Varmeveksler skal-og-rør (skal-og-rør) vandret

Rør varmeveksler

NORMIT har en bred opstillingen varmevekslere, der er i stand til at tilfredsstille ethvert krav forskellige typer industri. Vi er klar til at forsyne vores kunder med udstyr europæisk kvalitet rimeligt prissat.

Aftale

Skal og rør varmevekslere bruges til varmeveksling og termokemiske processer mellem forskellige væsker, dampe og gasser - både uden ændring og med ændring i deres aggregeringstilstand. Skal- og rørvarmevekslere kan bruges

som kondensatorer, varmelegemer og fordampere. På nuværende tidspunkt er varmevekslerens design blevet meget mere perfekt som følge af særlige udviklinger, der tager hensyn til driftserfaring.

Fordele skal og rør varmevekslere:

• Pålidelighed
• Høj effektivitet
• Kompakthed
• Bred vifte af applikationer
• Stort varmeudvekslingsområde
• Skader ikke produktets struktur
• Nem rengøring og vedligeholdelse
• Mangel på "døde zoner"
• Kan udstyres med CIP vask
• Lave energiomkostninger
• Sikker brug for personale

Skal og rør varmevekslere er blandt de mest udbredte enheder på dette område, i høj grad på grund af deres pålideligt design og mange varianter af udførelse iht forskellige forhold udnyttelse.

specifikationer kan ændre sig iflg teknologiske krav Klient:

• enkeltfasede strømninger, kogning og kondensering på varme- og kolde sider af varmeveksleren med lodret eller vandret design
• trykområde fra vakuum til høje værdier
• meget varierende differenstryk på begge sider på grund af det store udvalg af muligheder
• opfylder kravene til termisk spænding uden at øge omkostningerne ved apparatet væsentligt
• størrelser fra små til ekstremt store (5000 m 2)
• mulighed for ansøgning diverse materialer i henhold til omkostninger, korrosion, temperatur og trykkrav
• brugen af ​​udviklede varmevekslerflader både inde i rørene og udenfor, diverse forstærkere mv.
• evnen til at udtrække rørbundtet til rengøring og reparation.

Beskrivelse

Skal- og rørvarmevekslere består af bundter af rør fastgjort i rørplader, hylstre, dæksler, kamre, rør og understøtninger. Røret og de ringformede rum i disse enheder er adskilt, og hver af dem kan opdeles af skillevægge i flere passager.

Enheders varmeoverførselsoverflade kan variere fra flere hundrede kvadratcentimeter til flere tusinde kvadratmeter... Altså kondensatoren dampturbine med en kapacitet på 150 MW består af 17 tusinde rør med total overflade varmeudveksling på ca. 9000 m 2.

Skal- og rørvarmevekslerhuset er et rør svejset af en eller flere stålplader... Husene adskiller sig hovedsageligt fra hinanden ved den måde, de er forbundet med hætter og rørplader. Vægtykkelsen af ​​huset bestemmes af trykket Arbejdsmiljø og diameteren af ​​huset, men taget mindst 4 mm. Flanger svejses til de cylindriske kanter af huset for tilslutning til dæksler eller bunde. På ydre overflade kabinet fastgør enhedens støtter.

Rør af skal- og rørvarmevekslere er lavet af lige eller buede (U-formede eller W-formede) rør med en diameter på 12 til 57 mm. Sømløse stålrør foretrækkes.

I skal og rør varmevekslere strømningsarealet af det ringformede rum er 2-3 gange større end strømningsarealet inde i rørene. Derfor, ved lige strømningshastigheder af kølemidler med samme fasetilstand, er varmeoverførselskoefficienterne på overfladen af ​​det ringformede rum lave, hvilket reducerer samlet forhold varmeoverførsel i apparatet. Enheden af ​​skillevægge i skal-og-rør-varmevekslerens ringformede rum hjælper med at øge kølevæskens hastighed og øge effektiviteten af ​​varmevekslingen.

Nedenfor er diagrammerne over de mest almindelige enheder:

Skal- og rørvarmevekslere kan være stive, ikke-stive og halvstive, single-pass og multi-pass, direkte flow, modstrøm og tværstrøm, vandrette, skrå og lodrette.

