DE102011010896A1 - Wärmetauscher - Google Patents
Wärmetauscher Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011010896A1 DE102011010896A1 DE201110010896 DE102011010896A DE102011010896A1 DE 102011010896 A1 DE102011010896 A1 DE 102011010896A1 DE 201110010896 DE201110010896 DE 201110010896 DE 102011010896 A DE102011010896 A DE 102011010896A DE 102011010896 A1 DE102011010896 A1 DE 102011010896A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- medium
- heat exchanger
- pressure loss
- loss element
- pipe section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 10
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 title description 5
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 title description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011552 falling film Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
- F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
- F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0244—Operation; Control and regulation; Instrumentation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
- F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J5/00—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
- F25J5/002—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
- F25J2240/40—Expansion without extracting work, i.e. isenthalpic throttling, e.g. JT valve, regulating valve or venturi, or isentropic nozzle, e.g. Laval
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0061—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for phase-change applications
- F28D2021/0066—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for phase-change applications with combined condensation and evaporation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/12—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing overpressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Wärmetauscher zum Wärmetausch zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten Medium, mit: zumindest einer Passage (100), die dazu eingerichtet und vorgesehen ist, von dem ersten Medium durchströmt zu werden, zumindest einem Eintritt (101), über den das erste Medium in die mindestens eine Passage (100) einleitbar ist, zumindest einem Austritt (102), über den das erste Medium aus der mindestens einen Passage (100) heraus leitbar ist, und zumindest einem separaten Druckverlustelement (300), an dem das erste Medium zum Herabsetzen eines Druckes des ersten Mediums entlang strömen kann. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das mindestens eine Druckverlustelement (300) in dem mindestens einen Austritt (102) angeordnet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Ein derartiger Wärmetauscher zum Wärmetausch zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten Medium weist zumindest eine Passage für das erste Medium auf, die dazu eingerichtet und vorgesehen ist, von dem ersten Medium in einer Strömungsrichtung durchströmt zu werden, zumindest einen Eintritt, über den das erste Medium in der Strömungsrichtung in die besagte Passage einleitbar ist, zumindest einem Austritt, über den das erste Medium in der Strömungsrichtung aus der Passage heraus leitbar ist sowie zumindest einen separates Druckverlustelement, an dem das erste Medium zum Herabsetzen eines Druckes des ersten Mediums in der Strömungsrichtung entlang strömen kann bzw. dieses insbesondere durchströmen kann.
- Wärmetauscher der eingangs erwähnten Art sind insbesondere so konzipiert, dass eine Verdampfung des zweiten Mediums auf einer Mantelseite von oben nach unten erfolgt, während die Kondensation und Abkühlung des ersten Mediums im Gegenstrom in der besagten Passage (Rohrraum) von unten nach oben erfolgt. Dabei wird der Druckverlust auf der Rohrseite neben dem Phasenzustand des ersten Mediums durch den statischen Druck und den Reibungsdruckverlust in den Rohren bestimmt. Aufgrund last- und temperaturabhängiger Zustände auf der Rohrseite ist es erforderlich, zwischen diesen beiden Werten (statischem Druck und Reibungsdruckverlust) ein bestimmtes Verhältnis herzustellen.
- Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art bereitzustellen, der eine einfache Einstellung des Druckes des ersten Mediums ermöglicht, die insbesondere die Güte des Wärmetauschers so wenig wie möglich beeinträchtigt.
- Dieses Problem wird durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass das mindestens eine Druckverlustelement in dem mindestens einen Austritt angeordnet ist.
- Dies hat zum einen den Vorteil, dass eine etwaige Abkühlung des ersten Mediums aufgrund des Druckverlustes erst beim Austritt des ersten Mediums stattfindet, was insbesondere die Temperaturverteilung des Wärmetauschers für den Fall, dass die Verdampfung auf der Mantelseite von oben nach unten erfolgt (Fallfilmverdampfer), wie z. B. bei gewickelten Wärmetauschern für die Erdgasverflüssigung, positiv beeinflusst.
