Zgradba in vrste lupinastih in cevnih toplotnih izmenjevalnikov

Lupinasto-cevni izmenjevalnik toplote je sestavljen iz lupine, snopa cevi za prenos toplote, cevne plošče, pregrade (pregrade) in cevne škatle. Lupina je večinoma valjasta, s cevnim snopom v notranjosti, oba konca cevnega snopa pa sta pritrjena na cevno ploščo.
Za izmenjavo toplote uporabljamo dve vrsti tekočin, vroče in hladne. Ena teče znotraj cevi in ​​se imenuje tekočina ob strani cevi; Druga vrsta tekočine, ki teče zunaj cevi, se imenuje tekočina na lupini. Za izboljšanje koeficienta prenosa toplote tekočine zunaj cevi je v lupini običajno nameščenih več pregrad.
Pregrada lahko poveča hitrost tekočine na strani lupine, s čimer prisili tekočino, da gre večkrat bočno skozi snop v skladu z določeno potjo in poveča stopnjo turbulence tekočine.
Zato je treba, ko temperaturna razlika med cevnim snopom in lupino preseže 50 stopinj, sprejeti ustrezne kompenzacijske ukrepe za odpravo ali zmanjšanje toplotne obremenitve. Glede na sprejete kompenzacijske ukrepe lahko lupinaste in cevne toplotne izmenjevalnike razdelimo na naslednje glavne vrste:
① Cevne plošče na obeh koncih snopa toplotnega izmenjevalnika s fiksno cevno ploščo so integrirane z ohišjem s preprosto strukturo, vendar primerne samo za operacije izmenjave toplote, ko temperaturna razlika med hladnimi in vročimi tekočinami ni velika in je stran ohišja ne zahteva mehanskega čiščenja. Ko je temperaturna razlika nekoliko velika in stranski tlak lupine ni previsok, je mogoče na lupino namestiti elastični kompenzacijski obroč za zmanjšanje toplotne obremenitve.
② Cevna plošča na enem koncu snopa izmenjevalnika toplote s plavajočo glavo lahko prosto lebdi, kar popolnoma odpravi toplotno obremenitev; In celoten sveženj je mogoče izvleči iz lupine za enostavno mehansko čiščenje in vzdrževanje. Toplotni izmenjevalniki s plavajočo glavo imajo širok spekter uporabe, vendar so njihove strukture razmeroma zapletene in njihovi stroški visoki.
③ Vsaka cev za izmenjavo toplote cevnega toplotnega izmenjevalnika v obliki črke U je upognjena v obliko črke U, pri čemer sta oba konca pritrjena v zgornji in spodnji coni iste cevne plošče ter razdeljena na vstopno in izstopno komoro s pregradami znotraj cevne škatle . Ta vrsta toplotnega izmenjevalnika popolnoma odpravi toplotno obremenitev in ima enostavnejšo strukturo kot tip s plavajočo glavo, vendar cevne strani ni enostavno očistiti.
④ Strukturna značilnost škatlastega toplotnega izmenjevalnika je, da je samo en konec cevne plošče fiksno povezan z lupino, drugi konec pa je zatesnjen s tesnilno škatlo. Snop cevi se lahko prosto širi in krči brez ustvarjanja toplotne obremenitve zaradi temperaturne razlike med steno lupine in steno cevi.
Prednosti škatlastega toplotnega izmenjevalnika so, da je njegova zgradba enostavnejša od strukture toplotnega izmenjevalnika s plavajočo glavo, lažja je za izdelavo, porabi manj materiala in ima nižje stroške; Snop cevi je mogoče izvleči iz lupine, očistiti pa je mogoče tako notranjost kot med cevmi, kar olajša vzdrževanje. Njegova pomanjkljivost je, da tlačna upornost tesnilne škatle ni visoka, običajno manj kot 4.0MPa;
Medij na ohišju lahko pušča skozi embalažno škatlo in ni primeren za vnetljive, eksplozivne, strupene in dragocene medije. Škatlasti toplotni izmenjevalnik je primeren za situacije, kjer obstaja velika temperaturna razlika med cevjo in stenami ohišja ali kjer je medij nagnjen k nabiranju vodnega kamna, kar zahteva pogosto čiščenje in nizek tlak.
⑤ Strukturna značilnost toplotnega izmenjevalnika kotlička je zagotoviti ustrezen prostor za izhlapevanje na zgornjem delu ohišja, hkrati pa služi kot parna komora.
Snop cevi je lahko fiksna cevna plošča, plavajoča glava ali cev v obliki črke U. Toplotni izmenjevalnik tipa kotliček je enostaven za čiščenje in vzdrževanje, prenese nečiste medije, ki so nagnjeni k nastajanju vodnega kamna, in lahko prenese visoke temperature in pritiske. Primeren je za izmenjavo toplote s tekočo paro in se lahko uporablja kot najpreprostejša struktura kotla na odpadno toploto.