I en enkelt-pas varmeveksler med lige rør af en stiv struktur er skallen og rørene forbundet med rørplader, og der er derfor ingen mulighed for at kompensere for termiske forlængelser. Sådanne enheder er enkle i design, men kan kun bruges med relativt små temperaturforskelle mellem kroppen og rørbundtet (op til 50 ° C). De har lave varmeoverførselskoefficienter på grund af kølevæskens ubetydelige hastighed i det ringformede rum.

I skal-og-rør-varmevekslere er strømningsarealet af det ringformede rum 2-3 gange større end rørenes strømningsareal. Derfor er varmeoverførselskoefficienterne på overfladen af ​​det ringformede rum ved de samme strømningshastigheder af kølemidler med samme aggregeringstilstand lave, hvilket reducerer varmeoverførselskoefficienten i apparatet. Enheden af ​​skillevægge i det ringformede rum bidrager til en stigning i kølevæskens hastighed og en stigning i varmeoverførselskoefficienten.

I damp-væske varmevekslere passerer damp normalt i det ringformede rum, og væsken passerer gennem rørene. Temperaturforskellen mellem kroppens væg og rørene er normalt betydelig. For at kompensere for forskellen i termisk forlængelse mellem huset og rørene monteres linse, pakdåse eller bælg ekspansionsfuger.

For at eliminere spændinger i metallet forårsaget af termiske forlængelser kan enkeltkammer varmevekslere med bøjet U- og W-formede rør... De er tilrådelige ved højt tryk af kølemidler, da fremstilling af vandkamre og fastgørelse af rør i rørplader i højtryksapparater er komplekse og dyre operationer. Dog enheder med bøjede rør kan ikke blive udbredt på grund af vanskeligheden ved at fremstille rør med forskellige bøjningsradier, vanskeligheden ved at udskifte rør og besværet med at rense bøjede rør.

Kompensationsanordninger er vanskelige at fremstille (membran, bælg, med bøjede rør) eller ikke tilstrækkelig pålidelige i drift (linse, pakdåse). Et mere perfekt design af varmeveksleren med en stiv fastgørelse af en rørplade og fri bevægelse af den anden plade sammen med det indre dæksel rørsystem... en lille stigning i omkostningerne til apparatet på grund af stigningen i diameteren af ​​kroppen og fremstillingen af ​​den ekstra bund er berettiget af enkelheden og pålideligheden i drift. Disse enheder kaldes "flydende hoved" varmevekslere. Krydsstrømsvarmevekslere er forskellige øget koefficient varmeoverførsel på den ydre overflade på grund af det faktum, at kølevæsken bevæger sig hen over rørbundtet. Ved krydsstrøm falder temperaturforskellen mellem varmebærerne, dog med tilstrækkeligt antal rørsektioner er forskellen i forhold til modstrøm lille. I nogle designs af sådanne varmevekslere, når gas strømmer i ringrummet og væske strømmer i rør, bruges rør med tværgående ribber til at øge varmeoverførselskoefficienten.

Den udbredte brug af skal-og-rør-varmevekslere og deres design bør ikke udelukke brugen af ​​skrabede overfladevarmevekslere og rør-i-rør varmevekslere i tilfælde, hvor deres anvendelse er mere acceptabel ud fra et teknologisk og økonomisk synspunkt .

Tekniske specifikationer:

Model	NORMIT Heatex rør 1	NORMIT Heatex rør 2	NORMIT Heatex rør 3	NORMIT Heatex rør 4
Varmevekslerareal, m2
Materiale	AISI 304
Antal rør, stk
Temperatur, °C	Op til 200

Dimensioner:

Overordnede mål, mm	EN	B	C
NORMIT Heatex rør 1		1500
NORMIT Heatex rør 2		1900
NORMIT Heatex rør 3		2200
NORMIT Heatex rør 4		2600

Den nemmeste måde at forstå, hvordan en skal-og-rør varmeveksler fungerer, er ved at studere dens skematiske diagram:

Billede 1. Princippet om drift af en skal-og-rør varmeveksler. Dette diagram illustrerer dog kun, hvad der allerede er blevet sagt: to separate, ikke-blandbare varmevekslingsstrømme, der passerer inde i huset og gennem rørbundtet. Det vil være meget tydeligere, hvis diagrammet er animeret.

Figur 2. Animation af skal- og rørvarmeveksleren. Denne illustration viser ikke kun funktionsprincippet og varmevekslerens opbygning, men også hvordan varmeveksleren ser ud udefra og indefra. Den består af et cylindrisk hus med to beslag, i det og to fordelerkamre på begge sider af huset.