- Weiterhin kann durch das Druckverlustelement ein Druckverlust vergleichsweise günstiger erzielt werden als durch die übliche Anpassung der Rohrdimension der Rohrseite (Rohrbündel). Bei gegebener Länge des Rohres und gegebenem Außendurchmesser des Rohres ist nämlich die offene Variable die Wanddicke des Rohres. Mit steigender Wanddicke des Rohres verringert sich der Innendurchmesser des Rohres und damit steigt der Druckverlust im Rohr und vice versa. Aufgrund gegebener Minimalwandstärken der Rohre aus konstruktiver und fertigungstechnischer Hinsicht ergeben sich somit für steigende Druckverlustanforderungen steigende Wanddicken, die somit in erhöhtem Gewicht, Fertigungsaufwand und Kosten resultieren.
- Vorzugsweise ist das mindestens eine Druckverlustelement lösbar in dem mindestens einen Austritt des Wärmetauschers bzw. der besagten Passage festgelegt, so dass es entlang der Strömungsrichtung nicht verrutschen kann. Zum lösbaren Festlegen des mindestens einen Druckverlustelements ist hierbei bevorzugt ein Spannelement vorgesehen, das dazu ausgebildet ist, gegen eine das Druckverlustelement umgebende Innenseite des mindestens einen Austritts vorgespannt zu werden, so dass jenes Spannelement des Druckverlustelementes gegen jene Innenseite drückt.
- Zum Vorspannen des Spannelementes weist das Druckverlustelement dabei vorzugsweise einen vom Spannelement umgriffenen Spanndorn auf, der dazu ausgebildet ist, das Spannelement zum Vorspannen gegen jene Innenseite des Austritts aufzuspreizen.
- Zum Bewirken eines Druckverlustes des ersten Mediums weist das mindestens eine Druckverlustelement (neben dem durchströmbaren Spanndorn) einen Rohrabschnitt mit einem Innendurchmesser bzw. einem durchströmbaren Querschnitt auf, der kleiner ist als ein entsprechender Innendurchmesser bzw. durchströmbarer Querschnitt des mindestens einen Austritts der besagten Passage.
- Vorzugsweise ist der Spanndorn mit dem Rohrabschnitt verbunden, wobei der Spanndorn insbesondere einstückig an den Rohrabschnitt angeformt ist oder insbesondere mit diesem über eine Schweißverbindung verbunden ist. Dabei sind der Spanndorn und der besagte Rohrabschnitt des Druckverlustelementes vorzugsweise koaxial bezüglich ihrer jeweiligen Längsachse zueinander angeordnet.
- Um den Austritt der Passage (Rohrraum) vor abrasiven Einwirkungen durch den ggf. vergleichsweise härteren Rohrabschnitt des Druckverlustelementes zu schützen, weist das Druckverlustelement des Weiteren vorzugsweise eine den Rohrabschnitt umgreifende Schutzhülle (Schutzummantelung) auf, die vorzugsweise eng an dem besagten Rohrabschnitt sowie ggf. an der Innenseite des zugeordneten Austritts anliegt, wobei die Schutzhülle insbesondere über einen umlaufenden Fixierring am Rohrabschnitt festgelegt ist.
- Bevorzugt ist der mindestens eine Eintritt der Passage entlang der Vertikalen unterhalb des mindestens einen Austritts jener Passage angeordnet. Dies gilt auch für mögliche weitere Passagen des Wärmetauschers, die ein Medium zum Abkühlen von unten nach oben (bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Zustand des Wärmetauschers) durch den Wärmetauscher leiten.
- Vorzugsweise ist die mindestens eine Passage als ein Rohrbündel ausgebildet. Dieses weist z. B. eine Vielzahl an parallelen Rohren auf, die in zwei einander gegenüberliegenden Rohrböden verankert sein können, wobei die Rohre einerseits mit dem besagten Eintritt und andererseits mit dem besagten Austritt strömungsverbunden sind. Das Rohrbündel kann alternativ auch durch ein schraubenförmig auf ein Kernrohr gewickeltes Rohr gebildet sein, das mit dem Ein- bzw. Austritt strömungsverbunden ist. Insbesondere sind auch die Ein- und Austritte rohrförmig ausgeformt.
