<=== Возврат к разделу 1.2 1.2.2 Теплообменники с компенсацией температурных напряжений Между двумя частями кожуха теплообменников типа К вваривают линзовый компенсатор с обтекателем, уменьшающим гидравлическое сопротивление. Одно- и многоэлементные линзовые компенсаторы (рисунок 1.6а,б) изготавливают обкаткой коротких цилиндрических обечаек. Компенсирующая способность с ростом числа элементов увеличивается, однако применять компенсаторы с числом линз более 4-х не рекомендуется, т.к. резко снижается сопротивление кожуха изгибу. В нижней части компенсаторов горизонтальных аппаратов имеются дренажные отверстия с заглушками для слива затекающего за обтекатель теплоносителя. а) б) в) г) д) Рисунок 1.6 Конструкции компенсаторов е) а) однолинзовый; б) двухлинзовый; в) из двух полулинз; г) из плоских колец; д) из сферических элементов; е) из трубы. Кроме линзовых, в аппаратах типа К используют следующие компенсаторы, см. рисунок 1.6в,г,д,е: - сваренные из двух полулинз, полученных из листа штамповкой; - из плоских колец, соединенных пластиной; - сваренные из двух полусферических элементов; - тороидальные, изготовленные из согнутой трубы с вырезанной внутренней поверхностью. Эти компенсаторы дешевле линзовых, но из-за наличия сварных швов не могут выдерживать больших напряжений. К аппаратам, обеспечивающим частичную компенсацию температурных деформаций за счет гибких элементов относится также теплообменник с расширителем на кожухе (рисунок 1.7). Дополнительное преимущество этой конструкции - исключение застойных зон в межтрубном пространстве вблизи трубных решеток, которые возникают Рисунок 1.7 Теплообменник с из-за расположения штуцеров ввода и расширителем 1 расширитель, 2 распределитель, вывода теплоносителя на некотором расстоянии от решеток. Расширитель 3 кожух. играет роль компенсатора, а распределитель направляет поток теплоносителя к трубной решетке. Теплообменники с компенсаторами и расширителями дороже аппаратов типа Н, но допускают гораздо больший перепад температур стенок труб и кожуха. Область их применения ограничена давлением теплоносителей 2.5 МПа. В кожухотрубчатых теплообменниках типа П (с плавающей головкой) температурные деформации кожуха и труб практически исключены, т.к. только одна трубная решетка приварена к корпусу, а другая имеет возможность свободного осевого перемещения, см. рисунок 1.8. Подвижная трубРисунок 1.8 Теплообменник типа П 1 трубная решетка; 2 распределительная камера; 3,7 крышка; ная решетка 4 перегородка; 5,9 – штуцер; 6 – опорная платформа; вместе с присо8 – плавающая головка; 10 – кожух. единенной к ней крышкой образует "плавающую головку", которая перемещается внутри кожуха при нагревании и удлинении труб. Однако компенсация температурных деформаций в аппаратах типа П не является полной, т.к. различие температурных расширений труб может привести к короблению трубной решетки. Поэтому в многоходовых теплообменниках типа П с диаметром кожуха D > 1 м при значительном (>100о С) изменении температуры среды в трубном пучке устанавливают разрезные по диаметру плавающие головки. Недостаток этих аппаратов по сравнению с теплообменниками типа Н и К – больший зазор между кожухом и трубами (на ширину фланца плавающей головки), достоинство – возможность извлечения трубного пучка из кожуха и механической очистки внешней поверхности труб при их коридорном Рисунок 1.9 Крепление плавающей головки расположении. Крепление плавающей 1 – разрезной фланец, 2 – кольцо,3 – про- головки к решетке разрезным фланкладка, 4 – цельный фланец, цем, который состоит из двух полуко5 – трубная решетка. лец, стянутых ограничительным кольцом (рисунок 1.9), позволяет легко извлекать трубный пучок из кожуха при минимальном зазоре. Конструкция теплообменника типа ПК (с плавающей головкой и компенсатором) отличается от рассмотренной наличием на крышке плавающей головки удлиненного штуцера, внутри которого размещен линзовый компен- сатор (рисунок 1.10). Теплообменники этого типа выполняют одноходовыми с противоточным движением теплоносителей и используют при повышенных давлениях сред (510 МПа). Компенсаторы отличаются от используемых в аппаратах типа К меньшими диаметраРисунок 1.10 Теплообменник типа ПК 1 – плавающая головка, 2 – крышка, ми, большим числом линз, 3 – удлинненый штуцер, 4 – компенсатор. меньшей толщиной стенки. Теплообменники типа ПК можно использовать при перепаде давлений не более 2.5 МПа, поэтому подача теплоносителей в трубное и межтрубное пространство осуществляется одновременно. В кожухотрубчатых теплообменниках типа У (с U-образными трубами), см. рисунок 1.11, обеспечивается свободное удлинение труб и полностью отсутствуют температурные напряжения. Еще одно преимущество этой конструкции – возможность периоРисунок 1.11 Теплообменник типа У дического 1 – трубный пучок, 2 – кожух, 3 – трубная решетка, 4 – распределительная камера, 5 – перегородка. извлечения трубного пучка из кожуха для очистки. Теплообменники типа У являются двухходовыми по трубному пространству и одно- или двухходовыми по межтрубному. В последнем случае в межтрубном пространстве устанавливается продольная перегородка, извлекаемая из кожуха вместе с трубами. Разность температур стенок труб по ходам не должна превышать 100 о С, в противном случае могут возникнуть опасные напряжения в трубной решетке. Поскольку механическая очистка внутренней поверхности U-образных труб практически невозможна, в трубное пространство этих аппаратов направляют среды, не образующие твердых отложений. Чистка внутренней поверхности труб осуществляется подачей водяного пара, горячих нефтепродуктов, химических реагентов, потока воды с абразивным материалом. Аппараты типа У не нашли широкого применения по причине относительно плохого заполнения кожуха трубами из-за ограничений на радиус их изгиба ( 4 dн), а также отсутствия возможности замены труб (за исключением внешних). <=== Возврат к разделу 1.2