U образный трубный пучок

Кожухотрубчатые теплообменники — наиболее распространенная конструкция теплообменной аппаратуры.

По ГОСТ 9929 стальные кожухотрубчатые теплообменные аппараты изготовляют следующих типов: ТН — с неподвижными трубными решетками; ТК — с температурным компенсатором на кожухе; ТП — с плавающей головкой; ТУ — с U-образными трубами; ТПК — с плавающей головкой и компенсато­ром на ней. В зависимости от назначения кожухотрубчатые аппараты могут быть теплообменниками, холодильниками, конденсаторами и испарителями; их изготовляют одно — и многоходовыми.

Кожухотрубчатый аппарат с неподвижной трубной решеткой (типа ТН) изображен на рисунке 1а.

Такие аппараты имеют цилиндрический кожух 1, В котором расположен трубный пучок 2; Трубные решетки 3 С развальцованными трубками крепятся к корпусу аппарата.

С обоих концов теплообменный аппарат закрыт крышками 4. Аппарат оборудо­ван штуцерами 5 для теплообмениващихся сред; одна среда идет по трубкам, другая проходит через межтрубное пространство.

Теплообменники этой группы изготовляют на условное давление 0,6…4,0 МПа, диаметром 159…1200 мм, с поверхностью теплообмена До 960 м2; длина их до 10 м, масса до 20 т. Теплообменники этого типа применяют до температуры 350 «С.

Предусмотрены различные варианты материального исполнения конструктивных элементов теплообменных аппаратов. Корпус аппа­рата изготовляют из сталей ВСтЗсп, 16ГС или биметаллическим с защитным слоем из сталей 08X13,12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т.

Для трубного пучка применяют трубы из сталей 10, 20 и Х8 с размерами 25×2, 25×2,5 и 20×2 мм, из высоколегированных сталей 08X13, 08Х22Н6Т, 08Х18Н10Т, 08Х17Н13М2Т с размерами 25×1,8 и 20×1,6 мм, а также трубы из алюминиевых сплавов и латуни.

Трубные решетки изготов­ляют из сталей 16ГС, 15Х5М, 12Х18Н10Т, а также биметаллическими с наплавкой высоколегированного хромоникелевого сплава или слоя латуни толщиной до 10 мм.

А) — с неподвижными решетками (ТН) или с компенсатором на кожухе (ТК); б) — с плавающей головкой; в) — с U-образными трубками

Рисунок 1- Основные типы кожухотрубчатых теплообменных аппаратов:

Особенностью аппаратов типа ТН является то, что трубы жестко соедине­ны с трубными решетками, а решетки с корпусом. В связи с этим исключена возможность взаимных перемещений труб и кожуха; поэтому аппараты этого типа называют еще теплообменниками жесткой конструкции. Некоторые вари­анты крепления трубных решеток к ко­жуху в стальных приведены на рисунке.

Трубы в кожухотрубчатых тепло­обменниках размещают так, чтобы за­зор между внутренней стенкой кожуха и поверхностью, огибающей пучок труб, был минимальным; в противном случае значительная часть теплоносителя мо­жет миновать основную поверхность теплообмена.

Для уменьшения коли­чества теплоносителя, проходящего между трубным пучком и кожухом, в этом пространстве устанавливают специальные заполнители, например приваренные к кожуху продольные полосы или глухие трубы, которые не проходят через трубные решетки и могут быть расположены непосредственно у внутренней поверх­ности кожуха.

Рисунок 2- Некоторые варианты крепления трубных решеток к кожуху аппарата

Рисунок 3- Способы расположения в пространстве между трубным пучком и кожухом полос (а) и заглушённых труб (б)

В кожухотрубчатых теплообменниках для достижения больших ко­эффициентов теплоотдачи необходимы достаточно высокие скорости теплоносителей: для газов 8…30 м/с, для жидкостей не менее 1,5 м/с. Скорость теплоносителей обеспечивают при проектировании соответ­ствующим подбором площади сечения трубного и межтрубного про­странства.

Рисунок 4- Вертикальный кожухотрубчатый теплообменник типа ТК

Теплообменные аппараты с температурным компенсато­ром типа ТК (рисунок 4) име­ют неподвижные трубные ре­шетки и снабжены специаль­ными гибкими элементами для компенсации различия в удлинении кожуха и труб, возникающего вследствие различия их температур.

