Zastosowanie wymienników płaszczowo-rurowych

Urządzenie termiczne jakim jest wymiennik płaszczowo-rurowy to najbardziej rozpowszechniony typ wymiennika ciepła w rafineriach ropy naftowej i innych dużych procesach chemicznych, który nadaje się do zastosowań wysokociśnieniowych. Jak sama nazwa wskazuje, ten typ wymiennika składa się z płaszcza (dużego zbiornika ciśnieniowego), w którym znajduje się wiązka rur. Przepływ ciepła zachodzi pomiędzy dwoma cieczami – płynem wewnątrz rurek a płynem na zewnątrz rurek (wewnątrz płaszcza).

Charakterystyka wymienników płaszczowo-rurowych

wymienniki płaszczowo-rurowePrzez wymiennik ciepła przepływają dwie ciecze o różnych temperaturach początkowych. Ciepło jest przenoszone z jednej cieczy do drugiej przez ścianki rurek. W celu efektywnego przekazywania ciepła należy wykorzystać dużą powierzchnię wymiany ciepła, co prowadzi do stosowania wielu rurek. W ten sposób można wykorzystać ciepło odpadowe. Jest to skuteczny sposób na oszczędzanie energii. Wymienniki płaszczowo-rurowe z tylko jedną fazą (cieczą lub gazem) po każdej stronie można nazwać jednofazowymi wymiennikami ciepła. Dwufazowe wymienniki ciepła mogą być używane do podgrzewania cieczy w celu gotowania jej w gazie (parze), czasami nazywanym kotłem, lub do chłodzenia par i kondensacji w cieczy, przy czym zmiana fazy zwykle następuje po stronie płaszcza. Kotły w lokomotywach parowych są zwykle dużymi, cylindrycznymi płaszczowo-rurowymi wymiennikami ciepła. W dużych elektrowniach z turbinami parowymi, skraplacze płaszczowo-rurowe używane są do kondensacji pary wylotowej z turbiny na wodę kondensacyjną, która jest zawracana z powrotem do postaci pary w wytwornicy pary. Aby móc dobrze przenosić ciepło, materiał rury powinien mieć dobrą przewodność cieplną. Ponieważ ciepło jest przenoszone z gorącej na zimną stronę przez rury, istnieje różnica temperatur przez szerokość rur. Ze względu na tendencję materiału rury do termicznego rozszerzania się w różnych temperaturach, podczas pracy występują naprężenia termiczne. Jest to dodatek do wszelkich naprężeń wynikających z wysokiego ciśnienia samych płynów.

Materiał, z którego wykonana jest rura, powinien być również kompatybilny z płynami w płaszczu i po stronie rury przez długi okres czasu w warunkach eksploatacji (temperatury, ciśnienia, pH, itp.), aby zminimalizować pogorszenie jakości, takie jak korozja. Wszystkie te wymagania narzucają staranny dobór mocnych, termoprzewodzących, odpornych na korozję, wysokiej jakości materiałów, z których wykonane są rury, zazwyczaj metali, w tym aluminium, stopów miedzi, stali nierdzewnej, stali węglowej, stopów miedzi nieżelaznej, niklu i tytanu.

Zastosowanie wymienników płaszczowo-rurowych
Przewiń do góry