Кожухотрубчатые теплообменники

Теплообменники жесткого типа имеют цилиндри­ческий корпус, в котором установлен трубный пучок, закреп­ленный в трубных решетках, в которых трубки закреплены развальцовкой или сваркой. Корпус аппарата закрыт крышками. Внутри корпуса установлены перегородки, создающие опре­деленное направление движения потока и увеличивающие его скорость в корпусе.

Одна из теплообмснивающихся сред движется по трубкам, а другая — внутри корпуса между трубками. В трубки пускают более загрязненную среду, а также среду с меньшим коэффициен­том теплоотдачи, так как очистка наружной поверхности трубок затруднена, а скорости движения среды в межтрубном простран­стве меньше, чем в трубках.

Поскольку температуры теплообменивающихся сред разли­чаются, корпус и трубки получают различные удлинения, что при­водит к возникновению дополнительных напряжений в элементах теплообменника. При большой разности температур это может привести к деформации и даже разрушению трубок и корпуса, нарушению плотности развальцовки и т. п. Поэтому теплообмен­ники жесткого типа применяют при разности температур тепло-обменивающихся сред не более 50 °С.

Теплообменники с линзовым компенсатором на корпусе применяют для уменьшения температурных напряжений в аппа­ратах жесткого типа. Такие теплообменники имеют на корпусе линзовый компенсатор, за счет деформации которого снижаются температурные усилия в корпусе и трубках. Это снижение тем больше, чем больше число линз у компенсатора.

Теплообменники с плавающей головкой нашли наи­более широкое применение. В этих аппаратах один конец трубного пучка закреплен в трубной решетке, связанной с корпусом, а второй может свободно перемещаться относительно корпуса при температурных изменениях длины трубок. Это устраняет температурные напряжения в конструкции и позволяет работать с большими разностями температур теплообменивающихся сред. Кроме того, возможна чистка трубного пучка и кор­пуса аппарата, облегчается замена труб пучка. Однако конструк­ция теплообменников с плавающей головкой более сложна, а плавающая головка недоступна для осмотра при работе аппарата.

Перегородки, устанавливаемые в распределительной камере и в плавающей головке, увеличивают число ходов в трубном пучке. Это позволяет увеличить скорость движения потока и коэффициент теплоотдачи ко внутренней стенке труб.

Теплообменники с U-образными трубками имеют трубный пучок, трубки которого изогнуты в виде латинской буквы U, и оба конца закреплены в трубной решетке, что обеспе­чивает свободное удлинение трубок независимо от корпуса. Такие теплообменники применяют при повышенных давлениях. Среда, направляемая в трубки, должна быть достаточно чистой, так как очистка внутренней поверхности труб затруднена.