Принцип работы и устройство кожухотрубных теплообменников

Запросить цену

Среди всех разновидностей теплообменников этот вид наиболее распространен. Его применяют при работе с любыми жидкостями, газовыми средами и парообразными, в том числе, если состояние среды меняется в процессе перегона.

История появления и внедрения

Изобрели кожухотрубные (или кожухотрубчатые) теплообменники в начале прошлого века, дабы активно использовать при работе ТЭС, где большое количество нагретой воды перегонялось при повышенном давлении. В дальнейшем изобретение стали использовать при создании испарителей и нагревающих конструкций. С годами устройство кожухотрубного теплообменника совершенствовалось, конструкция стала менее громоздкой, ее теперь разрабатывают так, чтобы было доступно чистить отдельные элементы. Чаще стали применять подобные системы в нефтеперегонной промышленности и производстве бытовой химии, поскольку продукты этих отраслей несут в себе массу примесей. Их осадок как раз и требует периодической чистки внутренних стенок теплообменника.

Устройство кожухотрубного теплообменника

Устройство кожухотрубного теплообменника

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как мы видим на представленной схеме, кожухотрубный теплообменник состоит из пучка трубок, которые расположены в своей камере и закреплены на доске либо решетке. Кожух – собственно, название всей камеры, сваренной из листа не менее 4 мм (или больше, в зависимости от свойств рабочей среды), в которой находятся мелкие трубки и доска. В качестве материала для доски используют обыкновенно листовую сталь. Между собой трубки соединяются патрубками, имеются также вход и выход в камеру, отвод для конденсата, перегородки.

В зависимости от количества труб и их диаметра, колеблется мощность теплообменника. Так, если передающая тепло поверхность составляет около 9 000 кв. м., мощность теплообменника составит 150 МВт, это пример работы паровой турбины.

Устройство кожухотрубного теплообменника подразумевает соединение сварных труб с доской и крышками, которое может быть разным, равно как и изгиб кожуха (в виде буквы U или W). Ниже представлены типы устройств, наиболее часто встречающиеся на практике.

Типы кожухотрубных теплообменников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Еще одной особенностью устройства является расстояние между трубами, которое в 2-3 раза должно превышать их сечение. Благодаря чему коэффициент отдачи тепла является небольшим, и это способствует эффективности всего теплообменника.

Принцип работы кожухотрубного теплообменника

Исходя из названия, теплообменник – это устройство, создаваемое с целью передать вырабатываемое тепло на нагреваемый предмет. Теплоносителем в данном случае выступает конструкция, описанная выше. Работа кожухотрубного теплообменника заключается в том, что холодная и горячая рабочие среды двигаются по разным кожухам, и теплообмен происходит в пространстве между ними.

Принцип работы кожухотрубного теплообменника

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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.

Виды кожухотрубчатых теплообменников

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.

Виды кожухотрубчатых теплообменников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По типу конструкции кожухотрубные теплообменники бывают (см. рисунок-схему выше):

  • Жесткие (буквы на рис. а, к), нежесткие (г, д, е, з, и) и наполовину жесткие (буквы на рис. б, в и ж);
  • 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.

Широкие возможности кожухотрубного теплообменника

  1. Давление в трубках может достигать разных значений, от вакуума до наивысших;
  2. Можно достичь необходимого условия по термическим напряжениям, при этом цена устройства существенно не поменяется;
  3. Размеры системы тоже могут быть различными: от бытового теплообменника в ванную комнату до промышленного площадью 5000 кв. м.;
  4. Нет необходимости предварительно очищать рабочую среду;
  5. Для создания сердцевины используют разные материалы, в зависимости от затрат на производство. Однако все они соответствуют требованиям температуры, давления и устойчивости к коррозии;
  6. Отдельный участок труб можно извлечь для чистки или ремонта.

Есть ли у конструкции недостатки? Не без них: кожухотрубчатый теплообменник весьма громоздкий. Из-за своих габаритов он нередко требует отдельного технического помещения. Ввиду большой металлоемкости стоимость изготовления такого устройства тоже велика.

Вывод и рекомендации

В сравнении с теплообменниками U, W-трубчатыми и с неподвижными трубками кожухотрубные имеют больше преимуществ и являются эффективнее. Поэтому их чаще покупают, несмотря на высокую стоимость. С другой стороны, самостоятельное изготовление подобной системы вызовет большие трудности, а скорее всего, приведет к значительным потерям тепла в процессе работы.

Особое внимание при эксплуатации теплообменника следует уделять состоянию труб, а также настройке в зависимости от конденсата. Любое вмешательство в систему приводит к изменению площади теплообмена, поэтому ремонт и пуско-наладку должны производить обученные специалисты.

Вас может заинтересовать:

Теплообменное оборудование
Кожухотрубные теплообменники

Как мы работаем

  • 1
    Подача заявки
  • 2
    Согласование
    комплектации
  • 3
    Расчет стоимости
  • 4
    Договор
    и эскизы
  • 5
    Изготовление
  • 6
    Приемка
  • 7
    Доставка

Преимущества работы с нами

  • 1
    Выгодная цена от производителя
  • 2
    Официальная гарантия
  • 3
    Передовое оборудование
  • 4
    Опыт и профессионализм
  • 5
    Минимальные сроки изготовления
  • 6
    Нестандартная продукция по вашим чертежам
  • 7
    Разработка всей документации
  • 8
    Оперативная доставка

Уважаемые партнеры, приглашаем к сотрудничеству!

ООО «Ремстроймаш» готов стать вашим надежным поставщиком:

  • Предприятие оснащено современным оборудованием и технологиями, которые позволяют выполнять производственные задачи любого уровня сложности.
  • Выполняем заказы по стандартному и нестандартному оборудованию, работаем по конструкторской документации заказчика, или по нашей с учетом техзадания заказчика.
  • На предприятии разработана и внедрена детальная система контроля качества продукции.
  • Наша деятельность лицензирована, продукция обладает всеми необходимыми сертификатами.

Мы гарантируем:

  1. Индивидуальный подход к каждому заказчику с формированием наиболее выгодных условий.
  2. Отлаженную работу по прохождению всех этапов выполнения заказа, внимательное отношение к документации.
  3. Решение задач «под ключ», включая доставку, пусконаладочные работы, гарантийный и послегарантийный сервис.