Izmjenjivač topline sa školjkom i cijevima.

Među svim vrstama izmjenjivača topline, ovaj tip je najčešći. Koristi se za rad sa bilo kojim tečnim, gasovitim i parovitim medijima, uključujući i ako se stanje medija promeni tokom procesa destilacije.

Istorijat pojave i implementacije

Izmislili su školjkaste (ili) izmjenjivače topline početkom prošlog stoljeća, kako bi ih aktivno koristili tokom rada termoelektrana, gdje je destilirana velika količina zagrijane vode tokom visok krvni pritisak. U budućnosti, izum se počeo koristiti u stvaranju isparivača i konstrukcija grijanja. Tokom godina, dizajn izmjenjivača topline s školjkom i cijevi se poboljšao, dizajn je postao manje glomazan, sada se razvija tako da je dostupan za čišćenje pojedinačni elementi. Češće su se takvi sistemi počeli koristiti u industriji prerade nafte i proizvodnji kućne hemije, budući da proizvodi ovih industrija sadrže dosta nečistoća. Njihov sediment treba samo periodično čišćenje. unutrašnji zidovi izmjenjivač topline.

Kao što vidimo na prikazanom dijagramu, izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi sastoji se od snopa cijevi koje su smještene u svojoj komori i pričvršćene na dasku ili rešetku. Kućište - u stvari, naziv cijele komore, zavarene od lima od najmanje 4 mm (ili više, ovisno o svojstvima radno okruženje), koji sadrži male cijevi i ploču. Čelični lim se obično koristi kao materijal za ploču. Između sebe, cijevi su povezane razvodnim cijevima, tu su i ulaz i izlaz u komoru, odvod kondenzata i 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 će biti 150 MW, ovo je primjer rada parna turbina.

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

Još jedna karakteristika uređaja je razmak između cijevi, koji bi trebao biti 2-3 puta veći od njihovog poprečnog presjeka. Kao rezultat toga, koeficijent prijenosa topline je mali, a to doprinosi efikasnosti cijelog izmjenjivača topline.

Prema nazivu, izmjenjivač topline je uređaj stvoren za prijenos proizvedene topline na zagrijani predmet. Rashladno sredstvo u ovom slučaju je gore opisani dizajn. Rad izmjenjivača topline s školjkom i cijevi je da se hladni i topli radni mediji kreću kroz različite ljuske, a izmjena topline se odvija u prostoru između njih.

Radni medij unutar cijevi je tekući, dok vruća para prolazi kroz razmak 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 značajne gubitke topline. Za to se koriste tri vrste takozvanih kompenzatora: sočiva, žlijezde ili mehovi.

Također, pri radu s tekućinom pod visokim pritiskom koriste se jednokomorni izmjenjivači topline. Imaju krivinu U, W tipa, neophodnu da bi se izbjegla visoka naprezanja u čeliku uzrokovana toplinskim širenjem. Njihova proizvodnja je prilično skupa, cijevi u slučaju popravka teško je zamijeniti. Stoga su takvi izmjenjivači topline manje traženi na tržištu.

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

Zavarene cijevi;
Fiksirano u proširenim nišama;
Vijcima za prirubnicu;
zapečaćeno;
Imaju uljne brtve u dizajnu zatvarača.

Prema vrsti konstrukcije, školjkasti izmjenjivači topline su (pogledajte gornji dijagram):

Kruti (slova na sl. a, j), nekruti (d, e, f, h, i) i polukruti (slova na sl. b, c i g);
Po broju poteza - jednosmjerni ili višesmjerni;
U pravcu strujanja tehničkog fluida - jednosmerni, poprečni ili protiv usmerene struje;
Po lokaciji, ploče su horizontalne, vertikalne i smještene u nagnutoj ravni.

Širok asortiman izmjenjivača topline sa školjkom i cijevi

Pritisak u cijevima može doseći različite vrijednosti, od vakuuma do najvišeg;
Može se doći neophodno stanje termičkim naprezanjima, dok se cijena uređaja neće značajno promijeniti;
Dimenzije sistema takođe mogu biti različite: od kućnog izmenjivača toplote u kupatilu do industrijske površine od 5000 kvadratnih metara. m.;
Nema potrebe za prethodnim čišćenjem radnog okruženja;
Koristite za kreiranje jezgra različitih materijala, u zavisnosti od troškova proizvodnje. Međutim, svi oni ispunjavaju zahtjeve otpornosti na temperaturu, pritisak i koroziju;
Odvojeni dio cijevi može se ukloniti radi čišćenja ili popravke.

