Teknisk beskrivelse

Skal- og rørvarmevekslere produceret af Geoclima- nok kompleks enhed, og der er mange varianter af det. De tilhører typen af ​​rekreativ. Varmevekslere er opdelt i typer afhængigt af kølevæskens bevægelsesretning.

Typer af skal- og rørvarmevekslere:

• kryds-flow;
• modstrøm;
• direkte flow.

Skal-og-rør varmevekslere får deres navn, fordi de tynde rør, som kølevæsken bevæger sig igennem, er placeret i midten af ​​hovedskallen. Den hastighed, hvormed stoffet vil bevæge sig, afhænger af, hvor mange rør der er i midten af ​​huset. 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:

• Geoclima skal-og-rør varmevekslere til komprimerede gasser
• Geoclima skal-og-rør varmevekslere til varmegenvinding af udstødningsgasser
• Geoclima skal-og-rør varmevekslere til biogas køling
• Geoclima skal-og-rør varmevekslere – damp/vand
• Geoclima skal-og-rør varmevekslere til CO 2
• Geoclima skal-og-rør varmevekslere lavet af specielle materialer (inox 304, 316, 316L, 316Ti, 321, 90Cu10NiFe, 70Cu30NiFe, kulstofstål, titanium)
• Geoclima skal-og-rør varmevekslere med koaksiale rør. (anvendes til opvarmning, køling af gasser, olier, aggressive medier, varmegenvinding fra affald røggasser. Driftsbetingelser for skal-og-rør varmevekslere med CROM koaksiale rør; tryk -300ATM, temperatur +600*C.
• Geoclima skal-og-rør-varmevekslere er af oversvømmet type (kølemiddelcirkulation sker i mellemrørsrummet, og vandcirkulation sker gennem rørene).

Ejendommeligheder

Brugen af ​​avancerede udviklinger og teknologier i skabelsen af ​​skal-og-rør-varmevekslere sikrer maksimal varmeoverførselseffektivitet med de samme dimensioner.

Til fremstilling af skal-og-rør-varmevekslere anvendes legerings- og højstyrkestål. 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 temperaturhuskompensator;
• med faste rør;
• med U-formede rør;
• med flydende hoved;
• det er også muligt at bruge div designløsninger For eksempel kan et flydende hoved og en temperaturkompensator bruges i ét design.

Skal-og-rør-enheder er klassificeret efter deres funktioner:

• Universal varmevekslere;
• Fordampere;
• Kondensatorer;
• Køleskabe;

Ifølge deres placering er varmevekslere:

• Vandret;
• Lodret

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

Den anden fordel er, at skal- og rørenheder ikke kræver et rent miljø. De fleste enheder i aggressive miljøer arbejde ustabilt. For eksempel har 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 høje effektivitet. Med hensyn til effektivitet kan det sammenlignes med pladevarmeveksler, hvilket er det mest effektive i de fleste henseender.

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

• høj produktivitet
• kompakthed
• pålidelighed
• alsidighed i brug.

Varmevekslere er enheder, der tjener til at overføre varme fra et kølemiddel (varmt stof) til et koldt stof (opvarmet). Gas, damp eller væske kan bruges som kølemidler. I dag er skal-og-rør varmevekslere den mest udbredte af alle typer varmevekslere. Funktionsprincippet for en skal-og-rør-varmeveksler er, at varme og kolde kølemidler bevæger sig gennem to forskellige kanaler. Varmevekslingsprocessen sker mellem væggene i disse kanaler.

Varmevekslerenhed

Typer og typer af skal-og-rør varmevekslere

En varmeveksler er en ret kompleks enhed, og der er mange varianter af den. Skal- og rørvarmevekslere er en type rekuperativ varmeveksler. Varmevekslere er opdelt i typer afhængigt af kølevæskens bevægelsesretning. De er:

• kryds-flow;
• modstrøm;
• direkte flow.

Skal-og-rør varmevekslere får deres navn, fordi de tynde rør, som kølevæsken bevæger sig igennem, er placeret i midten af ​​hovedskallen. Den hastighed, hvormed stoffet vil bevæge sig, afhænger af, hvor mange rør der er i midten af ​​huset. Varmeoverførselskoefficienten vil igen afhænge af stoffets bevægelseshastighed.

Til fremstilling af skal-og-rør-varmevekslere anvendes legerings- og højstyrkestål. 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 temperaturhuskompensator;
• med faste rør;
• med U-formede rør;
• med flydende hoved.

Fordele ved skal- og rørvarmevekslere

Skal- og rørenheder i På det sidste er i høj efterspørgsel, og de fleste forbrugere foretrækker denne type enhed. Dette valg er ikke tilfældigt - skal-og-rør-enheder har mange fordele.