Вертикальный кожухотрубчатый теплообменник типа ТК отлича­ется от теплообменника типа ТН наличием вваренного между двумя частями кожуха 1 Линзового компенсатора 2 И обтекателя 3 (рисунок 5). Обтекатель уменьшает гидрав­лическое сопротивление межтрубного про­странства такого аппарата; обтекатель при­варивают к кожуху со стороны входа тепло­носителя в межтрубное пространство.

Рисунок 5- Компенсаторы: а — однолинзовый; б — сварен­ный из двух полулинз; в — двухлинзовый

При установке линзового компенсатора на горизонтальных аппа­ратах в нижней части каждой линзы сверлят дренажные отверстия с заглушками для слива воды после гидравлических испытаний аппа­рата.

Теплообменники с U-образными трубками типа ТУ имеют одну трубную решетку, в которую завальцованы оба конца U-образных тру­бок, что обеспечивает свободное удлинение трубок при изменении их температуры. Недостатком таких аппаратов является трудность чистки внутренней поверхности труб, вследствие которой они используются преимущественно для чистых продуктов.

Такие аппараты (рисунок 6) состоят из кожуха 2 И трубного пучка, имеющего одну трубную решетку 3 И U-образные трубы 1. Трубная решетка вместе с распределительной камерой 4 крепится к кожуху ап­парата на фланце.

Рисунок 6- Теплообменник с U-образными трубами

Теплообменники этого типа могут быть в горизонтальном и верти­кальном исполнении. Их изготовляют диаметром 325…1400 мм с тру­бами длиной 6…9 м, на условное давление до 6,4 МПа и для рабочих температур до 450 °С. Масса теплообменников до 30 т.

Для обеспечения раздельного ввода и вывода теплоносителя в рас­пределительной камере предусмотрена перегородка 5.В аппаратах типа ТУ обеспечивается свободное температурное удлинение труб: каждая труба может расширяться независимо от кожуха и соседних труб. Разность температур стенок труб по ходам в этих аппа­ратах не должна превышать 100° С.

В противном случае могут возникнуть опас­ные температурные напря­жения в трубной решетке вследствие температурного скачка на линии стыка двух ее частей. Преимуществом кон­струкции аппарата типа ТУ является возможность пе­риодического извлечения трубного пучка для очистки наружной поверхности труб или полной замены пучка.

Однако следует отметить, что наружная поверхность труб в этих аппаратах неудобна для механической очистки.

Поскольку механическая очистка внутренней поверхности труб в аппаратах типа ТУ практически невозможна, в трубное пространство таких аппаратов следует направлять среду, не образующую отложений, которые требуют механической очистки.

Внутреннюю поверхность труб в этих аппаратах очищают водой, водяным паром, горячими нефтепродуктами или химическими реаген­тами.

Иногда используют гидромеханический способ (подача в труб­ное пространство потока жидкости, содержащей абразивный материал, твердые шары и др.).

Крепление фланца 4 Распределительной камеры к фланцу 1 Кожуха аппарата показано на рисунке 7. Специальная шпилька 3 С коническим стопорным выступом позволяет снимать распределительную камеру без нарушения соединения трубной решетки 2 С кожухом.

Один из наиболее распространенных дефектов кожухотрубчатого теплообменника типа ТУ — нарушение герметичности узла соединения труб с трубной решеткой из-за весьма значительных изгибающих напряжений, возникающих от массы труб и протекающей в них среды. В связи с этим теплообменные аппараты типа ТУ диаметром от 800 мм и более для удобства мон­тажа и уменьшения изгибающих напряжений в трубном пучке снабжают роликовыми опорами.

К недостаткам теплообменных аппаратов типа ТУ следует отнести относительно плохое заполнение кожуха трубами из-за огра­ничений, обусловленных изгибом труб. Обычно U-образные трубы из­готовляют гибкой труб в холодном или нагретом состоянии.

К существенным недостаткам аппаратов типа ТУ следует отнести невозможность замены труб (за исключением наружных труб) при вы­ходе их из строя, а также сложность размещения труб, особенно при большом их числе. Из-за указанных недостатков теплообменные аппараты этого типа не нашли широкого применения.