Rørene samles og holdes inde i huset ved hjælp af to rørplader - helmetalskiver med borede huller i dem; rørplader adskiller fordelingskamrene fra varmevekslerlegemet. Rør på rørpladen kan fastgøres ved svejsning, afbrænding eller en kombination af de to.

Figur 3. Rørplade med udvidet rørbundt. Det første kølemiddel kommer direkte ind i huset gennem indløbstilslutningen og forlader det gennem udløbstilslutningen. Det andet kølemiddel tilføres først til fordelingskammeret, hvorfra det ledes til rørbundtet. Ind i det andet fordelingskammer "vender strømmen rundt" og passerer igen gennem rørene til det første fordelingskammer, hvorfra den kommer ud gennem sin egen udløbsdyse. I dette tilfælde ledes den omvendte strøm gennem en anden del af rørbundtet for ikke at hindre passagen af ​​den "fremadgående" strøm.

Tekniske nuancer

1. Det skal understreges, at diagram 1 og 2 viser driften af ​​en to-pass varmeveksler (kølevæsken passerer gennem rørbundtet i to passager - fremadgående og tilbagegående flow). Således opnås forbedret varmeoverførsel med samme længde af rør og vekslerlegeme; dette øger dog dens diameter på grund af en stigning i antallet af rør i rørbundtet. Der er enklere modeller, hvor kølevæsken kun passerer gennem rørbundtet i én retning:

Figur 4. Skematisk diagram envejs varmeveksler. Ud over en- og to-vejs varmevekslere er der også fire-seks- og otte-vejs, som bruges afhængigt af specifikke opgaver.

2. Animeret diagram 2 viser driften af ​​varmeveksleren med skillevægge installeret inde i huset, der leder kølevæskestrømmen langs en zigzag-bane. Dermed sikres varmebærernes tværvej, hvor den "ydre" varmebærer vasker bundtets rør vinkelret på deres retning, hvilket også øger varmeoverførslen. Der findes modeller med et enklere design, hvor kølevæsken strømmer i huset parallelt med rørene (se diagram 1 og 4).

3. Da varmeoverførselskoefficienten ikke kun afhænger af banen for strømme af arbejdsmedier, men også af området for deres interaktion (i dette tilfælde af det samlede areal af alle rør i rørbundtet), såvel som på kølevæskens hastigheder er det muligt at øge varmeoverførslen ved at bruge rør med specielle enheder - turbulatorer ...

Figur 5. Rør til skal- og rørvarmeveksler med bølgelignende rifling. Brugen af ​​sådanne rør med turbulatorer, i sammenligning med traditionelle cylindriske rør, gør det muligt at øge varmeafgivelse enheden med 15 - 25 procent; derudover, på grund af forekomsten af ​​hvirvelprocesser i dem, opstår der selvrensning indre overflade rør fra mineralforekomster.

Det skal bemærkes, at egenskaberne ved varmeoverførsel i høj grad afhænger af materialet i rørene, som skal have god termisk ledningsevne, evnen til at modstå arbejdsmediets høje tryk og være korrosionsbestandig. Ifølge helheden af ​​disse krav til ferskvand, damp og olier det bedste valg er moderne mærker af højkvalitets rustfrit stål; til hav eller klorvand - messing, kobber, cupronickel mv.

Fremstiller standard og eftermonterede skal- og rørvarmevekslere iht moderne teknologier til nye installerede linjer, og producerer også enheder designet til at erstatte udtømte varmevekslere. og dens fremstilling udføres iflg individuelle ordrer, under hensyntagen til alle parametre og krav i en specifik teknologisk situation.

Teknisk beskrivelse

Skal- og rørvarmevekslere fremstillet af Geoclima- en ret kompleks enhed, og der er mange varianter af den. Refererer til typen af ​​recuperativ. Opdelingen af ​​varmevekslere i typer udføres afhængigt af kølevæskens bevægelsesretning.

Typer af skal-og-rør varmevekslere:

• kryds-flow;
• modstrøm;
• lige igennem.

Skal-og-rør varmevekslere får dette navn, fordi de tynde rør, som kølevæsken bevæger sig igennem, er placeret i midten af ​​hovedhuset. Hvor mange rør der er i midten af ​​kappen afgør, hvor hurtigt stoffet vil bevæge sig. Varmeoverførselskoefficienten vil igen afhænge af stoffets bevægelseshastighed. Skal og rør varmevekslere CROM / GEOCLIMA bruges til opvarmning / køling, kondensering / fordampning af forskellige væske- og dampmedier i forskellige processer produktion.

