Пластинчатый теплообменник принцип работы схема. Теплообменные аппараты и оборудование

Кожухотрубный теплообменник - это устройство обмена тепла между двумя разными потоками. Происходит нагрев одной среды благодаря охлаждающему агенту другой. Две различные среды могут менять своё агрегатное состояние, но в процессе передачи энергии перемешивания не происходит. Обмен теплом осуществляется через стенки устройства. Трубы часто выполняются ребристыми, чтобы увеличить площадь теплопередающей поверхности.

Виды теплообменников

Теплообменники бывают различных видов. Их диаметр может составлять от 159 до 3000 мм. Максимальное давление - 160 кг/см 2 . Длина может колебаться от нескольких десятков до 10 000 мм. Виды агрегатов:

1. Со встроенными решётками, выполненными в виде трубы.
2. Устройство кожухотрубного теплообменника может предусматривать наличие температурного компенсатора.
3. Прибор, оснащённый плавающей головкой.
4. С U-образной формой устройства.
5. Комбинированный. В нём есть компенсатор и встроенная плавающая головка.

В этом видео вы узнаете, как классифицируются теплообменники:

Конструкция кожухотрубного теплообменника, в котором есть трубные решётки, имеет жёсткую сцепку всех элементов. Такие аппараты чаще всего используются в нефтяной или химической промышленности. Этот тип устройства занимает примерно три четверти всего рынка. У данного вида трубные решётки привариваются изнутри к стенкам корпуса, а к ним на жёсткой сцепке приделаны теплообменные трубы. Это позволяет избежать каких-либо сдвигов всех составных элементов внутри корпуса.

Кожухотрубчатый теплообменный аппарат компенсирует удлинение от тепла продольным сжатием или же с помощью специальных гибких вставок в расширителях. Это полужесткая конструкция.

Устройство с плавающей головкой считается намного совершеннее. Плавающая головка - это специальная подвижная решётка. Она перемещается по всей трубной системе вместе с крышкой. Такой аппарат дороже, но и намного надёжнее.

У аппарата с U-образной трубной системой два конца привариваются к одной решётке. Угол поворота составляет 180°, а радиус - от 4 диаметров трубы. Благодаря такой конструкции трубы внутри корпуса могут свободно удлиняться.

Существуют одноходовые и многоходовые теплообменники. Выбор зависит от направления перемещения теплоносителя внутри аппарата. В одноходовом наполнитель движется по кратчайшему пути. Самый яркий пример такого типа устройств - это водонагреватель ВВП , который используется в системах отопления. Такой аппарат лучше всего применять в местах, где не нужен высокий показатель теплообмена (разница между температурой окружающей среды и носителем тепла минимальная).

В многоходовых аппаратах присутствуют специальные поперечные перегородки. Они обеспечивают перенаправление потока теплоносителя. Используются там, где необходима большая скорость теплообмена. Также трубчатые аппараты делятся на одноточные, перекрестноточные и противоточные.

Чтобы теплообменник можно было эксплуатировать в экстремальных условиях, вместо обычных стальных труб используют стеклянные или графитовые. Корпус герметизируют с помощью сальников.

Принцип работы

Устройство имеет довольно простой принцип действия. Кожухотрубный теплообменник разделяет носители. Внутри конструкции перемешивания продуктов не происходит. Передача тепла осуществляется по стенкам трубчатых элементов , которые разделяют теплоносители. Один носитель находится внутри труб, а другой подаётся под давлением в межтрубное пространство. Агрегатные состояния обоих энергоносителей могут отличаться. Это может быть газ, пар или жидкость.

Принцип работы кожухотрубчатого теплообменника заключается в штатных процессах передачи энергии между жидкостями и различными газами. Для повышения коэффициента переноса тепловой энергии применяются довольно большие скорости перемещения продуктов внутри конструкции. Для пара или газа генерируют от 8 до 25 м/с. Для жидких теплоносителей минимальная скорость составляет 1,5 м в секунду.

