ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ пилотных и полупромышленных установок В России
+7 (920) 855-99-50
ЗвонИТЬ С 9.00 ДО 19.00 (по Мск)
techno-chemicals@yandex.ru
КОЖУХОТРУБНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ
Свяжитесь с нашим представителем и мы поможем найти ответы на Ваши технические вопросы.
В кратчайшие сроки мы предоставим все, Вам необходимые, технические решения.
Диапазон применения
Кожухотрубные теплообменники являются наиболее широко применяемым типом аппаратов, что обусловлено надежностью конструкции, большим набором вариантов исполнений 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 м2);
- 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.
Материалы
фторопласт (PTFE)
металл
витон, калрез
нержавеющая сталь (304, 316, 316L)
Титан
Прокладки (кольцевые уплотнения):
Материал теплообменника подбирается исходя из агрессивности сред:
хастеллой (Hastelloy C276)
Площадь поверхности теплообмена
Корпус теплообменника выполняется в виде трубы, в которой физически разделены основных два контура: с рабочей жидкостью и с охлаждающей/нагревающей жидкостью. Внутрь корпуса вводится трубная решетка с перемычками, создающими волнообразное движение жидкости в О/Н-контуре. По бокам корпуса находятся фланцы, патрубки трубной решетки в отверстиях которых развальцовываются и "обвариваются", создавая герметичный контур для рабочей жидкости. Последний проходит внутри трубок трубной решетки. К фланцам крепят ответные крышки с вводом/выводом контура рабочей жидкости. Особая конструкция корпуса компенсирует температурные расширения трубок в трубной решетке.
Принцип работы "кожухотрубного теплообменника" заключается во взаимном теплообмене между жидкостями первого и второго контуров. Т.к. контуры полностью герметичны друг от друга, то теплообмен осуществляется между их стенками. Огромную роль здесь играет площадь поверхности теплообмена.
Расчет площади поверхности теплообмена
Чтобы устройство служило в течение длительного времени и соответствовало условиям эксплуатации, важно производить точный расчет.
Для вычисления площади поверхности теплообмена применяется следующая формула:
F – площадь поверхности теплообмена;
- tср – средняя разница температур между рабочими носителями;
K – коэффициент теплопередачи;
Q – количество теплоты.
Типы кожухотрубных теплообменников
В теплообменниках первого типа конструктивно предусмотрена жесткая фиксация трубных решеток (с обечайкой) и пакета трубок. Но, если требуется защитить соединения корпуса и трубных решеток от разрушения из-за большой разницы температур рабочей жидкости и носителя, обечайку аппаратов этого типа оснащают температурным компенсатором. Корпус аппарата с компенсатором является полужестким.
У теплообменников второго типа плавающая головка - подвижная решетка, перемещаемая по системе совместно с крышкой.
Теплообменники третьего типа обладают U-образной изогнутой формой трубок. В конструкции оба конца трубок приварены к одной решетке (с разворотом на 180 градусов и радиусом от 4 диаметров трубы), благодаря чему этот тип кожухотрубных теплообменников имеют свободно удлиняющиеся/сокращающиеся трубные пучки.
У теплообменников витого типа трубки завиты с спирали в противоположных направлениях чередуясь в радиальных рядах.
Все кожухотрубные теплообменники подразделяются на одноходовые и многоходовые.
Теплообменник 1-го типа с треугольной схемой отверстий трубной решетки
Двухходовой теплообменник с прямоугольной схемой отверстий трубной решетки
U-образный теплообменник с прямоугольной схемой отверстий трубной решетки
Теплообменник витого типа с радиальной схемой отверстий трубной решетки
Температурные компенсаторы
В теплообменниках для частичной компенсации температурных деформаций используют специальные гибкие элементы (расширители и компенсаторы), расположенные на кожухе.
Кожухотрубчатый теплообменник типа К отличается от теплообменника типа Н наличием вваренного между двумя частями кожуха линзового компенсатора 2. Обтекатель, установленный под линзовым компенсатором, уменьшает гидравлическое сопротивление межтрубного пространства такого аппарата.