Varmeveksler

Den vigtigste og mest markante fordel er den høje modstand af denne type enheder mod vandhammer. De fleste typer varmevekslere, der produceres i dag, har ikke denne kvalitet.

Den anden fordel er, at skal- og rørenheder ikke kræver et rent miljø. De fleste enheder i aggressive miljøer er ustabile. For eksempel har 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 høje effektivitet. Effektivitetsmæssigt kan den sammenlignes med en pladevarmeveksler, som er den mest effektive i de fleste henseender.

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

Ulemper ved skal-og-rør-enheder

På trods af alle fordelene har disse enheder også nogle ulemper, som også er værd at nævne.

Den første og mest markante ulempe er store størrelser. I nogle tilfælde må brugen af ​​sådanne enheder opgives netop på grund af deres store dimensioner.

Den anden ulempe er det høje metalforbrug, som er årsagen høj pris skal og rør varmevekslere.

Metal varmeveksler

Varmevekslere, herunder skal-og-rør, er ret lunefulde enheder. Før eller siden skal de repareres, og det har visse konsekvenser. Den "svageste" del af varmeveksleren er rørene. De er oftest kilden til problemet. Når du udfører reparationsarbejde, skal du sørge for at tage højde for, at varmeoverførslen kan falde som følge af ethvert indgreb.

Ved at kende denne funktion ved enhederne foretrækker de fleste erfarne forbrugere at købe varmevekslere med en "reserve".

Skal og rør varmeveksler: tekniske egenskaber og driftsprincip

5 (100%) stemmer: 3

Nu vil vi se på de tekniske egenskaber og driftsprincippet for skal-og-rør-varmevekslere samt beregningen af ​​deres parametre og valgmuligheder ved køb.

Varmevekslere giver processen med varmeveksling mellem væsker, som hver især har forskellige temperaturer. I øjeblikket har skal-og-rør-varmeveksleren fundet sin anvendelse med stor succes i forskellige industrier: kemisk, olie, gas. Der er ingen vanskeligheder ved deres fremstilling, de er pålidelige og har evnen til at udvikle en stor varmeoverførselsflade i ét apparat.

De fik dette navn på grund af tilstedeværelsen af ​​et hus, der skjuler de indre rør.

Enhed og funktionsprincip

Struktur: en struktur af rørbundter fastgjort i rørplader (gitre) af dæksler, hylstre og understøtninger.

Princippet, hvorved en skal-og-rør-varmeveksler fungerer, er ret simpelt. Det består i bevægelse af kolde og varme kølemidler gennem forskellige kanaler. Varmeudveksling sker netop mellem væggene i disse kanaler.

Funktionsprincip for skal- og rørvarmeveksler

Fordele og ulemper

I dag er skal-og-rør varmevekslere efterspurgt blandt forbrugerne og mister ikke deres position på markedet. Dette skyldes det betydelige antal fordele, som disse enheder har:

1. Høj modstand mod. Dette hjælper dem med let at modstå trykændringer og modstå tunge belastninger.
2. Kræver ikke et rent miljø. Det betyder, at de kan arbejde med væske af lav kvalitet, som ikke er forbehandlet, i modsætning til mange andre typer varmevekslere, der kun kan arbejde i ikke-forurenede miljøer.
3. Høj effektivitet.
4. Modstandsdygtighed.
5. Holdbarhed. Med korrekt pleje vil skal- og rørenheder fungere i mange år.
6. Brugssikkerhed.
7. Vedligeholdelse.
8. Arbejde i et aggressivt miljø.

I betragtning af ovenstående fordele kan vi sige om deres pålidelighed, høj effektivitet og holdbarhed.

Skal- og rørvarmevekslere i industrien

På trods af et stort antal af På trods af de bemærkede fordele ved skal-og-rør-varmevekslere har disse enheder også en række ulemper:

• størrelse og betydelig vægt: deres placering kræver et rum af betydelig størrelse, hvilket ikke altid er muligt;
• højt metalforbrug: dette er hovedårsagen til deres høje pris.

Typer og typer af skal-og-rør varmevekslere

Skal- og rørvarmevekslere er klassificeret afhængigt af den retning, hvori kølevæsken bevæger sig.

Følgende typer skelnes efter dette kriterium:

• lige igennem;
• modstrøm;
• korsvej

Antallet af rør placeret i hjertet af huset påvirker direkte hastigheden, hvormed stoffet vil bevæge sig, og hastigheden har en direkte effekt på koefficienten varmeoverførsel.

I betragtning af disse egenskaber er skal-og-rør varmevekslere følgende typer:

• med temperaturhuskompensator;
• med faste rør;
• med flydende hoved;
• med U-formede rør.

