Кожухотрубный теплообменник (ТО) – один из самых распространенных видов. Любые жидкости, газы и пар – среды, в которых работает устройство. Оно применяется и в условиях, когда среда может меняться при перегоне.

История изобретения

Изобретение ТО относится к началу ХХ века. Такое изобретение требовалось для ТЭС, где перегонялись большие нагретые потоки воды при высоком давлении. Подробности можно узнать на opeks.energy/separatory-para-i-gaza/. Далее, по мере совершенствования конструкции, аппараты стали использоваться в испарителях. Сначала это были громоздкие сооружения, занимающие много места, некоторые элементы невозможно было чистить по отдельности.

По мере улучшения конструкции теплообменник кожухотрубчатый нашел применение в промышленностях, занимающихся нефтеперегонкой и производством химии. Связано это с тем, что в процессе производств образуется осадок, который надо периодически очищать с поверхностей. Доступность некоторых элементов для очистки стало решающим для применения этого вида ТО.

Конструкция и принцип работы

К деталям и узлам кожухотрубного ТО относятся:

• кожух;
• трубки;
• доска;
• патрубки;
• вход в кожух и выход из него;
• отвод для конденсата;
• перегородки.

Кожух сварен из листа, толщина которого от 4 мм и больше. Изгиб кожуха имеет U- или W-образную форму. Толщина зависит от среды, с которой работают. Внутри камеры помещен пучок трубок, который закреплен на решетке или доске (листовая сталь). Трубки соединяются патрубками.

Мощность теплообменного аппарата зависит от количества и диаметра трубок. Соответственно, чем больше трубок, тем больше мощность. Мощность теплообменника можно сравнить с паровой турбиной, если поверхность, которая передает тепло, равна 9000 м².

Конструкция, которая описана выше, является носителем тепла. Принцип работы прост: обмен теплом происходит в пространстве между камерами, в которых циркулирует холодная и горячая субстанции. Рабочая среда внутри трубок – жидкость, пар находится между ними, при этом создается конденсат. Для компенсации разности температуры между стенками труб и доской используются компенсаторы. Компенсаторы используются разные, в виде линз, сильфонов, сальников.

Преимущества и возможности

Преимуществ у кожухотрубных теплообменников много. Прежде всего, давление в трубах может достигать наивысших значений, там также может создаваться вакуум. По температурным напряжениям достигаются необходимые условия, и это не влияет существенно на стоимость. В этих устройствах не надо перед использованием очищать рабочую среду. Системы могут использоваться как в быту, к примеру, в ванной, так в огромных по площади производственных помещениях. Участки труб извлекаются, чистятся и ремонтируются, что представляет особое удобство.

Из недостатков можно отметить относительную громоздкость и высокую цену. Несмотря на это такой вид теплообменных устройств пользуется неизменным спросом.