- Bevorzugt ist die Passage bzw. das Rohrbündel dazu ausgebildet – bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Zustand des Wärmetauschers – zur Kondensation bzw. Abkühlung des ersten Mediums entlang der Vertikalen von unten nach oben vom ersten Medium durchströmt zu werden (d. h. vom Eintritt zum darüber liegenden Austritt).
- Weiterhin weist der erfindungsgemäße Wärmetauscher insbesondere einen das Rohrbündel umgebenden Mantel auf, der eine das Rohrbündel umgebende weitere Passage in Form eines Mantelraumes für ein zweites Medium definiert, wobei der Mantelraum bevorzugt dazu eingerichtet und vorgesehen ist, zur Erwärmung bzw. Verdampfung des zweiten Mediums vom zweiten Medium von oben nach unten (im Gegenstrom zum ersten Medium) durchströmt zu werden. Hierzu weist der Mantel vorzugsweise an einem oberen freien Ende einen Einlass zum Einlassen des zweiten Mediums in den Mantelraum sowie einen Auslass an einem unteren freien Ende des Mantels des Wärmetauschers auf, über den das zweite Medium aus dem Mantelraum ausströmen kann.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen bei den nachfolgenden Figurenbeschreibungen eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren erläutert werden.
- Es zeigen:
-
1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers mit Druckverlustelementen; und -
2 eine Schnittansicht eines Druckverlustelementes des Wärmetauschers gemäß1 . -
1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers1 . Der Wärmetauscher1 weist einen Mantel10 auf, der insbesondere zylinderförmig ausgebildet ist, wobei sich die Längsachse (Zylinderachse) des Mantels10 – bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Zustand des Wärmetauschers1 – entlang der Vertikalen Z erstreckt. Entsprechend weist der Mantel10 einen unteren Abschnitt und einen sich daran anschließenden oberen Abschnitt auf. - Hierbei sind am unteren Abschnitt zwei Eintritte
101 ,201 für je ein Rohrbündel100 ,200 vorgesehen, die Passagen für zumindest ein erstes Medium bilden, das in Wärmeaustausch mit einem zweiten Medium gebracht werden soll. Die Rohrbündel100 ,200 erstrecken sich jeweils ausgehend vom jeweils zugeordneten Eintritt101 ,201 innerhalb des Mantels10 in einem vom Mantel10 umgebenden Mantelraum11 entlang der Vertikalen Z zu je einem Austritt102 ,202 im oberen Abschnitt des Mantels10 . Hierbei bildet der Mantelraum11 eine Passage für das zweite Medium. Der Wärmetauscher1 kann eine beliebige Anzahl an Rohrbündel100 ,200 aufweisen, ggf. auch lediglich ein Rohrbündel. Bei den Rohrbündeln100 ,200 kann es sich jeweils insbesondere um eine Rohrwicklung handeln, bei der eine oder mehrere Lagen eines Rohres auf ein Kernrohr aufgewickelt ist bzw. sind (gewickelter Wärmetauscher). - Der Wärmetauscher
1 der in der1 gezeigten Art kann beispielsweise zur Erdgasverflüssigung verwendet werden. Hierbei wird das zu verflüssigende Erdgas (erstes Medium) über die Eintritte101 ,201 in die Rohrbündel100 ,200 geleitet und in Wärmeaustausch mit einem Kältemittel (zweites Medium) gebracht, das im Gegenstrom von oben nach unten durch den Mantelraum11 strömt. Der Mantel10 weist zum Einleiten des Kältemittels an einem freien Ende des oberen Abschnitts einen entsprechenden Einlass12 sowie einen Auslass13 an einem freien Ende des unteren Abschnitts auf, über den das Kältemittel aus dem Mantelraum11 heraus geleitet wird. - Der Druckverlust auf der Rohrseite, d. h., in dem durch die Rohrbündel
100 ,200 gebildeten Rohrraum, ist neben dem Phasenzustand des ersten Mediums (Erdgas) durch den statischen Druck des ersten Mediums und den Reibungsdruckverlust im Rohrraum bestimmt. Um zwischen diesen beiden Werten ein bestimmtes Verhältnis einstellen zu können, ist in den insbesondere rohrförmig ausgebildeten Austritten102 ,202 der Rohrbündel100 ,200 bzw. der Passagen für das erste Medium je ein Druckverlustelement300 gemäß2 angeordnet. - Die austrittseitige Anordnung der Druckverlustelemente
