1.2.1 Теплообменные аппараты
(наиболее широкий класс установок)
1.2.1.1 Рекуперативные теплообменники
непрерывного действия (РКНД)
Классификация теплообменников РКНД приведена на рисунке 1.37.
Рисунок 1.37 – Классификация рекуперативных теплообменников
непрерывного
действия.
Каждое технологическое производство предъявляет особые условия к организации
теплообмена, и это определяет разнообразие конструкций РКНД. Конструкции двух
типов кожухотрубчатых РКНД приведены на рисунке 1.38.
1 – трубная система, 2 – трубная доска, 3 – корпус (кожух),
4 и 5 – входной и выходной коллектора (головки), 6 – патрубок,
7 – перегородки второго теплоносителя, 8 – плавающая (поворотная)
головка, 9 – перегородка первого теплоносителя
Рисунок 1.38 –
Подогреватели непрерывного действия с неподвижной
нижней решеткой (а)
и с плавающей головкой (б)
Трубные решетки РКНД (схема «а») неподвижно закреплены между фланцами. Трубы нагревательной системы закреплены в отверстиях трубных досок сваркой или методом вальцовки. В схеме «б» нижняя трубная доска заменена плавающей головкой, играющей роль поворотной камеры, что позволяет реализовать двухходовой (по количеству ходов второго теплоносителя) принцип теплообмена.
Греющий теплоноситель в большинстве случаев подается в межтрубное пространство. Регулирование тепловой нагрузки осуществляется за счет изменения расхода и параметров греющего (первого) теплоносителя.
На рисунке
1.39 представлены конструкции простейших теплообменников РКНД, наиболее часто
используемых в системах теплоснабжения. Для интенсификации теплообмена со
стороны теплоносителя с наименьшим коэффициентом теплоотдачи 
может использоваться
оребрение поверхности нагрева в виде игл, спиралей, плавников и т.д. При
большой запыленности теплоносителя (например, при использовании продуктов
горения твердого топлива) применение оребрения к заносу поверхности нагрева и
снижению интенсивности теплообмена.
ГТ – греющий теплоноситель, НТ – нагреваемый теплоноситель
1 – греющая секция, 2 – трубная система, 3 – соединительное колено,
4 – внешняя труба, 5 – внутренняя труба
Рисунок 1.39 – Теплообменники РКНД с
трубчатой поверхностью
нагрева: секционный (а) и «труба в трубе»
(б)
а)
Конструкции теплообменников с листовой поверхностью нагрева представлены на
рисунке 1.40. Пластинчатые и спиральные теплообменники выполнены из листовой
стали.
ГТ – греющий
теплоноситель, НТ – нагреваемый теплоноситель
Рисунок 1.40 – Теплообменники РКНД
пластинчатого (а)
и спирального (б)
типа
Неметаллические рекуператоры (рисунок 1.41) выполняются из огнеупорных материалов (шамот, динас) в виде керамических фасонных изделий.
1 – верхняя часть изделия (головка), 2 – основная часть изделия,
3 – нижняя часть изделия (хвостовик)
Рисунок 1.41 Элемент керамического
рекуператора
Необходимая поверхность нагрева керамических РКНД набирается за счет соединения отдельных элементов между собой, при этом, чем больше требуемая поверхность нагрева, тем больше высота РКНД. Это связано с тем, что из-за малой механической прочности керамических изделий высота элементов ограничивается до 1-1,2 м.
К недостаткам керамических РКНД следует отнести сложность конфигурации (особенно хвостовика) элементов, хрупкость поверхностей нагрева, низкая газоплотность РКНД в местах соединения элементов между собой. Вместе с тем, основным достоинством керамических РКНД является возможность подогрева нагреваемого теплоносителя (НТ) до высоких температур, значительно превышающих температуру подогрева теплоносителя в металлических РКНД.