Теплообменные аппараты с плавающей головкой типа ТП (с под­вижной трубной решеткой) являются наиболее распространенным ти­пом поверхностных аппаратов (рисунок 8). Подвижная трубная решетка позволяет трубному пучку свободно перемещаться независимо от кор­пуса. В аппаратах этой конструкции температурные напряжения могут возникать лишь при существенном различии температур трубок.

Рисунок 7 — Способ крепления распределительной камеры к кожуху теплообменника

Рисунок 8 — Горизонтальный двухходовой конденсатор с плавающей головкой

Теплообменники этой группы стандартизованы по условным давле­ниям Р = 1,6…6,4 МПа, по диаметрам корпуса 325… 1400 мм и поверх­ностям нагрева 10…1200 м2 с длиной труб 3…9 м. Масса их достигает 35 т.

Теплообменники применяют при температурах до 450 °С. В теплообменных аппаратах подобного типа трубные пучки сравни­тельно легко могут быть удалены из корпуса, что облегчает их ремонт, чистку или замену.

Горизонтальный двухходовой конденсатор типа ТП состоит из кожу­ха 10 И трубного пучка. Левая трубная решетка 1 Соединена фланцевым соединением с кожухом и распределительной камерой 2, Снабженной пе­регородкой 4. Камера закрыта плоской крышкой 3.

Правая, подвижная, трубная решетка установлена внутри кожуха свободно и образует вместе с присоединенной к ней крышкой 8 «плавающую головку». Со сторо­ны плавающей головки аппарат закрыт крышкой 7. При нагревании и удлинении трубок плавающая головка перемещается внутри кожуха.

Для обеспечения свободного перемещения трубного пучка внутри кожуха в аппаратах диаметром 800 мм и более трубный пучок снабжают опорной платформой 6.

Верхний штуцер 9 Предназначен для ввода пара и поэтому имеет большое проходное сечение; нижний штуцер 5 пред­назначен для вывода конденсата и имеет меньшие размеры.

Значительные коэффици­енты теплоотдачи при конден­сации практически не зависят от режима движения среды. Поперечные перегородки меж­трубного пространства этого аппарата служат лишь для поддержания труб и придания трубному пучку жесткости.

Аппараты с плавающей го­ловкой обычно выполняют одноходовыми по межтруб­ному пространству, однако установкой продольных пере­городок в межтрубном про­странстве можно получить многоходовые конструкции.

На рисунке 9 показаны двуххо­довые по межтрубному про­странству теплообменники.

Рисунок 9- Двухходовой теплообменник типа ТП с плавающей головкой: а — цельной; б — разрезной

Хотя в аппаратах типа ТП обеспечивается хорошая компенсация температурных деформаций, эта компенсация не является полной, по­скольку различие температурных расширений самих трубок приводит к короблению трубной решетки.

В связи с этим в многоходовых тепло­обменниках типа ТП диаметром более 1000 мм при значительной (выше 100 °С) разности температур входа и выхода среды в трубном пучке, как правило, устанавливают разрезную по диаметру плавающую головку.

Особенно часто трубные пучки с плавающей головкой используют в испарителях с паровым пространством. В этих аппаратах должна быть создана большая поверхность зеркала испарения, поэтому диаметр кожуха испарителя значительно превы­шает диаметр трубного пучка, а перегородки в пучке служат лишь для увеличения его жесткости.

В испарителе (рисунок 10) уровень жидкости в кожухе 11 Поддержи­вается перегородкой 2.

Для обеспечения достаточного объема парового пространства и увеличения поверхности испарения расстояние от уровня жидкости до верха корпуса составляет примерно 30 % его диаметра.

Труб­ный пучок 3 Расположен в корпусе испарителя на поперечных балках 4. Для удобства монтажа трубного пучка в перегородке 2 и левом днище преду­смотрен люк 10, Через который в аппарат можно завести трос от лебедки.

Рисунок 10 — Испаритель

Продукт вводится в испаритель через штуцер 5; для защиты труб­ного пучка от эрозии над этим штуцером установлен отбойник 6. Пары отводятся через штуцер 9, Продукт — через штуцер 1. Теплоноситель подводится в трубный пучок и отводится через штуцеры 7, 8. В таких аппаратах можно устанавливать несколько трубных пучков.

