"Wärmeübertrager" Die Erfindung betrifft einen Wärmeüberträger mit
einem aus einzelnen, ebenen, parallel nebeneinander angeordneten Rohrtafeln aufgebauten
Rohrbündeln, Wobei jede Rohrtafel aus geraden, parallel zueinander in einer Ebene
liegenden, mit quer angeordneten Rippen versehenen Rohrstücken besteht, die an ihren
beiden Enden durch rippenlose Umkehrbögen zu einer ebenen Rohrschlange verbunden
sind, Wobei ferner .die Rohrtafeln an zwei gegenüberliegenden Wänden eines einen
Wärmeträger führenden Strömungskanals derart angebracht sind, daß die Rohrtafelebenen
parallel und die Rohrachsen der geraden Rohrstücke senkrecht zur Strömungsrichtung
des Wärmeträgers verlaufen.
Bei Wärmeübertragern, die in den Strömungskanälen
heißer, zu kühlender Gase - Wie sie z.B. als Reaktorkühlmittel eines gasgekühlten
Kernreaktors Verwendung finden -angeordnet sind, ist es erwünscht, daß die Gase
mit über den Auerschnitt gleichmäßig verteilter Temperatur aus den Wärmeübertragern
austreten. Dazu ist es notwendig, daß die Gaspartikel jedes Stromfadens am Ende
ihres Weges durch den Wärmeübertrager etwa die gleiche Wärmemenge abgegeben haben.
Zur Erhöhung des Strömungswiderstandes und zur Verbesserung der Wärmeübertragung
sind die von den Gasen umströmten Rohre des Wärmeübertragers häufig auf ihren geraden
Teilen mit quer angeordneten Rippen, z.B. zirkularen oder schraubenförmigen Rippen,
versehen, während die geraden Abschnitte durch rippenlose Umkehrbögen zu Rohrschlangen
verbunden sind. Um die gleichmäßige Verteilung der Endtemperatur der Gase zu erreichen,
ist es nun notwendig, den Gasstrom möglichst weitgehend auf die mit Rippen versehenen
Rohrabschnitte zu beschränken. Zur Lösung dieses Problems ist schon vorgeschlagen
worden, die Rippenrohrabschnitte mittels Längsträgern aufzuhängen, die nahe bei
den Umkehrbögen an den Rohren angeschweißt werden. Die Längsträger bilden dabei
dichte oder nahezu dichte Wände, so daß die Umkehrbögen von dem die Rohrschlangen
umströmenden Gas nicht angeströmt werden. Die gerade skizzierte Konstruktion ist
verhältnismäßig kompliziert und daher relativ kostspielig.
Weiterhin
sind eine ganze Reihe von Anordnungen bekannt, bei denen quer angeströmte, gerade,
mit Rippen ausgerüstete oder rippenlose Rohrstücke in Strömungskanälen von heißen
Gasen angeordnet sind. Bei allen diesen Anordnungen läßt sich die vorstehend geforderte
Begrenzung des Gasstromes auf das unter Umständen mit Rippen versehene Mittelstück
der Rohre überhaupt nicht oder nur mit erheblichem Aufwand erreichen, wobei bei
manchen dieser bekannten Anordnungen - durch wiederholte Übergänge der Strömung
des innerhalb der Rohre fließenden, aufzuheizenden Mediums aus den geraden Rohrstücken
in Sammler, von diesen über Krümmer in weitere Sammler und wieder in gerade Rohrstücke
von Rohrtafeln - erhebliche Druckverluste hingenommen werden müssen. Der Erfindung
liegt.die Aufgabe zugrunde, auf einfache und wirtschaftliche Weise eine Abstützung
von ebenen Rohrtafeln in einem Strömungskanal zu erreichen, die aus geraden, parallel
zueinander in einer Ebene liegenden, mit quer angeordneten Rippen versehenen Rohrstücken
bestehen, die an ihren beiden Enden durch rippenlose Umkehrbögen zu ebenen Rohrschlangen
verbunden sind. Die Abstützung soll gleichzeitig die Aufgabe erfüllen, den Strom
des heißen, wärmeabgebenden Gases auf die mit Rippen versehenen, geraden Rohrstücke
zu beschränken. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der
Rohrtafeln an den gegenüberliegenden Wänden des Strömungskanals jeweils zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Umkehrbögen der Rohrtafeln Tragborde angebracht sind,
die senkrecht zur Strömungsrichtung des Wärmeträgers und senkrecht zu den Rohrtafelebenen
verlaufen, sich durchgehend längs des ganzen Bündels erstrecken und bis nahe an
die mit Rippen versehenen geraden Rohrstücke der Rohrtafeln heranreichen.