Конструкция кожухотрубчатого аппарата

Основное достоинство кожухотрубного обменника тепла и главная причина его популярности заключается в высокой надёжности конструкции. В неё входят распределительные камеры, которые оснащаются трубками. Также предусматривается цилиндрический кожух, пучок труб и определённое количество решёток. Вся конструкция дополняется крышками, которые находятся с торцов. В комплект входят опоры, которые позволяют размещать устройство в горизонтальной плоскости. Также существует крепление для монтажа аппарата в любой точке пространства.

Для увеличения обмена тепла между теплоносителем используются трубы, которые покрыты специальными рёбрами. Если задача состоит в снижение теплоотдачи, то корпус покрывается каким-либо теплоизолирующим слоем. Так можно значительно увеличить аккумулирующие свойства изделия. Используются специальные конструкции, в которых одна труба находится во второй.

Для изготовления кожуха применяется толстолистовая сталь (от 4 мм). Чтобы произвести решётки, чаще всего берётся такой же материал, но его толщина гораздо больше (от 2 см). Основной элемент - пучок из труб, изготовленных из материала, который имеет высокую теплопроводность. Этот пучок закрепляется с одной или двух сторон на трубных решётках.

Преимущества и недостатки

У этих устройств есть несколько преимуществ, что обеспечивает достаточную конкурентоспособность на рынке теплообменных систем. Основные преимущества оборудования:

1. Конструкция обеспечена отличной стойкостью к гидравлическим ударам. У аналогичных систем этой характеристики нет.
2. Кожухотрубные теплообменники способны работать в экстремальных условиях или с продуктами, которые довольно сильно загрязнены.
3. Их очень просто эксплуатировать. Легко проводить механическую чистку оборудования, его плановое техническое обслуживание. Аппаратура имеет высокую ремонтопригодность.

Несмотря на все преимущества, у этого устройства присутствуют и недостатки. Их следует учитывать перед приобретением. В зависимости от целей использования, возможно, могут потребоваться другие аналогичные системы. Недостатки аппарата:

1. КПД ниже, чем у пластинчатых изделий. Это связано с тем, что у кожухотрубных обменников площадь поверхности, передающей тепло, меньше.
2. Имеет большие размеры. Это повышает его конечную стоимость, а также затраты на эксплуатацию.
3. Коэффициент теплоотдачи сильно зависит от того, насколько быстро перемещается агент.

Несмотря на все свои недостатки, кожухотрубные устройства заняли свою нишу на рынке теплообменников. Они остаются популярными, и их используют во многих отраслях промышленности.

Область применения

Кожухотрубные изделия используются в составной части инженерных сетей ЖКХ. Также их применяют в теплопунктах для обеспечения горячей водой жилых домов. У индивидуальных тепловых пунктов есть определённые преимущества перед центральным тепловым и водообеспечением: они гораздо эффективнее обеспечивают теплом здания и другие объекты, чем централизованная теплосеть .

Также тепловые обменники этого типа используются в нефтедобывающей, химической и газовой промышленностях. Их применяют в сфере теплоэнергетики, где теплоносители имеют высокие показатели передачи температуры. И это ещё далеко не все отрасли, где применяется подобное оборудование. Его можно встретить в испарителях ребойлера или же в конденсаторах-охладителях воздушного теплообмена, ректификационных колоннах. Оно нашло применение в пивном производстве и пищевой отрасли.

Эксплуатация устройства

Трубчатый обменник тепловой энергии обладает высоким показателем срока эксплуатации. Чтобы он выполнял свою роль качественно и служил долго, необходимо своевременно проводить плановое техническое обслуживание. Чаще всего заполняют агрегат жидкостью, которая не прошла этапы фильтрации. Это приводит к постепенному закупориванию трубок, что не даёт жидкости-теплоносителю свободно перемещаться по системе. Нужно вовремя и систематически проводить механическую очистку всех элементов кожухотрубного изделия. Также необходимо промывать составные части под высоким давлением.

Если возникла необходимость ремонта трубчатого аппарата, первым делом нужно провести диагностические мероприятия. Это позволяет обнаружить главные проблемы. Самой уязвимой частью являются трубки, которые чаще всего повреждаются. Диагностика проводится с помощью гидравлических испытаний.

