DE1294981B - Rohrbuendel-Waermeaustauscher - Google Patents
Rohrbuendel-WaermeaustauscherInfo
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- F28F9/02—Header boxes; End plates
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- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Rohrbündel- Dieses Ziel wird bei einem Rohrbündel-Wärme-
Wärmeaustauscher zum Wärmeaustausch zwischen austauscher der eingangs beschriebenen Art da-Stoffen
großen Druckunterschiedes, von denen der durch gelöst, daß der dünne Rohrboden auf der
durch die Rohre strömende Stoff eine hohe Ein- Zuströmseite des heißen Stoffs liegt und die ihn
gangstemperatur aufweist, wobei der eine Rohr- 5 entlastende Einrichtung in dem vom kälteren Stoff
boden im Verhältnis zu dem anderen Rohrboden durchströmten Bereich derart angeordnet ist, daß
dünn ausgebildet und mit einer aus senkrecht zu ihre Tragbleche mit Abstand vom Rohrboden liegen
ihm stehenden und am Mantel des Wärme- und durch über den Rohrboden verteilt angeordnete
austauschers nahe dem Umfang dieses Rohrbodens Anker mit dem Rohrboden fest verbunden sind, woabgestützten
Tragblechen bestehenden Einrichtung io bei Maßnahmen getroffen sind, durch welche der
versehen ist, die ihn von den durch den Druck- in den Wärmeaustauscher eintretende kältere Stoff
unterschied zwischen den ihn berührenden Stoffen an den dünnen Rohrboden herangeführt wird,
bedingten Kräften mechanisch entlastet. Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der
Es ist ein geschweißter Rohrbündel-Wärme- Erfindung sind innerhalb des dem dünnen Rohraustauscher
dieser Art bekannt, bei dem zum 15 boden zugeordneten Endes des Mantels durch Leit-Zwecke
der Gewichtsverminderung mindestens ein bleche Umlenkkanäle gebildet, die den eintretenden
Rohrboden dünn ausgebildet ist. Um die auf ihn kälteren Stoff gleichmäßig verteilt zum Rohrboden
wirkenden Druckkräfte aufnehmen zu können, ist leiten.
dieser Rohrboden mit einer gitterartigen Konstruk- Der erfindungsgemäße Rohrbündel-Wärmeaus-
tion von senkrecht zu ihm stehenden Platten ver- 30 tauscher ermöglicht einerseits den Wärmeaustausch
sehen. Der Abdichtung zwischen dem Rohrboden zwischen Stoffen großen Druckunterschiedes, weil der
und dem Mantel des Wärmeaustauschers dient eine dünne Rohrboden ausreichend entlastet ist, und
ringförmige Schweißnaht zwischen diesen Teilen, andererseits den Betrieb mit einem wärmeabgebenwährend
die Druckkräfte durch längsgerichtete den Stoff von hoher Eingangstemperatur, weil die
Schweißnähte zwischen den Platten der gitterartigen 25 den Rohrboden entlastende Einrichtung im Bereiche
Konstruktion und dem Mantel übertragen werden. des kälteren Stoffs liegt und der dünne Rohrboden
Es werden also die Funktionen der Abdichtung verhältnismäßig niedrige Temperatur annimmt, zueinerseits
und der Übertragung mechanischer Kräfte mal für eine intensive Wärmeabführung vom Rohrandererseits
durch verschiedene, bei der Herstellung boden gesorgt ist.
gut zugängliche Schweißnähte erfüllt. Hierbei be- 30 Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen
findet sich die gesamte gitterartige Konstruktion im an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es
Einflußbereich des heißen Stoffs, so daß dieser stellt dar
Rohrbündel-Wärmeaustauscher dann unbrauchbar Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Mittelachse
ist, wenn der wärmeabgebende Stoff eine die Festig- des Rohrbündel-Wärmeaustauschers nach Linie I-I
keit des Werkstoffs beeinträchtigende hohe Tempera- 35 von F i g. 2,
tür aufweist. Bei diesem Rohrbündel-Wärmeaus- F i g. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II von
tauscher kann die gitterartige Konstruktion auch Fig. 1 und
nicht nach innen, also auf die Seite des wärme- Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Mittelachse
aufnehmenden kälteren Stoffs verlegt werden, weil nach Linie III-III von F i g. 2.
dann die wegen des Druckunterschiedes beider Stoffe 40 Der Mantel 1 trägt beiderseits Flansche 2 mit
erforderlichen inneren Schweißnähte zwischen der Gegenflanschen 3, welche durch Schrauben 4 unter
gitterartigen Konstruktion und dem Mantel mangels Zwischenschaltung von Dichtringen 5 zusammenge-Zugänglichkeit
nicht mehr angebracht werden halten werden. Der warme Stoff strömt von unten könnten. durch den sich konisch erweiternden, nur teilweise
Bei einem anderen bekannten Wärmeaustauscher, 45 dargestellten Eintrittsstutzen 6 dem dünnen Rohrbei
welchem U-förmig gebogene Rohre mit ihren boden 7 zu und verteilt sich dort auf die Rohre 8,
beiden Enden in einen einzigen Rohrboden einge- welche an ihren oberen, kalten Enden dicht im
setzt sind, also der Rohrboden durch die zahlreichen normalen Rohrboden 9 befestigt sind, wo sie in den
Bohrungen für die Rohre sehr geschwächt ist, wird sich konisch verjüngenden, nur teilweise dargeeine
den Rohrboden entlastende Einrichtung in Ge- 50 stellten Austrittsstutzen 10 münden. Der kältere Stoff
stalt von an den Rohrboden angeschweißten oder tritt im Ausführungsbeispiel am Stutzen 11 in den
angegossenen Rippen vorgesehen, die im Bereiche Ringkanal 12 ein, von wo er durch die radialen
des kälteren Stoffs liegen. Hierbei befindet sich der Kanäle 13 zunächst in Umlenkkanäle 14 gelangt, die
Rohrboden mitsamt · der Entlastungseinrichtung in ihn gleichmäßig verteilt zum Rohrboden 7 leiten. Er
einem Bereich, in dem der kältere Stoff unbewegt 55 nimmt im Mantelraum 15 Wärme durch die Wände
ist. Bei hohen Temperaturen des die Rohre durch- der Rohre 8 aus dem wärmeren Stoff auf und verläßt
strömenden Stoffs erfolgt also keine ausreichende den Apparat durch den Stutzen 16.