Однолинзовый компенсатор
Многолинзовый компенсатор
Если необходимо, то в конструкцию обечайки теплообменника закладывают одно- или многоэлементные линзовые компенсаторы. Линзовый элемент сварен из двух полу линз, полученных из листа штамповкой. Эффективность линзового компенсатора пропорциональна числу линзовых элементов в нем. Для увеличения компенсирующей способности линзового компенсатора он может быть при сборке кожуха предварительно сжат (если предназначен для работы на растяжение) или растянут (при работе на сжатие).
При установке линзового компенсатора на горизонтальных аппаратах в нижней части каждой линзы сверлят дренажные отверстия с заглушками для слива после гидравлических испытаний аппарата.
К кожухотрубным теплообменникам, обеспечивающим частичную компенсацию температурного расширения за счет гибких элементов в кожухе, относятся аппараты с расширителем.
Введение линзового компенсатора или расширителя допускает гораздо больший температурный перепад, чем в теплообменниках типа Н, однако при этом возрастает стоимость аппарата.
Область использования стальных аппаратов типа К ограничена избыточным давлением 2,5 МПа.
Теплообменник с расширителем
Технические параметры кожухотрубных теплообменников
Кожухотрубные теплообменники бывают нескольких типов в зависимости от назначения, функциональности, конструкции и пр. Информация о большинстве их характеристик указана в виде маркировки. Трехбуквенный показатель отражает особенности аппарата по принципам классификации.
Прежде чем заказать теплообменник кожухотрубный, надо определить, какой конкретно вид оборудования вам нужен. Внимательно изучите все буквы и цифры в маркировке, чтобы понять, какой перед вами агрегат.
По первой букве можно определить, какая основная функция у оборудования. Так, устройства делятся на следующие:
Т – универсальные; К – конденсаторы; Х – холодильники; И – испарители.
Вторая буква передает специфику конструкции:
Н – с неподвижными трубными решетками;
К – с температурным компенсатором, который крепится на обечайке;
У – форма труб в виде буквы U;
П – модели имеют плавающую головку.
Последняя буква свидетельствует о расположении прибора:
Г – горизонтально; В – вертикально.
Рассмотрим, как расшифровать значения на примере агрегата - "1200 ТКГ-1,2-0,8-М1/20Д-5-6-У-И":
1200 – это диаметр кожуха;
ТКГ – тепловой компенсатор горизонтального расположения;
1,2 – уровень давления в трубах, измеряется в МПа;
0,8 – уровень давления между трубами, МПа;
М1 – из каких материалов изготовлен;
20Д – трубы диафрагмированные, 20 – их диаметр;
5 – длина, м;
6 – количество ходов (в этом случае их шесть);
У – умеренный климат для эксплуатации техники;
И – имеются детали для крепления внешней системы теплоизоляции.
Стандарты проектирования
ГОСТ 20680-75 (СТ СЭВ 3824-82 ) - Аппараты с механическими перемешивающими устройствами, вертикальные типы и основные параметры.
ГОСТ 6533-78 - Днища эллиптические отбортованные стальные для сосудов, аппаратов и котлов. Основные размеры.
ГОСТ 12619-78 - Днища конические отбортованные с углами при вершине 60 и 90 градусов. Основные размеры.
ГОСТ 12620-78 - Днища конические неотбортованные с углами при вершине 60, 90 и 120 градусов. Основные размеры.
ГОСТ 12621-78 - Днища конические неотбортованные с углом при вершине 140 градусов. Основные размеры.
ГОСТ 12622-78 - Днища плоские отбортованные.
ГОСТ 12623-78 - Днища плоские неотбортованные. Основные размеры.
ГОСТ 13376-78 - Днища конические и переходы сосудов и аппаратов. Ряд углов при вершине.
ГОСТ 26296-84 (СТ СЭВ 4349-83) Лапы опорные подвесных вертикальных сосудов и аппаратов
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ Прокладки плоские эластичные. Основные параметры и размеры
ГОСТ 14771-76 - Дуговая сварка в защитном газе.
ГОСТ 16037-80 - Соединения сварные стальных трубопроводов.
ГОСТ 23518-79 - Дуговая сварка в защитном газе под углами.
ГОСТ 8732-78 - МЕЖГОС. СТАНДАРТ - Трубы стальные бесшовные горячедеформированные.
ГОСТ 8734-75 - МЕЖГОС. СТАНДАРТ - Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные.