Da li dizajn ima nedostataka? Ne bez njih: izmjenjivač topline s školjkom i cijevi je vrlo 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 sa U, W i fiksnim cevima, izmenjivači toplote sa školjkom i cevi imaju više pogodnosti i efikasnije su. Stoga se češće kupuju, uprkos visoka cijena. S druge strane, nezavisna proizvodnja takav sistem će uzrokovati velike poteškoće, a najvjerovatnije će dovesti do značajnih gubitaka topline tokom rada.

Posebnu pažnju prilikom rada izmjenjivača topline treba obratiti na stanje cijevi, kao i na podešavanje u zavisnosti od kondenzata. Svaka intervencija u sistemu dovodi do promjene područja razmjene topline, stoga popravke i puštanje u rad moraju obavljati obučeni stručnjaci.

Možda će vas zanimati:

Separator nafte i plina je uređaj u kojem se nafta odvaja od pratećeg plina (ili se voda odvaja od nafte) zbog različite gustine tekućina. Postoje horizontalni, vertikalni i hidrociklonski separatori. Glavna područja primjene separatora ulja su petrohemija, prerada nafte i druga područja gdje je potrebno odvajanje uljnih emulzija. Princip rada separatora ulja Proces odvajanja ulja...

U zavisnosti od načina rada, spreman hardver može se transformisati, rastaviti ili imati stacionarna konstrukcija. Metode koje se koriste za izradu metalnih konstrukcija zavise od karakteristika objekta na kojem će se koristiti. Na primjer, za montažne konstrukcije Obično se koriste lake metalne konstrukcije, okvir zgrada gotovo bilo koje vrste sastoji se od ojačanog ...

Rukovodstvo preduzeća za proizvodnju nafte "Tomskneft" odlučilo je da koristi bespilotne aviona kreirali stručnjaci ZALA AERO (Izhevsk), koja je lider u ovoj industriji. Ova opcija je prepoznata kao najbolja za dobijanje mogućnosti kvalitetne kontrole podređenih postrojenja za proizvodnju nafte i gasa i trasa cjevovoda. Ovu informaciju dobio je načelnik Operativnog odjela...

Gasni separator je uređaj dizajniran za uklanjanje tečne faze i mehaničkih nečistoća iz tokova komprimovanog gasa. Široko se koristi u rudarstvu, transportu i tehnologiji skladištenja gasne mešavine. Koristi se kao oprema u distributivnim i kompresorskim stanicama, preduzećima za preradu gasa. Osim osiguravanja navedene čistoće proizvoda, dodjeljuje se i separator dodatna funkcija- održavanje...

Najlakši način da shvatite kako funkcionira izmjenjivač topline tipa školjke i cijevi je proučavanjem njegovog šematskog dijagrama:

Slika 1. Princip rada školjkastog izmjenjivača topline. Međutim, ovaj dijagram samo ilustruje ono što je već rečeno: dva odvojena toka razmjene topline koja se ne miješaju prolaze unutar ljuske i kroz snop cijevi. Biće mnogo jasnije ako je dijagram animiran.

Slika 2. Animacija rada školjkastog 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 lista - potpuno metalnih diskova sa izbušenim rupama; cijevni listovi odvajaju razvodne komore od kućišta izmjenjivača topline. Cijevi na cijev se mogu pričvrstiti zavarivanjem, proširenjem ili kombinacijom ova dva načina.

Slika 3 Cijevni list sa proširenim snopovima cijevi. Prva rashladna tečnost odmah ulazi u kućište kroz ulazni priključak i napušta ga kroz izlazni priključak. Drugo rashladno sredstvo se prvo dovodi u razvodnu komoru, odakle se usmjerava na snop cijevi. Kada uđe u drugu razvodnu komoru, tok se "okreće" i ponovo prolazi kroz cijevi do prve razvodne komore, odakle izlazi kroz vlastiti izlazni spoj. 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 (nosač topline prolazi kroz cijevni snop u dva prolaza - direktni i obrnuti tok). Na taj način se postiže poboljšani prijenos topline sa istom dužinom cijevi i tijela izmjenjivača; međutim, istovremeno se njegov promjer povećava zbog povećanja broja cijevi u snopu cijevi. Postoje jednostavniji modeli u kojima rashladna tekućina prolazi kroz snop cijevi samo u jednom smjeru:

Slika 4 dijagram strujnog kola jednoprolazni izmjenjivač topline. Osim jedno- i dvoprolaznih izmjenjivača topline, postoje i četvero-, šesto- i osmoprolazni izmjenjivači topline koji se koriste ovisno o specifičnostima konkretnih zadataka.

2. Animirani dijagram 2 prikazuje rad izmjenjivača topline sa pregradama ugrađenim unutar kućišta, koje usmjeravaju tok nosača topline duž cik-cak putanje. Tako je osiguran poprečni tok nosača topline, u kojem "vanjski" nosač topline pere cijevi snopa okomito na njihov smjer, što također povećava prijenos topline. Postoje modeli jednostavnijeg dizajna, u kojima rashladna tekućina prolazi 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 na brzinama nosača topline, moguće je povećati prijenos topline korištenjem cijevi sa posebnim uređajima - turbulatorima.

Slika 5 Cijevi za školjkasti izmjenjivač topline sa valovitom narezkom. Upotreba takvih cijevi s turbulatorima u usporedbi s tradicionalnim cilindričnim cijevima omogućava povećanje toplotna snaga 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 ovise o materijalu cijevi, koji mora imati dobru toplinsku provodljivost, sposobnost da izdrži visok pritisak radnog okruženja i da bude otporan na koroziju. Zajedno, ovi zahtjevi svježa voda, para i ulja najbolji izbor moderne su vrste visokokvalitetnog nehrđajućeg čelika; za morsku ili kloriranu vodu - mesing, bakar, bakar, itd.

Proizvodi standardne i naknadno opremljene izmjenjivače topline s školjkom i cijevi prema moderne tehnologije za nove instalirane vodove, a također proizvodi jedinice dizajnirane za zamjenu izmjenjivača topline koji su iscrpili svoj resurs. i njegova proizvodnja se izrađuju prema pojedinačne narudžbe, uzimajući u obzir sve parametre i zahtjeve konkretne tehnološke situacije.

Izmjenjivač topline je uređaj u kojem se toplina prenosi između rashladnih tekućina.

Princip rada

Oklopni i cijevni izmjenjivači topline su rekuperativnog tipa, gdje su mediji odvojeni zidovima. Njihov rad se sastoji u procesima razmjene topline između tekućina. U tom slučaju može se promijeniti njihovo stanje agregacije. Izmjena topline se također može odvijati između tekućine i pare ili plina.

Prednosti i nedostaci

Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi su uobičajeni zbog sljedećih pozitivnih kvaliteta:

otpornost na mehanička opterećenja i vodeni udar;
niski zahtjevi za čistoćom medija;
visoka pouzdanost i izdržljivost;
širok sastav;
mogućnost primene u različitim okruženjima.

Na nedostatke ovog tipa modeli uključuju:

nizak koeficijent prijenosa topline;
značajne dimenzije i velika potrošnja metala;
visoka cijena zbog povećane potrošnje metala;
potreba za korištenjem uređaja s velikom marginom zbog začepljenja oštećenih cijevi tijekom popravka;
fluktuacije u nivou kondenzata nelinearno mijenjaju izmjenu topline u horizontalnim uređajima.

Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi imaju nizak koeficijent prijenosa topline. To je dijelom zbog činjenice da je prostor kućišta 2 puta veći od ukupnog presjek cijevi. Upotreba pregrada omogućava povećanje brzine fluida i poboljšanje prijenosa topline.

Rashladno sredstvo prolazi u prstenastom prostoru, a zagrijani medij se dovodi kroz cijevi. Slično, može se i hladiti. Efikasnost prijenosa topline osigurava se povećanjem broja cijevi ili stvaranjem poprečne struje vanjskog rashladnog sredstva.

Kompenzacija termičkog istezanja

Temperatura nosača topline je različita i kao rezultat toga termička deformacija konstrukcijskih elemenata. Izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi dostupan je sa ili bez kompenzacije ekspanzije. Čvrsto pričvršćivanje cijevi je dozvoljeno kada je temperaturna razlika između njih i tijela do 25-30 0 C. Ako prelazi ove granice, koriste se sljedeći temperaturni kompenzatori.

