Introdução
Este é um modelo 3D de um Aquecedor de Água de Alimentação da Caldeira.
Anotações do Modelo 3D
Aquecedor de Água de Alimentação
A água de alimentação é aquecida antes de entrar em um gerador de vapor ou caldeira. O vapor de extração das turbinas a vapor é utilizado para aquecer a água de alimentação. No aquecedor de água de alimentação, o vapor de extração atua como o fluido no lado da carcaça, enquanto a água de alimentação é o fluido no lado dos tubos. À medida que o vapor transfere seu calor para a água de alimentação, ele condensa e é drenado do fundo do aquecedor; o fluido drenado é chamado de 'gotejamentos'. Note que um aquecedor de água de alimentação tem um design muito semelhante a um trocador de calor de casco e tubo em U.
Placa de Partição
A placa de partição separa as metades superior e inferior do trocador de calor. Ela garante que o fluido no lado dos tubos flua para os tubos inferiores e depois retorne ao cabeçote pelos tubos superiores.
Entrada do Lado dos Tubos
O fluido no lado dos tubos entra no trocador de calor através desta conexão; o fluido no lado dos tubos é a água de alimentação.
Descarga do Lado dos Tubos
O fluido no lado dos tubos é descarregado do trocador de calor através desta conexão; o fluido no lado dos tubos é a água de alimentação.
Entrada do Lado da Carcaça
O fluido no lado da carcaça entra no trocador de calor através desta conexão; o fluido no lado da carcaça é o vapor de extração das turbinas a vapor.
Descarga do Lado da Carcaça
O fluido no lado da carcaça é descarregado do trocador de calor através desta conexão; o fluido no lado da carcaça é o vapor de extração da turbina a vapor, mas é o condensado que é drenado do aquecedor, não vapor.
Carcaça
A carcaça (invólucro) contém o meio fluido do lado da carcaça e abriga os tubos, defletores, barras de amarração e chapas tubulares. Também serve como uma peça estrutural robusta à qual outros aparelhos podem ser anexados. Devido ao seu tamanho, a carcaça é a maior peça de limite de pressão de um trocador de calor de casco e tubo. Por esta razão, é preferível que o fluido de menor pressão flua pelo lado da carcaça, enquanto o fluido de maior pressão deve fluir pelos tubos.
Placa de Cobertura
A placa de cobertura é usada para selar uma extremidade da carcaça. Remover a placa de cobertura dá acesso rápido aos tubos; isso é útil para inspeções visuais periódicas.
Junta
Uma junta é colocada entre duas superfícies para eliminar qualquer caminho de fluxo não intencional que possa existir. As juntas são geralmente construídas de papel de junta ou borracha. A junta neste modelo 3D é 'apertada' entre as duas superfícies metálicas para criar uma vedação estanque. A forma da junta também impede vazamentos de um lado da placa de partição para o outro.
Chapa Tubular
As chapas tubulares ficam dentro da carcaça e suportam as extremidades dos tubos. O peso dos tubos é ainda suportado pelos defletores (dependendo do design). Os tubos são geralmente laminados a frio e expandidos nas chapas tubulares.
Defletor
Os defletores são usados para mudar a direção do fluxo do meio fluido do lado da carcaça. Mudar a direção do fluxo garante uma distribuição uniforme de calor por todo o trocador de calor. O fluxo turbulento criado pelos defletores aumenta a taxa de transferência de calor do trocador de calor e ajuda a reduzir a formação de depósitos nas superfícies externas dos tubos (depósitos reduzem a eficiência do trocador de calor).
Barras de Amarração
As barras de amarração são usadas como guias para os defletores para garantir que não ocorra movimento rotacional ou axial dos defletores.
Tubos
O fluido no lado dos tubos flui através dos tubos enquanto o fluido no lado da carcaça flui ao redor dos tubos. O calor é trocado entre os dois meios devido à proximidade. Turbuladores podem ser instalados dentro dos tubos para criar fluxo turbulento (em vez de fluxo laminar), o que aumenta a eficiência do trocador de calor.
Cabeçote
A área onde o fluido no lado da carcaça entra e sai do trocador de calor é referida como 'cabeçote'.
Seção de Desuperaquecimento
O vapor de escape das turbinas a vapor entra na área de desuperaquecimento do aquecedor de água de alimentação. Para aquecedores de maior pressão, a seção de desuperaquecimento pode conter placas metálicas que protegem os tubos do aquecedor do vapor que entra; as placas reduzem a probabilidade de danos aos tubos devido à alta temperatura e pressão do vapor.
Seção de Resfriamento
A seção de resfriamento é a área do aquecedor de água de alimentação com a temperatura mais baixa. A água de alimentação fria (relativamente) entra no aquecedor através dos tubos nesta seção e é aquecida à medida que passa pelo aquecedor.
Caixa de Água / Cabeçote
A área onde o fluido no lado dos tubos entra e sai do trocador de calor é referida como 'caixa de água' ou 'cabeçote'.
Condensado
O vapor resfriado forma condensado. O condensado se acumula na parte inferior do aquecedor e flui através de canais para a seção de resfriamento, depois através da saída do lado da carcaça.
Recursos Adicionais
https://www.thermopedia.com/content/756
https://www.fluiddynamics.com.au/case-studies-1/feedwater-heaters
https://en.wikipedia.org/wiki/Feedwater_heater