Umeine
räumliche Behinderung der durch die Umkehr. bögen erfolgenden Verbindung der einzelnen,
geraden Rohrstücke durch die Tragborde zu vermeiden, verlaufen die Tragborde parallel
zueinander und sind auf den gegenüberliegenden Seiten des Strömungskanals versetzt
zueinander angeordnet. Zur Erhöhung der Festigkeit der Kanalwand ist es möglich,
diese aus gewellten Blechen herzustellen. Weiterhin läßt sich eine besonders dichte
Anordnung der Rippenrohre erreichen, wenn die einzelnen Rohrtafeln ebenfalls ver..
setzt zueinander angeordnet und abwechselnd entweder von oben oder von unten mittels
Briden durch die Tragborde gehalten sind. Für die Montage und die Zugänglichkeit
zu den Wärmeübertragerrohren ist es vorteilhaft, wenn der Strömungskanal eine abnehmbare
Wand besitzt, an die die beiden mit den Tragborden versehenen Wände anschließen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines
Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung."Heat exchanger" The invention relates to a heat exchanger
one made up of individual, flat pipe panels arranged in parallel next to one another
Tube bundles, each tube sheet consisting of straight, parallel to each other in a plane
lying, provided with transversely arranged ribs pipe pieces, which on their
Both ends are connected by rib-less return bends to form a flat pipe coil
are, whereby also .die pipe panels on two opposite walls one one
Heat carrier leading flow channel are attached in such a way that the tube sheet levels
parallel and the pipe axes of the straight pipe sections perpendicular to the direction of flow
of the heat transfer medium.
With heat exchangers in the flow channels
hot gases to be cooled - such as those used, for example, as the reactor coolant of a gas-cooled
Nuclear reactor use are arranged, it is desirable that the gases
with the temperature from the heat exchangers evenly distributed over the cut-out
step out. For this it is necessary that the gas particles of each stream filament at the end
have given off approximately the same amount of heat on their way through the heat exchanger.
To increase the flow resistance and to improve the heat transfer
the pipes of the heat exchanger around which the gases flow are often straight
Parts with transversely arranged ribs, e.g. circular or helical ribs,
provided, while the straight sections by ribless return bends to form tube coils
are connected. In order to achieve the even distribution of the final temperature of the gases,
it is now necessary to reduce the gas flow as much as possible to the ribs
To restrict pipe sections. It has already been proposed to solve this problem
been to suspend the finned tube sections by means of longitudinal beams, which are close to
the reverse bends are welded to the pipes. The side members form it
dense or nearly dense walls, so that the reverse bends of which the coiled pipes
flow around the gas. The construction just sketched is
relatively complicated and therefore relatively expensive.
Farther
a number of arrangements are known in which cross-flow, straight,
with ribs or without ribs pipe sections in flow channels of hot
Gases are arranged. In all of these arrangements, the one required above can be used
Limitation of the gas flow to the middle section, which may be provided with ribs
of the pipes can not be achieved at all or only with considerable effort, with
some of these known arrangements - by repeated transitions of the flow
of the medium to be heated flowing inside the pipes from the straight pipe sections
into collectors, from these through elbows into further collectors and again into straight pipe sections
of pipe panels - considerable pressure losses have to be accepted. The invention
The task is based on a support in a simple and economical way
from flat pipe panels in a flow channel, which consist of straight, parallel
Pipe sections lying in one plane with each other and provided with transversely arranged ribs
exist, which at both ends by rib-less return bends to form flat coiled tubes
are connected. The support should also fulfill the task of providing the electricity
of the hot, heat-emitting gas onto the straight pipe sections provided with ribs
to restrict. The invention is characterized in that for fastening the
Pipe panels on the opposite walls of the flow channel between each
two consecutive return arches of the tubular panels supporting brackets are attached,
those perpendicular to the direction of flow of the heat transfer medium and perpendicular to the tube sheet planes
run, extend continuously along the whole bundle and close to it
reach up to the straight pipe sections provided with ribs of the pipe panels.
