Izmjenjivač topline ljuska i cijev (ljuska i cijev) horizontalna

Cjevasti izmjenjivač topline

NORMIT ima široki sastav izmjenjivači topline koji mogu zadovoljiti sve zahtjeve različite vrste industrija. Spremni smo da našim klijentima obezbedimo opremu evropski kvalitet razumne cijene.

Imenovanje

Izmjenjivači topline sa školjkama i cijevima Koriste se za izmjenu topline i termohemijske procese između različitih tekućina, para i plinova - kako bez promjene tako i sa promjenom njihovog agregatnog stanja. Mogu se koristiti izmjenjivači topline s školjkom i cijevi

kao kondenzatori, grijači i isparivači. Trenutno je dizajn izmjenjivača topline postao mnogo savršeniji kao rezultat posebnih razvoja uzimajući u obzir radno iskustvo.

Prednosti izmjenjivači topline sa školjkama i cijevima:

• Pouzdanost
• Visoka efikasnost
• Kompaktnost
• Širok spektar primjena
• Velika površina razmjene topline
• Ne oštećuje strukturu proizvoda
• Lako čišćenje i održavanje
• Nedostatak "mrtvih zona"
• Može se opremiti CIP sudoperom
• Niski troškovi energije
• Sigurna upotreba za osoblje

Izmjenjivači topline sa školjkama i cijevima spadaju među najčešće korištene uređaje u ovoj oblasti, uglavnom zbog svojih pouzdan dizajn i mnoge varijante izvođenja u skladu sa različitim uslovima eksploatacije.

Specifikacije može se promijeniti prema tehnoloških zahtjeva Klijent:

• jednofazni tokovi, ključanje i kondenzacija na toploj i hladnoj strani izmjenjivača topline sa vertikalnim ili horizontalnim dizajnom
• raspon pritiska od vakuuma do visokih vrijednosti
• široko varirajući diferencijalni pritisci na obje strane zbog širokog spektra opcija
• ispunjavanje zahtjeva za termičkim stresom bez značajnog povećanja cijene uređaja
• veličine od malih do ekstremno velikih (5000 m 2)
• mogućnost primjene razni materijali prema zahtjevima cijene, korozije, temperature i pritiska
• korištenje razvijenih površina za izmjenu topline kako unutar cijevi tako i izvana, raznih pojačivača itd.
• mogućnost vađenja snopa cijevi radi čišćenja i popravke.

Opis

Oklopni i cijevni izmjenjivači topline sastoje se od snopova cijevi pričvršćenih u cijevnim listovima, kućištima, poklopcima, komorama, cijevima i nosačima. Cjevni i prstenasti prostori u ovim uređajima su razdvojeni, a svaki od njih se može podijeliti pregradama u nekoliko prolaza.

Površina prijenosa topline uređaja može se kretati od nekoliko stotina kvadratnih centimetara do nekoliko hiljada kvadratnih metara... Dakle, kondenzator parna turbina sa kapacitetom od 150 MW sastoje se od 17 hiljada cijevi sa ukupne površine toplotne razmene od oko 9000 m 2.

Oklop kućišta i cijevi izmjenjivača topline je cijev zavarena od jednog ili više čelični limovi... Kućišta se međusobno razlikuju uglavnom po načinu na koji su spojeni na poklopce i cijevne listove. Debljina zida kućišta određena je pritiskom radno okruženje i prečnik kućišta, ali uzeti najmanje 4 mm. Prirubnice su zavarene na cilindrične ivice kućišta za spajanje na poklopce ili dna. On vanjska površina kućište pričvrstite nosače uređaja.

Cijevi školjkastih izmjenjivača topline izrađuju se od ravnih ili zakrivljenih (U-oblika ili W-oblika) cijevi prečnika od 12 do 57 mm. Poželjne su čelične bešavne cijevi.

U ljuskastim izmjenjivačima topline površina protoka prstenastog prostora je 2-3 puta veća od površine protoka unutar cijevi. Stoga, pri jednakim brzinama protoka rashladnih tečnosti sa istim faznim stanjem, koeficijenti prolaza toplote na površini prstenastog prostora su niski, što smanjuje ukupni omjer prenos toplote u aparatu. Uređaj pregrada u prstenastom prostoru izmjenjivača topline sa školjkom i cijevi pomaže u povećanju brzine rashladnog sredstva i povećanju efikasnosti prijenosa topline.

Ispod su dijagrami najčešćih uređaja:

Oklopni i cijevni izmjenjivači topline mogu biti kruti, nekruti i polukruti, jednoprolazni i višeprolazni, direktni, protivtočni i poprečni, horizontalni, nagnuti i vertikalni.

