Изучение конструкции и расчет кожухотрубного испарителя

 

1. Учебная цель работы. Изучить назначение, конструкцию и принцип работы кожухотрубного ИС.

2. Научиться определять теплопередающую поверхность трубок ИС. Время – 2 часа.

3. Количество курсантов выполняющих работу – 3-4 чел.

4. Материальное обеспечение:

- кожухотрубный испаритель.

- набор рожковых ключей.

- протирочная ветошь.

5. Порядок выполнения работы:

- согласно методическим указаниям разобрать ИС.

- изучить конструкцию, назначение и принцип работы ИС.

- произвести замеры наружного диаметра, длины и количества трубок в ИС.

- определить теплопередающую поверхность трубок ИС.

- составить отчет по лабораторной работе.

6. Методические указания по выполнению лабораторной работы.

 

Испарителем называется теплообменный аппарат предназначенный для охлаждения рассола (воды или др. жидкостей) в результате кипения ж.х.а. при постоянно низком давлении и температуре кипения.

Корпус изготовляют из стальной бесшовной трубы большого диаметра или листовой стали, свернутой в виде цилиндра. По концам привариваются трубные решетки с отверстиями расположенными в коридорном или шахматном порядке. Отверстия решеток имеют две кольцевые канавки, в каждое отверстие вставляется трубка: для аммиака – стальная, бесшовная, гладкостенная; для хладона – красномедная с накатанными ребрами, латунная или алюминиевая. Трубки в отверстиях вальцуются, что обеспечивает плотность между трубкой и решеткой. При вальцовке металл трубки вдавливается в кольцевые канавки, что предупреждает осевое смещение трубок при температурных изменениях.

К одной и другой трубно решетке крепятся крышки с ребрами – перегородками, которые обеспечивают многоходовое прохождение рассола через ИС. Одна крышка имеет нижний патрубок с фланцем для входа рассола и верхний - для выхода. На патрубках или на трубопроводе рядом с ИС устанавливаются термогильзы для определения температуры входящего и выходящего рассола. Другая крышка имеет верхний пробковый кран для выпуска воздуха из рассольной системы при заполнении ее рассолом, и нижний пробковый кран для взятия пробы рассола на анализ с целью определения наличия аммиака или слива рассола при остановке ИС на ремонт.

Между крышкой и трубной решеткой устанавливаются уплотнительная прокладка из морозостойкой резины толщиной 3-5 мм с отверстиями по количеству трубок.

Сверху к корпусу ИС приваривается один или два сухопарника предназначенные для определения частиц жидкости от пара и частичного перегрева пара на 1-2 º С, сухопарники соединены между собой трубопроводом для отсоса паров х.а. Сверху к корпусу приваривается патрубок, к которому крепится 3-х ходовой запорный вентиль с двумя ПК, которые регулируются на открытие для: аммиака и хладона – 22 на 1, 6 мПа, хладона – 12 на 1, 25 мПа. Сверху к корпусу присоединяется мановакууметр для определения давления и температуры кипения.

Снизу к корпусу приваривается маслогрязеотстойник с трубопроводом для периодического выпуска масла из ИС. Снизу к корпусу приваривается патрубок с фланцем и присоединяется трубопровод аварийного выпуска аммиака. В ИС подается ж.х.а. из РВ через патрубок и коллектор приваренный в нижней части ИС. Коллектор может быть установлен снаружи или приварен к впускному патрубку внутри. Коллектор обеспечивает равномерную подачу в ж.х.а. в ИС, что увеличивает эффективность работы ИС.

К корпусу ИС с помощью жидкостного и парового уравнительных трубопроводов присоединяется ПРУ, который регулирует уровень ж.х.а. в ИС и показывает уровень ж.х.а. в ИС по загоранию ламп: зеленый – минимальный, желтый – нормальный, красный – максимальный. Уровень ж.х.а. в ИС д.б. не более 80 %.

Наружная поверхность ИС покрывается теплоизоляцией.

 

Принцип работы испарителя.

В межтрубное пространство подается ж.х.а. с низким давлением и температурой кипения. В ИС ж.х.а. кипит при постоянно низком давлении температуре кипения. Образовавшийся пар отсасывается в КН через сухопарник, где происходит отделение частиц жидкости от пара и частичный перегрев, с целью обеспечения «сухого хода». Из батарей трюма рассол через нижний патрубок крышки ИС входит в трубки ИС и проходит в них. В результате теплообмена с кипящим ж.х.а. рассол охлаждается на 2-3 º С и выходит через верхний патрубок в крышке ИС в трюм.

Разборку ИС рекомендуется производить в следующей последовательности:

1. Удалить х.а. из ИС в КД, ЛР или баллоны до остаточного давления 0, 01-0, 02 мПа.

2. Удалить рассол из ИС через пробковый кран на крышке ИС.

3. Закрыть вентиль на выходе паров х.а. из ИС.

4. Закрыть вентиль на входе ж.х.а. в ИС.

5. Отсоединить ИС от рассольного трубопровода.

6. Отсоединить гайки от шпилек и осторожно снять крышки, предупреждая от разрыва резиновые прокладки под крышками.

7. Осторожно снять уплотнительную прокладку.

8. Очистить трубную решетку и трубки с помощью металлической щетки и ветоши.

9. Произвести замеры внутреннего и наружного диаметров трубок.

10. Замерить длину и количество трубок.

11. Определить теплопередающую поверхность трубок ИС по формуле:

F₄ = π ∙ d_н ∙ l ∙ n (м² )

где d_н – наружный диаметр – м.

l – длина трубки – м.

n – количество трубок в ИС – шт.

12. Определить путь движения рассола.

13. Определить число ходов в ИС.

7. Вопросы по лабораторной работе.

- назначение, устройство и принцип работы кожухотрубного ИС.

8. Содержание отчета.

- начертить общий вид кожухотрубного ИС.

- описать назначение, устройство и принцип работы кожухотрубного ИС.

- определить теплопередающую поверхность трубок.