Кожухотрубный одноходовой теплообменный аппарат с линзовым компенсатором на корпусе

Корпус (кожух) кожухотрубного теплообменника представляет собой  цилиндр, сваренный из одного или  нескольких стальных листов. Кожухи различаются способом соединения с трубной решеткой и крышками. Толщина стенки кожуха определяется максимальным давлением рабочей среды и диаметром аппарата (но не тоньше 4 мм) . К цилиндрическим кромкам кожуха привариваются фланцы для соединения с крышками или днищами. На наружной поверхности кожуха привариваются патрубки и опоры аппарата.

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 ^oС). Они имеют низкие коэффициенты теплопередачи вследствие незначительной скорости теплоносителя в межтрубном пространстве.

Рис. - Схема кожухотрубного одноходового ТО

Линзовые компенсаторы типа КЛО

Линзовые компенсаторы предназначены для компенсации  температурных линейных расширений за счет перемещения сильфона (сжатия и растяжения) в осевом направлении. Компенсаторы изготавливают из сваренных  между собой штампованных полугофров с U-образным профилем, образующих осевую деталь компенсатора — сильфон. К крайним деталям компенсатора приварены патрубки.

Пояснения к иллюстрации:

1 - Сильфон (гидроформованный)

2 - Патрубок

3 - Внутреннея обечайка

4 - Дренажная трубка

Вывод

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 . Некоторое удорожание аппарата из-за увеличения диаметра корпуса и изготовления дополнительного днища оправдывается простотой и надежностью в эксплуатации.

Достоинством кожухотрубчатого теплообменника является возможность получения значительной поверхности теплообмена при сравнительно небольших габаритах и хорошо освоенная; недостатком – более высокий расход материала по сравнению с некоторыми современными типами теплообменных аппаратов (спиральными, пластинчатыми теплообменниками и т. д.).

По оценкам экспертов  на изготовление трубчатых теплообменников  расходуется около трети всего  металла, потребляемого машиностроением. Поэтому разработка методов интенсификации теплообмена способствующих снижению массы теплообменников, экономии материалов, является актуальной проблемой, которой занимаются специалисты многих стран.

В большинстве процессов  нефтегазопереработки используется нагрев исходного сырья, а также применяемых  при его переработке растворителей, реагентов, катализаторов и др. Полученные в результате того или иного технологического процесса целевые продукты или полуфабрикаты обычно требуется охлаждать до температуры, при которой возможны их хранение и транспорт.

На современном нефтеперерабатывающем заводе, где осуществляется глубокая переработка нефти, на изготовление аппаратов, предназначенных для нагрева и охлаждения, затрачивается до 30 % общего расхода металла на все технологические установки. Высокая эффективность работы подобных аппаратов позволяет сократить расход топлива и электроэнергии, затрачиваемой на тот или иной технологический процесс, и оказывает существенное влияние на его технико-экономические показатели. Поэтому изучению устройства и работы этих аппаратов, а также освоению, методов их расчета необходимо уделять особое внимание.

Список литературы (информационных источников)

1. Лебедев П.Д., Щукин  А.А. «Теплоиспользующие установки  промышленных предприятий. (Курсовое  проектирование). Учеб. пособие для  энергетических вузов. «Энергия», Москва, 1970.

2. Лебедев П.Д. «Теплообменные  сушильные и холодильные установки». Учебник для студентов технических  вузов. 2-е издание. «Энергия»,  Москва, 1972.