Всё оборудование обмена тепловой энергии довольно капризное. К этому числу относятся и кожухотрубные устройства. При любых вмешательствах в конструкцию для проведения ремонта нужно учитывать, что это может повлиять на коэффициент теплопроводности и, соответственно, обмена тепла между носителями. Многие предприятия, а также физические лица покупают сразу несколько установок, чтобы можно было быстро подключиться к другому устройству.

Необходимо не забывать, что могут появляться определённые трудности во время регулирования оборудования «по конденсату». Абсолютно любые изменения влекут за собой увеличение или уменьшение теплообмена. Также нужно учитывать, что изменение площади происходит нелинейно.

Кожухотрубные теплообменники относятся к наиболее распространенным аппаратам. Их применяют для теплообмена и термохимических процессов между различными жидкостями, парами и газами – как без изменения, так и с изменением их агрегатного состояния.

Кожухотрубные теплообменники появились в начале ХХ века в связи с потребностями тепловых станций в теплообменниках с большой поверхностью, таких, как конденсаторы и подогреватели воды, работающие при относительно высоком давлении. Кожухотрубные теплообменники применяются в качестве конденсаторов, подогревателей и испарителей. В настоящее время их конструкция в результате специальных разработок с учетом опыта эксплуатации стала намного более совершенной. В те же годы началось широкое промышленное применение в нефтяной промышленности. Для эксплуатации в тяжелых условиях потребовались нагреватели и охладители массы, испарители и конденсаторы для различных фракций сырой нефти и сопутствующих органических жидкостей. Теплообменникам часто приходилось работать с загрязненными жидкостями при высоких температурах и давлениях, и поэтому их необходимо было конструировать так, чтобы обеспечить легкость ремонта и очистки.

С годами кожухотрубные теплообменники стали наиболее широко применяемым типом аппаратов. Это обусловлено прежде всего надежностью конструкции, большим набором вариантов исполнения для различных условий эксплуатации, в частности:

• однофазные потоки, кипение и конденсация по горячей и холодной сторонам теплообменника с вертикальным или горизонтальным исполнением
• диапазон давления от вакуума до высоких значений
• в широких пределах изменяющиеся перепады давления по обеим сторонам вследствие большого разнообразия вариантов
• удовлетворение требований по термическим напряжениям без существенного повышения стоимости аппарата
• размеры от малых до предельно больших (5000 м 2)
• возможность применения различных материалов в соответствии с требованиями к стоимости, коррозии, температурному режиму и давлению
• использование развитых поверхностей теплообмена как внутри труб, так и снаружи, различных интенсификаторов и т.д.
• возможность извлечения пучка труб для очистки и ремонта

Однако такое широкое разнообразие условий применения кожухотрубных теплообменников и их конструкций никоим образом не должно исключать поиск других, альтернативных решений, таких, как применение пластинчатых, спиральных или компактных теплообменников в тех случаях, когда их характеристики оказываются приемлемыми и их применение может привести к экономически более выгодным решениям.

Кожухотрубные теплообменники состоят из пучков труб, укрепленных в трубных досках, кожухов, крышек, камер, патрубков и опор. Трубное и межтрубное пространства в этих аппаратах разобщены, причем каждое из них может быть разделено перегородками на несколько ходов. Классическая схема показана на рисунке:

Теплопередающая поверхность аппаратов может составлять от нескольких сотен квадратных сантиметров до нескольких тысяч квадратных метров. Так, конденсатор паровой турбины мощностью 150 Мвт состоят из 17 тысяч труб с общей поверхностью теплообмена около 9000 м 2 .

Схемы кожухотрубчатых аппаратов наиболее распространенных типов представлены на рисунке:

Кожух (корпус) кожухотрубчатого теплообменника представляет собой трубу, сваренную из одного или нескольких стальных листов. Кожухи различаются главным образом способом соединения с трубной доской и крышками. Толщина стенки кожуха определяется давлением рабочей среды и диаметром кожуха, но принимается не менее 4 мм. К цилиндрическим кромкам кожуха приваривают фланцы для соединения с крышками или днищами. На наружной поверхности кожуха прикрепляют опоры аппарата.

Трубчатка кожухотрубчатых теплообменников выполняется из прямых или изогнутых (U-образных или W-образных) труб диаметром от 12 до 57 мм. Предпочтительны стальные бесшовные трубы.