Modellen med U-formede rør består af én rørplade, hvori disse elementer er svejset. Dette gør det muligt for den afrundede del af røret at hvile uhindret på de roterende skjolde i huset, mens de er i stand til at udvide sig lineært, hvilket gør det muligt at bruge dem i store temperaturområder. For at rense U-rør skal du fjerne hele sektionen med dem og bruge specielle kemikalier.

Beregning af parametre

I lang tid blev skal-og-rør varmevekslere betragtet som de mest kompakte blandt eksisterende. Der er dog dukket op dem, der er tre gange mere kompakte end skal-og-rør. Derudover fører designegenskaberne af en sådan varmeveksler til forekomsten af ​​termiske spændinger på grund af temperaturforskelle mellem rørene og foringsrøret. Derfor, når du vælger lignende enhed Det er meget vigtigt at lave en ordentlig beregning.

Formel til beregning af arealet af en skal-og-rør varmeveksler

F—varmeveksleroverfladeareal;
t av – gennemsnitlig temperaturforskel mellem kølemidler;
K - varmeoverførselskoefficient;
Q er mængden af ​​varme.

Til termisk beregning skal-og-rør varmeveksler kræver følgende indikatorer:

• maksimalt forbrug af varmevand;
• Kølevæskens fysiske egenskaber: viskositet, tæthed, termisk ledningsevne, sluttemperatur, vandets varmekapacitet ved gennemsnitstemperatur.

Når du bestiller en skal-og-rør varmeveksler, er det vigtigt at vide, hvilke tekniske egenskaber den har:

• tryk i rør og foringsrør;
• foringsrør diameter;
• udførelse (horisontal\vertikal);
• type rørplader (bevægelige/faste);
• Klimapræstation.

Det er ret svært at lave en kompetent beregning på egen hånd. Dette kræver derfor viden og en dyb forståelse af hele essensen af ​​processen med dets arbejde den bedste måde vil henvende sig til specialister.

Drift af en rørformet varmeveksler

Skal- og rørvarmeveksleren er en enhed, der er kendetegnet ved en lang levetid og gode parametre operation. Men som enhver anden enhed kræver den planlagt vedligeholdelse for høj kvalitet og langsigtet drift. Da skal-og-rør-varmevekslere i de fleste tilfælde opererer med væske, der ikke er blevet forrenset, bliver enhedens rør før eller siden tilstoppet, og der dannes sediment på dem, hvilket skaber en hindring for den frie strøm af arbejdsvæsken.

For at sikre, at udstyrets effektivitet ikke falder, og at skal-og-rør-enheden ikke går i stykker, bør den systematisk rengøres og vaskes.

Takket være dette vil han være i stand til at udføre kvalitetsarbejde i lang tid. Når enheden udløber, anbefales det at udskifte den med en ny.

Hvis der er behov for at reparere en rørformet varmeveksler, er det først nødvendigt at diagnosticere enheden. Dette vil identificere hovedproblemerne og bestemme omfanget af det arbejde, der skal udføres. Dens svageste del er rørene, og oftest er hovedårsagen til reparation skader på røret.

For at diagnosticere en skal-og-rør-varmeveksler bruges metoden hydrauliske test.

I denne situation er det nødvendigt at udskifte rørene, og dette er en arbejdskrævende proces. Det er nødvendigt at tilslutte fejlbehæftede elementer, hvilket igen reducerer varmevekslingsoverfladen. Udføre renoveringsarbejde, er det bydende nødvendigt at tage højde for det faktum, at ethvert, selv det mindste indgreb, kan forårsage et fald i varmeoverførslen.

Nu ved du, hvordan en skal-og-rør-varmeveksler fungerer, hvilke typer og funktioner den har.

En varmeveksler er en enhed, hvor varme overføres mellem kølemidler.

Driftsprincip

Skal- og rørvarmevekslere er af den rekuperative type, hvor medierne er adskilt af vægge. Deres arbejde involverer processerne med varmeveksling mellem væsker. I dette tilfælde kan der være en ændring i deres aggregeringstilstand. Varmeudveksling kan også forekomme mellem væske og damp eller gas.

Fordele og ulemper

Skal- og rørvarmevekslere er almindelige på grund af følgende positive egenskaber:

• modstand mod mekanisk belastning og vandhammer;
• lave krav til miljømæssig renhed;
• høj pålidelighed og holdbarhed;
• bred vifte af modeller;
• Mulighed for brug med forskellige miljøer.

Ulemperne ved denne type model omfatter:

• lav varmeoverførselskoefficient;
• betydelige dimensioner og højt metalforbrug;
• høj pris på grund af øget metalforbrug;
• behovet for at bruge enheder med en stor margen i forbindelse med tilstopning af beskadigede rør under reparationer;
• Udsving i kondensatniveauet ændrer ikke-lineært varmeoverførslen i vandrette enheder.

