НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Общие сведения о теплообменниках типа "труба в трубе"

Теплообменные аппараты «труба в трубе» используются преимущественно, чтобы охлаждать или нагревать проудкт в системе жидкость-жидкость, когда количество прокачиваемых теплоносителей невелико и не происходит изменения их агрегатного состояния. Иногда подобные аппараты используются при высоком давлении для жидкостей и газв, например, в роли конденсаторов при производстве метилового спирта, аммиака и др. Также их применяют для загрязненных веществами склонными к образованию кокса и механическими примесями теплоносителей, в которых гарантируется хороший теплообмен благодаря большим скоростям и турбулентного режима течения потоков в межтрубном и трубном пространствах. Высокие значения скоростей и турбулентный режим потока снижают возможность формирования на стенках труб коксовых или иных отложений.

В сравнении с кожухотрубчатыми аппаратами, теплообменники «труба в трубе» характеризуются меньшим гидравлическим сопротивлением по межтрубному пространству. Однако при одинаковых показателях теплообмена они более громоздки и металлоемки, чем кожухотрубчатые аналоги. Теплообменные аппараты «труба в трубе» могут иметь разборную или неразборную конструкцию и одно- и многопоточную организацию движения сред. Однопоточный теплообменник неразборной конструкции состоит из отдельных элементов, включающих наружные трубы (кожуховые) 1 и внутренние (теплообменные) 2. Кожуховая труба двумя приварными кольцами соединена с теплообменной трубой 2 в звено. Звенья, в свою очередь, образуют после сборки вертикальный ряд и формируют теплообменную секцию. При этом теплообменные трубы соединяются между собой коленами 3, а кожуховые - штуцерами 4 на фланцевых парах или посредством сварки. Звенья фиксируются скобами на металлическом каркасе 5. Из рисунка видно, что неразборные аппараты «труба в трубе» являются конструкцией жесткого типа, следовательно при перепаде температур свыше 70 °С их не применяют. При большем перепаде температур труб, а также при потрености в механической чистке межтрубной полости используются аппараты с компенсирующим устройством на кожуховой трубе. При этом кольцевая щель между трубами заваривается наглухо с одной стороны, а с другой - уплотняется сальником 6. Однопоточные теплообменники неразборной конструкции изготовливаются из труб длиной от 3 до 12 м, имеющих диаметр теплообменных труб от 25 до 159 мм и кожуховых соответственно от 48 до 219 мм на условное давление для кожуховых труб до 6,4 МПа и для теплообменных до 16 МПа.	Общий вид теплообменника типа 'труба в трубе'
	Жёсткое крепление труб в теплообменнике типа 'труба в трубе'
	Крепление труб в теплообменнике типа 'труба в трубе' с компенсирующим устройством

В разборных моделях теплообменников типа "труба в трубе" деформации теплообменных труб компенсируются. На рисунке ниже приведен чертеж общего вида многопоточного разборного теплообменника типа «труба в трубе», который конструктивно напоминает кожухотрубчатый аппарат типа ТУ.

Теплообменник состоит из кожуховых труб (поз.5), которые развальцованы в двух трубных решетках: средней (поз.4) и правой (поз.7). Внутри наружных труб находятся теплообменные трубы (поз.6), один из концов которых неподвижно связан с левой трубной решеткой (поз.2), а второй - имеет возможность перемещения. Свободные торцы теплообменных труб подвое связаны коленами (поз.8) и закрыты камерой (поз.9). Чтобы распределять поток теплоносителя по теплообменным трубам присутствует распределительная камера (поз.1), а чтобы распределять теплоноситель в межтрубной полости - распредкамера (поз.3). Пластинами (поз.11) наружные трубы неподвижно связаны с опорами (поз.10).

В теплообменнике организованы 2 хода по теплообменным трубам и 2 по кожуховым. Узлы соединения внутренних труб с трубной решеткой (узел I) и с коленами (узел II) имеют уплотнение за счет прижима и деформации полушаровых ниппелей в гнездах конической формы.

Подобные аппараты могут эксплуатироваться с загрязненными средами, так как внутреннюю поверхность теплообменных труб допустимо подвергать чистке механическим способом. Поскольку допустимые температурные удлинения наружных труб из-за неподвижного соединения их с опорами имеет ограничение, разница температур входа и выхода потока, прокачиваемого по кольцевому зазору, не должен быть более 150 °С.

Материальное исполнение теплообменников

Основные параметры теплообменников