U jednoprolaznom izmjenjivaču topline s ravnim cijevima krute strukture, kućište i cijevi su spojeni cijevnim listovima i stoga ne postoji mogućnost kompenzacije toplinskih izduženja. Takvi uređaji su jednostavnog dizajna, ali se mogu koristiti samo uz relativno male temperaturne razlike između tijela i snopa cijevi (do 50 °C). Imaju niske koeficijente prijenosa topline zbog male brzine rashladnog sredstva u prstenastom prostoru.

Kod izmjenjivača topline s školjkom i cijevi, površina protoka prstenastog prostora je 2-3 puta veća od površine protoka cijevi. Stoga, pri istim brzinama protoka rashladnih tečnosti istog agregatnog stanja, koeficijenti prijenosa topline na površini prstenastog prostora su niski, što smanjuje koeficijent prijenosa topline u aparatu. Uređaj pregrada u prstenastom prostoru doprinosi povećanju brzine rashladnog sredstva i povećanju koeficijenta prijenosa topline.

U izmjenjivačima topline para-tečnost para obično prolazi u prstenastom prostoru, a tekućina prolazi kroz cijevi. Temperaturna razlika između zida tijela i cijevi je obično značajna. Da bi se kompenzirala razlika u termičkom izduženju između kućišta i cijevi, ugrađuju se leće, kutija za punjenje ili mehovi dilatacijski spojevi.

Za uklanjanje napona u metalu uzrokovanih termičkim izduženjima, jednokomorni izmjenjivači topline sa savijenim U- i Cijevi u obliku slova W... Preporučuju se pri visokim pritiscima rashladnih sredstava, budući da su izrada vodenih komora i pričvršćivanje cijevi u cijevne ploče u aparatima pod visokim pritiskom složene i skupe operacije. Međutim, uređaji sa savijene cijevi ne može postati široko rasprostranjena zbog poteškoća u proizvodnji cijevi s različitim radijusima savijanja, poteškoće zamjene cijevi i neugodnosti čišćenja savijenih cijevi.

Kompenzacijski uređaji su teški za proizvodnju (membrana, mijeh, sa savijenim cijevima) ili nedovoljno pouzdani u radu (leće, kutija za punjenje). Savršeniji dizajn izmjenjivača topline sa čvrstim pričvršćivanjem jednog cijevnog lista i slobodnim kretanjem druge ploče zajedno sa unutrašnjim poklopcem cevni sistem... blagi porast cijene uređaja zbog povećanja promjera tijela i izrade dodatnog dna opravdan je jednostavnošću i pouzdanošću u radu. Ovi uređaji se nazivaju izmjenjivači topline "plivajuća glava". Unakrsni izmjenjivači topline se razlikuju povećani koeficijent prijenos topline na vanjskoj površini zbog činjenice da se rashladna tekućina kreće preko snopa cijevi. S poprečnim protokom, temperaturna razlika između nosača topline se smanjuje, međutim, s dovoljnim brojem dijelova cijevi, razlika u usporedbi s protutokom je mala. U nekim izvedbama takvih izmjenjivača topline, kada plin struji u prstenastom prostoru, a tekućina struji u cijevima, za povećanje koeficijenta prijenosa topline koriste se cijevi s poprečnim rebrima.

Široka upotreba izmjenjivača topline s školjkom i cijevi i njihova konstrukcija ne bi trebala isključiti upotrebu izmjenjivača topline sa struganom površinom i izmjenjivača topline u cijevima u slučajevima kada je njihova upotreba prihvatljivija sa stajališta tehnoloških i ekonomskih karakteristika. .

Tehničke specifikacije:

Model	NORMIT Heatex cijev 1	NORMIT Heatex cijev 2	NORMIT Heatex cijev 3	NORMIT Heatex cijev 4
Površina razmjene topline, m2
Materijal	AISI 304
Broj cijevi, kom
Temperatura, °C	Do 200

Dimenzije:

Ukupne dimenzije, mm	A	B	C
NORMIT Heatex cijev 1		1500
NORMIT Heatex cijev 2		1900
NORMIT Heatex cijev 3		2200
NORMIT Heatex cijev 4		2600

Najlakši način da shvatite kako radi izmjenjivač topline s školjkom i cijevi je proučavanjem njegovog šematskog dijagrama:

Slika 1. Princip rada izmjenjivača topline sa školjkom i cijevi. Međutim, ovaj dijagram samo ilustruje ono što je već rečeno: dva odvojena toka razmene toplote koja se ne mešaju koja prolaze unutar kućišta i kroz cevni snop. Biće mnogo jasnije ako je dijagram animiran.

Slika 2. Animacija kućišta i cijevi izmjenjivača topline. Ova ilustracija pokazuje ne samo princip rada i dizajn izmjenjivača topline, već i kako izmjenjivač topline izgleda izvana i iznutra. Sastoji se od cilindričnog kućišta sa dva priključka, u njemu i dve razvodne komore sa obe strane kućišta.

