Кожухотрубчатые теплообменники с неподвижными решетками (ТН)

Назначение и конструкция

Аппараты теплообменные кожухотрубчатые с неподвижными трубными решетками (ТН) предназначены для теплообмена жидких и газообразных сред в технологических процессах химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей нефтяной, газовой и других отраслях промышленности. Аппараты изготавливаются для внутрироссийских и зарубежных поставок в соответствии с ТУ 3612-024-00220302-02 (взамен ТУ 26-02-925-81, ТУ 26-02-1090-88, ТУ 26-02-1105-89).

Конструктивно аппарат состоит из цилиндрического кожуха, внутри которого размещен трубный пучок, закрепленный в двух неподвижных трубных решетках. Трубные решетки приварены к кожуху и одновременно являются фланцами для крепления распределительных камер (крышек). Такая конструкция максимально проста и технологична, однако не компенсирует температурные расширения элементов аппарата. Поэтому теплообменники типа ТН применяются при относительно небольших перепадах температур между кожухом и трубами либо при небольшой длине аппарата. При необходимости компенсации температурных деформаций для аппаратов с неподвижными решетками на кожухе устанавливается температурный компенсатор (линзовый или сильфонный).

Типы и исполнения

По расположению в пространстве аппараты подразделяются на горизонтальные (ТНГ) и вертикальные (ТНВ). По числу ходов теплоносителя в трубном пространстве теплообменники могут быть одноходовыми и многоходовыми (2, 4, 6 ходов). Перегородки в распределительных камерах обеспечивают необходимое количество ходов и повышают турбулизацию потока.

По своему технологическому назначению аппараты типа ТН могут использоваться в качестве:

• Теплообменников «Т» — для нагрева или охлаждения жидких и газообразных сред;
• Холодильников «Х» — для охлаждения жидких и газообразных сред водой или другим хладагентом;
• Конденсаторов «К» — для конденсации паров;
• Испарителей «И» — для испарения жидких сред за счет подвода тепла.

Аппараты типов «Н» (с неподвижными решетками) и «К» (с температурным компенсатором на кожухе) и их модификации охватываются ТУ 3612-024-00220302-02.

Конструктивные особенности

Основные элементы кожухотрубчатого теплообменника ТН:

• Кожух — цилиндрический корпус, внутри которого размещен трубный пучок. Диаметр кожуха — от 159 до 1400 мм (стандартный ряд по ГОСТ 9617-76).
• Трубный пучок — набор теплообменных труб (гладких или с накаткой), закрепленных в трубных решетках. Наружный диаметр труб — 16, 20, 25, 38, 57 мм, длина труб — 1,5; 2; 3; 4; 6; 9 м.
• Трубные решетки — приварены к кожуху, в них развальцованы или приварены теплообменные трубы.
• Распределительные камеры (крышки) — крепятся к трубным решеткам фланцевым соединением, служат для подвода и отвода теплоносителя.
• Поперечные перегородки — устанавливаются в межтрубном пространстве для турбулизации потока и увеличения эффективности теплообмена.

Материалы исполнения

Аппараты изготавливаются в различных материальных исполнениях (Б1, Б2, Б2.1, Б3, Б3.1, Б4, Б4.1, Б5, Б5.1), что позволяет подобрать оптимальное сочетание стойкости к коррозии и стоимости для конкретных условий эксплуатации. Возможны следующие материалы:

• Углеродистая сталь (Ст3, 09Г2С, 20, 20К) — для неагрессивных и слабоагрессивных сред, работающих при температуре до +400°C.
• Нержавеющая сталь (12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т) — для агрессивных сред, пищевых продуктов, сред с повышенными требованиями к чистоте.
• Легированные и жаропрочные стали — для высокотемпературных и высоконагруженных режимов.

Крепление теплообменных труб в трубных решетках осуществляется развальцовкой с последующей обваркой, что обеспечивает герметичность и надежность соединения.

Технические характеристики

Преимущества

• Простота конструкции — отсутствие подвижных элементов снижает стоимость изготовления и обслуживания.
• Надежность — неподвижное крепление трубных решеток обеспечивает высокую герметичность и долговечность.
• Широкий диапазон рабочих параметров — давление до 10,0 МПа, температура до 400°C, различные материальные исполнения.
• Гибкость компоновки — горизонтальное или вертикальное исполнение, различное количество ходов.
• Адаптивность — возможность применения в различных отраслях промышленности, в том числе во взрывоопасных и агрессивных средах.

Области применения

Кожухотрубчатые теплообменники с неподвижными решетками находят широкое применение на предприятиях нефтегазового, химического, энергетического и нефтехимического комплексов для подогрева, охлаждения и конденсации жидких и газообразных сред. Они используются на технологических установках переработки углеводородов, в системах оборотного водоснабжения, на компрессорных станциях и в других узлах, требующих надежного и эффективного теплообмена.