Umeine
spatial obstruction due to the reversal. arch connection of the individual,
To avoid straight pipe sections through the racks, the racks run parallel
to each other and are offset on the opposite sides of the flow channel
arranged to each other. To increase the strength of the duct wall, it is possible to
to produce these from corrugated sheet metal. Furthermore, a particularly dense
Achieve the arrangement of the finned tubes if the individual tube sheets are also ver ..
is arranged in relation to one another and alternating either from above or from below by means of
Brackets are held by the supporting ribs. For assembly and accessibility
to the heat exchanger tubes, it is advantageous if the flow channel is removable
Wall has, to which connect the two walls provided with the supporting shelves.
Further features of the invention emerge from the following description of a
Embodiment in connection with the drawing.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt entlang der Schnittlinie I-I der Fig.
2 von einem Wermeüber trager, dessen Rohrbündel in einzelne, parallel liegende,
ebene Rohrschlangen aufgeteilt und in einem, den einen Wärmeträger, z.B. ein Gas,
führenden Strömungskanal angeordnet. ist. Fig. 2 stellt eine Draufsicht der Fig.
1, teilweise . im Schnitt dar, während
Fig. 3 einen Schnitt längs
der Linie III-111 der
Fig. 1 Wiedergibt.
Sei den als Ausführungebeispiel
gezeigten Wärmeüber-
trager handelt es sich um einen Wärmeübertrager,
der für den
Einbau in die Reaktoranlage eines gasgekühlten Kernreaktore
vorgesehen ist. Die von zu erhitzend am Dampf durchströmten
Rohre 3 das
Rohrbündels sind dabei in einen oben und unten
offenen Strömungskanal 1 von
rechteckigem Querschnitt ein-
gebaut. Dieser Strömungskanal 1 wird
von den die Wärme zu-
führenden Reaktorkühlmittel, z.6.
C02, in Richtung den
Pfeiles A (Fig. 1) durchsetzt, eo
daß die Rohre 3 von den
gasförmigen Wärmeträger quer angeströmt werden.
mehrere
solcher Strömungskanäle werden bei einer bereits in Aus-
führung
befindlichen derartigen Reaktoranlage in einem
Druckgefäß nebeneinander aufgestellt.
Um
eine Vorstellung von den Grüßenabaeeaungen den
Wärmeübertragere
zu geben, sei erwähnt, daß die Abmessungen
eines einzelnen derartigen
Strömungskanals z.8. 2 x 2 x 10 m3
betragen können und dieser ein Gewicht
von über 100 Tonnen
besitzt.
Dir mit 2 bezeichnete Wand des Kanalgehäuses
1 ist
abnehmbar und wird durch Schrauben 6 an zwei einander gegen-
überliegenden
festen Wänden des Gehäuses 1 befestigt. Die geraden, mit Zirkularrippen
7 veraehenen,.paralle-. len Abschnitte der Rohre 3 sind durch rippenlose
Umkehrbögen
8 miteinander zu ebenen, parallelen Rohrtafeln zusamnenqe#
# .faßt, die von den zu erwärmenden 3ediua parallel von unten
nach
oben durchströmt worden, wie es durch die kleinen Pfeile
in f ig.
1 angedeutet ist.
Die Rohrtafeln, die in den Kanal 1 aenkrechtstehend
nebeneinander angeordnet sind, sind mittels Briden 5 an Trag-
borden
4 befestigt. Diese sind ihrerseits an die beiden, an
die Wand 2 anstoßenden
Wände des Kanals 1 parallel zueinander
in Abstand angeschweißt,
wobei die Tragborde an den beiden
Bänden versetzt zueinander angeordnet
sind.
Wie feg. 1 zeigt, sind die einzelnen Rohrtafeln
ebenfalls versetzt
zueinander angeordnet und durch die
Briden 5 abwechselnd von oben und von
unten gehalten
(f ig. 3). Durch die Aufteilung den Rohrbündeln
in ebenso
parallele Rohrtafeln ergeben sich z.B. in Diegonalrichtung
durch das Rphrbündel einzelne Gasen, durch welche Scheingungadäapferstäbe
10 zischen die Rohre 3 geschoben sind.
Diese Schwingungedäapferetäbe
10 dienen zur .Dämpfung von Rohrschwingungen, die durch die die
Röhre quer anströ-
menden Gase entstehen können.