"Plutajuća" glava - jedna od rešetki nije spojena na kućište i slobodno se kreće u aksijalnom smjeru kada su cijevi izvučene. Dizajn je najpouzdaniji.
Na tijelu je napravljen kompenzator sočiva u obliku nabora, koji se može širiti ili skupljati.
Na gornjem dnu je ugrađen kompenzator kutije za punjenje, koji ima mogućnost pomicanja zajedno sa rešetkom tokom termičkog širenja.
Cijevi u obliku slova U se slobodno protežu u mediju za prijenos topline. Nedostatak je složenost proizvodnje.

Vrste izmjenjivača topline sa školjkama i cijevima

Dizajn uređaja je jednostavan, uvijek su traženi. Cilindrično tijelo je čelično kućište veliki prečnik. Na njegovim rubovima se izrađuju prirubnice na koje se postavljaju poklopci. Cjevni snopovi se učvršćuju u cijevnim listovima unutar tijela zavarivanjem ili proširenjem.

Materijal za cijevi je čelik, bakar, mesing, titanijum. Čelične ploče su pričvršćene između prirubnica ili zavarene na kućište. Između njih i unutrašnjeg tijela formiraju se komore kroz koje prolaze rashladne tekućine. Postoje i pregrade koje mijenjaju kretanje fluida koji prolaze kroz ljuske i cijevi izmjenjivača topline. Dizajn vam omogućava da promijenite brzinu i smjer protoka koji prolazi između cijevi, čime se povećava intenzitet prijenosa topline.

Uređaji se mogu nalaziti u prostoru okomito, horizontalno ili sa nagibom.

Različite vrste izmjenjivača topline s školjkom i cijevi razlikuju se po rasporedu pregrada i rasporedu kompenzatora temperaturna izduženja. Sa malim brojem cijevi u snopu, kućište ima mali prečnik, a površine za izmjenu topline su male. Da bi se povećali, izmjenjivači topline su povezani serijski u sekcije. Najjednostavniji je dizajn cijevi u cijevi, koji se često samostalno izrađuje. Da biste to učinili, potrebno je pravilno odabrati promjere unutrašnjeg i vanjska cijev i brzinu protoka nosača toplote. Lakoću čišćenja i popravke osiguravaju koljena koja spajaju susjedne dijelove. Ovaj dizajn se često koristi kao izmjenjivači topline s ljuskom i cijevi za paru i vodu.

Spiralna izmjenjivači topline su kanali napravljeni pravougaonog oblika i zavareni od limova duž kojih se kreću rashladna sredstva. Prednost je velika površina kontakta sa tečnostima, a mana je nizak dozvoljeni pritisak.

Novi dizajn izmjenjivača topline

U naše vrijeme počinje se razvijati proizvodnja kompaktnih izmjenjivača topline s reljefnim površinama i intenzivnim kretanjem tekućina. Kao rezultat toga, njihove tehničke karakteristike su bliske lamelarnim uređajima. Ali proizvodnja ovih potonjih se također razvija i teško ih je sustići. Zamjena školjkastih izmjenjivača topline pločastim izmjenjivačima topline je svrsishodna zbog sljedećih prednosti:

Nedostatak je brza kontaminacija ploča zbog male veličine praznina između njih. Ako su rashladne tečnosti dobro filtrirane, izmjenjivač topline će raditi dugo vremena. male čestice ne zadržavaju se na poliranim pločama, a turbulencija tekućina također sprječava taloženje kontaminanata.

Povećanje intenziteta razmene toplote uređaja

Stručnjaci stalno razvijaju nove izmjenjivače topline s školjkom i cijevi. Specifikacije poboljšano korištenjem sljedećih metoda:

Turbulencija protoka fluida značajno smanjuje nakupljanje kamenca na zidovima cijevi. Kao rezultat toga, nisu potrebne mjere čišćenja koje su neophodne za glatke površine.

Proizvodnja školjkastih izmjenjivača topline uz uvođenje novih metoda omogućava povećanje efikasnosti prijenosa topline za 2-3 puta.

S obzirom na dodatne troškove i troškove energije, proizvođači često pokušavaju zamijeniti izmjenjivač topline pločastim izmjenjivačem topline. U poređenju sa konvencionalnim školjkastim cijevima, oni su 20-30% bolji u prijenosu topline. To je više povezano sa razvojem proizvodnje nove opreme, koja još uvijek teče s poteškoćama.