Skal- og rørvarmevekslere har en lav varmeoverførselskoefficient. Dette skyldes blandt andet, at husrummet er 2 gange større end rørenes samlede tværsnit. Brugen af ​​ledeplader gør det muligt at øge væskehastigheden og forbedre varmeoverførslen.

Kølevæsken passerer gennem mellemrørsrummet, og det opvarmede medium tilføres gennem rørene. Ligeledes kan den også afkøles. Effektiviteten af ​​varmeoverførsel sikres ved at øge antallet af rør eller skabe en krydsstrøm af den eksterne kølevæske.

Kompensation for termisk udvidelse

Temperaturen af ​​kølevæsken er forskellig, og som et resultat opstår termisk deformation af strukturelle elementer. Skal-og-rør varmeveksleren er lavet med eller uden forlængelseskompensation. Stiv fastgørelse af rørene er tilladt, når temperaturforskellen mellem den og kroppen er op til 25-30 0 C. Hvis den overskrider disse grænser, anvendes følgende temperaturkompensatorer.

1. "Flydende" hoved - et af gitrene har ingen forbindelse med kappen og bevæger sig frit i aksial retning, når rørene forlænges. Designet er det mest pålidelige.
2. Kroppen har en linsekompensator i form af en korrugering, som kan udvide sig eller trække sig sammen.
3. Pakdåsekompensatoren er installeret på den øverste bund, som har mulighed for at bevæge sig sammen med gitteret under termisk ekspansion.
4. U-formede rør strækker sig frit i kølevæskemiljøet. Ulempen er kompleksiteten i fremstillingen.

Typer af skal- og rørvarmevekslere

Udformningen af ​​enhederne er enkel; der er altid en efterspørgsel efter dem. Den cylindriske krop er et stålhus stor diameter. På dens kanter er der flanger, hvorpå dæksler er installeret. I rørplader er rørbundter sikret ved svejsning eller udblæsning inde i kroppen.

Materialerne til rørene er stål, kobber, messing, titanium. Stålplanker fastgøres mellem flanger eller svejses til huset. Mellem dem og kroppen inde er der dannet kamre, gennem hvilke kølemidler passerer. Der er også bafler, der ændrer bevægelsen af ​​væsker, der passerer gennem skal-og-rør varmevekslere. Designet giver dig mulighed for at ændre hastigheden og retningen af ​​strømmen, der passerer mellem rørene, og derved øge intensiteten af ​​varmeoverførsel.

Enheder kan placeres i rummet lodret, vandret eller skråtstillet.

Forskellige typer skal-og-rør varmevekslere adskiller sig i placeringen af ​​skillevæggene og designet afr. Med et lille antal rør i bundtet har huset en lille diameter, og varmeoverførselsfladerne er små. For at øge dem er varmevekslere forbundet i serie i sektioner. Det enkleste er "rør-i-rør"-designet, som ofte laves selvstændigt. For at gøre dette er det nødvendigt at vælge de korrekte diametre af den indre og ydre rør og hastigheden af ​​kølevæsken strømmer. Nem rengøring og reparation sikres af albuerne, der forbinder tilstødende sektioner. Dette design bruges ofte som damp-vand skal-og-rør varmevekslere.

Spiral varmevekslere er kanaler lavet rektangulær form og svejset af plader, langs hvilke kølemidler bevæger sig. Fordelen er den store kontaktflade med væsker, men ulempen er det lave tilladte tryk.

Nyt design af varmeveksler

I dag begynder produktionen af ​​kompakte varmevekslere med teksturerede overflader og intens bevægelse af væsker at udvikle sig. Som et resultat er deres tekniske egenskaber tæt på pladeanordninger. Men produktionen af ​​sidstnævnte er også under udvikling, og det er svært at hamle op med dem. Det anbefales at udskifte skal-og-rør-varmevekslere med pladevarmevekslere på grund af følgende fordele:

Ulempen er den hurtige forurening af pladerne på grund af den lille størrelse af hullerne mellem dem. Hvis du filtrerer kølemidler godt, vil varmeveksleren fungere i lang tid. Små partikler fastholdes ikke på polerede plader, og turbulens i væsker forhindrer også aflejring af forurenende stoffer.

Forøgelse af varmeudvekslingsintensiteten af ​​enheder

Specialister skaber konstant nye skal-og-rør varmevekslere. specifikationer forbedres ved at bruge følgende metoder:

Turbulisering af væskestrømme reducerer kalkaflejringer markant på rørvægge. På grund af dette kræves ingen rengøringsforanstaltninger, som er nødvendige for glatte overflader.

