Павлодар, 2021

Змеевиковые теплообменные аппараты


Змеевиковые теплообменные аппараты - это аппараты, в которых теплообменная по­верхность выполнена в виде объемного или плоского змеевика, расположенного в корпусе теплообменного аппарата, а теплоноситель с высоким давлением подается в трубное про­странство змеевика. Эти аппараты применяют в химической, нефтехимической, газовой, а также в холодильной и пищевой отраслях про­мышленности. Теплообменные аппараты тако­го типа определяют как аппараты нежесткой конструкции с компенсацией температурных напряжений в результате свободного удлине­ния змеевика.

Классификация змеевиковых теплообменных аппаратов.

Эти аппараты классифи­цируют по назначению, по агрегатному со­стоянию теплоносителей и схемы их относи­тельного движения, по конфигурации теплообменных элементов и их ориентации, по мес­ту их расположения и виду компоновки, по характеру теплового контакта.

По технологическому назначению – это кожухотрубчатые рекуперативные теплообменные аппараты.

По конфигурации змеевика:

- с плоскими спиральными (рисунок 1.35, а);

- зигзагообразны­ми (рисунок 1.35,б);

- объемными цилиндрической  формы (рисунок 1.35, в);

- конической формы(рисунок 1.35, г).

По ориентации теплообменных элементов в пространстве:

-  с горизонтальным расположением змеевиков;

- с верти­кальным расположением змеевиков;

- с наклонным расположением змеевиков.

По месту расположения теплообменных элементов:

- с внутренними змеевиками, уста­новленными внутри корпуса;

- с  внешними змеевиками, размещенными на корпусе.

Как правило, аппа­раты с внутренними теплообменными элемен­тами называют погружными, а с внешними - теплообменными аппаратами с наружными змеевиками.

Рисунок 1.35 –  Теплообменные элементы змеевиковых теплообменных аппаратов

По числу заходов змеевика - одно - и многозаходные (многоэлементные).

По характеру теплового контакта теплообменных элементов с теплоносителем:

-  по­гружные;

-  оросительные.

Конструкции змеевиковых теплооб­менных аппаратов.

Конструкция змеевикового теплообменника показана на рисунке 1.36.  Аппарат имеет корпус 1, в котором размещен змеевик 3 или система змеевиков. Витки змеевика ориентированы по винтовой линии. При боль­шой площади поверхности теплообмена змеевики по длине набирают из нескольких секций. Во избежание прогибов труб при большом числе витков и большом диаметре навивки каждый виток закрепляют болтами на стойках.

Рисунок 1.36 –  Одноэлементный змеевиковый теплообменный аппарат промышленного значения

Разность давлений теплоносителей в теплообменнике может достигать до 10 МПа.

В многозаходном змеевиковом аппарате витые трубы концами вваривают в трубные решетки. Теплопередающая по­верхность состоит из большого количества змеевиков, расположенных по винтовой линии в кольцевом пространстве между внутрен­ним барабаном и кожухом. Один из тепло­носителей движется внутри труб змеевика.