Rad izmjenjivača topline

Uređajima je potrebna periodična kontrola i kontrola rada. Parametri kao što je temperatura mjere se iz njihovih ulaznih i izlaznih vrijednosti. Ako se efikasnost rada smanjila, potrebno je provjeriti stanje površina. Naslage soli posebno utiču na termodinamičke parametre izmjenjivača topline, gdje su zazori mali. Površine su očišćene hemijskim putem, kao i zbog upotrebe ultrazvučnih vibracija i turbulencije tokova toplotnog nosača.

Popravka ljuskastih uređaja uglavnom se sastoji od zaptivanja cijevi koje propuštaju, što pogoršava njihove tehničke karakteristike.

Zaključak

Optimalni izmjenjivači topline s školjkom i cijevi se natječu sa pločastim izmjenjivačima topline i mogu se koristiti u mnogim područjima tehnologije. Novi dizajni imaju znatno manje dimenzije i potrošnju metala, što omogućava smanjenje radnog prostora i smanjenje troškova izrade i rada.

Istorija izmjenjivača topline sa školjkama i cijevima

Po prvi put, uređaji ove vrste razvijeni su na samom početku 20. veka, kada su termalnim stanicama bili potrebni izmenjivači toplote sa velika površina izmjenjivač topline i sposoban za rad pri dovoljno visokom pritisku.

Danas se školjkasti izmjenjivači topline koriste kao grijači, kondenzatori i isparivači. Iskustvo dugogodišnjeg rada, brojni razvoji dizajna doveli su do značajnog poboljšanja njihovog dizajna.

U isto vrijeme, početkom prošlog stoljeća, školjkasti izmjenjivači topline počeli su se široko koristiti u naftna industrija. Teški uslovi prerade nafte zahtevali su grejače i hladnjake za masu ulja, kondenzatore i isparivače za pojedinačne frakcije sirove nafte i organskih tečnosti.

Visoka temperatura i pritisak na kojima je oprema radila, svojstva samog ulja i njegovih frakcija doveli su do brze kontaminacije odvojeni dijelovi uređaja. U tom smislu, izmjenjivači topline su morali imati takve karakteristike dizajna, što bi osiguralo lakoću njihovog čišćenja i po potrebi popravke.

Verzije

Vremenom su izmjenjivači topline s školjkom i cijevi dobili najšira primena. To je određeno jednostavnošću i pouzdanošću dizajna, kao i veliki broj opcije verzije pogodne za različite uslove rada, uključujući:

vertikalni ili horizontalni dizajn izmjenjivača topline, ključanje ili kondenzacija, jednofazni nosilac topline teče na toploj ili hladnoj strani aparata;

mogući raspon radnog pritiska od vakuuma do prilično visokih vrijednosti;

mogućnost promjene padova tlaka u širokom rasponu na obje strane površina za izmjenu toplote zbog velikog broja dizajnerskih opcija.

sposobnost ispunjavanja zahtjeva za toplinska naprezanja bez značajnog povećanja cijene uređaja;

veličine uređaja - od malih do najvećih, do 6000 m²;

materijali se mogu odabrati ovisno o zahtjevima za koroziju, pritisak i temperaturni režim, u zavisnosti od njihove vrijednosti;

površine za izmjenu topline mogu se koristiti i unutar cijevi i izvana;

mogućnost pristupa snopu cijevi radi popravke ili čišćenja.

Međutim, široka područja primjene školjkastih izmjenjivača topline u izboru najviše pogodne opcije za svaki konkretan slučaj ne bi trebalo isključiti potragu za alternativama.

Komponente

Komponente izmjenjivača topline sa školjkom i cijevi: snopovi cijevi pričvršćeni u cijevne listove, poklopce, kućišta, mlaznice, komore i nosače. Cijevni i prstenasti prostori u njima najčešće su odvojeni pregradama.

Šeme i tipovi strujnih kola

Šematski dijagrami najčešće korištenih tipova izmjenjivača topline s školjkom i cijevi prikazani su na slici:

Oklop izmjenjivača topline je cijev od koje je zavarena čelični limovi. Razlika između školjki je uglavnom u načinu na koji je školjka povezana sa cijevnim limom i poklopcima. Debljina stijenke kućišta bira se ovisno o radnom pritisku medija i njegovom promjeru, ali općenito je potrebno najmanje 4 mm. Poklopci ili dna su zavareni na rubove kućišta pomoću prirubnica. Izvana su nosači aparata pričvršćeni za kućište.

