Теплообменные устройства реакционных аппаратов

Для обогрева и охлаждения реакционных и других аппаратов разно­образных конструкций применяют различные устройства, в которых по­верхность теплообмена образуется стенками самого аппарата.

К числу устройств, использующих в качестве теплообменного элемен­та стенки аппарата, относятся рубашки (рис. VIII-25). К фланцу корпуса аппарата 1 крепится на прокладке и болтах рубашка 2. В не­которых случаях рубашку приваривают к стенкам аппарата, но при этом затрудняются ее очистка и ремонт. В пространстве между рубашкой и внешней поверхностью стенок аппарата движется теплоноситель. На рис. VIII-25, а показан обогрев аппарата через рубашку паром, который, при диаметре аппарата более 1 м, вводят, для повышения равномерности обогрева, с двух сторон через штуцера 3, а конденсат удаляется через штуцер 4.

Поверхность теплообмена рубашек ограничена площадью стенок и днища аппарата и обычно не превышает 10 м². Давление теплоносителя в рубашке равно не более 6—10 ат, поскольку при больших давлениях чрезмерно утолщаются стенки аппарата и рубашки.

Для давлений вплоть до 73,6·10⁵ н/м² (75 ат) применимы рубашки с анкер­ными связями (рис. У111-25, б). Эти рубашки имеют выштампованные в шах­матном порядке круглые отверстия, и по внутренней кромке отверстий стенка рубаш­ки 2 приварена к наружной стенке аппарата Рубашки такой конструкции обладают не только повышенной механической прочностью, но и обеспечивают более высокие скорости движения теплоносителя в полостях между анкерными связями, а следователь­но, и большие коэффициенты теплоотдачи.

Нагревание или охлаждение при повышенных давлениях теплоноси­теля (до 58,4·10⁵ н/м* или 60 ат) может быть осуществлено также с по­мощью змеевиков, приваренных к наружной стенке аппарата и изготов­ленных из полуцилиндров — разрезанных по образующей труб (рис. У1П-26, а) или угловой стали (рис. УП1-26, б).

Для более высоких давлений, достигающих 246·10⁶ н/м* (250 ат), например в системах обогрева перегретой водой, к наружной стенке ап­парата многослойным швом приваривают змеевики (рис. УШ-26, в). Эти устройства вытесняют применявшиеся ранее для такого же диапазона давлений стальные змеевики, залитые в чугунные стенки аппарата (рис. VII1-26, г) при его отливке.

При заливке змеевиков получают относительно низкие коэффициенты теплопередачи, так как вследствие различия коэффициентов объемного расширения стали и чугуна возможно образование местных воздушных зазоров между змеевиком и стенкой аппарата, что приводит к возраста­нию термического сопротивления. Кроме того, изготовление такой систе­мы сложно, а ремонт змеевиков практически невозможен.