Теплонспользующие установки промышленных предприятий

Кожухотрубные аппараты

Кожухотрубные аппараты выполняют с горизон­тальным и вертикальным расположением корпуса. Обычно кор­пус располагают горизонтально в аппаратах типа жидкость — жидкость и реже газ — жидкость, пар — жидкость. Трубный пу­чок здесь прямотрубный (рис. 4.2), трубки жестко заделываются в трубные доски. Компенсация тепловых расширений корпуса относительно трубного пучка обеспечивается компенсатором тепловых удлинений.

По стороне жидкости, движущейся в трубах, аппараты го­ризонтального и вертикального типов выполняются не менее чем двухходовыми. В случае двухходового трубного пучка рас­пределительная камера имеет перегородку, разделяющую вход­ной поток первого хода и выходной поток второго хода.

В межтрубном пространстве при течении жидкости или не - конденсирующихся газов для организованного эффективного поперечного обтекания трубного пучка устанавливают промежу­точные перегородки. Жесткость трубной системы обеспечива­ется анкерными связями, стягивающими трубные доски. Для доступа к трубным доскам в процессе эксплуатации аппарата в разделительные камеры вмонтированы съемные крышки или люки.

При течении в межтрубном пространстве конденсирующегося газа (пара) благодаря раздаче пара на трубный пучок дости­гается равномерное (параллельными струями) натекание тепло­носителя на трубы и реализуется поперечное обтекание. Подвод пара (газа) осуществляется с верхней образующей, отвод кон­денсата — снизу. Промежуточные перегородки устанавливаются чаще, чем в аппарате жидкость — жидкость.

Рис. 4,2. Прпмотрубный теплообмен - Рис. 4.3. Типовой кожухотруґні иик горизонтального типа теплообменник с б'-образнымн тру­

Бами

Кожухотрубные аппараты вертикального типа могут выпол­няться с тремя трубными системами: прямотрубной, [/-образ­ной, сппральновитой (рис. 4.3).

При прямотрубной системе аппарат. имеет верхнюю и ниж­нюю распределительные камеры. Тепловые расширения корпуса компенсируются двумя способами: компенсатором тепловых уд­линений, расположенным на корпусе между телом корпуса

И фланцевым соединением с нижней распределительной каме­рой; свободноплавающей нижней или верхней распределитель­но^ камерой, установленной внутри корпуса так, что тепловые расширения корпуса не препятствуют тепловым расширениям трубной системы.

Применение {/-образных труб в вертикальных аппаратах снимает проблему ограничений на тепловые расширения корпу­са, так как трубная система свободно расширяется от трубной доски. Система из спнральновитых труб применяется только в
аппаратах, где движущаяся внутри труб жидкость находится под давлением более 10 МПа.

В кожухотрубных аппаратах наиболее сложно организовать течение, обеспечивающее расчетный механизм теплообмена в аппаратах типа конденсаторов влажного водяного пара. Пред-

А — удел вворпой тр>биоП доски ( в^л ьцовкл тгуб ил всю толщину трубноЛ доски); (_________

Обсіліікл ниднкоП камеры; 2 — трчбнля доска. — обечайка корпуса; - I — труба, б — узел па-ір. юіі трубіїоіі доски (падьцоика груб чіе на всіп т»ліциііу трубноіі доски) А — зоні валм-ог. ки груб: / —обечаПка кирпуса; 2 — трубная доска, з — оОсіис. ка водяной камерь: 4 — і руй-і

Ставим некоторые схемы (рис. 4.4) течения греющего пара в по­догревателях энергетических установок. В целях снижения парового сопротивления рекомендуется выполнять схемы с пря­моточным движением пара, при котором воздухоотсасывающая труба устанавливается по всей высоте трубного пучка вблизи холодных поверхностей. Паровой поток в этом случае попереч­но омывает трубный пучок и движется к воздухоотсасывающему устройству. Это позволяет устанавливать промежуточные пере-

/ — раздающий коллектор; 2 — одноплоскостная спиральная труба: 3— собирающий кол« лектор

Городки достаточно часто, что повышает жесткость трубной системы.

Для исключения истирания наружных поверхностей труб от соприкосновения при вибрации, возникающей от действия набе­гающего потока, расстояние между промежуточными перегород­ками не должно превышать 50 сі». При больших радиусах гибов {У-образных труб их следует крепить в нижней части (рис. 4.5).

Чтобы предотвратить щелевую эрозию в местах соединения труб с трубной доской, трубы необходимо вальцевать на всю глубину доски либо выполнять рассверловку отверстий на глу­бину невальцуемой части (рис. 4.6).

Трубная система аппаратов со спиральновитыми трубами представляет собой систему модульных элементов, состоящих из двух коллекторных труб (подводящей и отводящей) и свя­зывающих их пакетов одно - или двухплоскостных спиральных труб (рис. 4.7). В аппаратах такого типа течение теплоносителя и межтрубном пространстве всегда предусматривается сверху шшз перпендикулярно к плоскости труб. Для аппаратоз высо­кого давления возникает необхо­димость специальных конструк­тивных решений, обеспечивающих плотность фланцевых соединений (рис. 4.8).

Кожухотрубные аппараты си­стем регенеративного подогрева питательной воды энергетических установок наиболее сложны в конструктивных решетках. Это комбинированные теплообменни­ки, так как в одном корпусе с единой трубной системой заклю­чены три типа аппаратов с раз­ными механизмами процесса теп­лоотдачи: газ (перегретый пар)— жидкость (так называемый охла­дитель пара); пар (влажный) — жидкость (аппарат конденсации пара); жидкость — жидкость.

При объединении этих аппа­ратов требуются соответствующие конструктивные решения, обеспе­чивающие реализацию данных процессов.