Kod izmjenjivača topline s školjkom i cijevi, ukupni efektivni poprečni presjek prstenastog prostora je obično 2-3 puta veći od odgovarajućeg poprečnog presjeka cijevi. Dakle, bez obzira na temperaturnu razliku nosača toplote i njihovo fazno stanje ukupni koeficijent prijenos topline je ograničen površinom prstenastog prostora i ostaje nizak. Da bi se to povećalo, postavljaju se pregrade, što povećava brzinu rashladnog sredstva i povećava efikasnost prijenosa topline.

Cjevni snop je fiksiran u cijevnim listovima razne metode: pomoću razbortovke, spaljivanja, brtvljenja, zavarivanja ili kutija za punjenje. Cijevi su zavarene za školjku (Tipovi 1 i 3) ili pričvršćene vijcima između prirubnica poklopca i školjke (Tipovi 2 i 4) ili samo za prirubnicu (Tipovi 5 i 6). Kao materijal za rešetku obično se koristi čelični lim, čija debljina mora biti najmanje 20 mm.

Ovi izmjenjivači topline se razlikuju po dizajnu: kruti (Tip 1 i 10), polukruti (Tip 2, 3 i 7) i nekruti (Tip 4, 5, 6, 8 i 9), prema načinu prijenosa topline kretanje - višeprolazno i jednoprohodno, direktno, poprečno i protivstrujno, a po načinu rasporeda - vertikalno, horizontalno i koso.

Slika Tip 1 prikazuje jednoprolazni, kruti izmjenjivač topline s ravnim cijevima. Kućište je mrežama čvrsto povezano sa cijevima, ne postoji mogućnost kompenzacije toplinskih izduženja. Dizajn takvih uređaja je jednostavan, ali se mogu koristiti samo kada temperaturna razlika između snopa cijevi i tijela nije velika (do 50°C). Osim toga, koeficijent prijenosa topline u aparatima ovog tipa je nizak, jer je brzina rashladnog sredstva u prstenu niska.

Kod izmjenjivača topline s školjkom i cijevi, poprečni presjek prstenastog prostora je obično 2-3 puta veći od odgovarajućeg poprečnog presjeka cijevi. Stoga na ukupni koeficijent prolaza topline ne utječe toliko temperaturna razlika nosača topline ili njihovo fazno stanje, naprotiv, on je ograničen površinom prstenastog prostora i ostaje nizak. Da bi se to povećalo, u prstenastom prostoru se izrađuju pregrade, što donekle povećava brzinu rashladnog sredstva i time povećava efikasnost prijenosa topline.

Pregrade ugrađene u prstenasti prostor, povećavajući brzinu rashladnog sredstva, povećavaju koeficijent prijenosa topline.

U izmjenjivačima topline para-tečnost, para se obično propušta u prstenastom prostoru, a tečnost prolazi kroz cijevi. U ovom slučaju, temperaturna razlika između cijevi i zida kućišta je obično vrlo velika, što zahtijeva ugradnju različitih vrsta kompenzatora. U tim slučajevima se koriste sočiva (Tip 3), mehovi (Tip 7), punilo (Tip 8 i 9), kompenzatori.

Jednokomorni izmjenjivači topline sa W - ili češće U - cijevi u obliku takođe efikasno eliminiše termička naprezanja u metalu. Preporučljivo ih je koristiti pri visokim pritiscima rashladnih tečnosti, jer u aparatima visokog pritiska Učvršćivanje cijevi u rešetke je skupa i tehnološki složena operacija. Međutim, izmjenjivači topline savijene cijevi također nije u širokoj upotrebi zbog poteškoća u dobivanju cijevi s različitim radijusima savijanja, teškoće zamjene savijenih cijevi i problema koji nastaju prilikom njihovog čišćenja.

Dizajn izmjenjivača topline, koji predviđa kruto pričvršćivanje jednog cijevnog lista i slobodno kretanje drugog, je savršeniji. U ovom slučaju se ugrađuje dodatni unutrašnji poklopac, koji se odnosi direktno na cevni sistem (Tip 6). Blago povećanje cijene uređaja, povezano s povećanjem promjera tijela i proizvodnjom drugog, dodatnog, dna, opravdano je pouzdanošću u radu i jednostavnošću dizajna. Takvi uređaji se nazivaju izmjenjivači topline "plivajuća glava".