Produktionen af ​​skal-og-rør varmevekslere i Rusland gør følgende typer enheder:

• Skal- og rørvarmevekslere Geoclima til komprimerede gasser
• Skal-og-rør varmevekslere Geoclima til udstødningsgas varmegenvinding
• Skal- og rørvarmevekslere Geoclima til køling af biogas
• Skal og rør varmevekslere Geoclima - damp / vand
• Skal- og rørvarmevekslere Geoclima til CO 2
• Skal-og-rør varmevekslere Geoclima lavet af specielle materialer (inox 304, 316, 316L, 316Ti, 321, 90Cu10NiFe, 70Cu30NiFe, kulstofstål, titanium)
• Skal-og-rør varmevekslere Geoclima med koaksiale rør. (bruges til opvarmning af afkøling af gasser, olier, aggressive medier, varmegenvinding af udstødningsrøggasser. Driftsbetingelser for skal-og-rør varmevekslere med koaksiale rør CROM; tryk -300ATM, temperatur + 600 * С.
• Geoclima skal-og-rør varmevekslere af oversvømmet type (cirkulationen af ​​kølemidlet sker i det ringformede rum, og cirkulationen af ​​vand sker gennem rørene).

Ejendommeligheder

Brugen af ​​avancerede udviklinger og teknologier i skabelsen af ​​skal-og-rør varmevekslere giver den maksimale varmeoverførselseffektivitet med de samme dimensioner.

Til fremstilling af skal-og-rør varmevekslere anvendes legerede og højstyrke stål. Disse typer stål bruges, fordi disse enheder som regel fungerer i et ekstremt aggressivt miljø, der kan forårsage korrosion.

Varmevekslere er også opdelt i typer. Følgende typer af disse enheder fremstilles:

• med en temperaturhuskompensator;
• med faste rør;
• med U-formede rør;
• med et flydende hoved;
• en kompleks anvendelse af forskellige designløsninger er også mulig, for eksempel kan et flydende hoved og en termisk kompensator bruges i ét design.

Skal-og-rør-enheder er klassificeret efter funktion:

• Varmevekslere er universelle;
• Fordampere;
• Kondensatorer;
• Køleskabe;

Efter placering er varmevekslere:

• Vandret;
• Lodret

Udstyrets karakteristiske egenskaber:
Den største og vigtigste fordel er høj holdbarhed af denne type enheder til at vandhamre. De fleste af de typer varmevekslere, der produceres i dag, har ikke denne kvalitet.

Den anden fordel er, at skal- og rørsamlinger ikke behøver et rent miljø. De fleste enheder er ustabile i aggressive miljøer. For eksempel besidder pladevarmevekslere ikke denne egenskab og er i stand til udelukkende at fungere i rene miljøer.

Den tredje væsentlige fordel ved skal-og-rør varmevekslere er deres høj effektivitet... Effektivitetsmæssigt kan det sammenlignes med pladevarmeveksler, hvilket er det mest effektive i de fleste parametre.

Således kan vi med tillid sige, at skal-og-rør varmevekslere er en af ​​de mest pålidelige, holdbare og yderst effektive enheder:

• stor præstation
• kompakthed
• pålidelighed
• alsidighed i brug.

Skal- og rørvarmevekslere er overfladevarmevekslere af rekuperativ type. Den udbredte brug af disse enheder skyldes primært pålideligheden af ​​designet og et stort sæt versioner til forskellige driftsforhold:

Enkeltfasede strømninger, kogning og kondensation;

Lodret og vandret udførelse;

Bredt udvalg af kølevæsketryk, fra vakuum til 8,0 MPa;

Varmevekslingsoverfladearealer fra små (1 m 2) til ekstremt store (1000 m 2 og mere);

Muligheden for at bruge forskellige materialer i overensstemmelse med kravene til omkostningerne ved enheder, aggressivitet, temperaturforhold og kølevæskens tryk;

Brug forskellige profiler varmevekslerflader både inde i rørene og udvendigt og forskellige turbulatorer;

Mulighed for at fjerne rørbundtet til rengøring og reparation.

Der er følgende typer skal-og-rør varmevekslere:

Varmevekslere med faste rørplader (stift rør TA);

Varmevekslere med faste rørplader og med en linsekompensator på huset;

Varmevekslere med flydende hoved;

Varmevekslere med U-rør.

