Корнеев С.Д., Марюшин Л.А. - Теоретические основы теплотехники, страница 2

1.3. Компоновка секционных теплообменников с компенсатором температурных удлинений: 1 — секция; 2 — калач с фланцем; 3 — переход с фланцем; 4 — компенсатор.9Условноеобозначение1-57х2000-Р2-57х4000-Р3-76х2000-Р4-76х4000-Р5-89х2000-Р6-89х4000-Р7-114х2000-Р8-114х4000-Р9-168x2000-P10-168х4000-Р11-219x2000-P12-219x4000-P13-273х2000-Р14-273х4000-Р15-325х2000-Р16-325x4000-PL2000400020004000200040002000400020004000200040002000400020004000Таблица 1.1. Технические данные секционных теплообменниковРазмеры, ммПоверх- Кол-во Тепловой Массаность нагре- трубок, поток, секции,D*/DВ dнdHва, м2шткВткг57/5148110 20076/7057125 20089/8276145 240114/107 89160 300168/159 133 210 400219/207 159 240 500273/259 219 295 600325/309 273 350 6000,380,750,651,320,931,881,793,583,496,985,7511,5110,2820,5614,2428.4947101937611091511423,922,538,931,754,963,81101091912033493986745499312437335240645891113194173301262462338599101.3.

Кожухотрубные теплообменникиКожухотрубные теплообменные аппараты отличаются отсекционных большим числом трубок в трубном пучке, котороеобычно составляет от сотен до тысяч. В связи с этим кожухотрубные теплообменники компактнее секционных, т.е. в единицеобъема такого аппарата размещается большая поверхностьтеплообмена. Кроме того, конструкция кожухотрубных теплообменников позволяет создавать различные схемы движения теплоносителей.Кожухотрубные теплообменные аппараты могут быть использованы для любой комбинации теплоносителей: жидкость —жидкость, газ — жидкость, газ — газ.

Общим для всех кожухотрубных теплообменников является наличие большого числа труб(трубного пучка), концы которых герметично укреплены в отверстиях трубных досок (решеток), и наличие общего кожуха, охватывающего трубный пучок снаружи. Обычно в промышленныхкожухотрубных теплообменниках используют трубы с внутренним диаметром не менее 12 и не более 38 мм. Нижнее ограничение обусловлено удобством очистки внутренней поверхноститруб, верхнее — снижением удельной площади поверхности теплообменника. Возможная длина трубного пучка обычно составляет 0,9 ...

6 м, толщина стенок труб — 0,5... 2,5 мм. Трубы диаметром менее 12 мм используют в тех случаях, когда нет опасности загрязнения их внутренней поверхности и когда необходимоувеличить компактность теплообменника.Теплоносители, способные загрязнять поверхность теплообмена, направляют в полости труб трубного пучка, так как толькоони доступны для механической очистки.В кожухотрубных теплообменниках достигаются достаточнобольшие отношения площади поверхности теплообмена к объемуи массе. Размеры поверхности теплообмена легко можно варьировать в широких пределах.Трубы являются основным элементом, обеспечивающим теплопередачу между теплоносителем, протекающим внутри труб ив межтрубном пространстве. Трубы могут быть либо гладкими,либо с невысокими ребрами снаружи.

В последнем случае наружный диаметр ребра выбирается немного меньше, чем наруж11ный диаметр неоребренных концов труб, что позволяет вставлятьоребренные трубы через отверстия в трубной доске. Трубы закрепляются в трубных досках на каждом конце (за исключениемU—образных труб, которые закрепляются только в одной трубной доске).

Трубы либо развальцовываются в трубной доске, либо привариваются к ним снаружи.Трубная доска представляет собой металлический диск, в котором имеются отверстия для труб с элементами уплотнений.Кожух имеет вид цилиндра, внутри которого помещены трубы и циркулирует теплоноситель. Он обычно изготовляется вальцовкой металлического листа соответствующего размера и сваркой продольным швом. Кожух малого диаметра (до 0,6 м) можноизготовить из трубы, обрезав ее до желаемой длины.Теплоноситель поступает в кожух через входной патрубок иудаляется через выходной. Чаще всего патрубки изготавливаютсяиз стандартных труб, которые привариваются к кожуху.

В техслучаях, когда в межтрубное пространство подается двухфазныйпоток или насыщенный пар, внутри кожуха за входным патрубком могут быть установлены отражающие пластины, имеющиенесколько большие размеры, чем сечение самого патрубка. Этозащищает зону трубного пучка, на которую истекает входящийпоток пара, от абразивного износа.Важным элементом большинства кожухотрубных теплообменников является набор поперечных перегородок в межтрубном пространстве.

Они позволяют повысить скорость теплоносителя, движущегося в между трубами, а также предохраняюттрубы от изгиба, вибрации. Кроме того, перегородки направляютпоток теплоносителя поперек труб, что улучшает теплоотдачу,но увеличивает гидравлические потери давления.Сегментные перегородки являются наиболее простым вариантом их конструкции. По форме они представляют собой сегмент круга с отверстиями для трубок трубного пучка. Основныетребования к перегородкам заключаются в том, чтобы все трубыбыли одинаково зафиксированы и чтобы последующие перегородки частично перекрывали, по крайней мере, один полный рядтруб для обеспечения достаточной жесткости трубного пучка.Ниже, в качестве примера, приводится анализ конструкциисовременного типа кожухотрубных теплообменных аппаратов.12Водо—водяные малогабаритные разборные подогревателисетевой воды типа ПВМР предназначены для котельных промышленных предприятий, тепловых узлов, могут быть использованы и в составе других видов теплоэнергетического оборудования различных отраслей промышленности.