Cijevi se sklapaju i drže unutar kućišta pomoću dva cijevna lima - potpuno metalnih diskova sa izbušenim rupama u njima; cijevni listovi odvajaju razvodne komore od tijela izmjenjivača topline. Cijevi na cijevnim pločama mogu se pričvrstiti zavarivanjem, razvrtanjem ili kombinacijom to dvoje.

Slika 3. Cijevni list sa proširenim snopom cijevi. Prvo rashladno sredstvo ulazi u kućište direktno kroz ulazni priključak i izlazi iz njega kroz izlazni priključak. Druga rashladna tečnost se prvo dovodi u razvodnu komoru, odakle se usmerava na snop cevi. Ulaskom u drugu razvodnu komoru, tok se „okreće“ i ponovo prolazi kroz cijevi do prve razvodne komore, odakle izlazi kroz vlastitu izlaznu mlaznicu. U ovom slučaju, obrnuti tok se usmjerava kroz drugi dio snopa cijevi, kako ne bi ometao prolaz "naprijed" toka.

Tehničke nijanse

1. Treba naglasiti da dijagrami 1 i 2 prikazuju rad dvoprolaznog izmjenjivača topline (rashladno sredstvo prolazi kroz cijevni snop u dva prolaza - naprijed i nazad). Tako se postiže poboljšan prenos toplote sa istom dužinom cevi i tela izmenjivača; međutim, to povećava njegov promjer zbog povećanja broja cijevi u snopu cijevi. Postoje jednostavniji modeli u kojima rashladna tekućina prolazi kroz snop cijevi u samo jednom smjeru:

Slika 4. Shematski dijagram jednosmjerni izmjenjivač topline. Osim jednosmjernih i dvosmjernih izmjenjivača topline, postoje i četverosmjerni i osmosmjerni, koji se koriste ovisno o specifičnostima konkretnih zadataka.

2. Animirani dijagram 2 prikazuje rad izmjenjivača topline s pregradama ugrađenim unutar kućišta, usmjeravajući protok rashladnog sredstva duž cik-cak putanje. Tako je osiguran poprečni put rashladnih sredstava, u kojem "vanjska" rashladna tekućina pere cijevi snopa okomito na njihov smjer, što također povećava prijenos topline. Postoje modeli jednostavnijeg dizajna, u kojima rashladna tekućina teče u kućištu paralelno s cijevima (vidi dijagrame 1 i 4).

3. Budući da koeficijent prijenosa topline ne ovisi samo o putanji tokova radnih medija, već i o području njihove interakcije (u ovom slučaju, o ukupnoj površini svih cijevi snopa cijevi), kao i kao što se tiče brzina rashladnih tečnosti, moguće je povećati prenos toplote upotrebom cevi sa posebnim uređajima - turbulatorima...

Slika 5. Cijevi za školjkasti izmjenjivač topline sa valovitim narukvicom. Upotreba takvih cijevi sa turbulatorima, u poređenju sa tradicionalnim cilindričnim cijevima, omogućava povećanje toplotni učinak jedinica za 15 - 25 posto; osim toga, zbog pojave vrtložnih procesa u njima, dolazi do samočišćenja unutrašnja površina cijevi iz mineralnih naslaga.

Treba napomenuti da karakteristike prijenosa topline u velikoj mjeri zavise od materijala cijevi, koji mora imati dobru toplinsku provodljivost, sposobnost da izdrži visok pritisak radnog okruženja i da bude otporan na koroziju. Prema ukupnosti ovih zahtjeva za svježa voda, para i ulja najbolji izbor su moderni brendovi od visokokvalitetnog nerđajućeg čelika; za morsku ili kloriranu vodu - mesing, bakar, bakar, itd.

Proizvodi standardne i naknadno ugrađene izmjenjivače topline s školjkom i cijevi prema moderne tehnologije za nove instalirane vodove, a proizvodi i jedinice dizajnirane za zamjenu iscrpljenih izmjenjivača topline. a njegova proizvodnja se vrši prema pojedinačne narudžbe, uzimajući u obzir sve parametre i zahtjeve konkretne tehnološke situacije.

Tehnički opis

Izmjenjivači topline sa školjkama i cijevima proizvođača Geoclima- prilično složen uređaj, a postoji mnogo njegovih varijanti. Odnosi se na vrstu rekuperacije. Podjela izmjenjivača topline na tipove vrši se ovisno o smjeru kretanja rashladne tekućine.

Vrste izmjenjivača topline s školjkom i cijevi:

• poprečni tok;
• protivstruja;
• pravo kroz.

Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi su tako nazvani jer se tanke cijevi kroz koje se rashladno sredstvo kreće nalaze u sredini glavnog kućišta. Koliko se cijevi nalazi u sredini kućišta određuje koliko će se brzo supstanca kretati. Koeficijent prijenosa topline ovisit će, pak, o brzini kretanja tvari. Školjka i cijev izmjenjivači topline CROM / GEOCLIMA se koriste za grijanje / hlađenje, kondenzaciju / isparavanje različitih tekućih i parnih medija u različiti procesi proizvodnja.

