Отечественное импортозамещающее энергосберегающее теплоэнергетическое оборудование – теплообменники ТТАИ.

В конце 1992г. в Севастополе ведущими специалистами бывшего головного в структуре Минсудпрома СССР закрытого проектного бюро было создано ООО «Теплообмен». ООО «Теплообмен» было создано с целью не потерять научно-технические наработки советского оборонно-промышленного комплекса в области тепло-массообмена, полученные в рамках длительных закрытых работ при создании теплообменных аппаратов различного назначения для всех типов и классов боевых кораблей СССР.

К сожалению, при распаде СССР руководством страны – Горбачевым, а затем Ельциным, - многократно повторялась мысль о том, что отечественная наука бесконечно отстала от западной и потому следует ожидать, когда западные страны вот-вот передадут, в соответствии с их обещаниями, свои последние научно-технические достижения.  Что это было – полная безграмотность руководства страны или что-то значительно худшее, не известно, но результат известен.

Но мы знали, что в той области, в которой работали, советская наука не только не отставала от западной, но напротив, существенно, как потом оказалось, на десятки лет, опережала западные разработки. Поэтому нами, группой ведущих специалистов вышеупомянутого проектного бюро, уже в 1991г. было решено использовать имеющийся научный задел, опыт и знания для создания теплообменников, предназначенных для общепромышленного применения. Первые опытно-промышленные образцы таких аппаратов, получивших маркировку ТТАИ, были в кустарных условиях изготовлены и в 1992г. поставлены на опытную эксплуатацию. Указанные образцы полностью подтвердили расчетные характеристики, многократно превосходя характеристики появлявшихся в то время на нашем рынке западноевропейских пластинчатых теплообменников. Эти первые образцы теплообменников ТТАИ на сопоставимые условия были примерно в 10 раз легче западноевропейских разборных пластинчатых аппаратов, имели в 8-10 раз меньший габаритный объем, были радикально проще в монтаже и обслуживании, требовали для своего размещения во много раз меньшие производственные площади и были существенно дешевле. 

С этого 30 лет назад начинался с нуля путь создания и развития ООО «Теплообмен» и теплообменников ТТАИ. И если в условиях распада отечественной промышленности, агрессивного захвата нашего рынка западноевропейскими фирмами, массово использовавших крайне нечистоплотные методы продвижения, удалось, выпуская только один вид продукции – теплообменники ТТАИ, -  не только выжить, не имея в начале пути ни одного метра производственной площади, но и все развиваться, построить на бывшем пустыре собственное административно-производственное здание (фото 1), в котором осуществлять производство замкнутого цикла  теплообменников ТТАИ, то это убедительно свидетельствует о высоких потребительских качествах созданных теплообменников ТТАИ. Еще одним бесспорным свидетельством высоких качеств теплообменников ТТАИ является то, что на сегодня в России уже не одно предприятие выпускает теплообменники, в которых заложены решения, аналогичные тем, которые за несколько лет до этого были заложены в конструкцию аппаратов ТТАИ и, что еще показательнее, существует, как минимум, два предприятия, начавшие выпуск просто копий теплообменников ТТАИ. Очевидно, что налаживать выпуск копии изделия, не обладающего чрезвычайно высокими качествами, никто не станет.

Фото 1.

Необходимо подчеркнуть, что основополагающие научно-технические решения, заложенные в теплообменники ТТАИ, опираются на задел советской оборонки, но не копируют решения, примененные в корабельных теплообменниках советского ВМФ.

К таким решениям, заложенным в конструкцию аппаратов ТТАИ (на фото 2 показаны некоторые представители семейства теплообменников ТТАИ, а на фото 3 – теплообменники ТТАИ в составе компактного теплопункта), относятся:

1. Термодинамически целесообрано профилированные трубки (расчет этого профиля базируется на закрытых работах, проводившихся в авиационно-космической отрасли СССР). Такой профиль обеспечивает не только рост тепловой эффективности, не отстающий от сопряженного роста гидравлического сопротивления, но и такое важное преимущество аппаратов ТТАИ, как эффект самоочистки.
2. Нерегулярная разбивка трубного пучка, что обеспечивает снижение гидравлического сопротивления межтрубной полости.
3. Применении патрубков межтрубной полости с диаметрами большими диаметра корпуса аппаратов, что направлено на снижение потерь напора.
4. Применение «плотно упакованных» трубных пучков, что не только увеличивает удельную плотность теплопередающей поверхности, но и способствует росту коэффициента теплоотдачи.
5. Использование трубок малого диаметра, что способствует росту удельной тепловой эффективности и повышению коэффициента компактности. Можно отметить, что такие диаметры трубок (внутренний диаметр 7.4мм) являлись основными при создании теплообменников для нужд советского ВМФ.
6. Как теплопередающие трубки, так и корпуса аппаратов ТТАИ являются тонкостенными. Их толщины определены расчетным путем и подтверждены в ходе экспериментов для рабочих давлений до 4 МПа.
7. Применение высококачественных металлов - либо высоколегированная нержавеющая сталь, либо титановые сплавы, - что позволяет обеспечить продолжительный срок службы аппаратов при вышеупомянутых тонкостенных трубках.
8. Применение метода «плавающих» трубных решеток, что позволяет снять термические напряжения в цепочке «корпус-трубный пучок» и обеспечить возможность разборки аппарата.
9. Выполнение трубных решеток не только в цельнометаллическом варианте из нержавеющей стали или титана, но и композитными. Композитный вариант позволяет снизить массо-габаритные характеристики теплообменника, а также его стоимость.
10. Использование псевдофланцевых разъемных соединений до Ду 150 включительно, такие соединения полностью выполняют функции фланцевого, но не имеют собственно фланцев (блинов), что обеспечивает снижение массо-габаритных характеристик.
11. Разработанный нами сложноходовой вариант исполнения теплообменника, когда среда межтрубного пространства подается в корпус аппарата через два патрубка, что оказывается весьма эффективным в случаях существенно различающихся между собой расходов или располагаемых напоров сред.
12. Применение распределенных дистанционирующих перегородок, выполненных из ленты, изготовленной из нержавеющей сетки и оплетающей трубки. Их применение позволяет реализовать чистый противоток сред, что повышает среднелогарифмический температурный напор и тем самым способствует повышению тепловой эффективности теплообменника.

Фото 2.

Фото 3.

Теплообменные аппараты, обладающие таким комплексом инновационных технических решений, оказались востребованы для решения различных задача в самых разных областях техники на объектах различных заказчиков, как в России, так и за рубежом. На сегодня выпущено и эксплуатируется более 12.5тысяч теплообменников ТТАИ. В качестве некоторых примеров заказчиков можно упомянуть: АвтоВАЗ, КАМАЗ, «Газпром», «Лукойл», ФГБУ «ЦЖКУ» МО РФ по ОСК СФ и по СЗ ВО, главное здание ФСБ России на Лубянке, Балаковская АЭС, Белорусская АЭС, объединение «Азот», «Белтрансгаз», «Гомсельмаш», «МАЗ», АЛРОСА, и пр. До отдельных санкций против Севастополя мы осуществляли экспорт наших теплообменников не только в страны СНГ, но и в страны ЕС, включая Западную Европу.

Разрабатываемые и выпускаемые ООО «Теплообмен» теплообменники ТТАИ являются высокотехнологичной инновационной, наукоемкой, импортозамещающей и экспортоориентированной энергосберегающей продукцией энергетического машиностроения. Аппараты ТТАИ многократно становились в номинациях «Инновационная разработка» и «Импортозамещение» победителями или лауреатами международных специализированных конкурсов и выставок.

В настоящее время, учитывая санкционную войну, развязанную западными странами, с особой остротой встает вопрос, неоднократно поднимавшийся в минувшие годы в наших выступлениях и публикациях – как можно такой северной стране, как Россия, ставить в зависимость свою теплоэнергетику, в частности, теплоснабжение населенных пунктов, в зависимость от поставок оборудования производителей из западных стран. Представляется, что сейчас необходимо незамедлительно переходить на отечественное оборудование тем более, что в части теплообменных аппаратах имеется более чем достойная замена импорту – при непредвзятом анализе становится очевидно, что полностью отечественные теплообменники ТТАИ не только не уступают, но даже превосходят для обширного круга задач западноевропейские аналоги.

Директор ООО «Теплообмен», г.Севастополь, Почетный член Союза энергетиков Северо-Запада России, проф., к.т.н., Барон В.Г.