Конструкция подогревателей типа ПВМР, двухходовых по нагреваемой сетевойводе, показана на рис. 1.4, а на рис. 1.5 приведена схема движения теплоносителей в этом аппарате. Можно заметить, что в теплообменнике предусмотрены два хода теплоносителя, движущегося в трубках. Кроме того, на рис. 1.5 показаны пять ходов теплоносителя движущегося в межтрубном пространстве. Соответственно, изображены 4 сегментные перегородки 7. Если изменитьчисло сегментных перегородок, то изменится и число ходов теплоносителя, движущегося в межтрубном пространстве.Теплообменник работает следующим образом.

Нагреваемаявода через патрубок Б поступает в распределительную камеру 1,снабженную перегородкой 8, и направляется в полости трубокнижней (по рисунку) половины трубного пучка. Затем, пройдяводяную камеру 4, нагреваемая жидкость возвращается по верхней половине трубного пучка в камеру 1 и выходит через патрубок А. Греющая вода поступает в корпус теплообменника черезпатрубок В и, совершив 5 ходов межу сегментными перегородками 7, выходит через патрубок Г.В таблице 1.2 приведены основные размеры и характеристики теплообменников типа ПВМР.

Для изготовления поверхноститеплообмена использованы трубки диаметром 16х1 либо 19х1 мм(по специальному заказу – диаметром 22х1 мм) из латуни, нержавеющей стали или сплава МНЖ—5—1. На рабочее давление 10кгс/см2 (1,0 МПа) подогреватели выпускаются с плоскими, а надавление 16 кгс/см2 (1,6 МПа) - с эллиптическими (рис.1.4) днищами 1,5.Пояснения к табл. 1.2: 1. Последнее число в обозначении подогревателей означает давление среды в МПа. 2.

Характеристикиданы для подогревателей с гладкими трубками 16х1 и 19х1мм из латуни. 3. Тепловой поток определен при номинальномрасходе сетевой воды и разности начальных температур сред 15С. 4. Гидравлическое сопротивление трубного пучка для всехподогревателей при чистых гладких трубках не более 0,015 МПа.135. При применении в пучке профильно-витых труб приведенныев таблице величины тепловых потоков увеличиваются на 20%, агидравлическое сопротивление – в 1,5 раза. 6. При примененииплоских донышек размер «L» в зависимости от типоразмерауменьшается примерно на величину от 100 до 150 мм.

7. Поверхность теплообмена определена по наружному диаметру труб. 8. 8.При применении труб из нержавеющей стали величины тепловыхпотоков должны быть снижены на 8-10%.Рис. 1.4. Схема подогревателя ПВМР: 1 – камера распределительная; 2 –корпус; 3 - трубная система; 4 – малая водяная камера; 5 – съемная частькорпуса; А – отвод сетевой воды; Б – подвод сетевой воды; В – подводгреющей воды; Г – отвод греющей воды.148A212В32161Б67Г4Рис. 1.5.

Схема движения теплоносителей в подогревателеПВМР. Обозначения те же, что и на рис. 1.4. Кроме того: 6 —трубная решетка; 7 – сегментная перегородка; 8 – перегородкараспределительной камеры.15Основные размеры, ммОбозначениеподогревателяПВМР114*2-1,0ПВМР114*2-1,6ПВМР159*2-1,0ПВМР159*2-1,0ПВМР168*2-1,0ПВМР168*2-1,6ПВМР219*2-1,0ПВМР219*2-1,6ПВМР273*2-1,0ПВМР273*2-1,6ПВМР325*2-1,0ПВМР325*2-1,6ПВМР377*2-1,0ПВМР377*2-1,6ПВМР426*2-1,0ПВМР426*2-1,6ПВМР480*2-1,0ПВМР480*2-1,6ПВМР530*2-1,0ПВМР530*2-1,6ПВМР630*2-1,0ПВМР630*2-1,6ПВМР720*2-1,0ПВМР720*2-1,6ПВМР820*2-1,0ПВМР820*2-1,6dнDк114159168219273325377426480530630720820LL1L224102420243624702460248025102540252525402630268027052760273027802760280027502850288029472970307030633230458508485540510577576656580656713819794913798929800940750900785973910110010221257129179145198145212167247167247210316237356237368240380250400230419245445270505L3HА, Б, В, ГГлавные характеристикиПлощадь поверх- Расход сетевойводы, т/чности нагрева, м2161191161191Тепловой поток, кВт, при трубкахгладкихпрофильно-витых161 191 161191150300570,970,76,04,931203724160410572,12,014,011,094,563,311376170410892,92,318,016,211278134941905001335,04,630,032,51891702272041936001339,48,255,058,437933045539624060021914,212,282,086,058649070358826770027318,716,7110,0118,578670394384426770027325,421,6150,0152,610988701318104426080027328,826,0170,0178,0127511501530138025090027336,634,2216,0224,01642148019701776239103027362,052,0353,0365,03140283237683398250115027392,070,0485,0500,046714213560550553421250325108,085,0615,0655,06213560474556725Таблица 1.2.

Технические характеристики и основные размеры подогревателей ПВМР161.4. Пластинчатые теплообменникиХарактерной особенностью пластинчатых теплообменниковявляется наличие параллельных пластин (не считая специальныхпластин для предотвращения деформации канала под действиемвнешнего давления), которые образуют систему параллельныхканалов. Один теплоноситель протекает через одну систему каналов, а другой — через другую. К этому типу теплообменниковотносятся пластинчато-рамный или пакетно-пластинчатый теплообменник.Теплообменник пластинчато—рамного типа показан на рис.1.6. Он состоит из ряда параллельных пластин, удерживаемыхвместе в раме, в которой для предотвращения утечек имеютсяпрокладки, сжимаемые между пластинами.Рис.