Теплообменники с плавающей головкой и компенсатором (тип ТПК) представляют собой аппараты полужесткой конструкции, в ко­торых компенсацию температурных напряжений обеспечивает гибкий элемент — компенсатор, установленный на плавающей головке.

Теплообменники типа ТПК выполняют одноходовыми с противоточным движением теплоносителей и используют при повышенном давлении теплообменивающихся сред (5… 10 МПа).

Теплообменник этой конструкции (рисунок 11) отличается от рассмот­ренных выше наличием на крышке 2 удлиненного штуцера (горловины) 3, Внутри которого размещен компенсатор 4. Последний соединен од­ним концом с плавающей головкой 1, Другим — со штуцером на крышке теплообменника. Конструкции остальных узлов теплообменника ана­логичны используемым в аппаратах типа ТП.

• 1 — плавающая головка; 2 — крышка; 3 — штуцер; 4 — Компенсатор
• Рисунок 11- Теплообменник с плавающей головкой и компенсатором

Компенсаторы, используемые в аппаратах типа ТПК, отличаются от линзовых компенсаторов аппаратов типа ТК относительно меньшими диаметрами, большим числом волн (гофров), меньшей толщиной стен­ки.

Такие компенсаторы можно использовать при перепаде давлений не более 2,5 МПа, поэтому аппараты типа ТПК разрешается эксплуа­тировать только при одновременной подаче теплоносителей в трубное и межтрубное пространства.

Пример частичной компенсации разности температурных дефор­маций кожуха и труб — использование в кожухотрубчатых аппаратах сальникового уплотнения. Основные элементы кожухотрубчатых теплообменных аппаратов: кожух (корпус), распределительная камера и трубный пучок. Послед­ний состоит из труб, трубных решеток и перегородок. Элементы сталь­ных кожухотрубчатых аппаратов изготовляют из стали.

Для каждого из рассмотренных выше типов стальных кожухотруб­чатых аппаратов в зависимости от их назначения материалы регламен­тированы соответствующими стандартами.

Теплообменники с U-образными трубами

U – образные теплообменные аппараты (ТУ) отличаются тем, что имеют только одну трубную доску и камеру для входа и выхода потока. Конструкция U-образного пучка позволяет свободно перемещаться пучку в кожухе при компенсации температурного расширения, что делает актуальным их применение для случаев с большой разницей температур теплоносителей.

Теплообменные аппараты с U – образными трубами используют для нагрева и охлаждения жидкостей и газов, как правило, без изменения их агрегатного состояния, с давлением до 6,4 МПа.

U – образные теплообменные аппараты имеют всегда четное количество ходов по трубному пространству.

В межтрубном пространстве движение теплоносителя происходит по смешанному или противоточному типу.

Схема движения теплоносителей

Для создания чистого противотока, в таких аппаратах, применяют продольную перегородку и 2-х ходовое исполнение по трубному пространству (кожух типа F по классификации TEMA). Во избежание перетечек (байпасных потоков) в паз перегородки вставляют асбестовый шнур или прокладку.

Такая конструкция позволяет получить максимальный температурный напор, а, следовательно, увеличивает КПД данной теплообменной поверхности.
Ограничение: разница температур стенок труб по ходам трубного пространства должна быть не более 100 С, для предотвращения температурных напряжений в трубной решетке.

Гост и обозначение

При указании шифра аппарата используют аббревиатуру «ТУ» — теплообменные аппараты с У-образным (U-образным) пучком согласно ТУ 3612-023-00220302-00 ВНИИНефтемаша.