В проходное сечение межтрубного пространства в 2-3 раза больше проходного сечения внутри труб. Поэтому при равных расходах теплоносителей с одинаковым фазовым состоянием коэффициенты теплоотдачи на поверхности межтрубного пространства невысоки, что снижает общий коэффициент теплопередачи в аппарате. Устройство перегородок в межтрубном пространстве кожухотрубчатого теплообменника способствует увеличению скорости теплоносителя и повышению эффективности теплообмена.

Трубные доски (решетки) служат для закрепления в них пучка труб при помощи развальцовки, разбортовки, заварки, запайки или сальниковых креплений. Трубные доски приваривают к кожуху (рис. а, в), зажимают болтами между фланцами кожуха и крышки (рис. б, г) или соединяют болтами только с фланцем свободной камеры (рис. д, е). материалом досок служит обычно листовая сталь толщиной не менее 20 мм.

Кожухотрубчатые теплообменники могут быть жесткой (рис. а, к), нежесткой (рис. г, д, е, з, и) и полужесткой (рис. б, в, ж) конструкции, одноходовые и многоходовые, прямоточные, противоточные и поперечноточные, горизонтальные, наклонные и вертикальные.

На рисунке а) изображен одноходовой теплообменник с прямыми трубками жесткой конструкции. Кожух и трубки связаны трубными решетками и поэтому нет возможности компенсации тепловых удлинений. Такие аппараты просты по устройству, но могут применяться только при сравнительно небольших разностях температур между корпусом и пучком труб (до 50 о С). Они имеют низкие коэффициенты теплопередачи вследствие незначительной скорости теплоносителя в межтрубном пространстве.

В кожухотрубчатых теплообменниках проходное сечение межтрубного пространства в 2-3 раза больше проходного сечения трубок. Поэтому при одинаковых расходах теплоносителей, имеющих одинаковое агрегатное состояние, коэффициенты теплоотдачи на поверхности межтрубного пространства невысокие, что снижает коэффициент теплопередачи в аппарате. Устройство перегородок в межтрубном пространстве способствует увеличению скорости теплоносителя и повышению коэффициента теплопередачи. На рисунке 1,б изображен теплообменник с поперечными перегородками в межтрубном пространстве и полужесткой мембранной компенсацией тепловых удлинений вследствие некоторой свободы перемещения верхней трубной доски.

В парожидкостных теплообменниках пар проходит обычно в межтрубном пространстве, а жидкость – по трубам. Разность температур стенки корпуса и труб обычно значительна. Для компенсации разности тепловых удлинений между кожухом и трубами устанавливают линзовые (рис. в), сальниковые (рис. з, и) или сильфонные (рис. ж) компенсаторы.

Для устранения напряжений в металле, обусловленных тепловыми удлинениями, изготавливают также однокамерные теплообменники с гнутыми U- и W-образными трубами. Они целесообразны при высоких давлениях теплоносителей, так как изготовление водяных камер и крепление труб в трубных досках в аппаратах высокого давления – операции сложные и дорогие. Однако аппараты с гнутыми трубами не могут получить широкого распространения из-за трудности изготовления труб с разными радиусами гиба, сложности замены труб и неудобства чистки гнутых труб.

Компенсационные устройства сложны в изготовлении (мембранные, сильфонные, с гнутыми трубами) или недостаточно надежны в эксплуатации (линзовые, сальниковые). Более совершенна конструкция теплообменника с жестким креплением одной трубной доски и свободным перемещением второй доски вместе с внутренней крышкой трубной системы (рис. е). некоторое удорожание аппарата из-за увеличения диаметра корпуса и изготовления дополнительного днища оправдывается простотой и надежностью в эксплуатации. Эти аппараты получили название теплообменников «с плавающей головкой». Теплообменники с поперечным током (рис. к) отличаются повышенным коэффициентом теплоотдачи на наружной поверхности вследствие того, что теплоноситель движется поперек пучка труб. При перекрестном токе снижается разность температур между теплоносителями, однако при достаточном числе трубных секций различие в сравнении с противотоком невелико. В некоторых конструкциях таких теплообменников при протекании газа в межтрубном пространстве и жидкости в трубах для повышения коэффициента теплоотдачи применяют трубы с поперечными ребрами.