Proizvodnja izmjenjivača topline sa školjkom i cijevi u Rusiji proizvodi sljedeće vrste uređaja:

• Oklopni i cijevni izmjenjivači topline Geoclima za komprimirane plinove
• Izmjenjivači toplote sa školjkom i cijevi Geoclima za povrat topline izduvnih plinova
• Oklopni i cijevni izmjenjivači topline Geoclima za hlađenje bioplina
• Oklopni i cijevni izmjenjivači topline Geoclima - para/voda
• Oklopni i cijevni izmjenjivači topline Geoclima za CO 2
• Oklopni i cijevni izmjenjivači topline Geoclima od specijalnih materijala (inox 304, 316, 316L, 316Ti, 321, 90Cu10NiFe, 70Cu30NiFe, ugljični čelik, titan)
• Geoclima školjkasti izmjenjivači topline sa koaksijalnim cijevima. (koristi se za zagrevanje hlađenja gasova, ulja, agresivnih medija, rekuperaciju toplote izduvnih dimnih gasova. Radni uslovi školjkastih izmenjivača toplote sa koaksijalnim CROM cevima; pritisak -300ATM, temperatura +600*S.
• Geoclima školjkasti i cijevni izmjenjivači topline plavnog tipa (cirkulacija rashladnog sredstva se odvija u prstenastom prostoru, a cirkulacija vode se odvija kroz cijevi).

Posebnosti

Upotreba naprednog razvoja i tehnologija u stvaranju ljuskasto-cijevnih izmjenjivača topline osigurava maksimalnu efikasnost prijenosa topline pri istim dimenzijama.

Za proizvodnju izmjenjivača topline s školjkom i cijevi koriste se legirani čelici i čelici visoke čvrstoće. Ove vrste čelika se koriste jer ovi uređaji obično rade u izuzetno agresivnom okruženju koje može uzrokovati koroziju.

Izmjenjivači topline se također dijele na tipove. Proizvode se sljedeće vrste ovih uređaja:

• sa kompenzatorom kućišta temperature;
• sa fiksnim cijevima;
• sa cijevima u obliku slova U;
• sa plutajućom glavom;
• moguća je i složena primjena različitih dizajnerskih rješenja, na primjer, plutajuća glava i termički kompenzator mogu se koristiti u jednom dizajnu.

Uređaji s školjkom i cijevi klasificirani su prema funkciji:

• Izmjenjivači topline su univerzalni;
• Isparivači;
• kondenzatori;
• Hladnjaci;

Po lokaciji izmjenjivači topline su:

• Horizontalno;
• Vertical

Posebna svojstva opreme:
Glavna i najznačajnija prednost je visoka izdržljivost ovog tipa jedinice na vodeni čekić. Većina tipova izmjenjivača topline koji se danas proizvode nemaju ovaj kvalitet.

Druga prednost je ta što jedinicama sa školjkama i cijevima nije potrebna čista okolina. Većina uređaja je nestabilna u agresivnom okruženju. Na primjer, pločasti izmjenjivači topline ne posjeduju ovo svojstvo i mogu raditi isključivo u čistim sredinama.

Treća značajna prednost kućišta i cijevi izmjenjivača topline je njihova visoka efikasnost... U pogledu efikasnosti, može se porediti sa pločasti izmjenjivač topline, koji je najefikasniji u većini parametara.

Dakle, sa sigurnošću možemo reći da su izmjenjivači topline s školjkom i cijevi jedan od najpouzdanijih, najtrajnijih i visoko efikasnih jedinica:

• odlična izvedba
• kompaktnost
• pouzdanost
• svestranost u upotrebi.

Oklopni i cijevni izmjenjivači topline su površinski izmjenjivači topline rekuperativnog tipa. Široka upotreba ovih uređaja prvenstveno je posljedica pouzdanosti dizajna i veliki set verzije za različite uslove rada:

Jednofazni tokovi, ključanje i kondenzacija;

Vertikalna i horizontalna izvedba;

Širok raspon pritisaka rashladne tečnosti, od vakuuma do 8,0 MPa;

Površine toplotne razmene od malih (1 m 2) do izuzetno velikih (1000 m 2 i više);

Mogućnost korištenja različitih materijala u skladu sa zahtjevima za cijenu uređaja, agresivnost, temperaturni uslovi i pritisak rashladnih tečnosti;

Upotreba različitih profila površine za izmjenu topline kako unutar cijevi tako i izvana i razni turbulatori;

Mogućnost skidanja snopa cijevi radi čišćenja i popravke.