Skal-og-rør varmevekslere med faste rørplader er kendetegnet ved deres enkle design og derfor lavere omkostninger (fig. 1).

Ris. 1.Skal og rør varmeveksler med faste rørplader:

1 - fordelingskammer; 2 - hus; 3 - varmevekslerrør; 4 - tværgående skillevæg; 5 - rørgitter; 6 - bagside af huset; 7 - støtte; 8- fjernbetjeningsrør; 9-beslag; 10-skillevæg i fordelingskammeret; 11 - bump stop

En skal-og-rør varmeveksler er et bundt af varmevekslerrør placeret i et cylindrisk hus (hus). En af kølemidlerne bevæger sig inde i varmevekslerrørene, mens den anden vasker den ydre overflade af rørene. Enderne af rørene fastgøres ved valsning, svejsning eller lodning i rørplader. Skillevægge monteres i varmevekslerens hus ved hjælp af afstandsrør. Bafflerne forhindrer rørene i at hænge og organiserer kølevæskens strømning i det ringformede rum, hvilket intensiverer varmevekslingen. Fittings er svejset til varmevekslerens hus til ind- og udløb af kølevæsken fra det ringformede rum. Ved kølevæskens indløb i det ringformede rum er der i nogle tilfælde installeret kofangere, som er nødvendige for at reducere rørbundtets vibration, ensartet fordele kølevæskestrømmen i det ringformede rum og reducere erosion af rørene nærmest indløbet. dyse. Et fordelingskammer og et bagdæksel med beslag til ind- og udløb af produktet fra rørrummet er fastgjort til varmevekslerens hus ved hjælp af en flangeforbindelse.

Afhængig af placeringen af ​​varmevekslerrørene er der vandrette og lodrette varmevekslere.

Afhængig af antallet af ledeplader i fordelerkammeret og bagdækslet er skal-og-rør-varmevekslere opdelt i en-vejs, to-vejs og multi-vejs i rørrummet.

Afhængigt af antallet af langsgående ledeplader, der er installeret i det ringformede rum, er skal-og-rør-varmevekslere opdelt i enkelt- og multi-pass i det ringformede rum.

Varmevekslere med faste rørplader bruges, hvis den maksimale temperaturforskel mellem varmebærerne ikke overstiger 80 0 С og med en relativt kort længde af apparatet. Disse begrænsninger forklares ved temperaturspændinger, der opstår i huset og i varmevekslerrørene, som kan bryde tætheden af ​​apparatstrukturen.

Til delvis kompensation af temperaturspændinger i huset og i varmevekslerrørene anvendes specielle fleksible elementer (ekspandere, ekspansionsfuger) installeret på apparatets hus. Sådanne varmevekslere kaldes varmevekslere med en temperaturkompensator på skallen (fig. 2) .

Ris. 2. Vertikal skal-og-rør varmeveksler med faste rørplader og en temperaturkompensator på skallen:

1-fordelingskammer; 2 - rørplader; 3 - kompensator; 4 - hylster; 5 - support; 6 - varmevekslerrør; 7 - tværgående skillevæg; 8 - bagdæksel af huset; 9 - fjernrør; 10 - beslag

I enheder af denne type anvendes enkelt- og multi-element linsekompensatorer.

Skal- og rørvarmevekslere med et flydende hoved (med en bevægelig rørplade) er den mest almindelige type skal- og rørvarmevekslere (fig. 3). Den bevægelige rørplade tillader rørbundtet at bevæge sig frit uafhængigt af kappen, hvilket reducerer temperaturspændingerne markant både i kappen og i varmevekslerrørene.

Ris. 3. Skal og rør varmeveksler med flydende hoved:

1 - dæksel af fordelingskammeret; 2 - fordelingskammer; 3 - fast rørplade; 4 - hylster; 5 - varmevekslerrør; 6 - tværgående skillevæg; 7 - bevægelig rørplade; 8 - bagside af huset; 9 - flydende hoveddæksel; ti - support; 11-rullers understøtning af et rørbundt

Varmevekslere af denne type er lavet med to eller fire passager gennem rørrummet.

Enheder med et flydende hoved udføres oftest som én passage gennem det ringformede rum. I enheder med to gennemløb langs det ringformede rum er en langsgående skærm installeret.