300 hat dabei den Vorteil, dass ein durch den erzeugten Druckverlust bedingter Temperaturabfall des ersten Mediums jeweils am Austritt102 ,202 – also auf der kalten Seite – auftritt. Da durch das mindestens eine Druckverlustelement300 der erforderliche Druckverlust einstellbar ist, ist weiterhin eine Optimierung der Wanddicken der Rohre der Rohrbündel100 ,200 bzw. des Rohrraumes möglich, so dass der Wärmetauscher1 weitgehend mit einer einheitlichen Rohrdimension gefertigt werden kann, was Gewicht und Kosten spart, eine Gefahr des Verwechselns von Komponenten beim Aufbau eines Wärmetauschers reduziert und fertigungstechnisch effizienter ist (weniger Materialwechsel). -
2 zeigt ein Druckverlustelement300 der bei dem Wärmetauscher1 gemäß1 verwendeten Art. Das Druckverlustelement300 ist entlang einer Erstreckungsrichtung E längs erstreckt ausgebildet, wobei das jeweilige Druckverlustelement300 entlang der Erstreckungsrichtung E in den zugeordneten Austritt102 ,202 gemäß1 eingeführt wird (die Strömungsrichtung des ersten Mediums verläuft also entlang der Erstreckungsrichtung E). - Das Druckverlustelement
300 weist ein hülsenförmiges entlang der Erstreckungsrichtung E erstrecktes Spannelement310 auf, das einen ebenfalls hülsenförmigen Spanndorn320 umgreift, der koaxial bezüglich des Spannelementes310 angeordnet ist. Der Spanndorn320 weist ein freies Ende321 und einen einstückig daran angeformten konischen Abschnitt322 auf, der zwei einander gegenüberliegende, durch einen Spalt313 voneinander getrennte freie Enden311 ,312 des Spannelementes310 voneinander weg drückt, wenn der Spanndorn320 axial gegen das Spannelement310 bewegt wird (entlang der Erstreckungsrichtung E). Hierdurch wird das Spannelement310 gegen eine Innenseite des jeweiligen Austritts102 ,202 vorgespannt, wodurch das Druckverlustelement300 in dem jeweiligen Austritt102 ,202 festgelegt wird. - Der Spanndorn
320 ist weiterhin mit einem Rohrabschnitt330 des Druckverlustelementes300 verbunden, der mit dem Spanndorn320 fluchtet, wobei der Spanndorn320 insbesondere an den Rohrabschnitt330 einstückig angeformt ist oder mit diesem verschweißt ist. Der Rohrabschnitt330 weist dabei einen zylinderförmigen Mantel331 auf, der eine entsprechende Ausnehmung (Innenraum)332 des Rohrabschnittes330 umgibt, die in eine entsprechende Ausnehmung des Spanndorns320 übergeht, so dass der Spanndorn320 und der Rohrabschnitt340 entlang der Erstreckungsrichtung E vom ersten Medium durchströmbar sind. - Um einen vordefinierbaren Druckverlust des ersten Mediums zu bewirken, weisen der Spanndorn
320 und der Rohrabschnitt330 einen einheitlichen Innendurchmesser auf, der kleiner ist als der Innendurchmesser des jeweiligen Austritts102 ,202 bzw. des Rohrraumes, in dem das jeweils zugeordnete Druckverlustelement300 angeordnet ist, so dass sich beim Durchströmen ein entsprechender Druckverlust des ersten Mediums einstellt. - Um das jeweilige Rohr (Austritt)
102 ,202 vor abrasiven Einwirkungen des Druckverlustelementes300 , insbesondere beim Einführen des jeweiligen Druckverlustelementes300 in den jeweils zugeordneten Austritt102 ,202 , zu schützen, weist das jeweilige Druckverlustelement300 eine den Rohrabschnitt330 umgebende Schutzhülle340 auf. Diese ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Rohrabschnitt330 aus einem Metall besteht, das härter ist als das des umgebenden Rohres102 ,202 . Die Schutzhülle340 wird über einen den Rohrabschnitt330 umlaufenden, eng umgreifenden Fixierring350 am Rohrabschnitt330 befestigt. Bezugszeichenliste1 Wärmetauscher 10 Mantel 11 Mantelraum 12 Einlass 13 Auslass 100 Rohrbündel 101 Eintritt 102 Austritt 200 Rohrbündel 201 Eintritt 202 Austritt 300 Druckverlustelement 310 Spannelement 311 Freies Ende 312 Freies Ende 313 Spalt 320 Spanndorn 321 Freies Ende 322 Konischer Abschnitt 330 Rohrabschnitt 331 Mantel 332 Ausnehmung 340 Schutzhülle 350 Fixierring E Erstreckungsrichtung Z Vertikale