Izmjenjivači topline s poprečnim protokom (tip 10) odlikuju se povećanim koeficijentom prijenosa topline, budući da se nosač topline u prstenu kreće preko snopa cijevi. Kod nekih tipova ovakvih izmjenjivača topline, kada se plin koristi u prstenastom prostoru, a tekućina u cijevima, koeficijent prolaza topline se dodatno povećava upotrebom cijevi s poprečnim rebrima.

Princip rada školjkastih izmjenjivača topline:

Vrste izmjenjivača topline s školjkom i cijevi:

bojleri;
Hladnjaci vode i ulja za kompresore i dizel motore;
parni grijači;
hladnjaci ulja razne vrste turbine, hidraulične prese, pumpni i kompresorski sistemi, energetski transformatori;
Hladnjaci i grijači zraka;
Hladnjaci i grijači medija za hranu;
Hladnjaci i grijači koji se koriste u petrohemiji;
bojleri u bazenima;
isparivači i kondenzatori rashladnih uređaja.

Obim i obim

Izmjenjivači topline sa omotačem i cijevi se koriste u industrijskim zamrzivačima, u petrohemijskoj, hemijskoj i prehrambenoj industriji, za toplotne pumpe u sistemima za prečišćavanje vode i kanalizacije.

Oklopni i cijevni izmjenjivači topline se koriste u kemijskoj i termalnoj industriji za razmjenu topline između tekućih, plinovitih i parnih nosača topline u termohemijskim procesima, a danas su uređaji koji se najčešće koriste.

Prednosti:

Pouzdanost školjkastih izmjenjivača topline u radu:

Izmjenjivači topline sa omotačem i cijevi mogu lako izdržati nagle promjene temperature i pritiska. Cijevne snopove ne uništavaju vibracije i hidraulični udari.

Slaba kontaminacija uređaja

Cijevi ovog tipa izmjenjivača topline su malo zagađene i mogu se prilično lako očistiti kavitaciono-udarnom metodom, kemijski ili - za sklopive uređaje - mehanički.

Dug vijek trajanja

Vijek trajanja je prilično dug - do 30 godina.

Prilagodljivost različitim okruženjima

Izmjenjivači topline koji se danas koriste u industriji prilagođeni su širokom spektru procesnih medija, uključujući sanitarnu, morsku i riječnu vodu, naftne derivate, ulja, kemijski aktivne medije, pa čak ni najagresivniji mediji praktički ne smanjuju pouzdanost topline. izmjenjivači.

Izmjenjivač topline s školjkom i cijevi (ljuski i cijevi) horizontalno

cevni izmenjivač toplote

NORMIT ima širok spektar izmjenjivača topline koji ispunjavaju sve zahtjeve. razne vrste industrija. Spremni smo da našim klijentima obezbedimo opremu evropski kvalitet razumne cijene.

Svrha

Izmjenjivači topline sa školjkama i cijevima koriste se za prijenos 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 kao rezultat posebnog razvoja, uzimajući u obzir radno iskustvo, postao mnogo napredniji.

Prednosti izmjenjivači topline sa školjkama i cijevima:

Pouzdanost
Visoka efikasnost
kompaktnost
Širok raspon primjena
Velika površina razmjene topline
Ne oštećuje strukturu proizvoda
Lako čišćenje i održavanje
Nema "mrtvih zona"
Može biti opremljen sa CIP-sudoperom
Niski troškovi energije
Sigurna upotreba za osoblje

Izmjenjivači topline sa školjkama i cijevima su jedni od najčešće korištenih uređaja u ovoj oblasti, uglavnom zbog svojih robustan dizajn i mnoge opcije za izvršenje u skladu sa raznim uslovima operacija.

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
velike razlike u pritisku na obje strane zbog širokog spektra opcija
ispunjavanje zahtjeva za toplinskim naprezanjima bez značajnog povećanja cijene uređaja
veličine od malih do ekstremno velikih (5000 m2)
mogućnost primjene razni materijali prema zahtjevima cijene, korozije, temperature i pritiska
korištenje razvijenih površina za izmjenu topline kako unutar tako i izvan cijevi, 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, mlaznicama i nosačima. Cjevni i prstenasti prostori u ovim uređajima su razdvojeni, a svaki od njih se može podijeliti pregradama na nekoliko prolaza.