Postoje sljedeće vrste izmjenjivača topline s školjkom i cijevi:

Izmjenjivači topline sa fiksnim cijevnim listovima (kruta cijev TA);

Izmjenjivači topline sa fiksnim cijevnim listovima i sa kompenzatorom sočiva na kućištu;

Izmjenjivači topline s plutajućim glavama;

Izmjenjivači topline sa U-cijevi.

Oklopni izmjenjivači topline sa fiksnim cijevnim limovima odlikuju se jednostavnošću dizajna i stoga nižom cijenom (slika 1).

Rice. 1. Izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi sa fiksnim cijevnim listovima:

1 - razvodna komora; 2 - kućište; 3 - cijev za izmjenu topline; 4 - poprečna pregrada; 5 - cijevna rešetka; 6 - zadnji poklopac kućišta; 7 - oslonac; 8- daljinska cijev; 9-fittings; 10-pregrada u razvodnoj komori; 11 - graničnik

Oklopni izmjenjivač topline je snop cijevi za izmjenu topline smještenih u cilindričnom kućištu (okućištu). Jedna od rashladnih tečnosti kreće se unutar cijevi za izmjenu topline, dok druga pere vanjsku površinu cijevi. Krajevi cijevi su pričvršćeni valjanjem, zavarivanjem ili lemljenjem u cijevnim listovima. Pregrade se ugrađuju u kućište izmjenjivača topline pomoću odstojnih cijevi. Pregrade čuvaju cijevi od progiba i organiziraju protok rashladne tekućine u prstenastom prostoru, intenzivirajući razmjenu topline. Fitingi su zavareni na kućište izmjenjivača topline za ulaz i izlaz rashladnog sredstva iz prstenastog prostora. U nekim slučajevima se na ulazu rashladne tekućine u prstenasti prostor ugrađuju branici, koji su neophodni za smanjenje vibracija snopa cijevi, ravnomjerno raspoređivanje protoka rashladne tekućine u prstenastom prostoru i smanjenje erozije cijevi najbliže ulazu. mlaznica. Razvodna komora i stražnji poklopac sa spojnicama za ulaz i izlaz proizvoda iz cijevnog prostora pričvršćeni su na kućište izmjenjivača topline prirubničkim spojem.

Ovisno o lokaciji cijevi za izmjenu topline, razlikuju se horizontalni i vertikalni izmjenjivači topline.

Ovisno o broju pregrada u razvodnoj komori i stražnjem poklopcu, školjkasto-cijevni izmjenjivači topline se dijele na jednosmjerne, dvosmjerne i višesmjerne u cijevnom prostoru.

Ovisno o broju uzdužnih pregrada ugrađenih u ljuskasto-cijevni prostor, školjkasto-cijevni izmjenjivači topline se dijele na jednoprolazne i višeprolazne u ljuskocijevnom prostoru.

Izmjenjivači topline sa fiksnim cijevnim listovima koriste se ako maksimalna temperaturna razlika između nosača topline ne prelazi 80 0 C i sa relativno kratkom dužinom aparata. Ova ograničenja se objašnjavaju temperaturnim naprezanjima koja nastaju u kućištu i cijevima za izmjenu topline, a koja mogu narušiti nepropusnost strukture aparata.

Za djelomičnu kompenzaciju temperaturnih naprezanja u kućištu i u cijevima za izmjenu topline koriste se posebni fleksibilni elementi (ekspanderi, dilatacijski spojevi) ugrađeni na kućište aparata. Takvi izmjenjivači topline se nazivaju izmjenjivači topline sa temperaturnim kompenzatorom na ljusci (slika 2) .

Rice. 2.Okomiti izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi sa fiksnim cijevnim listovima i temperaturnim kompenzatorom na kućištu:

1-razvodna komora; 2 - cijevni listovi; 3 - kompenzator; 4 - kućište; 5 - podrška; 6 - cijev za izmjenu topline; 7 - poprečna pregrada; 8 - zadnji poklopac kućišta; 9 - daljinska cijev; 10 - okovi

U uređajima ove vrste koriste se kompenzatori sa jednim i više elemenata.

Oklopni i cijevni izmjenjivači topline sa plivajućom glavom (sa pomičnim cijevnim limom) su najčešći tip izmjenjivača topline s školjkom i cijevi (slika 3). Pomični cijevni list omogućava slobodno kretanje snopa cijevi neovisno o kućištu, što značajno smanjuje toplinska naprezanja kako u kućištu tako i u cijevima za izmjenu topline.

Rice. 3. Izmjenjivač topline s ljuskom i cijevi s plutajućom glavom:

1 - poklopac razvodne komore; 2 - razvodna komora; 3 - fiksni cijev; 4 - kućište; 5 - cijev za izmjenu topline; 6 - poprečna pregrada; 7 - pokretni cijev; 8 - zadnji poklopac kućišta; 9 - plutajući poklopac za glavu; deset - podrška; 11-valjkasti nosač snopa cijevi

Izmjenjivači topline ovog tipa izrađuju se sa dva ili četiri prolaza kroz cijevni prostor.

