40 / 50
40
брой 2/2016
l
ЕНЕРДЖИ РЕВЮ
топлоенергетика
ожухотръбните топлооб-
менни апарати са широко използва-
ни в химическата промишленост и
особено в рафинерии заради много-
бройните предимства, които
предлагат пред другите видове
топлообменници. Налична е и много
информация за тяхното устройство
и изработване.
Ключово предимство на кожухот-
ръбните топлообменници е, че позво-
ляват топлообмен с кондензиращи
пари или кипяща течност както в
тръбите, така и в корпуса, като
ориентацията може да е хоризонтал-
на или вертикална. Освен това па-
довете на налягането могат да
имат широк обхват, а топлинните
натоварвания да се облекчават ев-
тино. Налице е и значителна гъвка-
вост за материалите, от които се
изграждаттези топлообменници, за
да се намали рискът от корозия и
други подобни притеснения. Кор-
пусът и тръбите могат да бъдат
направени от различни материали, а
разширена топлоотдаваща площ
(перки) може да се използва за подо-
бряване на преноса на топлина. В
допълнение към това, почистването
и ремонтът на тези топлообменни-
ци са сравнително лесни, тъй като
за тази цел оборудването може да
бъде демонтирано.
Кожухотръбните топлообменници
имат два основни компонента – сноп
кръгли тръби и цилиндричен корпус,
в който са монтирани тези тръби.
Другите компоненти на топлообмен-
ника включват: канали (глави),
тръбни решетки, прегради, свързва-
щи пръти, разделители и при необ-
ходимост топлинни фуги.
Тръби
Тръбите на топлообменниците
могат да са безшевни или заварени.
Безшевните тръби се произвеждат
чрез екструдиране, а заварените –
чрез валцоване на лента в цилиндър
и заваряване на шевовете. Заваре-
ните тръби обикновено са по-изгод-
ни. Обикновено диаметрите им са 16
мм, 19 мм и 25 мм. Могат да се из-
ползват и тръби с по-малък диа-
метър, но те са по-трудни за меха-
нично почистване. Понякога се изпол-
зват тръби с по-голям диаметър за
улесняване на почистването или за
постигане на по-нисък спад на наля-
гането.
Нормалната дебелина на стената
на тръбата варира от 2,8 мм до 1,6
мм. Тръби с по-тънки стени се изпол-
зват, когато материалът, от кой-
то са изградени, е относително скъп
– например титан.
Тръбите могат да са оребрени, за
да осигурят по-голяма топлоотдава-
ща площ. Оребрението обикновено е
по външната страна на тръбите, но
може да бъде направено и по вътреш-
ната. Високоточните тръби имат
специална повърхност, която подо-
брява преноса на топлина на една или
и двете страни на тръбата. Влож-
ки като усукани ленти могат да се
инсталират в тръбите, за да се
подобри топлообменът, особено при
работа с вискозни флуиди в условия
на ламинарен поток. В кожухотръб-
ните топлообменници могат да се
използват и усукани тръби, които
могат да осигурят подобрен топло-
обмен за някои приложения.
Тръбни решетки
Тръбните решетки са плочи или
изковки, пробити така, че през от-
ворите им да се вкарат тръби. Тези
тръби са подходящо закрепени към
решетката, така че флуидът при
корпуса на топлообменника да не се
смесва с тази при тръбите. Отво-
рите на тръбната решетка обикно-
вено се пробиват в една от две схе-
ми – триъгълна или квадратна. Раз-
стоянието между центровете на
отвора обикновено е 1,25 пъти
външния диаметър на тръбите. Че-
сто се използват други размери за
намаляване на пада на налягането по
страните на корпуса, както и за кон-
тролиране скоростта на флуида, ко-
гато протича през тръбния сноп.
Триъгълната схема на пробиване се
прилага най-често, тъй като осигу-
рява по-голям топлообмен и компак-
тност. Квадратната схема на про-
биване пък улеснява механичното
почистване на външната страна на
тръбите.
Тръбните решетки обикновено
трябва да са две, освен при U-образ-
ните тръбни снопове. Тръбите се
вкарват в отворите на решетката
и се захващат здраво чрез заварява-
не или чрез механично или хидравлич-
но разширение. Валцован възел“ е
общият термин за свързването на
тръбите с тръбната решетка чрез
механично разширение. Това свързва-
не най-често се осъществява чрез
ролкови разширители.
Кожухотръбни
топлообменни
апарати
К