Introducción
Este es un modelo 3D de un Calentador de Agua de Alimentación de Calderas.
Anotaciones del Modelo 3D
Calentador de Agua de Alimentación
El agua de alimentación se precalienta antes de ingresar a un generador de vapor o caldera. El vapor de extracción de la(s) turbina(s) de vapor se utiliza para calentar el agua de alimentación. En un calentador de agua de alimentación, el vapor de extracción es el fluido del lado de la carcasa, mientras que el agua de alimentación es el fluido del lado de los tubos. A medida que el vapor transfiere su calor al agua de alimentación, se condensa y se drena por la parte inferior del calentador; el fluido drenado se denomina 'goteos'. Cabe destacar que un calentador de agua de alimentación tiene un diseño muy similar a un intercambiador de calor de carcasa y tubos en U.
Placa de Partición
La placa de partición separa las mitades superior e inferior del intercambiador de calor. La placa de partición asegura que el fluido del lado de los tubos fluya hacia los tubos inferiores y luego regrese al cabezal a través de los tubos superiores.
Entrada del Lado de los Tubos
El fluido del lado de los tubos entra en el intercambiador de calor a través de esta conexión; el fluido del lado de los tubos es agua de alimentación.
Descarga del Lado de los Tubos
El fluido del lado de los tubos se descarga del intercambiador de calor a través de esta conexión; el fluido del lado de los tubos es agua de alimentación.
Entrada del Lado de la Carcasa
El fluido del lado de la carcasa entra en el intercambiador de calor a través de esta conexión; el fluido del lado de la carcasa es vapor de extracción de la(s) turbina(s) de vapor.
Descarga del Lado de la Carcasa
El fluido del lado de la carcasa se descarga del intercambiador de calor a través de esta conexión; el fluido del lado de la carcasa es vapor de extracción de la turbina de vapor, pero es condensado que se drena del calentador, no vapor.
Carcasa
La carcasa (envolvente) contiene el medio que fluye por el lado de la carcasa y alberga los tubos, deflectores, barras de amarre y placas de tubos. También sirve como una pieza estructural fuerte a la que se pueden unir otros aparatos. Debido a su tamaño, la carcasa es la pieza de límite de presión más grande de un intercambiador de calor de carcasa y tubos. Por esta razón, se prefiere que el fluido de menor presión fluya por el lado de la carcasa, mientras que el fluido de mayor presión fluya a través de los tubos.
Placa de Cubierta
La placa de cubierta se utiliza para sellar un extremo de la carcasa. Retirar la placa de cubierta da al personal acceso rápido a los tubos; esto es útil para inspecciones visuales periódicas.
Junta
Se coloca una junta entre dos superficies para eliminar cualquier camino de flujo no deseado que pueda existir. Las juntas suelen estar construidas de papel de junta o goma. La junta en este modelo 3D está 'comprimida' entre las dos superficies metálicas para crear un sello hermético. La forma de la junta también previene fugas de un lado de la placa de partición al otro.
Placa de Tubos
Las placas de tubos se sitúan dentro de la carcasa y soportan los extremos de los tubos. El peso de los tubos se soporta además por los deflectores (dependiendo del diseño). Los tubos suelen ser laminados en frío y expandidos en las placas de tubos.
Deflector
Los deflectores se utilizan para cambiar la dirección del flujo del medio que fluye por el lado de la carcasa. Cambiar la dirección del flujo asegura una distribución uniforme del calor a lo largo del intercambiador de calor. El flujo turbulento creado por los deflectores aumenta la tasa de transferencia de calor del intercambiador de calor y ayuda a reducir la formación de depósitos en las superficies exteriores de los tubos (los depósitos reducen la eficiencia del intercambiador de calor).
Barras de Amarre
Las barras de amarre se utilizan como guías para los deflectores para asegurar que no ocurra movimiento rotacional o axial de los deflectores.
Tubos
El fluido del lado de los tubos fluye a través de los tubos mientras que el fluido del lado de la carcasa fluye alrededor de los tubos. El calor se intercambia entre los dos medios debido a la proximidad. Se pueden instalar turbuladores dentro de los tubos para crear un flujo turbulento (en lugar de un flujo laminar), lo que aumenta la eficiencia del intercambiador de calor.
Cabezal
El área donde el fluido del lado de la carcasa entra y sale del intercambiador de calor se denomina 'cabezal'.
Sección de Desupercalentamiento
El vapor de escape de la(s) turbina(s) de vapor entra en el área de desupercalentamiento del calentador de agua de alimentación. Para calentadores de mayor presión, la sección de desupercalentamiento puede contener placas metálicas que protegen los tubos del calentador del vapor entrante; las placas reducen la probabilidad de que se produzcan daños en los tubos debido a la alta temperatura y presión del vapor.
Sección de Enfriamiento
La sección de enfriamiento es el área del calentador de agua de alimentación con la temperatura más baja. El agua de alimentación fría (relativamente) entra en el calentador a través de los tubos en esta sección y se calienta a medida que pasa por el calentador.
Caja de Agua / Cabezal
El área donde el fluido del lado de los tubos entra y sale del intercambiador de calor se denomina 'caja de agua' o 'cabezal'.
Condensado
El vapor enfriado forma condensado. El condensado se acumula en la parte inferior del calentador y fluye a través de canales hacia la sección de enfriamiento, luego a través de la salida del lado de la carcasa.
Recursos Adicionales
https://www.thermopedia.com/content/756
https://www.fluiddynamics.com.au/case-studies-1/feedwater-heaters
https://en.wikipedia.org/wiki/Feedwater_heater