юють при відносно високому тиску. Кожухотрубні теплообмінники застосовуються в якості конденсаторів, підігрівачів і випарників. В даний час їх конструкція в результаті спеціальних розробок з урахуванням досвіду експлуатації стала набагато більш досконалою. У ті ж роки почалося широке промислове застосування кожухотрубних теплообмінників в нафтовій промисловості. Для експлуатації в важких умовах потрібні нагрівачі та охолоджувачі маси, випарники і конденсатори для різних фракцій сирої нафти і супутніх органічних рідин. Теплообмінникам часто доводилося працювати із забрудненими рідинами при високих температурах і тиску, і тому їх необхідно було конструювати так, щоб забезпечити легкість ремонту й очищення.
З роками кожухотрубні теплообмінники стали найбільш широко застосовуваним типом апаратів. Це обумовлено, насамперед, надійністю конструкції, великим набором варіантів виконання для різних умов експлуатації, зокрема:
однофазні потоки, кипіння і конденсація по гарячої та холодної сторонам теплообмінника з вертикальним або горизонтальним виконанням
діапазон тиску від вакууму до високих значень
в широких межах змінюються перепади тиску по обидва боки внаслідок великої різноманітності варіантів
задоволення вимог по термічним напруженням без істотного підвищення вартості апарата
розміри від малих до гранично великих (5000 м 2)
можливість застосування різних матеріалів відповідно до вимог до вартості, корозії, температурному режиму і тиску
використання розвинених поверхонь теплообміну як всередині труб, так і зовні, різних інтенсифікаторів і т.д.
можливість вилучення пучка труб для очищення та ремонту
Однак таке широке розмаїття умов застосування кожухотрубних теплообмінників і їх конструкцій жодним чином не повинно виключати пошук інших, альтернативних рішень, таких, як застосування пластинчастих, спіральних або компактних теплообмінників в тих випадках, коли їх характеристики виявляються прийнятними і їх застосування може призвести до економічно більш вигідним рішенням.
Кожухотрубні теплообмінники складаються з пучків труб, укріплених в трубних дошках, кожухів, кришок, камер, патрубків і опор. Трубне і міжтрубний простору в цих апаратах роз'єднані, причому кожне з них може бути розділене перегородками на кілька ходів. Класична схема кожухотрубчасті теплообмінника показана на малюнку:
Рис. 3.6
теплопередаючих поверхні апаратів може становити від декількох сотень квадратних сантиметрів до декількох тисяч квадратних метрів. Так, конденсатор парової турбіни потужністю 150 МВт складаються з 17000 труб із загальною поверхнею теплообміну близько 9000 м 2.
Схеми кожухотрубчастих апаратів найбільш поширених типів представлені на малюнку:
Рис. 3.7
Кожух (корпус) кожухотрубчасті теплообмінника являє собою трубу, зварену з одного або декількох сталевих листів. Кожухи розрізняються головним чином способом з'єднання з трубної дошкою і кришками. Товщина стінки кожуха визначається тиском робочого середовища і діаметром кожуха, але приймається не менше 4 мм. До циліндричним крайках кожуха приварюють фланці для з'єднання з кришками або днищами. На зовнішній поверхні кожуха прикріплюють опори апарату.
трубчатках кожухотрубчасті теплообмінників виконується з прямих або вигнутих (U-образних або W-образних) труб діаметром від 12 до 57 мм. Переважні сталеві безшовні труби.
У кожухотрубчасті теплообмінниках прохідний перетин міжтрубному простору в 2-3 рази більше прохідного перетину всередині труб. Тому при рівних витратах теплоносіїв з однаковим фазовим станом коефіцієнти тепловіддачі на поверхні міжтрубному простору невисокі, що знижує загальний коефіцієнт теплопередачі в апараті. Пристрій перегородок в міжтрубному просторі кожухотрубчасті теплообмінника сприяє збільшенню швидкості теплоносія та підвищенню ефективності теплообміну.
Трубні дошки (решітки) служать для закріплення в них пучка труб за допомогою розвальцьовування, разбортовкі, заварки, запаювання або сальникових кріплень. Трубні дошки приварюють до кожуха (мал. А, в), затискають болтами між фланцями кожуха і кришки (рис. Б, г) або з'єднують болтами тільки з фланцем вільної камери (мал. Д, е). Матеріалом дощок служить зазвичай листова сталь товщиною не менше 20 мм.
Кожухотрубчасті теплообмінники можуть бути жорсткою (рис. а, к), нежорсткої (рис. г, д, е, з, и) і полужесткой (рис. б, в, ж) конструкції, одноходові і багатоходові, прямоточні, протиточні і поперечноточние, горизонтальні, похилі і вертикальні.
...