ГОСТ 10704-91 -МЕЖГОС. СТАНДАРТ - ТРУБЫ СТАЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОСВАРНЫЕ ПРЯМОШОВНЫЕ.
ГОСТ 9941-81 - Трубы бесшовные холодно- и теплодеформированные из коррозионно-стойкой стали.
ГОСТ 28759.1-90 - Фланцы сосудов и аппаратов. Типы и параметры.
ГОСТ 28759.2-90 - Фланцы сосудов и аппаратов стальные плоские приварные. Конструкция и размеры.
ГОСТ 28759.6-90 - Прокладки из неметаллических материалов. Конструкция и размеры. Технические требования.
ГОСТ 28759.7-90 - Прокладки асбометаллические. Конструкция и размеры. Технические требования.
ОСТ 26-01-1298-81 - Фланцы сосудов и аппаратов из титана.
АТК 24.200.02-90 - Заглушки фланцевые стальные.
ГОСТ 33259-2015 - Фланцы трубопроводов.
ГОСТ 9493-80 - Сосуды и аппараты. Ряд условных (номинальных) давлений.
ГОСТ 9617-76 - Сосуды и аппараты. Ряды диаметров.
ГОСТ 13372-78 Сосуды и аппараты. Ряд номинальных объемов.
ГОСТ 13716-73 - Устройства строповые для сосудов и аппаратов. Технические условия.
ГОСТ 19807-91 - Титан.
ГОСТ 25336-82 - Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры.
ГОСТ 34347-2017 - СОСУДЫ И АППАРАТЫ.
ГОСТ 24306-80 - Сосуды и аппараты стальные сварные. Технические требования.
ГОСТ 34233.1-2017 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.
ГОСТ 34233.2-2017 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек.
ГОСТ 34233.3-2017 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и наружном давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ.
ГОСТ 34233.4-2017 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений.
ГОСТ 34233.5-2017 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок.
ГОСТ 34233.6-2017 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках.
ГОСТ 34233.7-2017 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Теплообменные аппараты.
ГОСТ 34233.8-2017 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты с рубашками.
ГОСТ 34233.9-2017 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Аппараты колонного типа.
ГОСТ 34233.10-2017 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты, работающие с сероводородными средами.
ГОСТ 34233.11-2017 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Метод расчета на прочность обечаек и днищ с учетом смещения кромок сварных соединений, угловатости и некруглости обечаек.
ГОСТ 34233.12-2017 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Требования к форме представления расчетов на прочность, выполняемых на ЭВМ.
ГОСТ 34283-2017 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность при ветровых, сейсмических и других внешних нагрузках.
ГОСТ 34347-2017 - Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия.
ГОСТ Р 52630-2012 - Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия.
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ШПИЛЬКИ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ С ГЛАДКИМИ ОТВЕРСТИЯМИ.
РД 26-01-87-86 - Автоклавы. Метод расчета на прочность.
РД 26-01-168-88 - Уплотнения неподвижные металлические для сосудов и аппаратов на давление свыше 10 до 100 МПа.
Наши контакты
techno-chemicals@yandex.ru
+7 (920) 855-99-50
г. Брянск,
проспект Ленина,
д.39
Чтобы исключить погрешности расчета и получить грамотный и выверенный результат, стоит доверить разработку кожухотрубного теплообменника специалистам ООО "СПЕЦСИСТЕМЫ". Для связи с нами вы можете использовать указанный номер телефона или прислать нам на электронную почту заполненный опросный лист.
Обращайтесь с Вашими запросами!
СКАЧАТЬ ОПРОСНЫЙ ЛИСТ
ДИАПАЗОН ПРИМЕНЕНИЯ
3D МОДЕЛЬ
МАТЕРИАЛЫ
РАСЧЕТ ПЛОЩАДИ ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА
СТАНДАРТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ТИПЫ КОЖУХОТРУБНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ
ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
ДОМОЙ
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ КОМПЕНСАТОРЫ
ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ И ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ИСПОЛНЕНИЯ
+7 (920) 855-99-50
ЗвонИТЬ С 9.00 ДО 19.00 (по Мск)
techno-chemicals@yandex.ru
© 2007 - 2021
ООО "СПЕЦСИСТЕМЫ"