5.2. Типы и конструкции конденсаторов

По способу взаимодействия охлаждающей и охлаждаемой среды конденсаторы разделяют на контактные и поверхностные. В контактных конденсаторах охлаждаемые газы и хладоноситель смешиваются, а в поверхностных разделены твердой стенкой.

Контактные аппараты по конструкции и методам расчета аналогичны абсорбционным устройствам (см. раздел 3).

Конденсация смешением осуществляется в аппаратах – конденсаторах смешения. В зависимости от способа из аппаратов потоков различают мокрые и сухие конденсаторы смешения. В мокрых конденсаторах охлаждающий агент, конденсат и неконденсирующиеся газы (воздух) отводят из нижней части аппарата совместно при помощи мокро-воздушного насоса, в сухих охлаждающий агент с конденсатом отводятся из нижней части аппарата, а воздух отсасывается вакуум-насосом из верхней части.

Кроме того, различают прямоточные конденсаторы смешения, в которых охлаждающий агент и пар движутся в одном направлении (сверху вниз), и противоточные, в которых пар и охлаждающий агент движутся в противоположных направлениях (агент сверху вниз, а пар снизу вверх).

Поверхностные конденсаторы по конструкции сходны с другими типами поверхностных теплообменников - подогревателями, холодильниками, испарителями.

Кожухотрубчатые конденсаторы могут компоноваться вертикально или горизонтально. Конденсируемые газы обычно направляют в их межтрубное, а хладоноситель - в трубное пространство.

Наиболее простыми являются конденсаторы типа "труба в трубе" (рис. 5.1, а), которые изготавливаются по нормалям или индивидуальным проектам.

Многотрубные конденсаторы более сложны по конструкции и имеют две разновидности:

- тип Н (с неподвижной решеткой) предназначен для условий, не требующих компенсации температурных напряжений;

- тип К (рис. 5.1, 6) имеет линзовый компенсатор на кожухе.

Еще более совершенны, но достаточно сложны конструктивно конденсаторы с плавающей головкой (рис. 5.1, в). Теплоообменники с U- и W-образными трубками имеют хорошие компенсационные показатели и проще по конструкции, но в качестве конденсаторов их не применяют.

Для аппаратов типа Н в зависимости от материала, диаметра и давления допускается максимальная разность температур охлаждающей и охлаждаемой сред 20...60°С. При большей разности температур применяют аппараты типа К или с плавающей головкой. Максимальное давление для конденсаторов типа К составляет 1,6 МПа, а для конденсаторов с плавающей головкой до 1 МПа в трубном и 1...2.5 МПа в межтрубном пространстве. Все элементы кожухотрубчатых конденсаторов (трубы, перегородки, кожух и др.) могут изготавливаться из углеродистых или легированных сталей.

Пластинчатые конденсаторы более просты в изготовлении, имеют меньшие сопротивления и менее металлоемки. Пакетные пластинчатые теплообменники изготавливают из тонких металлических листов в виде многослойных разборных, полуразборных или неразборных пакетов. В разборных конструкциях (рис. 5.1, г) пластины 1 собираются на стяжных устройствах с герметизацией посредством больших 2 и малых 3 прокладок из термостойкой резины. В полуразборных или неразборных конструкциях пластины частично или полностью соединяются на сварке. Разборные конструкции используются при рабочих давлениях до 1 МПа в пределах температур - 20... 180°С, сварные - при давлениях до 4 МПа и температурах -100...300°С.

Рис. 5.1. Конструкции теплообменников-конденсаторов.

Наиболее часто для конденсации используются кожухотрубчатые и пластинчатые конструкции.