Аппараты с температурным компенсатором на кожухе (тип К)

В этих аппаратах для частичной компенсации температурных деформаций используют специальные гибкие элементы (расширители и компенсаторы), расположенные на кожухе.

Вертикальный кожухотрубчатый теплообменник типа К (рис. 1.5) отличается от теплообменника типа Н наличием вваренного между двумя частями кожуха 1 линзового компенсатора 2 и обтекателя 3. Обтекатель уменьшает гидравлическое сопротивление межтрубного пространства такого аппарата; обтекатель приваривают к кожуху со стороны входа теплоносителя в межтрубное пространство.

Рис. 1.5. Вертикальный кожухотрубчатый теплообменник с температурным компенсатором на кожухе

Наиболее часто в аппаратах типа К используют одно- и многоэлементные линзовые компенсаторы (рис. 1.6), изготовляемые обкаткой из коротких цилиндрических обечаек. Линзовый элемент, показанный на рис. 1.6, б, сварен из двух полулинз, полученных из листа штамповкой. Компенсирующая способность линзового компенсатора примерно пропорциональна числу линзовых элементов в нем, однако применять компенсаторы с числом линз более четырех не рекомендуется, так как резко снижается сопротивление кожуха изгибу. Для увеличения компенсирующей способности линзового компенсатора он может быть при сборке кожуха предварительно сжат (если предназначен для работы на растяжение) или растянут (при работе на сжатие).

Рис. 1.6. Компенсаторы:

а – одиолиизовый; б – сваренный из двух полулинз: в – двухлинзовый

При установке линзового компенсатора на горизонтальных аппаратах в нижней части каждой линзы сверлят дренажные отверстия с заглушками для слива воды после гидравлических испытаний аппарата.

Кроме линзовых в аппаратах типа К можно использовать компенсаторы других типов: из плоских параллельных колец, соединенных пластиной по наружному краю (рис. 1.7, а), сваренные из двух полусферических элементов (рис. 1.7, б), тороидальные (рис. 1.7, в) и др. Тороидальные компенсаторы довольно дешевы и просты в изготовлении. Их изготовляют из труб, сгибая в тор с последующей резкой его по внутренней поверхности. Для этих компенсаторов характерны небольшие (по сравнению с линзовым компенсатором) напряжения, плавно изменяющиеся по сечению компенсатора. Однако тяжелые условия работы сварного шва, соединяющего компенсатор с кожухом, сдерживают' их широкое применение.

Рис. 1.7. Компенсаторы

К аппаратам, обеспечивающим частичную компенсацию температурного расширения за счет гибких элементов в кожухе, относится аппарат с расширителем 1 на кожухе 3 (рис. 1.8).

`Рис. 1.8. Теплообменник с расширителем на кожухе`'

Преимущество этой конструкции – эффективность теплообмена вследствие исключения застойных зон в межтрубном пространстве. Для кожухотрубчатых теплообменников особенно характерно образование таких зон вблизи трубных решеток, поскольку штуцера ввода и вывода теплоносителя расположены на некотором расстоянии от решеток. Для ликвидации застойных зон в аппарате с частичной компенсацией температурных расширений предусмотрен распределитель 2, который обеспечивает равномерное распределение теплоносителя по межтрубному пространству.

Введение линзового компенсатора или расширителя допускает гораздо больший температурный перепад, чем в теплообменниках типа Н, однако при этом возрастает стоимость аппарата.

Область использования стальных аппаратов типа К ограничена избыточным давлением 2,5 МПа.