоточные; неразборные однопоточные; разборные многопоточные. Техническая характеристика теплообменников типа «труба в трубе» жесткой конструкции приведена в таблице 2.2.

К недостаткам рассматриваемых аппаратов относится их высокая стоимость и большой расход металла на единицу площади поверхности теплообмена.

Таблица 2.2

Техническая характеристика теплообменников типа «труба в трубе»

Окончание таблицы 2.2

рис.2.4. Аппарат имеет корпус 2, в котором размещен змеевик 1 или система змеевиков. В реакторах змеевики могут располагаться как внутри, так и снаружи обогреваемого корпуса. При большой поверхности теплообмена змеевики набирают из нескольких секций. Во избежание прогиба труб при большом числе витков и большом диаметре навивки, каждый виток крепят болтами на стойках. Скорости входа пара и нагреваемой жидкости принимают не более 50 и 2 м/с, соответственно.

Диаметр змеевика в зависимости от размера корпуса принимается в пределах от 200 до 2000 мм, а диаметр труб от 20 до 75 мм.

Зная из теплового расчета площадь теплообмена F, диаметр змеевика Dз и

Задаваясь шагом между витками t = (1,5÷2)d, можно найти высоту змеевика

где а – расстояние от змеевика до нижней и верхней стенки кожуха, принимается а = 100….300 мм; D3 и d – диаметры витка змеевика и трубы.

Рис. 2.4. Конструкция змеевикового теплообменника: 1 - змеевик, 2 - корпус

Основные размеры змеевиковых теплообменников общепринятого назначения представлены в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Техническая характеристика змеевиковых теплообменников

2.4.3.СПИРАЛЬНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ

Вспиральных теплообменных аппаратах поверхность теплообмена образована двумя тонкими металлическими листами (лентами), свернутыми в виде спиралей, внутренние концы которых приварены к разделительной перегородке. Образованные спиральные каналы ограничены торцевыми крышками. В зависимости от технологического назначения (ГОСТ12067-80) предусмотрены два типа спиральных теплообменников: с тупиковыми и сквозными каналами. Теплообменники с тупиковыми каналами тип 1 (в трех исполнениях), предусмотрены для работы с рабочими средами жидкость- жидкость, газ-жидкость, газ-газ, жидкость-пар, газ-пар. Конструкция аппарата

(рис.2.5, а) имеет односторонние тупиковые каналы, открытые стороны которых закрываются плоскими крышками. Направление теплоносителей – противоточное. Теплообменники используются при давлении до 1МПа и температуры +300 0С.

а б Рис. 2.5. Конструкции спирального теплообменника с тупиковыми

каналами с плоскими крышками (а); со сквозными каналами и сферическими крышками (б)

Спиральные теплообменники со сквозными каналами и сферическими крышками (рис.2.5, б) тип 2 (в трех исполнениях) предназначены для подогрева или охлаждения высоковязких жидких, газообразных или парообразных сред. Спиральный сквозной канал закрывают сферическими крышками. Все спиральные теплообменники отличаются малым гидравлическим сопротивлением. Техническая характеристика спиральных теплообменников дана в таблице 2.4.

Таблица 2.4.

Поверхности теплообмена и основные размеры спиральных теплообменников