Пример обозначения: Теплообменник 1400 ТУ-1,6-М1/25Г-6-Т-2-У-И ТУ 3612-023-00220302-00

• Теплообменник с U-образными трубами (ТУ)
• с кожухом диаметром 1400 мм
• на условноедавление в трубах и кожухе 1,6 МПа
• исполнения по материалу Ml
• с гладкими теплообменными трубами (Г)
• диаметром 25 мм
• длиной 6м
• расположенными по вершинам равносторонних треугольников (Т)
• 2-х ходовой по трубному пространству
• климатического исполнения (У)
• с деталями для крепления теплоизоляции

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Конструкции кожухотрубных теплообменников

Конструкция

Двухходовой теплообменник (CFU) с U-образными трубами

1 – передняя камера; 3 – фланец камеры; 4 – крышка камеры; 5 и 12 – патрубки ; 6 – трубная доска; 7 – U-образные трубы; 8 – кожух; 9 – крышка кожуха; 10 – фланец кожуха;  13 – фланец крышки кожуха; 28 – поддерживающие перегородки; 30 – продольная перегородка; 31 – разделительная перегородка в камере;  34 – штуцер для измерительных приборов; 35 – седловые опоры; 36 – рымболт для монтажных работ.

Типоразмерный ряд

Преимущества

1. Свободное перемещение U-образного пучка позволяет использовать теплообменники при большом перепаде между температурами сред
2. Отсутствие задней камеры снижает риски протечек, как это происходит в аппаратах с плавающей головкой, которые являются альтернативным решением для ТУ аппаратов
3. Наличие возможности извлечения трубного пучка для чистки или его замены
4. Изготовление, как правило, дешевле по сравнению с аппаратами с плавающей головкой

Недостатки

1. Сложность чистки наружной поверхности труб
2. Отсутствие возможности механической чистки внутренней поверхности труб
3. Только четное количество ходов потока по трубам

Теплообменник для установки гидрокрекинга

Аппараты теплообменные с U-образными трубами

Описание Технические характеристики Эскизы

  Аппараты теплообменные с U-образными трубами предназначены для нагрева и охлаждения жидких или газообразных сред без изменения их агрегатного состояния. Теплообменники широко используются в нефтехимической, газовой, металлургической промышленности.

Данный тип оборудования отличается простотой конструкции. Теплообменники надежны в эксплуатации. В конструкции нет внутренней крышки, и присутствует одна трубная решетка. В данных аппаратах обеспечивается свободное удлинение труб. Это исключает возможность возникновения температурных напряжений.

Теплообменники с U-образными трубами являются двухходовыми по трубному пространству и одно- или двухходовыми по межтрубному. Чтобы избежать перетекания теплоносителя в зазорах между кожухом и перегородкой устанавливаются гибкие металлические пластины.

Технические характеристики аппаратов теплообменных с U-образными трубами

Обозначение	Диаметр, мм	Рабочее давление, МПа	Длина, мм
325 ТУ-2,5	325	2,5	3000
6000
325 ТУ-4,0	4,0	3000
6000
400 ТУ-2,5	400	2,5	3000
6000
400 ТУ-4,0	4,0	3000
6000
400 ТУ-6,3	6,3	3000
6000
500 ТУ-2,5	500	2,5	3000
6000
500 ТУ-4,0	4,0	3000
6000
500 ТУ-6,3	6,3	3000
6000
600 ТУ-1,6	600	1,6	6000
600 ТУ-2,5	2,5
600 ТУ-4,0	4,0
700 ТУ-1,6	700	1,6	6000
700 ТУ-2,5	2,5
700 ТУ-4,0	4,0
700 ТУ-6,3	6,3
800 ТУ-1,6	8000	1,6	6000
9000
800 ТУ-2,5	2,5	6000
9000
800 ТУ-4,0	4,0	6000
9000
800 ТУ-6,3	6,3	6000
9000
900 ТУ-1,6	900	1,6	6000
9000
900 ТУ-2,5	2,5	6000
9000
900 ТУ-4,0	4,0	6000
9000
1000 ТУ-1,6	1000	1,6	6000
9000
1000 ТУ-2,5	2,5	6000
9000
1000 ТУ-4,0	4,0	6000
9000
1200 ТУ-1,6	1200	1,6	6000
9000
1200 ТУ-2,5	2,5	6000
9000
1400 ТУ-1,6	1400	1,6	6000
9000
1400 ТУ-2,5	2,5	6000
9000

Аппарат теплообменный с U-образными трубами

Кожухотрубчатые теплообменники с U образными трубами

Теплообменники с U образными трубами широко используются в разных промышленных сферах в пределах рабочих температурных режимов до плюс 450 градусов.

Особенности конструкции

Теплообменные аппараты с U образными трубами используют для того, чтобы нагревать и охлаждать газообразные или жидковатые среды без необходимости менять их первоначальное состояние. Они выдерживают давление до уровня 6.4 Мпа.