Produktionen af ​​skal-og-rør varmevekslere med introduktionen af ​​nye metoder gør det muligt at øge effektiviteten af ​​varmeoverførsel med 2-3 gange.

I betragtning af det ekstra energiforbrug og omkostningerne forsøger producenterne ofte at erstatte varmeveksleren med en pladevarmeveksler. Sammenlignet med konventionelle skal-og-rør-systemer er de 20-30% bedre til varmeoverførsel. Dette er mere relateret til udviklingen af ​​produktionen ny teknologi, som stadig gennemgår vanskeligheder.

Drift af varmevekslere

Enhederne har brug for periodisk eftersyn og kontrol med arbejdet. Parametre, såsom temperatur, måles ved deres input- og outputværdier. Hvis arbejdseffektiviteten er faldet, skal du kontrollere overfladernes tilstand. Saltaflejringer påvirker især de termodynamiske parametre for varmevekslere, hvor hullerne er små. Overflader renses kemisk, samt gennem brug af ultralydsvibrationer og turbulisering af kølevæskestrømme.

Reparation af skal-og-rør-anordninger består hovedsageligt af tætning af utætte rør, hvilket forværrer deres tekniske egenskaber.

Konklusion

Optimale skal-og-rør-varmevekslere konkurrerer med pladevarmevekslere og kan bruges inden for mange teknologiområder. Nye designs har væsentligt mindre dimensioner og metalforbrug, hvilket gør det muligt at reducere arbejdsarealer og reducere omkostningerne til oprettelse og drift.

Skal- og rørvarmevekslere, deres typer og design

Skal og rør varmevekslere– det mest almindelige design af varmevekslerudstyr. Ifølge GOST 9929 fremstilles stålskal-og-rør varmevekslere af følgende typer: HP - med faste rørplader; TK – med temperaturkompensator på huset; TP - med et flydende hoved; TU – med U-formede rør; TPK - med et flydende hoved og en kompensator på det (figur 2.49).

Figur 2.49 – Typer af skal-og-rør TOA

Afhængigt af formålet kan skal-og-rør-enheder være varmevekslere, køleskabe, kondensatorer og fordampere; De er lavet enkelt- og multipas.

Figur 2.50 – To-pass vandret varmeveksler type TN

En to-pass vandret varmeveksler med faste rørplader (TN type - figur 2.50) består af et cylindrisk svejset hus 5, et fordelingskammer 11 og to dæksler 4. Rørbundtet (figur 2.51) er dannet af rør 7 fastgjort i to Rørplader 3. Rørpladerne svejses til kappen. Dækslerne, fordelingskammeret og huset er forbundet med flanger. Huset og fordelingskammeret har fittings til tilførsel og output af kølemidler fra rør (fittings 1, 12) og mellemrør (fittings 2, 10) rum. Skillevæg 13 i fordelingskammeret danner kølevæskepassager gennem rørene (Figur 2.52). For at tætne forbindelsen mellem den langsgående skillevæg og rørpladen anvendes en pakning 14, der er placeret i rillen på gitteret 3.

Figur 2.51 – Rørbundt

Figur 2.52 – Dual TOA	Figur 2.53 – Rørplade

Varmevekslere i denne gruppe er fremstillet til et nominelt tryk på 0,6-4,0 MPa, med en diameter på 159-1200 mm, med en varmevekslerflade på op til 960 m2; deres længde er op til 10 m, vægt op til 20 tons Varmevekslere af denne type bruges op til temperaturer på 350 °C.

Et træk ved TN-type enheder er, at rørene er stift forbundet med rørpladerne (figur 2.53), og gitrene er forbundet med kroppen. I denne henseende er muligheden for gensidige bevægelser af rør og foringsrør udelukket; Derfor kaldes enheder af denne type også varmevekslere af stift design.

Da intensiteten af ​​varmeoverførslen under en tværgående strømning af kølemiddel rundt om rør er højere end under en langsgående strømning, er tværgående skillevægge 6 fastgjort med bindebånd 5 installeret i varmeveksleren mellem rørene, hvilket sikrer en zigzag-bevægelse af kølevæsken i mellemrørsrummet langs apparatets længde.

Ved indgangen af ​​varmevekslermediet til mellemrørsrummet er der tilvejebragt en kofanger 9 - en rund eller rektangulær plade, der beskytter rørene mod lokalt erosivt slid.

Fordelen ved enheder af denne type er deres enkelhed i design og derfor lavere omkostninger.

De har dog to store ulemper. For det første er det vanskeligt at rengøre mellemrørsrummet i sådanne anordninger, derfor anvendes varmevekslere af denne type i tilfælde, hvor mediet, der passerer gennem mellemrørsrummet, er rent og ikke aggressivt, dvs. når der ikke er behov for rengøring.