Die Anordnung der Tragborde
4 quer zur Strömungs-
richtung den Gases ergibt eine wirksame
Drosselung der
Gasströmung in den Bereichen der Umkehrbögen, so daß die
Casstrüaung
In wesentlichen im Bereich der mit Rippen
versehenen, geraden Rohrabschnitt
verläuft. Somit wird
auf einfache Weise an Ende den Wärmeübertragers
eine über den Querschnitt gleichmäßige Temperaturverteilung der Gase erreicht.
Die
Montage des Rohrbündels erfolgt bei abgenommenen
Seitenwänden 2 des
Kanals 1, indem eine nach der anderen der
vorher gefertigten Rohrschlangen
in Richtung parallel zu den
Tragborden 4 in den Strömungskanal 1 eingesdhoben
und dort
mittels der griden 5 an den Tragborden 4 befestigt wird.
Schließlich
wird dis Seitenwand 2 befestigt, die in dem
gezeigten Beispiel mit Schrauben
6 an die mit den Trag-
borden 4 versehenen Wände angeschraubt wird. Nach der
Mon-
tage der Rohrtafeln kann die Wand 2 jedoch auch mit den
anstoßenden
Wänden des Kanalgehäuses 1 verschweißt werden. Fig. 1 shows a cross section along the section line II of Fig. 2 of a Wermeüber carrier, the tube bundle divided into individual, parallel, flat tube coils and arranged in a, the one heat carrier, such as a gas, leading flow channel. is. Fig. 2 shows a plan view of Fig. 1, in part. in section, while FIG. 3 shows a section along the line III-111 of FIG . The heat exchanger shown as an exemplary embodiment is a heat exchanger that is intended for installation in the reactor system of a gas-cooled nuclear reactor . Of about erhitzend flowed through the steam pipes 3, the tube bundle are assembled in an upwardly and downwardly open flow duct 1 of rectangular cross-section one. This flow channel 1 from the heat to-advanced reactor coolant Z.6. C02, traversed in the direction of arrow A (Fig. 1), eo that the tubes 3 are flowed across from the gaseous heat transfer medium. A plurality of such flow channels are set up next to one another in a pressure vessel in a reactor system of this type that is already being implemented. To give an idea of the greetings to the heat exchangers , it should be mentioned that the dimensions of a single such flow channel z.8. 2 x 2 x 10 m3 and this has a weight of over 100 tons . The wall of the duct housing 1, denoted by 2, is removable and is fastened by screws 6 to two opposing fixed walls of the housing 1 . The straight, with circular ribs 7 , .paralle-. len sections of the tubes 3 are summarized with one another by rib-less reverse bends 8 to form flat, parallel tube panels, through which the 3ediua to be heated flows parallel from bottom to top , as indicated by the small arrows in f ig. 1 is indicated. The pipe panels, which are arranged vertically next to one another in the channel 1, are fastened to the supporting shelves 4 by means of clamps 5. These are in turn welded to the two walls of the channel 1 abutting against the wall 2, parallel to one another and at a distance , the supporting rims on the two bands being arranged offset to one another. How sweeping 1 shows, the individual pipe panels are also arranged offset to one another and held alternately from above and below by the clamps 5 (FIG. 3). By dividing the tube bundles into equally parallel tube sheets, individual gases result, for example in the diegonal direction, through the tube bundle, through which shear adapter rods 10 are pushed between the tubes 3. This Schwingungedäapferetäbe 10 serve to .Dämpfung of tube vibrations, which by that can arise transversely anströ- Menden gases the tube. The arrangement of the support rims 4 transversely to the direction of flow of the gas results in an effective reduction of the gas flow in the regions of return bends so that the Casstrüaung In runs essentially in the area of the finned straight pipe portion. It is thus achieved in a simple manner at the end of the heat exchanger, a uniform temperature distribution over the cross section of the gases. The assembly of the tube bundle takes place with the side walls 2 of the channel 1 removed, in that one after the other of the previously manufactured pipe coils is lifted into the flow channel 1 in the direction parallel to the support shelves 4 and there is attached to the support shelves 4 by means of the grids 5. Finally, the side wall 2 is fastened, which in the example shown is screwed to the walls provided with the supporting shelves 4 with screws 6. After the assembly of the pipe panels, the wall 2 can, however, also be welded to the abutting walls of the duct housing 1.