По сравнению с изделиями с плавающей головкой у них более простое устройство (1 трубная решетка, внутри отсутствует крышка). Они могут быть только 2-ходовыми, состоять из труб лишь единственного ассортимента: 20 Х 2 миллиметров.

В кожухотрубчатом изделии такого устройства трубы свободно удлинены, что не позволяет возникать напряжениям температур. Каждая труба способна расширяться вне зависимости от кожуха и рядом расположенных труб.

Так как механически очищать внутреннее покрытие труб в изделиях вида U почти невозможно, то пространство труб подобных теплообменников нужно содержать в среде, где не образуются отложения, требующие механической чистки.

Устройство представленных изделий позволяет эксплуатировать их в условиях со значительными температурными перепадами. Причем тепловая деформация, которая происходит с теплобменниками, не считается критичной.

Преимущества

• Устройство изделия вида U выгодно отличается тем, что позволяет периодически извлекать трубный пучок для того, чтобы очистить внешнее покрытие труб или полностью поменять пучок.
• Также можно выделить следующие положительные стороны, которыми обладают теплообменники с У образными трубами:

• безопасность использования — опасность смешивания рабочих сред достаточно низка;
• повышенная эффективность – тепловые параметры по своей мощности лучше чем у пластинчатых теплообменников;
• прочность и превосходная надежность конструкции;
• легкость техобслуживания и установки.

Выгодное сотрудничество

Компания «СПЕЦХИММАШ» предлагает заказать теплообменник с u образными трубами. Исходя от условий эксплуатации и требуемой клиентам мощности, которая указывается в онлайн-заявке, специалисты компании помогут выбрать самую оптимальную модель теплообменника.  

Теплообменники, которые спроектированы и изготовлены в соответствии с потребностями отрасли, широко применяются  на предприятиях по нефтепереработке, выпуску минеральных удобрений, в металлургической промышленности.  

35. Теплообменники нежесткой конструкции. Конструкция теплообменника с u-образными трубками

Теплообменники
с U-образными трубками типа ТУ имеют
одну трубную решетку, в которую
завальцованы оба конца U-образных трубок,
что обеспечивает свободное удлинение
трубок при изменении их температуры.
Недостатком таких аппаратов является
трудность чистки внутренней поверхности
труб, вследствие которой они используются
преимущественно для чистых продуктов.

Такие
аппараты (рис. 2.26) состоят из кожуха 2
и трубного
пучка, имеющего одну трубную решетку 3
и U-образные
трубы 1.
Трубная решетка вместе с распределительной
камерой 4 крепится к кожуху аппарата на
фланце.

Рис.
2.26. Теплообменник с U-образными трубами

Теплообменники
этого типа могут быть в горизонтальном
и вертикальном исполнении. Их изготовляют
диаметром 325…1400 мм с трубами длиной
6…9 м, на условное давление до 6,4 МПа и
для рабочих температур до 450 °С. Масса
теплообменников до 30 т.

Для
обеспечения раздельного ввода и вывода
теплоносителя в распределительной
камере предусмотрена перегородка 5.

Теплообменники
типа ТУ являются двухходовыми по трубному
пространству и одно- или двухходовыми
по межтрубному пространству. В последнем
случае (рис. 2.27) в аппарате установлена
продольная перегородка 2,
извлекаемая из кожуха 1
вместе с
трубным пучком.

Для исключения перетекания
теплоносителя в зазорах между кожухом
аппарата и перегородкой 2
у стенки
кожуха устанавливают гибкие металлические
пластины 3
(рис. 2.28а)
или прокладку 3
(рис. 2.

28б)
из прорезиненного асбестового шнура,
уложенную в паз перегородки 2.

Преимуществом
конструкции аппарата типа ТУ является
возможность периодического извлечения
трубного пучка для очистки наружной
поверхности труб или полной замены
пучка. Однако следует отметить, что
наружная поверхность труб в этих
аппаратах неудобна для механической
очистки.

Поскольку
механическая очистка внутренней
поверхности труб в аппаратах типа ТУ
практически невозможна, в трубное
пространство таких аппаратов следует
направлять среду, не образующую отложений,
которые требуют механической очистки.