Skal- og rørvarmevekslere med U-formede rør (fig. 4) har en rørplade, hvori begge ender af de U-formede varmevekslerrør rulles ind. Fraværet af andre stive forbindelser af de varmeveksler U-formede rør med huset sikrer fri forlængelse af rørene, når deres temperatur ændres. Derudover er fordelen ved varmevekslere med U-formede rør fraværet af en aftagelig forbindelse inde i huset (i modsætning til en varmeveksler med flydende hoved), hvilket gør det muligt med succes at bruge dem ved højt tryk af kølevæsker, der bevæger sig i rør plads. Ulempen ved sådanne anordninger er vanskeligheden ved at rengøre de indre og ydre overflader af rørene, som et resultat af hvilket de hovedsageligt bruges til rene produkter.

Ris. 4. Skal- og rørvarmeveksler med U-formede varmevekslerrør:

1 - fordelingskammer; 2 - rørgitter; 3 - hylster; 4 - varmevekslerrør; 5 - tværgående skillevæg; 6 - husdæksel; 7 - støtte; 8-rullers understøtning af et rørbundt

Effektiviteten af ​​skal-og-rør varmevekslere øges med en stigning i bevægelseshastigheden af ​​kølevæskestrømme og graden af ​​deres turbulens. For at øge bevægelseshastigheden af ​​strømme i det ringformede rum og deres turbulisering, for at forbedre kvaliteten af ​​vask af varmevekslingsoverfladen, er specielle tværgående skillevægge installeret i det ringformede rum af skal-og-rør varmevekslere. De fungerer også som understøtninger for det rørformede bundt, fikserer rørene på plads og reducerer rørenes vibrationer.

I fig. 5 viser tværgående ledeplader af forskellige typer. De mest udbredte er segmentelle skillevægge (fig. 5a).

Ris. 5. Tværgående skillevægge af skal-og-rør-enheder:

a - med et segmentelt snit; b - med et sektorsnit; в - partitioner "disk-ring"; d - med et slidset snit; d - "solid"

Tværgående skillevægge med en sektorudskæring (fig. 5b) er udstyret med en yderligere langsgående skillevæg, der er lig med halvdelen af ​​den indre diameter af apparathuset. Sektorudskæring, der i areal svarer til en fjerdedel af apparatets sektion, er placeret i tilstødende skillevægge i et skakternet mønster. I dette tilfælde foretager kølevæsken i det ringformede rum en rotationsbevægelse enten med eller mod uret.

Apparat med "solide" skillevægge (fig. 5e ) bruges normalt til rene væsker. I dette tilfælde strømmer væsken gennem det ringformede mellemrum mellem varmevekslerrørene og hullerne i ledepladerne.

For at øge den termiske effekt af varmevekslere med konstante rørlængder og dimensioner af varmeveksleren, anvendes ribberne på den ydre overflade af varmevekslerrørene. Finede varmevekslerrør anvendes i tilfælde, hvor det er vanskeligt at give en høj varmeoverførselskoefficient fra et af varmeoverførselsmidlerne (gasformigt varmeoverførselsmiddel, tyktflydende væske, laminær strømning osv.). I fig. 6 viser mulighederne for den udvendige finning af varmevekslerrørene.

Ris. 6.Findede rør:

a - med svejsede "trugformede" ribber; b-med rullede ribben; i -med spiralformede riflede ribber; r - med ekstruderede ribben; d - med svejsede subulate ribber

For at intensivere varmeoverførslen i rørrummet anvendes metoder til at påvirke flowet med enheder, der turbuliserer kølevæsken i varmevekslerrørene. Til dette formål, ansøg forskellige slags turbuliserende indsatser, hvis versioner er vist i fig. 7.

Ris. 7. Varmevekslerrør med turbulatorer:

a - skrue hvirvler; b - tape hvirvler; c - membranrør med lodrette riller; r - membranrør med skrå riller; d-wire turbulatorer; e-turbuliserende indsatser

I skal-og-rør-varmevekslere er kølevæsken, der kommer ind i skal-og-rør-rummet, på grund af designegenskaber, opdelt i flere strømme (fig. 8):

A - hoved tværstrøm;

B - overløb i slidser mellem huller i tværgående skillevægge og varmevekslerrør;

C - overløb mellem kanterne af ledepladerne og huset;

D er bypass-strømmen gennem mellemrummet mellem rørbundtet og kappen.

