1.2.1 Теплообменники типа Н

<=== Возврат к разделу 1.2
1.2.1 Теплообменники типа Н
Рисунок 1.2 Двухходовой горизонтальный теплообменник типа Н
1,12 – крышка; 2 – распределительная камера; 3,16 – штуцер выхода ивхода в трубы;
4,9 – перегородка; 5 – кожух; 6 – труба; 7 – опора;8 – стяжка;
10,14 – штуцер выхода и входа в межтрубное пространство;
11,15 – трубная решетка; 13 – отбойник; 17,18 – фланец.
Особенностью аппаратов типа Н (рисунок 1.2) является жесткое соединение труб с трубными решетками и решеток с кожухом (сваркой). В них
исключается возможность взаимного перемещения труб и кожуха, поэтому
их еще называют теплообменниками жесткой конструкции. Для уменьшения
количества
теплоносителя, проходящего между
трубным пучком и кожухом (минующего основа)
б)
ную поверхРисунок 1.3 Заполнители пространства
ность тепломежду кожухом и трубами
обмена), в
а) продольные полосы, б) глухие трубы
этом пространстве размещают специальные заполнители: продольные полосы, приваренные к стенке кожуха, или глухие трубы (рисунок 1.3). Отбойник (круглая
или прямоугольная пластина на входе в межтрубное пространство), защищает трубы от местного эрозионного изнашивания.
Чаще всего трубы крепят в трубной решетке развальцовкой - обкаткой
изнутри специальным роликовым инструментом. Начальный зазор между
трубой и отверстием обычно равен 0.25 мм (потеря пластичности металла
после развальцовки и опасность растрескивания тем меньше, чем меньше
зазор). Для обеспечения качественной развальцовки и возможности замены
труб материал решетки должен быть тверже материала труб. Высота выступа
трубы над решеткой обычно равна толщине трубы. При давлениях до 0.6
МПа применяют развальцовку в гладких отверстиях (иногда с отбортовкой
выступа) , см. рисунок 1.4а. Прочность и герметичность соединения значительно возрастают при развальцовке в отверстиях с канавками глубиной 0.5
мм (рисунок 1.4б). Трубы развальцовывают на глубину 1.5 dн или на всю
толщину решетки, если она меньше 1.5 dн. Со стороны межтрубного пространства оставляют поясок шириной 3 мм, чтобы не подрезать трубу. Для
исключения коррозии по причине проникновения среды между трубой и
трубной решеткой развальцовку выполняют двумя поясками: шириной 1.5 dн
со стороны распределительной камеры и 0.75 dн со стороны межтрубного
пространства.
а)
б)
в)
г)
д)
е)
Рисунок 1.4 Способы крепления труб в трубной решетке
а) развальцовка в гладких отверстиях; б) развальцовка в отверстиях с канавками;
в) развальцовка со сваркой; г) сварка; д) пайка; е) склеивание.
При креплении труб в решетке сваркой с развальцовкой (рисунок 1.4в)
вначале выполняют сварку. Пайку концов труб в решетках (рисунок 1.4д)
применяют при изготовлении теплообменников из меди и ее сплавов, склеивание (рисунок 1.4е) – из стекла и пластмасс.
Поперечные перегородки в межтрубном пространстве (рисунок 1.5) не
только обеспечивают движение теплоносителя в направлении, перпендикулярном оси труб, и увеличение его скорости, но и выполняют роль опор
трубного пучка, обеспечивая неизменность расстояния между трубами. Они
также уменьшают вибрацию труб, которая представляет серьезную опасность
в случаях, когда по межтрубному пространству с большой скоростью движется газ.
а)
б)
в)
г)
Рисунок 1.5 Поперечные перегородки в межтрубном пространстве
а) сегментные; б) секторные; в) кольцо-диск; г) сплошные (для чистых жидкостей)
Наиболее широко на практике применяют сегментные перегородки, см.
рисунок 1.5а. Высота удаляемого сегмента - примерно 1/3 диаметра кожуха
D, расстояние между перегородками - около 0.5D. Утечки теплоносителя в
зазорах между перегородками и кожухом ухудшают условия теплообмена,
поэтому величина зазора ограничивается (при D  600 мм он не должен превышать 1.5 мм). Толщина перегородок в межтрубном пространстве, а также
продольных перегородок распределительных камер не должна быть меньше 6
мм.
Теплообменники типа Н просты по устройству и сравнительно дешевы,
но имеют два крупных недостатка: 1) наружная поверхность труб недоступна
для механической очистки; 2) область их применения ограничена разностью
температур теплоносителей 50 оС по причине возникновения в кожухе и трубах так называемых температурных напряжений (при разных температурах
стенок труб и кожуха их температурные деформации неодинаковы). Для
уменьшения температурных напряжений при пуске аппаратов типа Н рекомендуют сначала заполнять межтрубное пространство (для выравнивания
температур кожуха и труб). Если расчетная разность температур кожуха и
труб превышает 30о С, рекомендуется использовать теплообменники с частичной (тип К, ПК) или полной компенсацией температурных напряжений
(тип П,У).
<=== Возврат к разделу 1.2