Конструкция теплообменных аппаратов

Основные элементы кожухотрубчатых теплообменных аппаратов - кожух (корпус), распределительная камера и трубный пучок, состоящий из труб, трубных решеток и перегородок. Элементы стальных кожухотрубчатых аппаратов изготовляют из стали. Из стали можно выполнять и некоторые элементы медных (ОСТ 26-01-900-79) аппаратов, например, кожух.

Для каждого из рассмотренных выше типов стальных кожухотрубчатых аппаратов в зависимости от их назначения материалы регламентированы соответствующими нормативными документами [8].

По стандарту предусмотрены различные варианты материального ис­полнения теплообменных аппаратов. Корпус аппарата выполняют из сталей ВСт3сп, 16ГС и биметаллическим с защитным слоем из сталей 08Х13,12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т. Применяют трубы из сталей 10, 20 и Х8 размерами 25 ˟ 2 и 20 ˟ 2 мм, из высоколегированнных сталей 08Х13, 08Х22Н6Т, 08Х18Н10Т, 08Х17Н13М2Т размерами 25 ˟ 1,8, 20 ˟ 1,6 мм, а также трубы из латуни и алюминиевых сплавов. Трубные решетки изготовляют из сталей 16ГС, 15Х5М, 12Х18Н10Т, а также биметаллическими – с наплавкой слоя латуни толщиной около 10 мм или высоколегированного хромоникелевого сплава [15].

Кожух

Кожух (корпус) теплообменного аппарата малого диаметра D (менее 600 мм) чаще всего изготовляют из труб, а кожух большого диаметра вальцуют из листовой стали. В последнем случае, особенно при большой длине аппарата, кожух может быть сварным из трех обечаек - центральной и двух концевых.

Толщины концевых обечаек должны в 1,2 - 1,4 раза превосходить толщину центральной обечайки, чтобы компенсировать напряжения, возникающие в месте соединения кожуха с трубной решеткой.

Корпуса теплообменников изготавливают с условным диаметром 400; 500; 600; 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 1800; 2000; 2200 мм. Толщину стенки корпуса определяют при расчете на прочность.

Для теплообменных аппаратов, особенно аппаратов типов ТУ, ТП и ПК, должна быть обеспечена необходимая устойчивость формы кожуха. К этой характеристике обечайки предъявляют особые требования, потому, что для очистки аппаратов приходится периодически извлекать трубный пучок с перегородками. Так как зазор между кожухом и перегородкой невелик, появление овальности кожуха приведет к невозможности монтажа и демонтажа трубного пучка [16].

Для аппаратов типа ТН должна быть обеспечена способность кожуха и труб к самокомпенсации, т.е. способность противостоять напряжениям, возникающим из-за различия их температурных удлинений. При определении температурных напряжений в трубах и кожухе теплообменников типа ТН можно полагать, что трубные решетки не деформируются, а кожух и трубы не подвергаются продольному изгибу.

Толщины стенок кожуха, распределительной камеры, обечайки и днища крышки определяют расчетом на прочность, но они должны быть не менее приведенных в таблице 3.1 [16].

Таблица 3.1 - Минимальные толщины стенок

В миллиметрах