Uređaji sa plivajućom glavom najčešće se izrađuju jednosmjerno kroz prstenasti prostor. U uređajima s dva prolaza duž prstenastog prostora ugrađena je uzdužna pregrada.

Oklopni i cijevni izmjenjivači topline sa cijevima u obliku slova U (slika 4) imaju jedan cijevni lim u koji su umotana oba kraja cijevi za izmjenu topline u obliku slova U. Odsustvo drugih krutih veza cijevi u obliku slova U za razmjenu topline sa kućištem osigurava slobodno proširenje cijevi kada se njihova temperatura promijeni. Osim toga, prednost izmjenjivača topline s cijevima u obliku slova U leži u odsustvu odvojivog spoja unutar kućišta (za razliku od TA sa plivajućom glavom), što im omogućava uspješnu upotrebu pri povišenim pritiscima rashladnih tekućina koje se kreću u cevni prostor. Nedostatak takvih uređaja je teškoća čišćenja unutarnjih i vanjskih površina cijevi, zbog čega se koriste uglavnom za čiste proizvode.

Rice. 4. Izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi sa cijevima za izmjenu topline u obliku slova U:

1 - razvodna komora; 2 - cijevna mreža; 3 - kućište; 4 - cijev za izmjenu topline; 5 - poprečna pregrada; 6 - poklopac kućišta; 7 - oslonac; 8-valjkasti nosač snopa cijevi

Učinkovitost izmjenjivača topline s školjkom i cijevi raste s povećanjem brzine kretanja tokova rashladne tekućine i stepena njihove turbulencije. Da bi se povećala brzina kretanja tokova u prstenastom prostoru i njihova turbulizacija, da bi se poboljšao kvalitet pranja površine izmjenjivača topline, u prstenasti prostor školjkastih izmjenjivača topline ugrađuju se posebne poprečne pregrade. Oni također djeluju kao oslonci za cijevni snop, fiksirajući cijevi u unaprijed određenom položaju i smanjujući vibracije cijevi.

Na sl. 5 prikazuje poprečne pregrade različitih tipova. Najrasprostranjenije su segmentne pregrade (slika 5a).

Rice. 5. Poprečne pregrade kućišta i cijevi:

a - sa segmentnim rezom; b - sa sektorskim rezom; v - particije "disk-ring"; d - sa prorezom; d - "čvrsto"

Poprečne pregrade sa sektorskim rezom (slika 5b) opremljene su dodatnom uzdužnom pregradom koja je po visini jednaka polovini unutrašnjeg prečnika kućišta aparata. Sektorski izrez, površine jednak četvrtini presjeka aparata, postavlja se u susjedne pregrade u šahovnici. U tom slučaju, rashladna tečnost u prstenastom prostoru čini rotacijski pokret u smjeru kazaljke na satu ili u suprotnom smjeru.

Aparat sa "čvrstim" pregradama (slika 5e ) obično se koristi za čiste tečnosti. U tom slučaju tečnost teče kroz prstenasti otvor između cijevi za izmjenu topline i rupa u pregradama.

Za povećanje toplotne snage izmjenjivača topline sa konstantnom dužinom cijevi i dimenzijama izmjenjivača topline, koristi se rebrast vanjske površine cijevi za izmjenu topline. Rebraste cijevi za izmjenu topline koriste se u slučajevima kada je teško osigurati visok koeficijent prijenosa topline iz nekog od sredstava za prijenos topline (plinovito sredstvo za prijenos topline, viskozna tekućina, laminarni tok, itd.). Na sl. 6 prikazuje opcije za vanjsko rebra cijevi za izmjenu topline.

Rice. 6. Rebraste cijevi:

a - sa zavarenim rebrima u obliku korita; b-sa valjanim rebrima; u -sa rebrima sa vijcima; r-sa ekstrudiranim rebrima; d - sa zavarenim subulatnim rebrima

Za intenziviranje prijenosa topline u cijevnom prostoru koriste se metode utjecaja na protok pomoću uređaja koji turbuliziraju rashladnu tekućinu u cijevima za izmjenu topline. U tu svrhu, prijavite se različite vrste turbulizujući umetci, čije su verzije prikazane na sl. 7.

Rice. 7. Cijevi za izmjenu topline sa turbulatorima:

a - vijčani vrtlozi; b - vrtložne trake; c - dijafragmske cijevi sa vertikalnim žljebovima; r - dijafragmske cijevi sa kosim žljebovima; d -žičani turbulatori; e-turbulizirajući umetci

U izmjenjivačima topline s školjkom i cijevi, rashladna tekućina koja ulazi u prostor školjke i cijevi, zbog karakteristika dizajna, podijeljena je u nekoliko tokova (slika 8):

A - glavni poprečni tok;

B - preljevi u prorezima između rupa u poprečnim pregradama i cijevima za izmjenu topline;

C - preljevi između rubova pregrada i kućišta;

D je obilazni tok kroz zazor između snopa cijevi i kućišta.