For det andet fører en signifikant forskel mellem temperaturerne af rørene og kappen i disse indretninger til en større forlængelse af rørene sammenlignet med kappen, hvilket forårsager forekomsten af ​​termiske spændinger i rørpladen 5, forstyrrer densiteten af ​​røret, der ruller ind. gitteret og fører til indtrængning af et varmevekslermedium i et andet. Derfor anvendes varmevekslere af denne type, når temperaturforskellen mellem varmevekslermediet, der passerer gennem rørene og mellemrummet mellem rørene, ikke er mere end 50 °C, og når længden af ​​apparatet er relativt kort.

Skal- og rørapparat med en linsekompensator på karosseriet (type TK) er vist i figur 2.54a. Sådanne indretninger har et cylindrisk hus 1, i hvilket et rørbundt 2 er placeret; rørplader 3 med udstrakte rør er fastgjort til apparatets krop. Varmeveksleren er lukket i begge ender med dæksler 4. Apparatet er udstyret med fittings 5 ​​til varmevekslende medier; et medium går gennem rørene, det andet passerer gennem mellemrørsrummet. Varmevekslere med temperaturkompensator af typen TK har faste rørplader og er udstyret med specielle fleksible elementer 6 (linser) for at kompensere for forskelle i forlængelse af kappe og rør, der opstår som følge af forskelle i deres temperaturer. Oftest, i enheder af TK-typen, anvendes enkelt- og multi-element linsekompensatorer (figur 2.55), fremstillet ved at rulle fra korte cylindriske skaller. Linseelementet vist i figur 2.55b er svejset af to semi-linser opnået fra et ark ved stempling.

Kompensationsevnen for en linsekompensator er omtrent proportional med antallet af linseelementer i den, men det anbefales ikke at bruge kompensatorer med mere end fire linser, da husets bøjningsmodstand er kraftigt reduceret. For at øge linsekompensatorens kompensationsevne kan den forkomprimeres ved montering af kabinettet (hvis det er beregnet til trækdrift) eller strækkes (hvis det er beregnet til kompressionsdrift).

Når du installerer en linsekompensator på vandrette enheder, skal du bore et hul i bunden af ​​hver linse drænhuller med propper til dræning af vand efter hydraulisk test af enheden.

Varmevekslere med U-formede rør af TU-typen (Figur 2.56) har én rørplade, hvori begge ender af de U-formede rør 7 er rullet ind, hvilket sikrer fri forlængelse af rørene, når deres temperatur ændres. Ulempen ved sådanne enheder er vanskeligheden ved rengøring indre overflade rør, på grund af hvilke de primært bruges til rene produkter.

Figur 2.56 – Varmeveksler type TU

Varmevekslere af denne type kan være vandrette eller lodrette. De er fremstillet med en diameter på 325–1400 mm med rør 6–9 m lange, til nominelle tryk op til 6,4 MPa og til driftstemperaturer op til 450 °C. Varmevekslervægt op til 30 tons.

For at sikre separat input og output af kølevæske er der tilvejebragt en skillevæg i fordelingskammeret (Figur 2.57).

Varmevekslere af TU-typen er to-pass i rørrummet og en- eller to-pass i det ringformede rum.

Figur 2.57 – Rørbundt med U-formede rør

I enheder af TU-typen, gratis varmeudvidelse rør: hvert rør kan udvide sig uafhængigt af foringsrør og naborør. Temperaturforskellen mellem rørvæggene langs passagerne i disse enheder bør ikke overstige 100 °C. Ellers kan der opstå farlige temperaturspændinger i rørpladen på grund af et temperaturspring i forbindelsen mellem dens to dele.

Fordelen ved apparatdesignet af TU-typen er muligheden for periodisk at fjerne rørbundtet (se figur 2.57) for at rense den ydre overflade af rørene eller fuldstændig udskiftning bjælke. Det skal dog bemærkes, at den ydre overflade af rørene i disse enheder er ubelejligt til mekanisk rengøring.

Da mekanisk rensning af den indre overflade af rør i apparater af TU-typen er praktisk talt umulig, bør et medium, der ikke danner aflejringer, der kræver mekanisk rensning, ledes ind i rørrummet i sådanne anordninger.

Den indvendige overflade af rørene i disse enheder rengøres med vand, damp, varme olieprodukter eller kemiske reagenser. Nogle gange bruges en hydromekanisk metode (tilførsel af en strøm af væske indeholdende slibende materiale, hårde bolde osv.).

En af de mest almindelige defekter ved en skal-og-rør-varmeveksler af TU-typen er en krænkelse af tætheden af ​​rørforbindelsen med rørpladen på grund af meget betydelige bøjningsspændinger, der opstår fra massen af ​​rørene og mediet, der strømmer i dem. I denne henseende er varmevekslere af TU-typen med en diameter på 800 mm eller mere udstyret med rullestøtter for nem installation og reduktion af bøjningsspændinger i rørbundtet.

