Теплообменные аппараты «труба в трубе».

Теплообменные аппараты «труба в трубе» (ТАТТ) являются упрощенной разновидностью кожухотрубчатых аппаратов (их см. ниже) при числе труб в пучке, равном 1. Осо­бенность ТАТТ (рис. 5.1) заключается в том, что он состоит из одной или нескольких т. н. секций. Секция ТАТТ представляет собой теплопередающую тру­бу, размещенную концентрически в другой трубе большего диа­метра с соответствующими патрубками на концах для под­вода теплоносителей от одной секции к другой. Секции ТАТТ могут быть соединены последовательно или параллельно.

Наиболее распространены гладкотрубные ТАТТ с трубой круглой формы. Они описываются следующими основными классификационными конструктивными признаками: форма теплообменного модуля – Ф1, Н1, РН0, В0, РВ0;типтеплопередающей поверхности– П1;конструкция аппарата – О1, КО1.Наборы этих признаков необходимы при разработке структурной основы алгоритмов расчёта и оптимизации теплообменного оборудования.

ТАТТ могут иметь внутреннюю теплопередающую трубу разной формы, гладкую либо с различными турбулизаторами снаружи и внутри трубы. Например, к ней могут быть приварены продольные ребра изнутри или снаружи для увеличения поверхности теплопередачи со стороны потока с более низким коэффициентом теплоотдачи. В этом случае будут другие значения определителей формы поверхности Ф, Н, РН, В, РВ.

По аналогии можно формировать набор классификационных конструктивных признаков для приведенных далее аппаратов других конструкций.

Теплообменники из ТАТТ используются в основном при небольших тепловых нагрузках для нагрева или охлаждения теплоносителя в тех случаях, когда требуются небольшие поверхности теплопередачи (обычно до 100 м²). Они также могут исполь­зоваться в процессах, сопровождающихся частичным кипением или конденсацией теплоносителя. Преимущество этих теплообменных аппаратов заключается в разнообра­зии компоновок, и, кроме того, они могут быть быстро собраны из стандартных элементов на месте монтажа. При необходимости поверхность теплопередачи может быть увеличена за счет установки дополнительных аппаратов. Подходящим выбором конструкции входных и выходных патрубков можно обеспечить эффективную очистку поверх­ностей теплопередачи по обеим сторонам. Можно просто вы­полнять контроль распределения потоков теплоносителя по каждому каналу теплообменного аппарата, что особенно важно при охлаждении вязких жидкостей, когда в случае необ­ходимости один насос может быть установлен для группы аппаратов. Главными недостатками аппаратов «труба в трубе» являются большой объем и стоимость на единицу площади теплопередающей поверхности.

ТАТТ изготавливают из цельнокатаных труб. Их разновидности: жесткой сварной конструкции (тип ТТ), с сальниками на одном или обоих концах труб (тип ТТ-С) и с оребрёными внутренними трубами (тип ТТ-Р).

В странах СНГ основные параметры и размеры ТАТТ регламентированы советским государственным стандартом ГОСТ 99930-78. В табл. 5.2 приведены основные размеры ТАТТ жесткой конструкции типа ТТ, которые изготовляют из труб углеродистой или нержавеющей стали. Теплообменный аппараты этого типа применяют для нагрева и охлаждения жидкостей при давлении теплоносителей до 2,5 МПа и температуре до + 450 °С.

В табл. 5.2 приведены данные о ТАТТ следующих типов:

1. ТАТТ разборные, одно–, двухпоточные малогабаритные.

2. ТАТТ неразборные, однопоточные малогабаритные.

3. ТАТТ разборные, однопоточные.

4. ТАТТ неразборные, однопоточные.

5. ТАТТ разборные, многопоточные.

Поскольку ТАТТ имеют модульную структуру, они могут компоноваться путем последовательного соединения секций между собой. Как пример на рис. 5.1 показаны две секции аппарата типа ”труба в трубе”. Это позволяет создавать теплообменники с площадью поверхности от 1 до 250 м².

Таблица 5.2. Основные параметры и размеры теплообменных аппаратов "труба в трубе"