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 ) 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.

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.

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.

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.

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.

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 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.

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:

Для управления потоками жидкостей и газов в трубопроводных системах, их линий и участков используются специальные устройства, называемые запорно-регулирующей арматурой. Данный вид трубопроводной арматуры предназначен для полного перекрытия или регулировки напора потока среды, управлением других технологический процессов, к которым относят: давление жидкости; напор; температуру; объем транспортируемого вещества. Для...

В зависимости от способа эксплуатации, готовые металлические изделия могут трансформироваться, разбираться или иметь стационарную конструкцию. Используемые методы изготовления металлоконструкций зависят от особенностей объекта, на котором они будут эксплуатироваться. К примеру, для быстровозводимых сооружений обычно используются легкие металлоконструкции, каркас зданий практически любых типов состоит из упрочненного...

Резервуары различной емкости для размещения газов и газовых смесей получили названия газгольдеры. В них закачивается для хранения природный, нефтяной сжиженный газ и другие виды газов и смесей. Они являются важнейшей частью автономной системы снабжения газом частных домов, коттеджей. Рис.1. Газгольдер подземный для питания газовых приборов и агрегатов. Функции, выполняемые...

Руководство нефтедобывающего предприятия «Томскнефть» приняло решение о применении беспилотных летательных аппаратов, созданных специалистами компании ZALA AERO (г. Ижевск), являющейся лидером в данной отрасли. Этот вариант был признан лучшим для получения возможности качественного контроля подведомственных объектов нефтегазодобычи и трасс трубопроводов. Эти сведения были получены от начальника управления по эксплуатации...

Сегодня в рамках рубрики теория производства пойдет речь о технологических схемах и чертежах теплообменников . Для этого мы подробно рассмотрим изображения тех аппаратов, которыми занимается наше предприятие. Я думаю, что очень важно знать, как должно правильно выполняться отображение того или иного аппарата и что должно быть указано рядом, помимо стандартного описания. А это могут быть технические характеристики, особенности конкретной модели и т.д.

Все зависит от назначение изображения. Поэтому и идет такое разделение названий. Одни нужны для изготовления, поэтому и отображают геометрические и присоединительные размеры, характеристики, марки сталей металлопроката. Другие изображения показывают, а какие же процессы протекают внутри этих устройств и наконец есть такие, какие показывают общее расположение всех элементов входящих в систему и направления протекающих процессов.

Поэтому для начала можно ознакомиться с производимыми теплообменными аппаратами . В этой статье находится список устройств предлагаемых к изготовлению. И далее пройдя в интересующую позицию можно посмотреть на их внешний вид, описание протекающих процессов, увидеть технические характеристики и далее переходить непосредственно к самим схемам, которые разберем в этой статье. В основном наше предприятие производит корпусные тепловые обменники и кожухотрубные, которые иногда еще называют кожухотрубчатые, что по сути одно и то же, поэтому я вам их и покажу.

Сборочные чертежи корпусных теплообменников

Сборочные чертежи теплообменников общего вида выполняются, как стандартно, так и с учетом требований заказчика, т.е. возможна корректировка некоторых размеров. Особенно это касается присоединительных размеров, крепежа, фланцев и так далее не затрагивая самих теплообменных элементов, в данном случае длины теплообменных труб , т.к. это уже влияет на выдаваемую тепловую мощность и соответственно не подлежит изменению.

И так к аппаратам корпусного типа относятся промышленные воздухоохладители электромашин типа во-воп-вуп-вб-ввг , газоохладители турбогенераторов го-огп-огпф и аппараты воздушного охлаждения масла . С них и начнем.

Охладитель воздуха во-194

Т.к. охладитель может изготавливаться с различным расположением фланцев, то даны два этих варианта для боле полного ознакомления. Щелкнув по фото можно несколько увеличить изображение.

Если вы уже увеличили картинку, то пройдя по первой ссылке 1. посмотрите полноразмерное изображение, а пройдя по ссылке 2. почитайте подробное описание.

Так как мы рассматриваем два принципиально разных вида: это корпусные и кожухотрубные, то укажу на их отличие. Первые делаются с открытым корпусом, так идет процесс теплообмена с окружающей средой вода-воздух, а вторые с полностью герметичным корпусом и теплообмен идет только между двумя теплоносителями циркулирующими внутри кожуха.