Ulemperne ved varmevekslere af TU-typen omfatter den relativt dårlige fyldning af kappen med rør på grund af begrænsninger forårsaget af bøjningen af ​​rørene. Normalt laves der U-formede rør fleksible rør i kold eller opvarmet tilstand.

Væsentlige ulemper ved enheder af TU-typen omfatter også umuligheden af ​​at udskifte rør (med undtagelse af eksterne rør), når de svigter, såvel som vanskeligheden ved at placere rør, især hvis der er et stort antal af dem.

På grund af disse ulemper har varmevekslere af denne type ikke fundet udbredt anvendelse.

Varmevekslere med et flydende hoved type TP (med en bevægelig rørplade) er den mest almindelige type overfladeanordninger (figur 2.58). Den bevægelige rørplade tillader rørbundtet at bevæge sig frit uanset huset. I enheder af dette design kan termiske spændinger kun opstå, når der er en betydelig forskel i rørenes temperaturer.

Varmevekslere i denne gruppe er standardiseret i henhold til nominelle tryk Р у = 1,6 – 6,4 MPa, kropsdiametre 325–1400 mm og varmeflader 10–1200 m2 med rørlængder 3–9 m. Deres vægt når 35 tons ved temperaturer op til 450 °C.

I varmevekslere af denne type kan rørbundter relativt let fjernes fra huset, hvilket letter deres reparation, rengøring eller udskiftning.

En vandret to-pas kondensator af TP-typen består af et hus 10 og et rørbundt. Den venstre rørplade 1 er forbundet med en flangeforbindelse til huset og fordelingskammeret 2, udstyret med en skillevæg 4. Kammeret er lukket med et fladt dæksel 3. Den højre, bevægelige, rørplade er installeret frit inde i huset og danner sammen med låget 8 fastgjort til det et "svævende hoved". På den flydende hovedside er apparatet lukket med et låg 7. Når rørene opvarmes og forlænges, bevæger det flydende hoved sig inde i huset.

For at sikre fri bevægelse af rørbundtet inde i huset i indretninger med en diameter på 800 mm eller mere, er rørbundtet udstyret med en støtteplatform 6. Den øvre fitting 9 er designet til at indføre damp og har derfor et stort strømningsareal; Den nederste armatur 5 er beregnet til kondensafledning og har mindre dimensioner.

Væsentlige varmeoverførselskoefficienter under kondensation er praktisk talt uafhængige af mediets bevægelsesmåde. De tværgående skillevægge i mellemrørsrummet i dette apparat tjener kun til at understøtte rørene og bibringe stivhed til rørbundtet.

Selvom TP-type enheder giver god kompensation for temperaturdeformationer, er denne kompensation ikke fuldstændig, da forskellen i temperaturudvidelse af rørene selv fører til vridning af rørpladen. I denne henseende, i multi-pass varmevekslere af TP-typen med en diameter på mere end 1000 mm, når der er en signifikant (over 100 °C) temperaturforskel mellem indgangs- og udgangstemperaturerne for mediet i rørbundtet, som regel er et flydende hoved med en delt diameter installeret.

Den vigtigste komponent i varmevekslere med flydende hoved er forbindelsen mellem den flydende rørplade og dækslet. Denne forbindelse skal sikre muligheden for let fjernelse af bundtet fra foringsrøret, apparatet, samt et minimum mellemrum Δ mellem foringsrøret og rørbundtet. Muligheden vist i figur 2.59a gør det muligt at fjerne rørbundtet, men mellemrummet Δ er større (i det mindste end i TH-type varmevekslere) med bredden af ​​den flydende hovedflange. Fastgørelse i henhold til denne ordning er den enkleste; det bruges ofte i damprumsfordampere.

Anbringelse af et flydende hoved inde i et dæksel, hvis diameter er større diameter hus, giver dig mulighed for at reducere kløften; men dette gør demontering af enheden vanskeligere, da det flydende hoved ikke kan fjernes fra varmevekslerhuset (Figur 2.59b).

Rørbundter med et flydende hoved bruges især ofte i damprumsfordampere.

I disse enheder skal der skabes en stor overflade af fordampningsspejlet, derfor er diameteren af ​​fordamperhuset væsentligt større end diameteren af ​​rørbundtet, og skillevæggene i bundtet tjener kun til at øge dets stivhed. I fordamperen (figur 2.60) holdes væskeniveauet i huset 11 af skillevæg 2. For at sikre et tilstrækkeligt damprum og øge fordampningsoverfladen er afstanden fra væskeniveauet til toppen af ​​huset ca. 30 %. af dens diameter. Rørbundt 3 er placeret i fordamperhuset på tværgående bjælker 4.

