Материал: Теплообменное оборудование предприятий

бинного масла, применяемого для смазки и охлаждения подшипников паровых турбин и приводимых ими электрогенераторов, насосов, воздуходувок, компрессоров и т.п.

По технологическому назначению и конструктивному оформлению жидкостно–жидкостные теплообменные аппараты весьма разнообразны. Большинство из них являются кожухотрубчатыми. Но в последнее время в различных отраслях промышленности получили распространение пластинчатые теплообменники, состоящие из гофрированных пластин с различной формой профиля, и спиральные теплообменники. Такие аппараты обладают высокой интенсивностью процесса теплообмена, большой компактностью и малыми габаритами, что обеспечивает целесообразность их применения и эффективность работы.

3.2. Конструкции

На рис. 3.3 приведена конструкция секционных водо-водяных подогревателей Мосэнерго, применяемых в системах теплоснабжения

[14].

Секция подогревателя состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого расположена поверхность нагрева из латунных трубок диаметром 16/14 мм длиной 4 м, завальцованных в трубных досках. Подогреватель выполнен жёсткой конструкции. Для устранения температурных напряжений на корпусе секции установлены линзовые компенсаторы. Сетевая вода поступает через патрубок А, проходит внутри трубок последовательно все секции аппарата. Нагреваемая вода поступает через патрубок Б в межтрубное пространство пучка и движется противотоком. Число секций определяется расчётом. Число трубок в секции аппарата от 7 до 140, что соответствует диаметрам корпуса секции от 83 до 309 мм, поверхности нагрева от 1,32 до

26,4 м2. Рабочее давление в трубках до 10 кг/см2, в корпусе – до 6 кг/см2.

56

Рис. 3.3. Горизонтальный секционный водо–водяной подогреватель с линзовыми компенсаторами:

а – одна секция; б – схема сборки многосекционного подогревателя; А, Б – вход греющей и нагреваемой воды; В, Г – выход греющей и нагреваемой

воды; 1 – корпус; 2 – входной и выходной переходы; 3 – трубная решётка; 4 – линзовый компенсатор

Для небольших расходов воды в системах горячего водоснабжения применяются теплообменники типа "труба в трубе", конструкция которого приведена на рис. 3.4 [11].

Рис. 3.4. Водо–водяной подогреватель типа “труба в трубе”:

1 – наружная труба; 2 – внутренняя труба; 3 – сальниковое уплотнение; 4,7 – выход и вход нагреваемой воды; 5,6 – вход и выход сетевой воды

57

Теплообменные аппараты “труба в трубе” изготавливают как жёсткой конструкции из цельнокатаных труб, соединённых с помощью сварки, так и с сальниковыми уплотнениями на одном или на обоих концах трубы с целью компенсации термических расширений и удобства очистки. Поверхность нагрева одной секции составляет от 0,35 м2 до 1,5 м2 при длине труб от 3 до 6 м. Соотношение диаметров внешней и внутренней труб обычно составляет 76/38 мм или 108/76 мм. В таких аппаратах допускается давление воды в кожухе и в трубе до 5–6 кг/см2.

На рис. 3.5 представлена конструкция вертикального кожухотрубчатого маслоохладителя [19].

Охлаждающая вода движется в трубках, а охлаждаемое масло – в межтрубном пространстве. Подача воды и масла осуществляется снизу. Направление движения масла в межтрубном пространстве задаётся системой перегородок "диск – кольцо", обеспечивая поперечное обтекание потоком масла трубного пучка. Охлаждающая вода проходит аппарат за четыре хода, что обеспечивается Т – образной перегородкой, установленной в нижней водяной камере, и одной продольной – в верхней водяной камере.

В качестве поверхности теплообмена используются латунные трубки dн δ 16 1 мм. Концы труб в трубных досках закреплены

на вальцовке. Компенсация температурных расширений трубной системы относительно корпуса обеспечивается с помощью мембраны, установленной в верхней части аппарата.

Схемы узлов фланцевых соединений в нижней и верхней частях аппарата представлены на рис. 3.6.

На рис. 3.7 приведена конструкция маслоохладителя Невского машиностроительного завода. Принцип его работы аналогичен рассмотренному выше. Основные конструктивные особенности этого маслоохладителя состоят в том, что подвод и отвод охлаждающей воды осуществляется сверху, а на корпусе имеется только один фланцевый разъём. Компенсация температурных расширений трубной системы относительно корпуса обеспечивается за счёт подвижной нижней водяной камеры, соединённой с нижней трубной доской. В качестве поверхности теплообмена используются латунные трубки dн δ 14 1 мм.

58

Рис. 3.5. Вертикальный маслоохладитель с перегородками "диск–кольцо":

1 – корпус; 2 – трубный пучок; 3 – дисковая перегородка; 4 – мембрана; 5,10 – верхняя и нижняя водяные камеры; 6,11 – верхняя и нижняя трубные дос-

ки; 7,9 – патрубки для выхода и входа масла; 8 – кольцевая перегородка; 12 – перегородка в нижней водяной камере; 13 – патрубки для входа и выхода воды

59

Рис. 3.6. Схемы соединительных узлов маслоохладителя:

а) – узел крепления нижней трубной доски; б) – узел крепления верхней трубной доски.

1 – шпилька; 2 – нижняя трубная доска; 3 – нижний фланец корпуса; 4 – фланец нижней трубной доски; 5 – мембрана; 6 – шпилька специальная; 7 – верхняя трубная доска; 8 – верхний фланец корпуса; 9 – прижимное кольцо

Разновидностью конструктивного оформления теплообменного аппарата является маслоохладитель в горизонтальном исполнении, схема которого представлена на рис. З.8. Направление движения масла в межтрубном пространстве задаётся сегментными перегородками, по тракту воды аппарат является одноходовым. В нём осуществлено жёсткое соединение корпуса с трубной системой: трубные доски соединены с корпусом сваркой. Трубки в трубных досках закреплены на вальцовке. Обе водяные камеры выполнены съёмными.

В последнее время с целью интенсификации теплообмена по стороне потока масла в качестве поверхности нагрева в маслоохладителях применяют трубы с наружным проволочным петельным оребрением, трубы с накатными поперечными рёбрами и трубы с продольным оребрением. Применение таких труб позволяет в 1,6–1,9 раза увеличить компактность аппарата по сравнению с маслоохладителями из гладких труб, уменьшить примерно на 20 % затраты труб и снизить примерно на 40 % расход металла на корпус аппарата [19].

60