Газоохладитель го-136

Газовый охладитель представляет аналогичную конструкцию воздушным охладителям. Их отличие лишь в том, что в качестве теплоносителя у первых используется воздух, а у вторых газ- водород, для организации водородно-жидкостного охлаждения турбогенераторов.

Здесь так же можно посмотреть на большое изображение кликнув по первой ссылке или по следующей и почитать описание устройства и работы газоохладителей.

Маслоохладитель дц-180

Представляет из себя такую же конструкцию, как и воздухоохладители или газоохладители, состоящую из похожих элементов и металлопроката для изготовления, но служит для воздушного охлаждения масла трансформаторов, в основном устанавливаемых на улице где нет возможности организовать другой вид охлаждения. Отличаются от вышеописанных тем, что нагретая среда движется внутри теплообменных трубок, а охлаждающий воздух нагнетается на оребрение труб вентиляторами и уносит теплоту в окружающее пространство, тем самым охлаждая проходящее через охладитель масло, которое далее возвращается в трансформатор для охлаждения его обмоток. В отличии от кужухотрубных имеет открытый корпус для свободного прохождения охлаждающего воздуха.

Скачать чертежи теплообменников большого формата можно по ссылкам: во , го , дц . Здесь даны конкретные модели в соответствии со своим номером для ознакомления с тем, какие бывают виды чертежей теплообменников . Аппараты других тепловых мощностей соответственно отличаются размерами, вариантами подключения и используемого для изготовления металопроката, как листового, так и трубного. Их настолько много, что все разместить на одном сайте практически не реально. К тому же кроме стандартных моделей есть и индивидуальные разработки под запросы конкретного заказчика. Поэтому конкретное отображение модели передается вместе с готовым теплообменным аппаратом непосредственно заказчику.

Для всех вышеописанных охладителей основным теплообменным элементом является биметаллическая оребренная труба , где оребрение алюминий в основном ад1, а несущая трубка в зависимости от воды делается из латуни л96 или л68, нержавейки 12х18н10т или медно-никелового сплава мнж5-1.

На этом закачиваем рассмотрение данного типа аппаратов и переходим к совершенно другого вида и соответственно наружного и внутреннего устройства. Если первые попадают под классификацию запчастей и элементов к электрическим машинам и турбинам, то нижеследующие уже классифицируются уже, как сосуды работающие под давлением, к которым предъявляются очень жесткие и серьезные требования.

Сборочные чертежи кожухотрубных теплообменников

Возьмем для наглядного примера модернизированный маслоохладитель мб модели 63-90 , относящийся к кожухотрубным.

Для просмотра полного изображения оригинального формата нажмите на иконку и перейдите по ссылке 1. Здесь же можно ознакомиться и с описанием самого аппарата, для этого пройдите по пункту номер 2.

Указанный охладитель масла наилучшим образом подходит для того, чтобы рассмотреть во всех подробностях, конечно на увеличенном варианте, как должен выглядеть правильный чертеж кожухотрубного теплообменника мб-63-90-м . Расскажу о правильности оформления изображений. Все чертится, как и положено по ГОСТу, показываются нужные виды и размеры, но кроме этого должны быть указаны технические характеристики, металлопрокат примененный при изготовлении и те особенности, которые отличают данный аппарат от аналогичных, но других производителей. На наших допустим указывается профиль и размеры профилированных теплообменных трубок нашей разработки, об хороших особенностях применения которых можно почитать в этом материале . Там же можно посмотреть и как она выглядит. Она изготавливается из тонкостенной нержавеющей трубки марки стали 12Х18Н10Т, что положительно влияет на технико-эксплуатационные характеристики всего устройства.

