Повний посібник з трубчастих теплообмінників

Принцип роботи кожухотрубних теплообмінників

Кожухотрубний теплообмінник складається з пучка паралельних труб, укладених у циліндричний зовнішній кожух. Одна рідина — рідина з боку труб — протікає всередині труб. Друга рідина — рідина з боку кожуха — протікає навколо труб ззовні, всередині кожуха. Стінка труби утворює поверхню теплообміну між двома рідинами.

Перегородки всередині кожуха направляють рідину з боку кожуха через пучок труб у вигляді серії проходів, збільшуючи турбулентність та ефективність теплообміну. Кількість проходів труб — скільки разів рідина з боку труб проходить по всій довжині теплообмінника — можна змінювати для оптимізації теплових характеристик під конкретне завдання.

Основні типи конструкцій

Фіксована трубна решітка

Найпоширеніша та найекономічніша конструкція. Трубні дошки на кожному кінці назавжди приварені як до труб, так і до корпусу. Ця конструкція найкраще підходить для застосувань, де різниця температур між рідинами в корпусі та трубах є помірною, що обмежує напруження від теплового розширення. Не можна розібрати для механічного очищення з боку корпусу.

U-подібні труби

Труби вигнуті у формі літери U і закріплені на одній трубній пластині. Пучок U-подібних труб можна вийняти з корпусу для огляду та очищення, що робить цю конструкцію придатною для застосувань, де на стороні труб відбувається забруднення. Широко використовується в системах парового опалення, технологічного нагрівання та виробництва електроенергії.

Плаваюча головка

Одна трубна решітка закріплена, а інша «плаває» — вона вільно рухається в осьовому напрямку, щоб компенсувати різницю в тепловому розширенні між корпусом і трубним пучком. Ця конструкція витримує великі перепади температур і дозволяє повністю знімати трубний пучок для огляду та очищення з обох боків. Переважно використовується в критичних технологічних процесах та при великих перепадах температур.

Основні переваги кожухотрубних теплообмінників

• Висока стійкість до тиску та температури — стандартні конструкції витримують тиск до 300 бар та температури понад 400 °C
• Надійність та добре вивченість — десятиліття розробки стандартів (TEMA, ASME, PED) забезпечують добре налагоджену інженерну базу
• Широкий вибір матеріалів — труби та кожухи можуть бути виготовлені з вуглецевої сталі, нержавіючої сталі, титану, хастелою, дуплексу та інших сплавів для складних вимог щодо сумісності рідин
• Велика пропускна здатність — можуть бути виготовлені для роботи з дуже високими витратами та тепловими навантаженнями, що перевищують можливості пластинчастих теплообмінників
• Підходить для двофазного потоку — підходить для парових конденсаторів, ребойлерів та випарників у технологічних процесах
• Простота технічного обслуговування — конструкції з U-подібними трубами та плаваючою головкою дозволяють повністю знімати трубний пучок

Обмеження

• Більша площа, ніж у пластинчастих теплообмінників з еквівалентною продуктивністю
• Нижча теплова ефективність на одиницю об’єму — багатопрохідна конструкція та перегородки покращують цей показник, але не можуть зрівнятися з геометрією гофрованих пластин
• Вищі початкові витрати для малих та середніх навантажень порівняно з паяними або ущільненими пластинчастими теплообмінниками
• Конструкції з фіксованою трубною дошкою не піддаються механічному очищенню з боку корпусу

Застосування

Кожухотрубні теплообмінники є стандартним вибором для:

• Нафтопереробки — лінії попереднього нагрівання сирої нафти, охолоджувачі продуктів, конденсатори верхніх фракцій
• Хімічної та нафтохімічної промисловості — теплообмінники для подачі та відведення реагентів, рекуперації розчинників, нагрівання та охолодження продуктів
• Енергетики — нагрівачі живильної води, охолодження конденсаторів, охолоджувачі мастила
• Фармацевтична промисловість — нагрівання та охолодження технологічних рідин, системи WFI (вода для ін’єкцій)
• Суднобудування та офшорна промисловість — охолодження морською водою, охолоджувачі мастила, HVAC
• Переробка промислових газів — охолодження газу, сепарація конденсату

Кожухотрубні та пластинчасті теплообмінники: коли обирати той чи інший

Ознайомтеся з промисловими та виготовленими на замовлення кожухотрубними теплообмінниками HEXONIC, розробленими для складних технологічних процесів.

Зверніться до нашої команди для отримання індивідуальної пропозиції.