Podjela toka rashladne tekućine koja ulazi u prstenasti prostor na nekoliko tokova značajno komplikuje hidrodinamičku sliku kretanja rashladne tekućine u usporedbi s poprečnim pranjem snopova cijevi i ima značajan utjecaj kako na konvektivni prijenos topline tako i na pad tlaka rashladne tekućine. Raspodjela protoka u prstenastom prostoru ovisi o projektnim karakteristikama izmjenjivača topline, čija je optimizacija glavni zadatak pri izradi novih izmjenjivača topline.

Rice. 8. Šema tokova rashladne tekućine u omotaču izmjenjivača topline sa ljuskom:

A- glavni poprečni tok; B - preljevi u prorezima između rupa u pregradama i cijevima; C - preljevi između ruba pregrade i kućišta; D- obilazni tok kroz otvor između snopa cijevi i kućišta

Potrebno je uzeti u obzir raspodjelu protoka rashladne tekućine u prstenastom prostoru, jer su inače moguće značajne greške pri određivanju prosječnog koeficijenta prijenosa topline  i pad pritiska rashladne tečnosti  str, što može biti od 50 do 150%.

U zavisnosti od savršenstva dizajna izmjenjivača topline mijenja se i raspodjela protoka u prstenastom prostoru. U režimu turbulentnog strujanja glavni protok (A) ne prelazi 40% ukupnog protoka rashladne tečnosti, a u laminarnom ne prelazi 25%.

Među svim vrstama izmjenjivača topline, ovaj tip je najčešći. Koristi se pri radu sa svim tečnostima, gasovitim medijima i parama, uključujući i ako se stanje životne sredine promeni tokom procesa prevoza.

Istorijat pojave i implementacije

Oklopni (ili) izmjenjivači topline izumljeni su početkom prošlog stoljeća, kako bi se aktivno koristili u radu termoelektrana, gdje je destilirana velika količina zagrijane vode. visok krvni pritisak... U budućnosti, izum se počeo koristiti u stvaranju isparivača i konstrukcija za grijanje. Tokom godina, izmjenjivač topline s školjkom i cijevi je poboljšan, dizajn je postao manje glomazan, sada se razvija tako da se lako čisti pojedinačni elementi... Takvi sistemi se češće koriste u industriji prerade nafte i proizvodnji. kućne hemije, budući da proizvodi ovih industrija nose dosta nečistoća. Njihov sediment samo zahtijeva periodično čišćenje. unutrašnji zidovi izmjenjivač topline.

Kao što vidimo na prikazanom dijagramu, izmjenjivač topline u omotaču i cijevi sastoji se od snopa cijevi koje su smještene u svojoj komori i pričvršćene na dasku ili rešetku. Kućište je zapravo naziv cijele komore zavarene od lima debljine najmanje 4 mm (ili više, ovisno o svojstvima radnog okruženja), u kojoj se nalaze male cijevi i daska. Kao materijal za ploču obično se koristi čelični lim. Cijevi su međusobno povezane razvodnim cijevima, tu su i ulaz i izlaz u komoru, izlaz kondenzata, pregrade.

U zavisnosti od broja cijevi i njihovog promjera, snaga izmjenjivača topline varira. Dakle, ako je površina prijenosa topline oko 9.000 kvadratnih metara. m., kapacitet izmjenjivača topline bit će 150 MW, ovo je primjer rada parne turbine.

Uređaj izmjenjivača topline sa školjkom i cijevi podrazumijeva spajanje zavarenih cijevi s pločom i poklopcima, koji mogu biti različiti, kao i zavoj kućišta (u obliku slova U ili W). U nastavku su navedene vrste uređaja koje se najčešće susreću u praksi.

Još jedna karakteristika uređaja je udaljenost između cijevi, koja bi trebala biti 2-3 puta veća od njihovog poprečnog presjeka. Zbog toga je koeficijent prijenosa topline mali, a to doprinosi efikasnosti cijelog izmjenjivača topline.

Kao što samo ime govori, izmjenjivač topline je uređaj dizajniran za prijenos proizvedene topline na zagrijani predmet. Nosač topline u ovom slučaju je gore opisana struktura. Rad ljuskasto-cijevnog izmjenjivača topline je da se hladni i topli radni mediji kreću kroz različita kućišta, a izmjena topline se odvija u prostoru između njih.

Radni medij unutar cijevi je tekući, dok vruća para prolazi u udaljenosti između cijevi, stvarajući kondenzat. Budući da se zidovi cijevi zagrijavaju više od ploče na koju su pričvršćene, ova razlika se mora nadoknaditi, inače bi uređaj imao značajan gubitak topline. Za to se koriste takozvani kompenzatori tri vrste: sočiva, uljne brtve ili mehovi.