Обязательно должны быть указаны материалы из которых изготавливается основные узлы, листовой металлопрокат корпуса и водяных камер и марка стали трубы. Допустим в приведенном примере должна быть и указана марка листового проката для корпуса, это углеродистая сталь ст3сп. Оговорюсь маленько почему листовой метлопрокат применяется для корпуса и камер, ведь охладитель, то кожухотрубный и предполагается, что для него применяют трубу, а не лист, а потому, что точность изготовления окружности при изготовлении из листового металла получается гораздо выше, чем у готовых труб. Идем далее, так же указан и материал трубок, на приведенном примере это латунь марки ло-70 (в соответствии с требованиями заказчика), но в основном для производства маслоохладителей мы применяем нержавейку 12х18н10т или 08х18н10т, почему говорил несколько . Подбор металлопроката очень важен, как листового, так и трубного т.к. выбор его зависит от рабочих условий всего аппарата и соответственно привязывается к конкретной модели. Это уже относится к пб 03 576 03 правилам устройства и безопасности сосудов работающих под давлением и к пб 03 584 03 правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных. Пб 03 576 03 можно скачать , а пб 03 584 03 .

Дополнительно мы указываем в дополнительном описании кроме стандартных моментов те, которые важны покупателям и заказчикам. Например вы можете заметить на чертеже надпись: Для защиты от коррозии внутренние поверхности водяных камер и перегородок в них покрыть композиционным материалом surface protector d. Хотя это наш бонус, данная эмаль увеличивает срок службы устройства и снижает коррозию металла, но указать мы это обязаны.

Более подробно об устройстве теплообменников и применяемого при производстве металлопроката, можно будет основательно ознакомиться в следующих статьях. А так, как мы все рассмотрели, что должно быть отражено, то перейдем еще к одному виду теплообменных устройств. Скачать чертеж кожухотрубчатого теплообменника мб-63-90-м можно . Кстати дополнительно укажу, что этот мб и вся эта серия относится к аппаратам вертикального типа и является четырехходовым по трубному пространству в котором движется вода. Идем дальше.

Чертежи теплообменников типа труба в трубе

Аппараты относятся к типу вышеописанным т.е. к кожухотрубным, но имеют более простую конструкцию. Отличаются тем, что во-первых назначение совершенно разное, их применяют для охлаждения или нагрева каких-либо технологических жидкостей, а применяют трубы гораздо более большого диаметра. Но это не тема сегодняшнего разговора. Вы может подробно о них почитать в статье основные параметры теплообменников типа труба в трубе . Наша задача сегодня ознакомиться с правильными графическим изображениями и их особенностями.

Покажу на примере ттон.

Указываются основные размеры теплообменников и идентификатор по номеру. Например условное обозначение выглядит так: ттон-1-25/57-6 3-4.0-г-3-м3 однопоточный неразборный ттон с приварными двойниками (исполнение 1), с диаметром труб теплообменных 25 мм, а кожуховых 57 мм, с условным давлением внутри теплообменных труб 6.3 Мпа, в кожухе 4 Мпа, трубы теплообменные гладкие (Г) длиной 3000 мм, м3 - это указывает на то, из какого металлопроката, из каких марок стали изготавливается данная модель. Если быть поточней, то для м3 применяют нержавейку 12Х18Н10Т и 08Х18Н10Т по ГОСТ 5632 и ГОСТ 9941.

Если необходимо скачать полный чертеж кожухотрубного теплообменника труба в трубе перейдите по ссылке на страницу , выберите изображение и сохраните себе на компьютер. И идем дальше.

Схемы подвода, движения и вывода теплоносителей в теплообменниках типа во, го, дц и кожухотрубных

Схемы движения теплоносителей в теплообменниках типа во можно посмотреть и ознакомиться с подробным описанием протекающих процессов, а направления движения тепловых носителей в кожухотрубных посмотрим ниже и поговорим об этом.

И так, начинаем. Нагретое масло заходит в маслоохладитель, в верхнюю его часть через патрубки (подробней можно посмотреть в материале об устройстве кожухотрубных теплообменников), и спускается постепенно вниз по заданной спирально-кольцевой траектории, совершая определенной число ходов, например в модели мб-63-90-м их 17, зависит от конкретной модели. Масло движется в межтрубном пространстве.

Снизу аппарата подается охлаждающая вода через левый патрубок, видно на рисунке, в водяную камеру и далее направляется в внутрь части теплообменных труб и по ним поднимается наверх, начиная охлаждать масло. Это один ход воды. Дойдя до верхней водяной камеры вода попадает в следующую группу трубок и стекает вниз, завершая второй ход. Далее так же поднимается наверх, спускается вниз, завершая четвертый ход и выходит наружу, в магистраль трубопровода через правый патрубок. В нашем примере четырехходовой кожухотрубчатый теплообменник типа мб.

