<=== Возврат к разделу 1.2
1.2.1 Теплообменники типа Н
Особенностью аппаратов типа Н (рисунок 1.2) является жесткое соединение труб с трубными решетками и решеток с кожухом (сваркой). В них исключается возможность взаимного перемещения труб и кожуха, поэтому их еще называют теплообменниками жесткой конструкции. Для уменьшения количества теплоносителя, проходящего между 
трубным пучком и кожухом (минующего основную поверхность теплообмена), в этом пространстве размещают специальные заполнители: продольные полосы, приваренные к стенке кожуха, или глухие трубы (рисунок 1.3). Отбойник (круглая или прямоугольная пластина на входе в межтрубное пространство), защищает трубы от местного эрозионного изнашивания.
Чаще всего трубы крепят в трубной решетке развальцовкой - обкаткой изнутри специальным роликовым инструментом. Начальный зазор между трубой и отверстием обычно равен 0.25 мм (потеря пластичности металла после развальцовки и опасность растрескивания тем меньше, чем меньше зазор). Для обеспечения качественной развальцовки и возможности замены труб материал решетки должен быть тверже материала труб. Высота выступа трубы над решеткой обычно равна толщине трубы. При давлениях до 0.6 МПа применяют развальцовку в гладких отверстиях (иногда с отбортовкой выступа) , см. рисунок 1.4а. Прочность и герметичность соединения значительно возрастают при развальцовке в отверстиях с канавками глубиной 0.5 мм (рисунок 1.4б). Трубы развальцовывают на глубину 1.5× dн или на всю толщину решетки, если она меньше 1.5× dн. Со стороны межтрубного пространства оставляют поясок шириной 3 мм, чтобы не подрезать трубу. Для исключения коррозии по причине проникновения среды между трубой и трубной решеткой развальцовку выполняют двумя поясками: шириной 1.5× dн со стороны распределительной камеры и 0.75× dн со стороны межтрубного пространства.
а) б) в) г) д) е)
Рисунок 1.4 Способы крепления труб в трубной решетке
а) развальцовка в гладких отверстиях; б) развальцовка в отверстиях с канавками;
в) развальцовка со сваркой; г) сварка; д) пайка; е) склеивание.
При креплении труб в решетке сваркой с развальцовкой (рисунок 1.4в) вначале выполняют сварку. Пайку концов труб в решетках (рисунок 1.4д) применяют при изготовлении теплообменников из меди и ее сплавов, склеивание (рисунок 1.4е) – из стекла и пластмасс.
Поперечные перегородки в межтрубном пространстве (рисунок 1.5) не только обеспечивают движение теплоносителя в направлении, перпендикулярном оси труб, и увеличение его скорости, но и выполняют роль опор трубного пучка, обеспечивая неизменность расстояния между трубами. Они также уменьшают вибрацию труб, которая представляет серьезную опасность в случаях, когда по межтрубному пространству с большой скоростью движется газ.
а) б) в) г)
Рисунок 1.5 Поперечные перегородки в межтрубном пространстве
а) сегментные; б) секторные; в) кольцо-диск; г) сплошные (для чистых жидкостей)
Наиболее широко на практике применяют сегментные перегородки, см. рисунок 1.5а. Высота удаляемого сегмента - примерно 1/3 диаметра кожуха D, расстояние между перегородками - около 0.5×D. Утечки теплоносителя в зазорах между перегородками и кожухом ухудшают условия теплообмена, поэтому величина зазора ограничивается (при D £ 600 мм он не должен превышать 1.5 мм). Толщина перегородок в межтрубном пространстве, а также продольных перегородок распределительных камер не должна быть меньше 6 мм.
Теплообменники типа Н просты по устройству и сравнительно дешевы, но имеют два крупных недостатка: 1) наружная поверхность труб недоступна для механической очистки; 2) область их применения ограничена разностью температур теплоносителей 50 оС по причине возникновения в кожухе и трубах так называемых температурных напряжений (при разных температурах стенок труб и кожуха их температурные деформации неодинаковы). Для уменьшения температурных напряжений при пуске аппаратов типа Н рекомендуют сначала заполнять межтрубное пространство (для выравнивания температур кожуха и труб). Если расчетная разность температур кожуха и труб превышает 30о С, рекомендуется использовать теплообменники с частичной (тип К, ПК) или полной компенсацией температурных напряжений (тип П, У).
<=== Возврат к разделу 1.2
