Wymienniki ciepła płaszczowo-rurowe

Stosowane są głównie do chłodzenia lub ogrzewania w układzie ciecz-ciecz, gdy przepływy nośników ciepła są małe, a te ostatnie nie zmieniają stanu skupienia. Czasami takie wymienniki ciepła są stosowane pod wysokim ciśnieniem do mediów ciekłych i gazowych, na przykład jako skraplacze przy produkcji metanolu, amoniaku itp.

Planowana jest produkcja urządzeń do warunkowego ciśnienia wewnątrz rur wymiennika ciepła od 1,6 do 16 MPa, na zewnątrz od 1,6 do 6,4 MPa. W porównaniu do wymienników płaszczowo-rurowych, wymienniki ciepła typu „rura w rurze” mają niższy opór hydrauliczny pierścienia.

Jednak przy jednakowej charakterystyce przenoszenia ciepła są mniej zwarte oraz więcej metali niż płaszczowo-rurowy.

Wymienniki ciepła „rura w rurze” mogą być składane lub nieskładane; jeden i wielowątkowy. Jednostrumieniowy nierozłączny wymiennik ciepła (rys. 16, a) składa się z pojedynczych jednostek z których każda zawiera rury - zewnętrzne (lub osłonowe) 1 i wewnętrzne (lub wymiana ciepła) 2.

Rys. 16 - Wymiennik ciepła „rura w rurze: a - wariant sztywnego mocowania rur; b - opcja mocowania rur z urządzeniem kompensacyjnym

Rura zewnęntrzna 2 w ogniwie. Z kolei ogniwa są montowane w pionowym rzędzie i tworzą sekcję wymianę ciepła.

W tym przypadku rury wewnętrzne są połączone kolankami 3, a zewnętrzne - złączki 4 na kołnierzach lub spawalniczy.

Nierozłączne wymienniki ciepła są sztywne, dlatego przy różnicy temperatur powyżej 70 ° C nie są używane. Przy większej różnicy temperatur między rurami, a także w przypadku konieczności mechanicznego oczyszczenia przestrzeni pierścieniowej stosuje się wymienniki ciepła z urządzeniem kompensacyjnym na rurze zewnętrznej (rys. 16, b). W tym przypadku z jednej strony szczelina między rurami jest szczelnie przyspawana, a jeszcze jeden - kompaktowy dławnica. Do produkcja jednostrumieniowe nierozłączne wymienniki ciepła wykorzystują rury o długości od 3 do 12 m i średnicy - wewnętrzne od 25 do 159 mm, zewnętrzne odpowiednio od 48 do 219 mm.

W porównaniu do płaszczowo-rurowych wymienników ciepła urządzenia „rura w rurze” mają niższy opór hydrauliczny, a tym samym pozwalają na wyższe prędkości nośników ciepła. Są jednak mniej zwarte i bardziej metaliczne.

Konstrukcja wieloprzepływowego wymiennika ciepła do układania w stos „rura w rurze” przypomina płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła typu U. Wieloprzepływowe wymienniki ciepła mają dwa przejścia przez rury wewnętrzne i dwa przez rury zewnętrzne. Normy przewidują wieloprzepływowe wymienniki ciepła o ilości przepływów równoległych (w zależności od ilości rur w dnach sitowych) 3, 5, 7, 12 i 22. Stosowane są rury o długości od 3 do 9 m, zewnętrzne wymiary to 89x5 mm, a wewnętrzne - 48x4 mm. Powierzchnia wymiany ciepła wynosi od 3 do 66 m ² . Aparaty wykonuje się na ciśnienie warunkowe 2,5 i 4 MPa [2,5].