Opdeling af strømmen af ​​kølevæske, der kommer ind i det ringformede rum i flere strømme, komplicerer det hydrodynamiske billede af kølevæskens bevægelse betydeligt sammenlignet med den tværgående vask af rørbundterne og har en betydelig effekt på både konvektiv varmeoverførsel og trykfaldet af kølemidlet. kølevæske. Fordelingen af ​​strømninger i det ringformede rum afhænger af varmevekslerens designkarakteristika, hvis optimering er hovedopgaven ved oprettelse af nye varmevekslere.

Ris. 8. Skema for kølevæskestrømme i skal-og-rør-varmevekslerskallen:

A- hoved tværstrøm; B - overløb i spalter mellem huller i skillevægge og rør; C - overløb mellem kanten af ​​skillevæggen og kappen; D- bypass flow gennem mellemrummet mellem rørbundtet og kappen

Det er nødvendigt at tage højde for fordelingen af ​​kølevæskestrømme i ringrummet, da der ellers er betydelige fejl mulige ved bestemmelse af den gennemsnitlige varmeoverførselskoefficient  og kølevæskens tryktab  s, som kan være fra 50 til 150 %.

Afhængig af perfektionen af ​​varmevekslerens design ændres også fordelingen af ​​strømme i det ringformede rum. I et turbulent strømningsregime overstiger hovedstrømmen (A) ikke 40 % af den samlede kølevæskestrøm, og i en laminær strømning overstiger den ikke 25 %.

Blandt alle typer varmevekslere er denne type den mest almindelige. Den bruges, når der arbejdes med væsker, gasformige medier og dampe, herunder hvis miljøets tilstand ændrer sig under færgeprocessen.

Historie om udseende og implementering

Skal-og-rør (eller) varmevekslere blev opfundet i begyndelsen af ​​forrige århundrede, for aktivt at blive brugt under driften af ​​termiske kraftværker, hvor en stor mængde opvarmet vand blev destilleret kl. højt blodtryk... I fremtiden begyndte opfindelsen at blive brugt til at skabe fordampere og varmestrukturer. I årenes løb er skal-og-rør varmeveksleren blevet forbedret, designet er blevet mindre omfangsrigt, det udvikles nu, så det er nemt at rengøre individuelle elementer... Sådanne systemer bruges oftere i olieraffineringsindustrien og produktionen. husholdningskemikalier, da produkterne fra disse industrier bærer en masse urenheder. Deres sediment kræver blot periodisk rensning. indre vægge varmeveksler.

Som vi kan se i det præsenterede diagram, skal og rør varmeveksler består af et bundt rør, som er placeret i deres kammer og fastgjort på et bræt eller gitter. Huset er faktisk navnet på hele kammeret svejset af en plade på mindst 4 mm (eller mere, afhængigt af arbejdsmiljøets egenskaber), hvori der er små rør og et bræt. Som materiale til pladen anvendes normalt stålplade. Rørene er forbundet med hinanden med grenrør, der er også ind- og udløb til kammeret, et kondensatudløb, skillevægge.

Afhængigt af antallet af rør og deres diameter svinger varmevekslerens effekt. Så hvis varmeoverførselsfladen er omkring 9.000 kvadratmeter. m., kapaciteten af ​​varmeveksleren vil være 150 MW, dette er et eksempel på driften af ​​en dampturbine.

Enheden til en skal-og-rør-varmeveksler indebærer tilslutning af svejsede rør med et bræt og dæksler, som kan være forskellige, såvel som bøjningen af ​​huset (i form af bogstavet U eller W). Nedenfor er de typer enheder, man oftest støder på i praksis.

Et andet træk ved enheden er afstanden mellem rørene, som skal være 2-3 gange større end deres tværsnit. På grund af dette er varmeoverførselskoefficienten lille, og dette bidrager til effektiviteten af ​​hele varmeveksleren.

Som navnet antyder, er en varmeveksler en enhed designet til at overføre den genererede varme til en opvarmet genstand. Varmebæreren i dette tilfælde er den ovenfor beskrevne struktur. Arbejdet med en skal-og-rør-varmeveksler er, at kolde og varme arbejdsmedier bevæger sig gennem forskellige hylstre, og varmevekslingen sker i rummet mellem dem.

Arbejdsmediet inde i rørene er flydende, mens varm damp passerer i afstanden mellem rørene og danner kondensat. Da rørenes vægge opvarmes mere end pladen, som de er fastgjort til, skal der kompenseres for denne forskel, ellers ville enheden have et betydeligt varmetab. Til dette bruges såkaldte kompensatorer af tre typer: linser, olietætninger eller bælg.