Wärmeabführung vom Rohrboden. Der Rohrboden? ist im Verhältnis zum Rohr-
Um die beschriebenen Schwierigkeiten bei einem boden 9 dünn ausgebildet, wobei die Verringerung
Rohrbündel-Wärmeaustauscher zum Wärmeaus- 60 seiner Wandstärke lediglich begrenzt ist durch die
tausch zwischen Stoffen großen Druckunterschiedes, Forderung, daß zwischen ihm und den Rohren 8
bei denen der durch die Rohre strömende Stoff eine ausreichend feste und dichte Verbindung mögeine
hohe Eingangstemperatur aufweist, beheben zu lieh sein muß. Zwischen den Rohren 8 sind die
können, muß eine konstruktive Lösung angestrebt Anker 17 mit dem Rohrboden 7 vorzugsweise durch
werden, bei welcher der auf der Zuströmseite des 65 Schweißen verbunden, und es sind die Anker 17
wärmeabgebenden Stoffs befindliche dünne Rohr- andererseits an hochkant stehenden Tragblechen 18
boden von Drücken entlastet wird, ohne die Wärme- befestigt. Diese Tragbleche 18 ruhen auf dem Tragabfuhr
vom Rohrboden zu stören. ring 19, der sich seinerseits auf einen inneren An-
satz im Mantel 1 stützt. Zur Versteifung der Tragbleche 18 dienen Rippen 20. Die Leitbleche 21
bilden die Umlenkkanäle 14, durch welche der zuströmende kältere Stoff an den Rohrboden 7 herangeführt
wird.
Wenn der kältere Stoff flüssig ist und im Mantelraum 15 einer Verdampfung unter Sättigungszustand
unterliegt, dann kann auf den Ringkanal 12 und die Leitbleche 21 zur Bildung der Umlenkkanäle 14 verzichtet
werden. In diesem Falle genügt ein einziger radialer Kanal 13 in der Achse des Eintrittsstutzens
11 zur Einleitung des kälteren Stoffes.
Der dünne Rohrboden 7 hat auch bei sehr hoher Temperatur des wärmeabgebenden Stoffs große
Standfestigkeit, seine Gestalt und seine mechanische Festigkeit sind auch bei großen Druckunterschieden
der wärmeaustauschenden Stoffe dauerhaft gewährleistet, und die den dünnen Rohrboden 7 mit den
Tragblechen 18 verbindenden Anker 17 ermöglichen eine unbehinderte Zuströmung des kälteren Stoffs ao
an die Innenseite des dünnen Rohrbodens 7.
Claims (2)
1. Rohrbündel-Wänneaustauscher zum Wärmeaustausch zwischen Stoffen großen Druckunterschiedes,
von denen der durch die Rohre strömende Stoff eine hohe Eingangstemperatur aufweist,
wobei der eine Rohrboden im Verhältnis zu dem anderen Rohrboden dünn ausgebildet und
mit einer aus senkrecht zu ihm stehenden und am Mantel des Wärmeaustauschers nahe dem
Umfang dieses Rohrbodens abgestützten Tragblechen bestehenden Einrichtung versehen ist, die
ihn von den durch den Druckunterschied zwischen den ihn berührenden Stoffen bedingten
Kräften mechanisch entlastet, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Rohrboden (7) auf der Zuströmseite des heißen Stoffes liegt
und die ihn entlastende Einrichtung in dem vom kälteren Stoff durchströmten Bereich derart angeordnet
ist, daß ihre Tragbleche (18) mit Abstand vom Rohrboden (7) liegen und durch über den
Rohrboden verteilt angeordnete Anker (17) mit dem Rohrboden (7) fest verbunden sind, wobei
Maßnahmen getroffen sind, durch welche der in den Wärmeaustauscher eintretende kältere Stoff
an den dünnen Rohrboden herangeführt wird.
2. Rohrbündel-Wänneaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb
des dem dünnen Rohrboden (7) zugeordneten Endes des Mantels (1) durch Leitbleche (21)
Umlenkkanäle (14) gebildet sind, die den eintretenden kälteren Stoff gleichmäßig verteilt zum
Rohrboden (7) leiten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (5)
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DE1964B0076953 DE1294981B (de) | 1964-05-28 | 1964-05-28 | Rohrbuendel-Waermeaustauscher |
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