Кожухотрубчатые теплообменники
Кожухотрубчатые теплообменные аппараты обозначаются индексами и классифицируются:
по назначению (первая буква индекса): Т - теплообменники; Х - холодильники; К - конденсаторы; И - испарители;
по конструкции (вторая буква индекса) - Н - с неподвижными трубными решетками; К - с температурным компенсатором на кожухе; П - с плавающей головкой; У - с U-образными трубами; ПК - с плавающей головкой и компенсатором на ней;
по расположению (третья буква индекса): Г - горизонтальные; В - вертикальные.
Теплообменники с неподвижными трубными решетками
Схема двухходового горизонтального теплообменника типа Н с неподвижными трубными решетками приведена на рисунке 1.5.
Теплообменник состоит из цилиндрического сварного кожуха 8, распределительной камеры 11 и двух крышек 4. Трубный пучок образован трубами 7, закрепленными в двух трубных решетках 3. Трубные решетки приварены к кожуху. Крышки, распределительная камера и кожух соединены фланцами. В кожухе и распределительной камере выполнены штуцера для ввода и вывода теплоносителей из трубного (штуцера 1, 12) и межтрубного (штуцера 2, 10) пространств. Перегородка 13 в распределительной камере образует ходы теплоносителя по трубам. Для герметизации узла соединения продольной перегородки с трубной решеткой использована прокладка 14, уложенная в паз решетки 3.
Рисунок 1.5 - Двухходовой горизонтальный теплообменник с неподвижными решетками
Поскольку интенсивность теплоотдачи при поперечном обтекании труб теплоносителем выше, чем при продольном, в межтрубном пространстве теплообменника установлены зафиксированные стяжками 5 поперечные перегородки 6, обеспечивающие зигзагообразное по длине аппарата движение теплоносителя в межтрубном пространстве. На входе теплообменной среды в межтрубное пространство предусмотрен отбойник 9 - круглая или прямоугольная пластина, предохраняющая трубы от местного эрозионного изнашивания.
Теплообменники с температурным компенсатором на кожухе
Теплообменник типа К – с линзовым компенсатором (рисунок 1.6) на корпусе. В этом аппарате температурные деформации компенсируются осевым сжатием или расширением компенсатора. Теплообменники с линзовыми компенсаторами применяют при небольших температурных деформациях (не более 15 мм) и невысоких давлениях в межтрубном пространстве (до 0,5 МПа).
Рисунок 1.6 - Теплообменник типа К - с линзовым компенсатором
Теплообменники с плавающей головкой
На рисунке 1.7 изображен кожухотрубчатый теплообменник с плавающей головкой. Не закрепленная на кожухе вторая трубная решетка вместе с внутренней крышкой, отделяющей трубное пространство от межтрубного, образует так называемую плавающую головку.
Рисунок 1.7 - Кожухотрубчатый теплообменник с плавающей головкой
1 - крышка распределительной камеры; 2 - распределительная камера: 3 - кожух;
4 - теплообменные трубы; 5 - перегородка с сегментным вырезом; 6 - штуцер;
7 - крышка плавающей головки. 8 - крышка кожуха
Теплообменники с U- образными трубами (тип У).
В кожухотрубчатых аппаратах этой конструкции обеспечивается свободное удлинение труб, что исключает возможность возникновения температурных напряжений.
Такие аппараты (рисунок 1.8) состоят из кожуха 2 и трубного пучка, имеющего одну трубную решетку 3 и U-образные трубы 1. Трубная решетка вместе с распределительной камерой 4 крепится к кожуху аппарата на фланце.
Рисунок 1.8 - Теплообменник с U-образными трубами
Для обеспечения раздельного ввода и вывода циркулирующего по трубам теплоносителя в распределительной камере предусмотрена перегородка 5.
Теплообменники с сальниками
При значительно больших давлениях в теплообменной аппаратуре применяют сальниковые компенсаторы. Сальниковые компенсаторы выполнены с мягкой набивкой из неметаллических материалов в виде шнура или колец соответствующего профиля, а также в виде стандартных манжет.
На рис. 1.9 приведена схема кольцевого уплотнения трубной решетки 4. Уплотнение обеспечивают сальниковые кольца 1, расположенные по обе стороны от дренажного кольца 3 и поджатые фланцами 2, 5. В случае утечки через сальник теплоноситель выводится из аппарата через отверстие в дренажном кольце.
Рисунок 1.9 - Сальниковый компенсатор