Классификация ТА по конструктивным признакам

1.2.3.1 По виду (конфигурации) поверхности теплообмена рекуперативные ТА делят на:

1. кожухотрубные с прямыми гладкими трубами;

2. кожухотрубные с U-образными трубами;

3. кожухотрубные с оребренными трубами;

4. секционные "труба в трубе";

5. змеевиковые;

6. спиральные;

7. пластинчатые;

8. пластинчато-ребристые;

9. ламельные.

1.2.3.2. Регенеративные ТА классифицируют по виду и форме насадки.

Рис. 1.2, а. При низких температурах в криогенных регенеративных ТА в качестве элементов насадки часто используется алюминиевая гофрированная лента (рис. 1.2, а). При намотке на диски двух лент образуются извилистые каналы, конфигурация которых способствует интенсификации процессов теплообмена при течении по ним теплоносителей.

Рис. 1.2, б. При умеренных и низких температурах устанавливают сетчатую насадку (рис. 1.2, б) из материала с высокой теплопроводностью (медь, латунь):

Рис. 1.2, в. Для уменьшения гидравлического сопротивления в низкотемпературных регенеративных ТА применяется насадка (рис. 1.2, в), металлические пластины и каналы которой в виде усеченной пирамиды равномерно распределены по всему сечению.

Рис. 1.2, г. В криогенных и металлургических ТА используют насадку в виде шариков или гранул диаметром 6...12 мм (рис. 1.2, г), изготовленных из материала с большой теплоемкостью и обладающих повышенной жаростойкостью (оксиды алюминия, магния, кварцит и т.д.).

Рис. 1.2, д. В высокотемпературных регенеративных ТА насадка часто выполняется решетчатой из огне упорного кирпича разной формы (рис. 1.2, д).

Рис. 1.2, е.В некоторых аппаратах насадку делают из колец Рашига (рис. 1.2, е).

Рис. 1.2. Типы насадок регенеративных ТА.

1.2.3.2. По способу компенсации температурных удлинений рекуперативные ТА классифицируют:

1. без компенсации (жесткая конструкция); (рис. 1.3, а)

1. с компенсацией упругим элементом (полужесткая конструкция); (рис. 1.3, б)
2. с компенсацией в результате свободных удлинений (нежесткая конструкция). (рис. 1.3, в)

Рис. 1.3. Схемы рекуперативных ТА с различными способами компенсаций температурных удлинений:
1 – распределительная камера; 2 – кожух; 3 – теплообменные трубы; 4 – опора;
5 – задняя крышка; 6 – трубная решетка; 7 – компенсатор.

В ТА жесткой конструкции (рис. 1.3, а) теплообменные трубы 3 и кожух 2 соединены жестко с трубными решетками б.

Для полужесткой конструкции (рис. 1.3, б) на кожухе 2 предусмотрены специальные компенсаторы температурных деформаций, выполненные в виде гофр. Такие аппараты применяют в тех случаях, когда возникающие температурные напряжения в трубах и кожухе вследствие разности температур не превышают допустимые.

В ТА нежесткой конструкции (рис. 1.3, в) трубы и кожух могут свободно перемещаться относительно друг друга благодаря применению пучка U- образных труб 3 (рис. 1.3, в), подвижной (плавающей) трубной решетки 6 (рис. 1.3, г) и подвижной трубной решетки 6 и компенсатора 7на ней (рис. 1.3, д).

1.2.3.3. По виду кожуха, ограничивающего теплопередающую поверхность, рекуперативные ТА делят следующим образом:

1. с коробчатым кожухом;
2. кожухотрубные;
3. кожухотрубные с компенсатором на кожухе;
4. не имеющие ограничивающего кожуха (оросительные аппараты).

1.2.3.4. По ориентации теплопередающей поверхности в пространстве аппараты могут быть

1. вертикальными,
2. горизонтальными и
3. наклонными.

1.2.3.5. По принципу монтажа ТА разделяют на

1. автономные,
2. навешенные и
3. встроенные.

Если ТА состоит из нескольких аппаратов, то они или располагаются каждый на отдельном фундаменте, или находятся все в общем блоке. По оборудованию и обвязке можно выделить аппараты: не имеющие оборудования и обвязки; покрытые изоляцией; оборудованные контрольно-измерительной аппаратурой и приборами автоматики; имеющие собственный фундамент и т.д.

1.2.3.6. По числу теплоносителей ТА классифицируют на

1. двухпоточные,
2. трехпоточные и
3. многопоточные (рис. 1.4).

В отдельных случаях к многопоточным ТА относят системы, состоящие из нескольких теплообменников обычного типа, соединенных циркулирующим промежуточным теплоносителем 3 (рис. 1.4, в). Многопоточные ТА имеют обычно чередующиеся слои компактной теплообменной поверхности (рис. 1.4, г). ТА с промежуточным теплоносителем используют в газотурбинных установках (ГТУ), так как им легко придать необходимую (по условиям компоновки ГТУ) форму. Многопоточные ТА распространены в криогенной технике. Распределение потоков в многопоточных ТА не может быть произвольным и зависит от полных теплоемкостей массовых расходов теплоносителей и их температур.

Рис. 1.4. Схемы ТА в зависимости от числа теплоносителей: а – двухпоточный;
б – трехпоточный; в – с промежуточным теплоносителем; г – многопоточный; 1 – 6 – потоки.