Внутреннюю
поверхность труб в этих аппаратах
очищают водой, водяным паром, горячими
нефтепродуктами или химическими
реагентами. Иногда используют
гидромеханический способ (подача в
трубное пространство потока жидкости,
содержащей абразивный материал, твердые
шары и др.).

Крепление
фланца 4
распределительной
камеры к фланцу 1
кожуха
аппарата показано на рис. 2.29.
Специальная шпилька 3
с коническим
стопорным выступом позволяет снимать
распределительную камеру без нарушения
соединения трубной решетки 2
с кожухом.

Один
из наиболее распространенных дефектов
кожухотрубчатого теплообменника типа
ТУ — нарушение герметичности узла
соединения труб с трубной решеткой
из-за весьма значительных изгибающих
напряжений, возникающих от массы труб
и протекающей в них среды. В связи с этим
теплообменные аппараты типа ТУ диаметром
от 800 мм и более для удобства монтажа и
уменьшения изгибающих напряжений в
трубном пучке снабжают роликовыми
опорами.

К
недостаткам теплообменных аппаратов
типа ТУ следует отнести относительно
плохое заполнение кожуха трубами из-за
ограничений, обусловленных изгибом
труб. Обычно U-образные трубы изготовляют
гибкой труб в холодном или нагретом
состоянии.

К
существенным недостаткам аппаратов
типа ТУ следует отнести невозможность
замены труб (за исключением наружных
труб) при выходе их из строя, а также
сложность размещения труб, особенно
при большом их числе.

Из-за
указанных недостатков теплообменные
аппараты этого типа не нашли широкого
применения.

Обозначение кожухотрубчатых теплообменников по стандарту ТЕМА — Белинтерфлоу

• Рекомендации международного стандарта TEMA* составляют основу для расчетов и конструирования кожухотрубных теплообменников.
• *TEMA – Tubular Exchanger Manufacturer Association
• Обозначения теплообменников стандарта TEMA
• Типы передних неподвижных головок по системе обозначений ТЕМА:A — канального типа со съемной крышкойB — тип колпака (сплошная крышка)C — полностью канального типа с трубной доской и съемной крышкойN — полностью канального типа с трубной доской и съемной крышкой
• D — специальная головка с крышкой для высоких давлений
• Типы кожухов по системе обозначений ТЕМА:E — кожух с одним ходом в межтрубном пространствеF — кожух с двумя ходами в мсжтрубном пространстве с продольной перегородкойG —кожух с распределенным потокомH —кожух с двойным расширенным потокомJ — кожух с разделенным потокомK —ребойлер
• X —кожух с поперечным потоком в межтрубном пространстве
• Типы задних головок по системе обозначений ТЕМА:L — с фиксированной трубной доской, как в неподвижной головке типа АM —с фиксированной трубной доской, как в неподвижной головке типа ВN — с фиксированной трубной доской, как в неподвижной головке типа NP — плавающая головка, уплотняемая снаружиS — плавающая головка с опорным устройствомT — плавающая головка, которую можно вынимать из кожухаU — головка с U-образным трубным пучком
• W —головка с уплотняемой снаружи плавающей трубной доской
• ЭСКИЗЫ ЧАСТЕЙ ТЕПЛООБМЕННИКОВ СТАНДАРТА “TEMA”
• Тип BET.
• Применение: нагреватели жидкостей с низким давлением пара в корпусе; охлаждение газа или нефти в корпусном пространстве
• Преимущества:

1. Относительно большое кольцо вокруг внешней границы трубок и корпуса позволяет входить среде в трубный пучок с неименьшим сопротивлением. Как результат: низкие скорости сред на входе-выходе и небольшая потеря давления.
2. Легко снимаемый трубный пучок.
3. Трубный пучок расширяется свободно, без специальных условий для расширения.

Ограничения:

1. Сложность обнаружения утечки в прокладке подвижной головы и трубной решеткой.
2. Относительно низкая тепловая эффективность из-за большого кольца между внешней границей трубки (ВЛ) и оболочки ID (Приводит к низкому коэффициенту стороне корпуса передачи тепла).
3. Меньшее количество трубок для любого размера корпуса по сравнению с другими типами теплообменников.