Površina prijenosa topline uređaja može se kretati od nekoliko stotina kvadratnih centimetara do nekoliko hiljada. kvadratnih metara. Dakle, kondenzator parne turbine kapaciteta 150 MW sastoji se od 17 hiljada cijevi sa zajednička površina toplotna razmena oko 9000 m 2 .

Oklop školjkastog izmjenjivača topline je cijev zavarena od jednog ili više čeličnih limova. Kućišta se međusobno razlikuju uglavnom po načinu spajanja na poklopce i cijev. Debljina zida kućišta određena je pritiskom radnog medija i prečnikom kućišta, ali se pretpostavlja da je najmanje 4 mm. Prirubnice su zavarene na cilindrične ivice kućišta za povezivanje sa poklopcima ili dnom. Na vanjska površina kućište je pričvršćeno za nosače aparata.

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

U izmjenjivačima topline sa školjkama i cijevima površina protoka prstenastog prostora je 2-3 puta veća od površine protoka unutar cijevi. Dakle, pri jednakim brzinama protoka nosača toplote sa istim faznim stanjem, koeficijenti prolaza toplote na površini prstenastog prostora su niski, što smanjuje ukupni koeficijent prolaza toplote u aparatu. Raspored pregrada u prstenastom prostoru kućišta i cijevi izmjenjivača topline pomaže u povećanju brzine rashladnog sredstva i povećanju efikasnosti prijenosa topline.

Ispod su dijagrami najčešćih uređaja:

Oklopni i cijevni izmjenjivači topline mogu biti krute, nekrute i polukrute izvedbe, jednoprolazni i višeprolazni, direktni, protutočni i poprečni, horizontalni, nagnuti i vertikalni.

U jednoprolaznom izmjenjivaču topline s ravnim cijevima krute konstrukcije, školjka i cijevi su spojene cijevnim pločama i stoga ne postoji mogućnost kompenzacije toplinskog širenja. Takvi uređaji su jednostavnog dizajna, ali se mogu koristiti samo pri relativno malim temperaturnim razlikama 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 nosača topline istog agregatnog stanja, koeficijenti prijenosa topline na površini prstenastog prostora su niski, što smanjuje koeficijent prijenosa topline u aparatu. Raspored 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 tečnost prolazi kroz cijevi. Temperaturna razlika između zida školjke i cijevi je obično značajna. Da bi se nadoknadila razlika u termičkom izduženju između kućišta i cijevi, ugrađuju se sočiva, kutija za punjenje ili mehovi kompenzatori.

Da bi se eliminisala naprezanja u metalu zbog termičkog istezanja, proizvode se i jednokomorni izmjenjivači topline sa savijenim cijevima u obliku slova U i W. Oni su svrsishodni pri visokim pritiscima rashladnih tečnosti, budući da su izrada vodenih komora i pričvršćivanje cijevi u cijevne ploče u aparatima pod visokim pritiskom složene i skupe operacije. Međutim, uređaji sa savijenim cijevima ne mogu se široko koristiti zbog poteškoća u proizvodnji cijevi s različitim radijusima savijanja, teškoće zamjene cijevi i neugodnosti čišćenja savijenih cijevi.

Kompenzacijski uređaji su teški za proizvodnju (membrana, mijeh, sa savijenim cijevima) ili nedovoljno pouzdani u radu (leće, žlijezda). Poboljšan dizajn izmjenjivača topline sa čvrstim pričvršćivanjem jedne cijevne ploče i slobodnim kretanjem druge ploče zajedno sa unutrašnjim poklopcem cevni sistem. određeno povećanje cijene uređaja zbog povećanja promjera tijela i izrade dodatnog dna opravdano je jednostavnošću i pouzdanošću u radu. Ovi uređaji se nazivaju izmjenjivači topline "plivajuća glava". Unakrsni izmjenjivači topline su različiti povećani koeficijent prijenos topline na vanjsku površinu zbog činjenice da se rashladna tekućina kreće preko snopa cijevi. S poprečnim strujanjem, 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 teče u prstenastom prostoru, a tekućina u cijevima, koriste se cijevi s poprečnim rebrima za povećanje koeficijenta prijenosa topline.

Široka upotreba izmjenjivača topline sa školjkama i njihovim dizajnom ne bi smjela isključiti upotrebu izmjenjivača topline sa struganjem i izmjenjivača topline u cijevima u slučajevima kada je njihova upotreba prihvatljivija sa tehnološkog i ekonomskog stanovišta. karakteristike.

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