Теплообменные аппараты. Часть 1

В истории технического прогресса существуют неоспоримые прорывы, разделяющие технологии на «до» и «после». Открытия и разработки, такие как колесо, паровая машина, реактивный двигатель, локомотивом движущие все сферы нашей жизни, затмевают менее заметные, но не менее важные устройства, обеспечивающие ход промышленной эволюции.

Теплообменное оборудование – яркий пример «рабочей лошадки», обслуживающей потребности человека вот уже несколько тысячелетий.

Именно тысячелетий, ведь далеким предком современных высокоэффективных теплообменных аппаратов были примитивные установки, позволявшие нагревать и охлаждать воду без ее перемешивания (рекуператоры) в римских банях. И это было техническим чудом своего времени. Пройден долгий путь от несовершенных водяных котлов до высокопроизводительных парогенераторов и конденсаторов, сменились инструменты изготовления и ремонта с молотков и клиньев на высокотехнологичные сварочные стенды, стойки сверлильные и комплексы по обработке и вальцовке труб и трубных пучков. Теплообменные аппараты (ТА) продолжают служить человечеству. Они приносят тепло зимой и прохладу летом, помогают вырабатывать электроэнергию, незаменимы во многих проявлениях жизни человека и окружают нас повсюду. К слову, изготовление сахара также без них не обходится.

В энергетике и на транспорте (прежде всего морском транспорте) применяются главным образом трубчатые кожухотрубные ТА. Этот выбор обусловлен высокой надежностью аппаратов, неприхотливостью к качеству теплоносителей, простотой ремонта и обслуживания, возможностью быстрого аварийного ремонта с длительным сохранением работоспособности, высоким запасом эксплуатационного ресурса.

Кожухотрубные ТА представляют из себя резервуар цилиндрической формы, в который встроен трубный пучок.

Трубный пучок – это конструкция из параллельно установленных трубок, закрепленных сваркой, пайкой или вальцовкой по торцам в трубных решетках. Трубный пучок в свою очередь крепится внутри корпуса резервуара таким образом, что образуются две независимые герметичные полости: внутри трубок трубного пучка и снаружи трубок. Причем особенно важно сохранить абсолютную герметичность соединения труб с решетками, чтобы жидкости, протекающие в ТА, не смешивались.

Интересно взглянуть на способы обеспечения герметичности соединения трубок с трубными досками в контексте развития технологий. Если в начале 19 века в России при изготовлении теплообменного оборудования для нужд флота использовали клепку и кузнечную сварку с преимущественно ручным трудом, то сейчас тяжелую и вредную работу выполняют роботизированные сварочные и вальцовочные комплексы, в которых человек выступает в роли оператора-контролера.

Развальцовка труб в отверстиях трубной доски представляет собой наиболее широко распространенный тип крепления по многим причинам. Прежде всего, это технологичность и надежность. В основу метода положена идея управляемого радиального деформирования трубы, установленной в трубную решетку, под действием вращающихся роликов.

Подробнее о процессе вальцовки, о таких видах инструмента, как труборез для труб, торцеватель для труб, о проблемах и перспективах технологии, позволяющей развальцевать трубы, мы напишем в следующих статьях.