1. Тип AES
2. Применение: Часто используется на нефтеперерабатывающих заводах при высоком давлении
3. Преимущества:

1. Более высокая эффективность по сравнению с типом BET из-за меньшего кольца и большего количества трубок в корпусе.
2. Трубный пучок расширяется свободно, без специальных условий для расширения.

Ограничения:

1. Нет обнаружения утечки в прокладке плавающей головки.
2. Плавающая головка и фиксированной связи конец должен быть раскреплены для удаления трубного пучка.

• Тип BEP
• Описание: Съемный трубный пучок, наружное крепление решетки, трубная решетка может быть изготовлена из кованой стали, чтобы удовлетворить требованиям по расчетному давлению на корпус возможен в разном материальном исполнении, диапазон давлений в трубках — до 3000 psi, максимальная герметичность.
• Применение: при применении особо опасных газов, при высоком давлении в трубной части, где неисправности прокладки должны быть обнаружены максимально быстро.
• Преимущества:

1. Уплотнение не контактирует с жидкостью трубок
2. По сравнению с BET и BES, внешняя граница трубки (OTL) относительно близко к оболочке корпуса ID (внутренний диаметр) в результате чего повышается эффективность теплообмена.
3. Нет возможности смешения жидкостей через уплотнения или прокладки.

Ограничения:

1. Конструкция с одним или двумя ходами.
2. Давление корпуса до 150 psi исходя из уплотнения колец.
3. Расширение пучка.

1. Тип BEM
2. Описание: Фиксированная трубная решетка, с несъемным пучком, трубная решетка приварена непосредственно к корпусу, конструкция один или два хода
3. Применение: Химические процессы; среды – воздух (большое давление), азот (газ в трубах, фреон в корпусе).
4. Преимущества:

1. Экономичный дизайн.
2. Нет возможности загрязнения по сравнению с конструкциями с плавающей головкой (за исключением возможностей в трубках).
3. Более простое исполнение конструкции корпуса при высоком давлении в сравнении с типами с плавающей головкой.
4. Чрезвычайно эффективная передача тепла корпусной части из-за малого кольца между внешней границей трубок и корпусом
5. Конструкция корпуса может быть изменена при большой площади теплообмена.
6. Нет разборных соединений на корпусе.

Ограничения:

1. Отсутствие возможностей для дифференциального расширения трубок и корпуса без компенсатора.
2. Материалы корпуса и трубок должны быть свариваемые
3. Трубный пучок не снимается для очистки.

• Тип BEU
• Описание: трубки U-типа; съемный или несъемный трубный пучок; многоходовая конструкция; наибольший диапазон давлений и по корпусу, и по трубкам.
• Применение: Химические процессы; подогреватели жидкостей; испартели.
• Преимущества:

1. Свободное расширение трубок.
2. Одиночная решетка минимизирует количество соединений по трубной части.
3. Экономичная конструкция.
4. Высокоэффективная теплопередача — небольшой кольцевой зазор между внешней границей трубки (ВЛ) и корпуса ID
5. Трубный пучок легко снимаем.

Ограничения:

1. Внешние ряды трубок должны быть замещены перед заменой внутренних рядов.
2. Требует химической очистки.
3. Не может быть целесообразным для использования там, где не ожидается загрязнения трубной части.

1. Тип AEW
2. Описание: Съемный трубный пучок; конструкция в один или два прохода; двойное уплотнение плавающей трубной решетки с «O-образными» кольцами и резьбовыми фиксаторами с контрольными отверстиями для обнаружения утечек � корпус размером от 6 «до 42»; обширный диапазон давлений.
3. Применение: Охладители.
4. Преимущества:

1. Высокоэффективная теплопередача — небольшой кольцевой зазор между внешней границей трубок и корпусом
2. Резьбовые «O» кольца держателя позволяют инспектировать трубки без снижения давления корпуса.
3. простое обнаружение утечек — смешивания или загрязнения жидкостей устранены.
4. Крышки легко снимаются для проверки и очистки.
5. Возможность чрезмерного затягивания болтов и, как следствие устранения повреждений О-кольца

Ограничения:

1. Не следует использовать для взрывоопасных жидкостей, где утечка не может быть возможна в принципе.
2. Конструкция — один или два хода.