Кожухотрубный теплообменник

Девятый и десятый разделы стандарта регламентируют специальные требования к изготовлению колонных аппаратов и кожухотрубчатых теплообменников.

- оборудование оболочкового типа (ректификационные колонны, абсорберы, десорберы, адсорберы, экстракторы, сушилки, отстойники, корпуса кожухотрубчатых теплообменников, реакторов, емкости, резервуары, трубопроводы);

- оборудование оболочкового типа (ректификационные колонны, абсорберы, десорберы, адсорберы, экстракторы, сушилки, отстойники, корпуса кожухотрубчатых теплообменников, реакторов, емкости, резервуары, трубопроводы);

Углеродистые стали, независимо от марки, имеют примерно одинаковую скорость коррозии в морской воде, составляющую в начальный период 0,12—0,16 мм/год и снижающуюся по мере установления стационарного режима до 0,04—0,06 мм/год [2]. Такая скорость коррозии вполне допустима для толстостенных аппаратов, тогда как для тонкостенных трубок, составляющих основу кожухотрубчатых теплообменников и конденсаторов, допустимая скорость коррозии не должна превышать 0,05 мм/год [3]. Срок службы трубных пучков из углеродистой стали при охлаждении морской водой не превышает 0,5 года. Для коррозионной защиты конденсационно-холодильного оборудования нефтехимических производств, работающего на морской воде, в некоторых случаях используют протекторную защиту. Применяют стандартные магниевые протекторы, такие, как для защиты подземных сооружений, диаметром 110 и длиной 600 мм из сплава МЛ-3, укрепляемые на перегородках крышек или на заглушенных трубках. Срок службы протектора 1,5—2 года [6].

Теплообменная аппаратура в процессе эксплуатации под действием оборотной воды подвергается не только коррозионному разрушению, приводящему к уменьшению толщины стенки тепло-передающей поверхности, но и обрастанию, как биологическому, так и за счет отложений продуктов коррозии и карбонатов кальция и магния, содержащихся в циркулирующей воде. Как коррозия, так и отложения наиболее сильно сказываются на работе трубных пучков кожухотрубчатых теплообменников. Нормальная эксплуатация кожухотрубчатых аппаратов требует периодической очистки внутренних поверхностей трубок от отложений, ухудшающих теплопередачу и уменьшающих сечение охлаждающего потока. Очистку проводят механически (ершами) через каждые 6 мес эксплуатации. Разрушения от коррозии, истирание и механические воздействия при чистке нередко приводят к перфорации трубок. Дефектные трубки изолируют заглушками. Пучок требует полной замены, когда заглушено более 20 % трубок. Срок службы трубных пучков значительно ниже срока службы сосудов и массообменных аппаратов (20 лет) и срока службы трубопроводов (10 лет) и при использовании углеродистой стали и пресной оборотной водой не превышает 2,5 лет. Таким образом, затраты на капитальный ремонт конденсационно-холодильного оборудования на химических предприятиях составляют от 25 до 40 % затрат на ремонт основного оборудования. Следовательно, при выборе материала для трубных пучков конденсаторов-теплообменников небходимр учитывать качество охлаждающей воды и сопоставлять стоимость конструкционного материала с расходами на очистку воды и капитальный ремонт теплообменников. В табл. 2.5 [10] указаны сплавы меди, рекомендуемые для изготовления теплообменной аппаратуры в зависимости от качества охлаждающей воды.

б) -трубные решетки, камеры, перегородки поперечные, трубчатки линзовые,' компенсаторы, определяющие особенности устройства и назначение кожухотрубчатых теплообменников и выпарных аппаратов (фиг. 151);

На основе агрегатирования второго порядка осуществляются различные конструкции кожухотрубчатых теплообменников в результате присоединения к сосудам аппаратов нормалей второго порядка — трубчаток, решеток, компенсаторов, поперечных перегородок и др., которые и предопределяют обратимость сосудов аппаратов в теплообменники.

На фиг. 155 приведен сводный график результатов сравнительного нор-мализационного анализа значительного количества (до 1000 типо-размеров) кожухотрубчатых теплообменников, а на фиг. 156 — диаграммы количества типо-размеров. Этот анализ позволил ограничиться только тремя типами теплообменников, получающихся путем агрегатирования второго порядка и, в свою очередь, являющихся базовыми конструкциями.

На основе каждого из этих трех базовых кожухотрубчатых теплообменников могут быть получены различные их производные взамен ранее проектировавшихся индивидуализированных теплообменников. Так, например, из базового теплообменника типа ТП могут быть получены, как его произ-

Фиг. 155. "График сравнительного {; нормализованного анализа типо-размеров деталей кожухотрубчатых теплообменников.

Конструктивные данные кожухотрубчатых теплообменников из фторопласта-4

Рис. 70. Кожухотрубный теплообменник:

Рис. 36. Кожухотрубный теплообменник с прямыми трубами жесткой конструкции.

Рис. 39. Кожухотрубный теплообменник с трубками Фильда. t

Рис. 40. Кожухотрубный теплообменник с U-об-разными трубами и общей трубной доской.

Рис. 41. Кожухотрубный теплообменник с U-образ-ными трубами и U-образным кожухом.

Рис. 46. Кожухотрубный теплообменник с применением перегородок в межтрубном пространстве.

На рис. 59 изображен парогенератор Дрезденской АЭС, представляющий собой вертикальный кожухотрубный теплообменник с U-образным пучком из 1801 трубы, по которым протекает вода из барабана-сепаратора. Температура воды на входе в парогенератор и выходе из него соответственно 284 и 266° С. Расход греющей воды 2900 т/час.

Промежуточный горизонтальный кожухотрубный теплообменник имеет U-образную форму корпуса и трубного пучка и изго-

Теплообменные аппараты натрий—сплав натрий—калий реактора «Рапсодия» (Франция). Реактор-размножитель на быстрых нейтронах «Рапсодия» тепловой мощностью 20 Мет, охлаждаемый натрием, был введен в эксплуатацию в 1964 г. Первый контур установки состоит из двух параллельных петель по 10 Мет (на начальный период одца из них заменяется аналогичной петлей с уменьшенным в десять раз расходом теплоносителя). Каждая петля включает вертикальный кожухотрубный теплообменник натрий—сплав натрий—калий, состоящий из корпуса, трубного пучка и защитной пробки (рис. 105).

* А.с. 761820 СССР. Дзюбенко Б.В., Вилемас Ю.В. Кожухотрубный теплообменник. Б.И., 1980, № 33, с. 194

*А.с. 840662 СССР. Кожухотрубный теплообменник/Б.В. Дзюбен-ко, Г.А. Дрейцер, Ю.В. Вилемас и др. Б.И., 1981, № 23, с. 178.