Takođe, kada radite sa tečnošću ispod visokog pritiska koristite jednokomorne izmjenjivače topline. Imaju U, W krivinu kako bi se izbjegla visoka naprezanja u čeliku uzrokovana termičkim izduženjem. Njihova proizvodnja je prilično skupa, a u slučaju popravke cijevi je teško zamijeniti. Stoga su takvi izmjenjivači topline manje traženi na tržištu.

Ovisno o načinu pričvršćivanja cijevi na dasku ili rešetku, postoje:

• Zavarene cijevi;
• Učvršćen u proširenim nišama;
• Vijcima sa prirubnicom;
• Sealed;
• Sa brtvama u dizajnu zatvarača.

Po vrsti dizajna, izmjenjivači topline s školjkom i cijevi su (pogledajte gornji dijagram):

• Kruta (slova na sl. A, k), nekruta (d, e, f, h, i) i polutvrda (slova na sl. B, c i g);
• Po broju poteza - jednosmjerni ili višesmjerni;
• U smjeru strujanja tehničke tekućine - direktno, poprečno ili suprotno smjeru strujanja;
• Prema lokaciji ploča, horizontalne, vertikalne i smještene u nagnutoj ravni.

Široka paleta izmjenjivača topline s školjkom i cijevi

1. Pritisak u cijevima može dostići različita značenja, od vakuuma do najvećeg;
2. Može se postići neophodno stanje za termička naprezanja, dok se cijena uređaja neće značajno promijeniti;
3. Veličina sistema također može varirati: od domaćeg izmjenjivača topline u kupaonici do industrijske površine od 5000 kvadratnih metara. m .;
4. Nema potrebe za prethodnim čišćenjem radnog okruženja;
5. Da biste kreirali jezgro, koristite različitih materijala, u zavisnosti od troškova proizvodnje. Međutim, svi oni ispunjavaju zahtjeve otpornosti na temperaturu, pritisak i koroziju;
6. Odvojeni dio cijevi može se ukloniti radi čišćenja ili popravke.

Ima li dizajn ikakvih nedostataka? Ne bez njih: izmjenjivač topline u omotaču i cijevi veoma glomazan. Zbog svoje veličine često zahtijeva odvojeno tehnička soba... Zbog velike potrošnje metala, troškovi proizvodnje takvog uređaja su također visoki.

U poređenju sa izmenjivačima toplote U, W-cevi i sa fiksnim cevima, imaju školjkasto-cevni više pogodnosti i efikasnije su. Stoga se češće kupuju, uprkos visoka cijena... Na drugoj strani, samoproizvodnja takav sistem će uzrokovati velike poteškoće, a najvjerovatnije će dovesti do značajnih gubitaka topline tokom rada.

Prilikom korištenja izmjenjivača topline posebnu pažnju treba obratiti na stanje cijevi, kao i na podešavanje u zavisnosti od kondenzata. Svaka intervencija u sistemu dovodi do promjene područja izmjene topline, stoga bi popravke i puštanje u rad trebali izvršiti obučeni stručnjaci.

Možda će vas zanimati:

Industrijska pumpa neophodna u gotovo svakoj proizvodnji. Za razliku od kućne pumpe moraju izdržati velika opterećenja, biti izdržljivi i imati maksimalne performanse. Osim toga, pumpe ovog tipa moraju biti ekonomski isplative za postrojenje u kojem se koriste. Da biste kupili odgovarajuću industrijsku pumpu, morate proučiti njene glavne karakteristike i uzeti u obzir ...

Grejanje i hlađenje tečnosti je neophodan korak u broju tehnološkim procesima... Za to se koriste izmjenjivači topline. Princip rada opreme temelji se na prijenosu topline s nosača topline, čije funkcije obavljaju voda, para, organski i neorganski mediji. Odabir koji je izmjenjivač topline najbolji za određenu vrstu proizvodni proces, morate se bazirati na dizajnu i karakteristikama materijala, od ...

Vertikalni rezervoar je u obliku cilindričnog rezervoara od metala (ponekad je napravljen kvadratni oblik). Oblik dna je kupast ili piramidalan. Sedimenti se mogu klasifikovati na osnovu dizajna ulaza - centralni i periferni. Najčešće korišten pogled je sa središnjim ulazom. Voda u rezervoaru se kreće u kretanju nadole-gore. Princip rada vertikalnog ...

Ministarstvo energetike izradilo je plan razvoja zelene električne energije do 2020. godine. Udio električne energije iz alternativni izvori električna energija bi trebala dostići 4,5% ukupne energije proizvedene u zemlji. Međutim, prema mišljenju stručnjaka, zemlji jednostavno nije potrebna tolika količina električne energije iz obnovljivih izvora. Općenito mišljenje u ovoj oblasti je razvoj proizvodnje električne energije kroz ...