.

Figur 2.60 – Fordamper

For at lette installationen af ​​rørbundtet er der tilvejebragt en luge 10 i skillevæggen 2 og den venstre bund, gennem hvilken kablet fra spillet kan indføres i apparatet. Produktet indføres i fordamperen gennem fitting 5; for at beskytte rørbundtet mod erosion er der installeret en kofanger 6 over denne fitting, og produktet udledes gennem fitting 1. Kølevæsken tilføres rørbundtet og udledes gennem fittings 7, 8. I sådanne enheder. flere rørbundter kan monteres.

Varmevekslerrør af skal-og-rør stålanordninger er kommercielt fremstillede industrielle rør lavet af kulstof, korrosionsbestandigt stål og messing. Diameter varmevekslerrør påvirker signifikant kølevæskens hastighed, varmeoverførselskoefficienten i rørrummet og apparatets dimensioner; Jo mindre diameter rørene er, jo større er antallet af dem, der kan placeres i cirkler i et hus med en given diameter. Imidlertid tilstoppes rør med lille diameter hurtigere, når der arbejdes med forurenede kølemidler, og der opstår visse vanskeligheder, når mekanisk rengøring og sikring af sådanne rør ved afbrænding. I denne henseende er den mest almindeligt anvendte stålrør med udvendig diameter 20 og 25 mm. Rør med en diameter på 38 og 57 mm anvendes ved arbejde med forurenede eller tyktflydende væsker.

Når længden af ​​rørene øges, og diameteren af ​​apparatet falder, falder omkostningerne. Den billigste varmeveksler med en rørlængde på 5–7 m.

Rør fastgøres i riste oftest ved afbrænding (Figur 2.61a, b), med en særlig stærk forbindelse (nødvendig hvis apparatet fungerer kl. højt blodtryk) opnås ved at konstruere huller i rørpladerne med ringformede riller, som fyldes med rørmetal under afbrændingsprocessen (Figur 2.61b). Derudover bruger de fastgørelse af rør ved svejsning (Figur 2.61c), hvis rørmaterialet ikke kan trækkes ud og en stiv forbindelse af rør til rørpladen er tilladt, samt lodning (Figur 2.61d), der bruges til at forbinde hovedsageligt kobber- og messingrør. Lejlighedsvis bruger de forbindelsen af ​​rør til nettet ved hjælp af tætninger (Figur 2.61d), som tillader fri langsgående bevægelse af rørene og mulighed for hurtig udskiftning. Denne forbindelse kan reducere betydeligt temperaturdeformation rør, men er kompleks, dyr og ikke pålidelig nok.

Den mest almindelige metode til at fastgøre rør til riste er afbrænding. Rørene føres ind i risthullerne med en vis frigang og rulles derefter indefra specialværktøj udstyret med ruller (rullende). For at intensivere varmeoverførslen bruges nogle gange turbulatorer - elementer, der turbuliserer eller ødelægger kølevæskens grænselag på den ydre overflade af rørene. Ønsket om at intensivere varmeoverførslen fra et ineffektivt kølemiddel (gasser, tyktflydende væsker) førte til udviklingen forskellige designs ribbede rør. Det er blevet fastslået, at finner øger ikke kun varmeoverførselsfladen, men også varmeoverførselskoefficienten fra ribbeoverfladen til kølevæsken på grund af turbulisering af strømmen af ​​finnerne. I dette tilfælde er det dog nødvendigt at tage højde for de stigende omkostninger ved at pumpe kølevæsken.

Der anvendes rør med langsgående (Figur 2.62a) og delte (Figur 2.62b) ribber, med tværgående ribber af forskellige profiler (Figur 2.62c). Finner på rør kan laves i form af spiralribber (figur 2.62d), nåle i forskellige tykkelser osv.

Figur 2.62 – Rør med finner

Tværgående og langsgående skillevægge er installeret i skal-og-rør varmevekslere.

Tværgående skillevægge (figur 2.63), placeret i mellemrørsrummet i varmevekslere, er designet til at organisere kølevæskens bevægelse i retningen vinkelret på rørets akse og øge kølevæskens hastighed i mellemrørsrummet . I begge tilfælde øges varmeoverførselskoefficienten på den ydre overflade af rørene.

Tværgående skillevægge er også installeret i mellemrørsrummet af kondensatorer og fordampere, hvor varmeoverførselskoefficienten på den ydre overflade af rørene er en størrelsesorden højere end koefficienten på deres indre overflade. I dette tilfælde fungerer skillevæggene som understøtninger for rørbundtet, fikserer rørene i en given afstand fra hinanden og reducerer også rørenes vibrationer.