Изначально кожухотрубчатые теплообменники использовали в работе теплоэлектростанций. В дальнейшем начали использовать при создании испарителей и нагревающих аппаратов. Кожухотрубчатые теплообменники ежегодно совершенствовались, сама конструкция получила гораздо меньшие размеры, а сегодня производят так, чтобы был доступ к отдельным элементам для удобства обслуживания. Большое применение теплообменники получили в нефтегазовой промышленности. Так из чего же состоит кожухотрубчатый теплообменник?

УСТРОЙСТВО КОЖУХОТРУБНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

Теплообменник состоит из пучка трубок, которые расположены в своей камере и закреплены на доске либо решетке. Кожух, то есть сама камера, сваренная из листа железа толщиной не менее 4 мм, в которой находятся мелкие трубки и доска. Материала для доски обыкновенная листовая сталь. Между собой трубки соединены патрубками, есть вход и выход в камеру, отвод для конденсата и перегородки.

В зависимости от количества труб и их диаметра, колеблется мощность теплообменника.

Устройство кожухотрубчатого теплообменника подразумевает соединение труб с доской по ОСТ 26-02-1015-85 

и крышками, которое может быть разным, равно как и изгиб кожуха (в виде буквы U или W).

Особенностью теплообменников является расстояние между трубами в аппарате, а именно в 2-3 раза должно превышать их сечение, отсюда коэффициент отдачи тепла является небольшим, и это способствует эффективности в работе всего теплообменника.

ПРИНЦИП РАБОТЫ КОЖУХОТРУБНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

Теплообменник – это есть устройство, целью которого является передача вырабатываемого тепла на нагреваемый предмет. Работа кожухотрубчатого теплообменника заключается в том, что холодная и горячая рабочие среды двигаются по разным кожухам, и теплообмен происходит в пространстве между ними (см. схему ниже).

Рабочей средой внутри труб является жидкость, в то время как горячий пар проходит в расстоянии между труб, образуя конденсат. Поскольку стенки труб нагреваются больше, чем доска, к которой они прикреплены, эту разность необходимо компенсировать, иначе бы устройство имело значительные потери тепла. Для этого применяются так называемые компенсаторы трех типов: линзы, сальники или сильфоны.

Также, при работе с жидкостью под высоким давлением используют однокамерные теплообменники. Они имеют изгиб U, W-образного типа, необходимое чтобы избежать высоких напряжений в стали, вызываемых тепловым удлинением. Их производство достаточно дорогое, трубы в случае ремонта сложно заменить. Поэтому такие теплообменники пользуются меньшим спросом на рынке.

Схема работы кожухотрубчатого аппарата

ВИДЫ КОЖУХОТРУБЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ

1. По способу крепления труб к доске или решетки.

2. По типу конструкции.

В зависимости от способа крепления труб к доске или решетке, выделяют:

  • приваренные трубы;
  • закрепленные в развальцованных нишах;
  • соединенные болтами с фланцем;
  • запаянные;
  • имеющие сальники в конструкции крепежа.

По типу конструкции кожухотрубчатые теплообменники бывают:

  • жесткие, нежесткие и наполовину жесткие;
  • по количеству ходов – одно- или многоходовые;
  • по направлению тока технической жидкости – прямого, поперечного или против направленного тока;
  • по расположению доски горизонтальные, вертикальные и расположенные в наклонной плоскости.

Пристальное внимание при эксплуатации кожухотрубчатых теплообменников уделяется не только состоянию труб, а также настройке в зависимости от конденсата. Каждое вмешательство в работу системы приводит к изменению площади теплообмена, исходя из этого ремонт и пуско-наладочные мероприятия проводятся только специально обученными специалисты.

Кожухотрубчатые теплообменники разделяются на следующие типы:

Справочная литература по кожухотрубчатым теплообменникам: