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.