Глава 3. Теплообменные аппараты и вспомогательное оборудование судовых холодильных установок.

3.1. Конструкции конденсаторов.

В судовых холодильных установках используются различные по назначению и конструкции теплообменные аппараты, из них наибольшее распространение на судах получили горизонтальные конденсаторы кожухотрубного и кожухозмеевикового типа, охлаждаемые забортной водой. В малых холодильных машинах охлаждаемых шкафов, кон­тейнеров, автономных кондиционеров, в холодильных установках охлаждения CO₂ применяются змеевиковые реб­ристые конденсаторы с воздушным охлаждением.

Рис. З.1. Кожухотрубный конденсатор

Кожухотрубный конденсатор (рис. 3.1) состоит из цилиндрического стального корпуса (кожуха) 1, к торцам которого приварены стальные труб­ные доски 2 с наплавленным слоем меди 3 для защиты от кор­розии. В трубных досках развальцованы концы медных теплообменных трубок 6 с накатанными ребрами. Рифление трубок способствует повышению турбулентности и увеличению теплообмена.

К трубным доскам через резиновые прокладки прикреплены крышки 4 с перегород­ками, изменяющими направление движения воды. Двигаясь по трубкам и изменяя направление своего движения в крышках, охлаждающая вода делает шесть последовательных ходов, подни­маясь снизу вверх. В теплообменных аппаратах подвод воды всегда организуется снизу вверх для беспрепятственного отвода воздуха в случае его попадания в охлаждающую воду, например, через сальник насоса. Для защиты от коррозионного воздействия морской воды крышки конденсатора снабжены цинковыми протек­торами. В одной из крышек сверху и снизу расположены пробки 5 для выпуска воздуха из водяной полости и спуска воды. Для снижения амплитуды вибрации теплообменных трубок в средней части конденсатора уста­новлена промежуточная решетка, которая одновременно и повышает частоту их вибрации, переводя частоту в более благоприятную область.

Пары хладагента поступают в межтрубное простран­ство сверху через патрубок 7, конденсат стекает в нижнюю часть корпуса и поступает в сборник жидкости 12. Нижняя часть кор­пуса, свободная от трубок, и сборник жидкости составляют ресиверную часть конденсатора, откуда жидкий хладагент отводится через запорный вентиль 11 к регулирующим клапанам (ТРВ). На верхней части корпуса конденсатора размещены предохранитель­ный клапан 8, клапан для выпуска воздуха 9 и угловой запорный вентиль 10 для присоединения уравнительной трубы или мано­метра. Уравнительная линия необходима для соединения паровых пространств параллельно работающих конденсаторов и линейного ресивера (если он предусмотрен). Сборник жидкости имеет внизу спускную пробку. Для контроля заполнения холодильной системы жидким хладагентом конденсаторы снабжают указателями уровня жидкого хладагента.

В парокомпрессионных холодильных машинах (обычно малой холодопроизводительности) применяют также кожухозмеевиковые конденсаторы, отличающиеся от кожухотрубных тем, что они имеют одну трубную доску, в которой развальцованы концы од­них и тех же изогнутых в виде петель оребренных трубок. В пет­леобразных трубках не возникают термические напряжения. Такая конструкция позволяет легко вынимать охлаждающую поверхность конденсатора (змеевики) из корпуса вместе с крышкой и трубной доской для наружной очистки (внутренняя механическая очистка трубок-петель в этом случае затруднена).

В аммиачных конденсаторах используют стальные гладкие теплообменные трубки диаметром до 38 м, в хладоновых — мед­ные или из медно-никелевых сплавов (мельхиоровые) диаметром до 22 мм. Последние позволяют повысить надежность конденса­тора при скорости охлаждающей морской воды до 2,0—2,5 м/с. Стальные трубки аммиачных конденсаторов не оребряют, так как промежутки между ребрами заполняются маслом, не растворяю­щимся в аммиаке, поэтому ребра не выполняют своей функции создания турбулентности потока паров хладагента и увеличения теплообмена.

Для повышения надежности и срока службы судовых хладо­новых конденсаторов их трубные доски нередко изготовляют из латуни, а крышки — из бронзы.

Нередко конденсаторы снабжаются ресиверами, охлаждаемыми забортной водой для получения дополнительного переохлаждения, которое увеличивает холодопроизводительность установки без увеличения дополнительной работы, а также благоприятно сказывается на работе ТРВ.

Подобная конструкция изображена на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Конструкция конденсатора с охлаждаемым ресивером.

Для защиты от коррозии при охлаждении морской водой крышки конденсаторов снабжают цинковыми протекторами 2 . Во фреоновом конденсаторе вода перемещается по трубам 1, выполненным из меди. В нижней части конденсатора расположен сборник жидкого хладагента 3, в котором он частично переохлаждается, так как проток охлаждающей воды осуществляется через трубку, вставленную в сборник. Слив воды из конденсатора осуществляется через сливную пробку 4. В них также теплообменные трубки выполнены с накатанными ребрами для увеличения коэффициента теплопередачи за счет создаваемой турбулентности.