Også når der arbejdes med væske under højt tryk brug enkeltkammer varmevekslere. De har en U, W bøjning for at undgå høje spændinger i stålet forårsaget af termisk forlængelse. Deres produktion er ret dyr; i tilfælde af reparation er rør vanskelige at udskifte. Derfor er sådanne varmevekslere i mindre efterspørgsel på markedet.

Afhængigt af metoden til at fastgøre rør til et bræt eller gitter er der:

• Svejsede rør;
• Fastgjort i udspændte nicher;
• Bolt med flange;
• Forseglet;
• Med tætninger i fastgørelsesdesign.

Efter designtype er skal-og-rør varmevekslere (se diagrammet ovenfor):

• Stiv (bogstaver i fig. A, k), ikke-stiv (d, e, f, h, i) og halvhård (bogstaver i fig. B, c og g);
• Ved antallet af træk - enkelt eller multi-vejs;
• I retningen af ​​strømmen af ​​den tekniske væske - direkte, tværgående eller mod strømmens retning;
• Efter placering er brædderne vandrette, lodrette og placeret i et skråplan.

Bredt udvalg af skal- og rørvarmevekslere

1. Trykket i rørene kan nå forskellige betydninger, fra vakuum til højeste;
2. Kan opnås nødvendig betingelse for termiske spændinger, mens prisen på enheden ikke vil ændre sig væsentligt;
3. Størrelserne på systemet kan også variere: fra en boligvarmeveksler i et badeværelse til et industriområde på 5000 kvm. m.;
4. Der er ingen grund til at forrengøre arbejdsmiljøet;
5. For at skabe kernen, brug forskellige materialer afhængigt af produktionsomkostningerne. De opfylder dog alle kravene til temperatur, tryk og korrosionsbestandighed;
6. En separat sektion af rør kan fjernes for rengøring eller reparation.

Har designet nogle ulemper? Ikke uden dem: skal og rør varmeveksler meget besværligt. På grund af sin størrelse kræver det ofte en separat teknisk rum... På grund af det høje metalforbrug er omkostningerne ved at fremstille en sådan enhed også høje.

I sammenligning med varmevekslere U, W-rør og med faste rør har skal-og-rør flere fordele og er mere effektive. Derfor købes de oftere, trods høj omkostning... På den anden side, egenproduktion et sådant system vil forårsage store vanskeligheder og vil højst sandsynligt føre til betydelige varmetab under drift.

Under driften af ​​varmeveksleren skal der lægges særlig vægt på tilstanden af ​​rørene samt indstillingen afhængig af kondensatet. Ethvert indgreb i systemet fører til en ændring i varmevekslingsområdet, derfor bør uddannede specialister udføre reparationer og idriftsættelse.

Du kan være interesseret i:

Industriel pumpe nødvendigt i næsten enhver produktion. I modsætning til husholdnings pumper de skal modstå høje belastninger, være holdbare og have maksimal ydeevne. Desuden skal pumper af denne type være økonomisk rentable for det anlæg, hvor de anvendes. For at købe en passende industripumpe skal du studere dens vigtigste egenskaber og tage hensyn til ...

Opvarmning og afkøling af væsker er nødvendige stadie i et nummer teknologiske processer... Til dette bruges varmevekslere. Funktionsprincippet for udstyret er baseret på overførsel af varme fra et kølemiddel, hvis funktioner udføres af vand, damp, organiske og uorganiske medier. At vælge hvilken varmeveksler der er bedst til en bestemt produktions proces, skal du være baseret på design og materialeegenskaber, fra ...

Den lodrette sump er i form af en cylindrisk tank lavet af metal (nogle gange er den lavet firkantet form). Bundens form er konisk eller pyramideformet. Sedimenter kan klassificeres baseret på udformningen af ​​indløbet - centralt og perifert. Den mest brugte visning er med et centerindløb. Vandet i sumpen bevæger sig i en nedadgående opadgående bevægelse. Princippet om drift af den lodrette ...

Energiministeriet har udarbejdet en plan for udvikling af grøn el inden 2020. Andel af el fra alternative kilder elektriciteten skulle nå op på 4,5 % af den samlede energi, der produceres i landet. Men ifølge eksperter har landet simpelthen ikke brug for en sådan mængde elektricitet fra vedvarende kilder. Den generelle holdning på dette område er at udvikle elproduktion gennem ...