Спиральные теплообменники

Роль поверхности теплообмена в спиральных аппаратах выполняют металлические листы, закрученные в виде спирали вокруг центральной перегородки – керна. Между собой поверхности листов имеют строго определенное расстояние, которое достигается путем установки дистанционных бобышек вдоль всего корпуса. Они также придают всей конструкции дополнительную жесткость. Для герметизации корпуса спиральных теплообменников используется два основных способа. При первом, одна из сторон наглухо заваривается, а вторая уплотняется упругой прокладкой. Такая схема позволяет достигнуть двух важных преимуществ. Во-первых, в случае какой-либо неисправности и потери герметичности, через корпус будет просачиваться лишь один из потоков. Вторым преимуществом является то, что благодаря возможности быстрого демонтажа одной из стенок, можно быстро провести чистку каналов.

Иногда, если один из потоков является химически активным и приводит к быстрому разрушению прокладки, в конструкции предусматривают «глухой» канал. Его заваривают с обеих сторон, что исключает протекание, но делает невозможным выполнение механической очистки. Второй уплотняется плоской прокладкой.

В отдельных случаях, когда допускается смешение рабочих потоков, при помощи прокладок уплотняются обе стороны спирального теплообменника. При невысоких давлениях каналы могут быть уплотнены U-образными манжетами, которые прижимаются к крышке силой внутреннего давления.

Одним из самых серьезных недостатков спиральных аппаратов является сложность обслуживания, ремонта и сборки. Их также недопустимо применять в системах, в которых рабочее

В кожутрубчатых теплообменниках основными элементами являются: корпус, пучки труб мало диаметра, трубные решетки, патрубки, крышки, элементы компенсации напряжений. Трубная решетка предназначена для крепления концов трубок путем сварки, пайки или развальцовки. Иногда в конструкции предусматриваются специальные перегородки, устанавливаемые в межтрубном и трубном пространствах. Благодаря им удается значительно повысить скорость движения рабочих потоков и интенсивность теплообмена.

По способу расположения кожухотрубчатые аппараты бывают наклонные, горизонтальные и вертикальные. Таким образом, всегда есть возможность подобрать теплообменник из условий технологического процесса и простоты монтажа.

Одним из негативных факторов, который возникает при эксплуатации кожухотрубчатых аппаратов, является температурное удлинение. Для борьбы с этим явлением реализованы устройства нежесткой и полужесткой конструкции. Кожухотрубчатые теплообменники жесткого типа используются из условий малой температурной разницы рабочих сред. Их отличительной особенностью является простота конструкции и высокая надежность.

В полужестких аппаратах незначительные температурные деформации гасятся благодаря наличию специальных компенсаторов, расположенных на корпусе устройства. Надежная работа обеспечивается, если давление в устройстве не превышает более 2, 5 кгс/см2, а деформация не превышает 10-15мм.

Для реализации нежесткой конструкции теплообменников используются сальниковые уплотнители, которые устанавливаются на пучок U-образных трубок, решетки, патрубки и позволяют устранять значительные температурные напряжения.

Двухтрубные аппараты типа “труба в трубе”

В таких теплообменных аппаратах основным рабочим элементом являются звенья, состоящие из двух соосно расположенных труб разного диаметра. Для простоты обслуживания и ремонта они соединяются между собой при помощи дополнительных фасонных частей - стальных колен. Они позволяют собрать аппарат любой мощности и производительности, путем размещения ряда секций по параллельной схеме.

Основными рабочими средами, которые используются в таких теплообменных аппаратах, являются газ и жидкость. При этом если участвует пара газ-жидкость, то в межтрубное пространство пускается газ. Основным параметром, который отвечает за интенсивность теплообмена и высокую скорость потока является диаметр труб, который подбирается при помощи специальных расчетов для достижения оптимальных значений.