Claims (10)
- Wärmetauscher zum Wärmetausch zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten Medium, mit: – zumindest einer Passage (
100 ), die dazu eingerichtet und vorgesehen ist, von dem ersten Medium durchströmt zu werden, – zumindest einem Eintritt (101 ), über den das erste Medium in die mindestens eine Passage (100 ) einleitbar ist, – zumindest einem Austritt (102 ), über den das erste Medium aus der mindestens einen Passage (100 ) heraus leitbar ist, und – zumindest einem separaten Druckverlustelement (300 ), an dem das erste Medium zum Herabsetzen eines Druckes des ersten Mediums entlang strömen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Druckverlustelement (300 ) in dem mindestens einen Austritt (102 ) angeordnet ist. - Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Druckverlustelement (
300 ) lösbar in dem mindestens einen Austritt (102 ) festgelegt ist. - Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Druckverlustelement (
300 ) ein Spannelement (310 ) aufweist, das dazu eingerichtet und vorgesehen ist, zum lösbaren Festlegen des Druckverlustelementes (300 ) in dem mindestens einen Austritt (102 ) gegen eine das Druckverlustelement (300 ) umgebende Innenseite des mindestens einen Austritts (102 ) vorgespannt zu werden. - Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckverlustelement (
300 ) zum Vorspannen des Spannelementes (310 ) einen vom Spannelement (310 ) umgriffenen Spanndorn (320 ) aufweist, wobei der Spanndorn (320 ) dazu ausgebildet ist, das Spannelement (310 ) zum Vorspannen gegen jene Innenseite des Austritts (102 ) aufzuspreizen. - Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckverlustelement (
300 ) zum Herabsetzen des Druckes des ersten Mediums einen Rohrabschnitt (330 ) aufweist, wobei das Druckverlustelement (300 ) insbesondere so in dem mindestens einen Austritt (102 ) angeordnet ist, dass der Rohrabschnitt (330 ) zum Herabsetzen des Druckes des ersten Mediums vom ersten Medium durchströmt wird. - Wärmetauscher nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanndorn (
320 ) mit dem Rohrabschnitt (330 ) verbunden ist, wobei der Spanndorn (320 ) insbesondere einstückig an den Rohrabschnitt (330 ) angeformt ist oder insbesondere mit diesem über eine Schweißverbindung verbunden ist. - Wärmetauscher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckverlustelement (
300 ) eine den Rohrabschnitt (330 ) umgreifende Schutzhülle (340 ) aufweist, wobei die Schutzhülle (340 ) insbesondere über einen den Rohrabschnitt (330 ) umgreifenden Fixierring (350 ) am Rohrabschnitt (330 ) festgelegt ist. - Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Eintritt (
101 ) entlang der Vertikalen (Z) unterhalb des mindestens einen Austritts (102 ) angeordnet ist. - Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Passage (
100 ) als ein Rohrbündel ausgebildet ist, wobei insbesondere das Rohrbündel (100 ) dazu ausgebildet ist – bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Zustand des Wärmetauschers (1 ) – zur Abkühlung des ersten Mediums entlang der Vertikalen (Z) von unten nach oben vom ersten Medium durchströmt zu werden. - Wärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (
1 ) einen das mindestens eine Rohrbündel (100 ) umgebenden Mantel (10 ) aufweist, der eine das mindestens eine Rohrbündel (100 ) umgebende weitere Passage (11 ) in Form eines Mantelraumes (11 ) für ein zweites Medium definiert, wobei der Mantelraum (11 ) insbesondere dazu eingerichtet und vorgesehen ist, zur Erwärmung des zweiten Mediums vom zweiten Medium von oben nach unten durchströmt zu werden, und wobei insbesondere der Mantel (10 ) zum Einlassen des zweiten Mediums in den Mantelraum (11 ) einen Einlass (12 ) und zum Ablassen des zweiten Mediums aus dem Mantelraum (11 ) einen Auslass (13 ) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201110010896 DE102011010896A1 (de) | 2011-02-10 | 2011-02-10 | Wärmetauscher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201110010896 DE102011010896A1 (de) | 2011-02-10 | 2011-02-10 | Wärmetauscher |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102011010896A1 true DE102011010896A1 (de) | 2012-08-16 |
Family
ID=46579568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201110010896 Withdrawn DE102011010896A1 (de) | 2011-02-10 | 2011-02-10 | Wärmetauscher |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102011010896A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102901383A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-01-30 | 无锡豫达换热器有限公司 | 回收天然气冷能的换热器 |
WO2015171210A3 (en) * | 2014-05-07 | 2016-03-24 | Praxair Technology, Inc. | Heat exchanger assembly and system for a cryogenic air separation unit |
-
2011
- 2011-02-10 DE DE201110010896 patent/DE102011010896A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102901383A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-01-30 | 无锡豫达换热器有限公司 | 回收天然气冷能的换热器 |
WO2015171210A3 (en) * | 2014-05-07 | 2016-03-24 | Praxair Technology, Inc. | Heat exchanger assembly and system for a cryogenic air separation unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2881692B1 (de) | Gasturbinenkühlluftkühler, Gasturbinen- oder Gas- und Dampfturbinen- Kraftwerk sowie Verfahren zum Kühlen von Kühlluft | |
DE102006017816B4 (de) | Innerer Kältemaschinen-Wärmetauscher | |
DE102010008176B4 (de) | Wärmeübertrager und Verfahren zum Betreiben eines Wärmeübertragers | |
DE102007036181A1 (de) | Gewickelter Wärmetauscher mit mehreren Rohrbündellagen | |
EP3022510A1 (de) | Wärmeübertrager mit elastischem element | |
DE60307323T4 (de) | Wärmetauscher | |
WO2007014618A1 (de) | Gewickelter wärmetauscher mit verschiedenen rohrdurchmessern | |
WO2007014617A1 (de) | Gewickelter wärmetauscher mit unterschiedlichen materialien | |
DE102006053702A1 (de) | Wärmetauscher, insbesondere Gaskühler | |
DE3633951C2 (de) | ||
DE102008056810B4 (de) | Kühlvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine | |
DE102011010896A1 (de) | Wärmetauscher | |
DE102012022302A1 (de) | Spiraltauscher und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Tauschers | |
EP2699864B1 (de) | Kondensator | |
EP2912394B1 (de) | Gewickelter wärmeübertrager mit einer mehrzahl von einlässen und verfahren zur anpassung einer heizfläche des wärmeübertragers | |
WO2018086759A1 (de) | Verfahren zur temperaturänderung eines fluids mittels eines rohrbündelwärmetauschers und rohrbündelwärmetauscher | |
EP3953654B1 (de) | Stegdesign - und anordnung zur verringerung einer radialen fehlverteilung in einem gewickelten wärmeübertrager | |
EP0171558A2 (de) | Wärmeübertrager | |
DE2708377A1 (de) | Rohrfoermiger waermetauscher | |
WO2017220209A1 (de) | Gewickelter wärmeübertrager mit dummy-rohrlage zwischen kernrohr und innerster rohrlage | |
DE202019103964U1 (de) | Wärmeaustauscher | |
DE102019120096A1 (de) | Rohrbündelwärmetauscher | |
DE102010050087A1 (de) | Durchströmbare Einsätze für Wärmetauscher | |
EP4359718A1 (de) | Regelbare eindüsung zur realisierung unterschiedlicher lokaler kältemittelverteilung | |
DE102010042504A1 (de) | Wärmetauscher |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130903 |