Основными элементами кожухотрубчатых аппаратов являются кожух, трубы, трубные решетки, распределительные камеры и линзовые компенсаторы.

Кожухи обычно состоят из отдельных цилиндрических обечаек, сваренных между собой встык (см. гл. 6), образующих корпус и ограничивающих снаружи межтрубное пространство в аппарате.

С торцов кожух закрыт приваренными к нему двумя плоскими трубными решетками (в аппаратах типов Н и К) или одной решеткой и эллиптическим днищем (в аппаратах типов П и У). Конструкции соединения трубных решеток с кожухом показаны на рис. 17.3, а отдельные узлы кожухотрубчатых аппара­тов — на рис. 17.4.

Концы теплообменных труб в трубных решетках закрепляются на разваль­цовке, сварке или на развальцовке в сочетании со сваркой. Конструкции соеди­нений труб с диаметрами dT = 16-^25 мм показаны на рис. 17.5. Рекомендуемыми являются соединения труб на сварке с подвальцовкой, трубы других размеров

могут соединяться другими способами. Размещение концов труб в решетке про­изводится согласно ГОСТ 15118—79.

Теплообменные трубы в кожухе аппаратов типа У размещаются U-образ- ными петлями в вертикальной плоскости с растворами петель, соответствующими закрепляемым концам труб в решетках; каждая петля может выполняться цель­ной из одной трубы или состоять из двух прямых участков, соединенных между собой сваркой встык 180°-ным коленом; прямые участки каждой петли рекомен­дуется делать с уклоном 2 : 100 (верхний участок — вниз, ннжннй — вверх) от трубной решетки.

Распределительные камеры представляют собой крышки, ограничивающие корпус аппарата по трубному пространству с обоих торцов (в аппаратах типов Н и К) или с одного торца (в аппаратах типов У и П; второй распределительной камерой в последних является плавающая головка), в которых соответствую­щими перегородками среда, находящаяся в трубном пространстве, направляется только в определенные трубы одного из ходов. При необходимости чистки вну­тренней поверхности труб распределительные камеры выполняют отъемными на фланцах, в противном случае — сварными.

В горизонтальных кожухотрубчатых испарителях с паровым простран­ством (см. рис. 17.2) трубчатую часть выполняют в виде одного или нескольких отъемных (для возможности чистки) пучков с плавающей головкой или U-образ - ными трубами. Для таких аппаратов при диаметре межтрубного пространства DM >■ 2400 мм кожух выполняют с двумя эллиптическими днищами, а при Du < ^ 1600 мм одно днище выполняют односторонним коническим (со стороны труб­ной решетки), а другое — эллиптическим.

В горизонтальных аппаратах типов П и У для облегчения вставления и извлечения трубных пучков в кожухе предусматривают две продольные направ-

Рис. 17.6. Конструкции гибких элементов линзовых компенса­торов: а — линза; б — полулинза; в — многолинзовый элемент

ляющие, по которым трубный пучок скользит, опираясь на них своими пере­городками.

В аппаратах типов НД, П и У для улучшения теплопередачи в межтруб­ном пространстве предусматривают поперечные круглые с диаметрально чере­дующимися в них сегментными срезами перегородки, диаметр которых на 3— 5 мм менее внутреннего диаметра кожуха и которые устанавливают на равном расстоянии друг от друга (150—600 мм в зависимости от диаметра перегородки). Эти перегородки, обеспечивая движение среды в межтрубном пространстве по­перек труб, служат для последних одновременно и промежуточными опорами.

В межтрубных пространствах теплообменных аппаратов всех типов перед отверстиями подводящих среду штуцеров предусматривают круглые козырьки - отражатели (см. рис. 17.4, е) из листа диаметром 7)л > Dy (где Dy — диаметр штуцера) на расстоянии около 0,2 Dy от отверстия для предотвращения повреж­дения прилегающих труб от механического воздействия на них поступающего потока жидкости или газа и эрозии. Проходное сечение в штуцерах распреде­лительных камер не должно превышать проходное сечение труб одного хода.

Минимальная толщина перегородок sn (см. рис. 17.4, г) в зависимости от D:

О, мм........................... < 400 500—600 800—1000 >1200

Sn, мм............................ 6 10 12 14

Диаметр стяжек для перегородок принимают (см. рис. 17.4, a): d= 12 мм при D «: 600 мм; d = 16 мм при D > 800 мм; минимальное количество стяжек: 2С = 6 при D <: 1000 мм; гс = 8 при D = 1200 мм; zc = 10 при D > 1400 мм. Минимальное расстояние между перегородками /п = 0,2Z). Минимальный радиус загиба U-образных труб /?гат = 4dT.

Глубина крышки плавающей головки двухходового по трубам аппарата должна быть такой, чтобы площадь ее центрального сечения была бы не менее 1,3 от проходного сечения труб одного хода, а одноходового аппарата—не менее 1/3 от внутреннего диаметра штуцера на крышке.

Применяемые в аппаратах типов К и «труба в трубе* линзовые компенсаторы стандартизованы для давления ру < 2,5 МПа и температуры от —70 до ~Ь700 °С (рис. 17.6, табл. 17.6). Линзу (тип 1) и многолинзовый элемент (тип 3) изго­товляют из обечаек (сварных из листа) накаткой, формованием жидкостью и другими способами, а полулинзу (тип 2) — из листа штамповкой (из одного или нескольких частей в зависимости от размеров). Компенсатор может состоять из одной или нескольких линз (практически до пяти) типа 1 или 2, сваренных между собой встык, или из одного гибкого элемента типа 3.

Компенсаторы приваривают к кожуху теплообменного аппарата и трубо­проводам с предварительным растяжением или сжатием (в зависимости от условий работы) для увеличения (в два раза) его компенсирующей способности.

При установке линзовых компенсаторов на горизонтальных аппаратах в ниж­ней части каждой линзы должны быть приварены дренажные трубы (14X3X50) с заглушками в виде колпачковых гаек (М14) для слива воды после гидроиспыта­ния аппарата (трубопровода).

В табл. 17.7 приведены технические характеристики (жесткость Cq и рас­порное усилие от внутреннего давления Ср), в табл. 17.8 — пределы применения, а в табл. 17.9 т - компенсирующая способность одной линзы Дл стандартных линзовых компенсаторов.

Полная компенсирующая способность компенсатора из нескольких линз

Дк = 2 Длгл. (17.1)

Если компенсатор применяется для компенсации перемещения Д/< Дл, то соответствующая ему жесткость

CQ = С<?Ді/Ал

Если компенсатор применяется для рабочего давления р, отличного от но­минального (условного) ру> то распорное усилие от действия давления на гибкий элемент

Ср = Срр/ру. (17.3)

Число линз в компенсаторе в зависимости от требуемого перемещения Дн (при предварительном сжатии или растяжении)

(17.4)

367