В результате охлажденное до нужной температуры масло подается в систему маслоснабжения или смазки подшипников турбины.

сделай свой твит зафоловь

Пластинчатый теплообменник это аппарат, в котором один теплоноситель передает или забирает тепло у другого через поверхность называемую теплообменной. Она образуется набором тонких штампованных пластин с гофрированной особым способом поверхностью.

Принцип работы пластинчатого теплообменника.

Пластинчатый теплообменник принцип работы — схема

Собранные в единый пакет, образуют каналы, по которым двигаются теплоносители, во время обмена тепловой энергией друг с другом. Каналы распределения теплоносителя устроены особым способом, при котором входящий и выходящий теплоноситель постоянно чередуются между собой.

Комбинируя пластины внутри теплообменника, производители добиваются оптимального варианта теплоотдачи для каждого типа прибора. Главное условие при этом поток теплоносителя в теплообменнике должен быть турбулентным (возмущенным). Только так можно добиться высокого КПД и самоочищения пластин. напомним, что поток теплоносителя в теплообменных аппаратах типа труба в трубе – ламинарный, спокойный, отсюда и низкий коэффициент теплопередачи и большие размеры классических кожухотрубных теплообменников.

Пластинчатый теплообменник схема компоновки.

Сегодня основные производители пластинчатых теплообменников предлагают следующий принцип компоновки:

Одноходовая компоновка теплообменника это когда теплоноситель сразу делится на параллельные потоки, проходит по всем каналам пластин и, сливаясь в один канал, поступает в порт для вывода теплоносителя.

Многоходовая компоновка теплообменника. В данном случае используется более сложная схема, теплоноситель циркулирует по одинаковому количеству каналов, совершая разворот в пластине. Это достигается установкой разделительных пластин, в которые входят глухие перегородки. Обслуживать, чистить разбирать и собирать такой намного сложнее.

Пластины пластинчатого теплообменника располагаются одна за другой с поворотом на 180 градусов. Такая теплообменника создает пакет с четырьмя коллекторами для отвода и подвода жидкостей. Первая и последняя пластины соответственно не участвуют в процессе обмена теплом, задняя пластина глухая, без портов.

Резиновые прокладки крепятся между пластинами с помощью клипсового соединения. Это просто и надежно, при этом прокладки являются самоцентрирующимися, что позволяет вести сборку в автоматическом режиме. То есть при монтаже после чистки все станет на свои места без особого усилия. Прокладки имеют окантовку в виде манжеты, которая создает дополнительный барьер, и предотвращает утечку теплоносителя.

Схема устройства рамы теплообменника тоже простейшая: неподвижная передняя и подвижная задняя плита, штатив, нижняя и верхняя направляющие, стяжные болты.

Схема сборки пластинчатого теплообменника не сложная, верхняя и нижняя направляющие закрепляются на штативе и неподвижной плите. На направляющие будущего теплообменника надевается пакет пластин, а затем подвижная плита. Подвижную и неподвижную плиту стягивают между собою болтами.

Пластинчатый теплообменник – материалы, используемые для изготовления.

Для прокладок используется материал этиленпропилен , сокращенно «ЕРDМ». Он выдерживает температуры от минус 30С до плюс 160С и не разрушается под действием не только воды, но и пара жиров и масел.

Остается только упомянуть о материале, используемом для производства пластин пластинчатого теплообменника. Чаще всего это нержавеющая сталь AISI 316, после штамповки в обязательном порядке производится электрохимическое полирование пластины.

Толщина пластины зависит от максимального рабочего давления. На давление до 1 МПа используются пластины толщиной 0,4 мм, на давление до 1,6 МПа — пластины толщиной 0,5 мм, на давление 2,5 МПа — пластины толщиной 0,6 мм. Естественно от толщины пластин, схемы компоновки и давления зависит стоимость теплообменника. Если вам принципиально важна низкая цена теплообменника, и Вы знаете, что у вас не агрессивная среда можно заказать из стали AISI 304, она дешевле.