DE19832222A1 - Gaskühler für den Einbau in einer Getriebe-Turbokompressoranlage - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein für den Einbau in einer Getriebe-Turbokompressoranlage bestimmter Gaskühler mit einem Rohrbündel (6) aus parallelen Rohren, die an ihren beiden Enden in Rohrböden (7) münden, und einem an die Rohrböden angeschlossenen zylindrischen Mantel (8). Der Mantel weist eine Gaseintrittsöffnung (9) und eine Gasaustrittsöffnung (10) auf, die in einem fest vorgegebenen Abstand zueinander nahe den Rohrböden (7) angeordnet sind. Zumindest ein Abschnitt des Mantels (8) ist von einem Außenmantel (11) umgeben, wobei der Außenmantel (11) und der die Rohre umschließende Mantel (8) einen gasdurchströmten Ringraum (12) begrenzen. An den Mantel (8) ist ein Rohrstutzen (13, 13') für den Gaseintritt und/oder Gasaustritt angeschlossen, dessen Position variabel nach Maßgabe der Anschlußverrohrung der Getriebe-Turbokompressoranlage festlegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gaskühler für den Einbau in einer Getriebe-Turbokompressoranlage, - mit
einem Rohrbündel aus parallelen, von einer Kühl­ flüssigkeit durchströmbaren Rohren, die an ihren beiden Enden in Rohrböden münden, und
einem an die Rohrböden angeschlossenen zylindrischen Mantel,
wobei der Mantel eine Gaseintrittsöffnung und eine Gasaus­ trittsöffnung aufweist, die in einem fest vorgegebenen Abstand zueinander nahe den Rohrböden angeordnet sind.

Zum grundsätzlichen Aufbau einer Getriebe-Turbokompressor­ anlage gehören eine Antriebsmaschine, eine oder mehrere radiale Verdichterstufen sowie ein oder mehrere Gaskühler zur Zwischenkühlung oder Nachkühlung des verdichteten Gasstromes. Die Aggregate sind zumeist in einem gemeinsamen Maschinengestell angeordnet, wobei Verdichterstufen und Gaskühler auf engem Raum miteinander verrohrt werden müssen. Ein möglichst kompakter Aufbau wird angestrebt.

Als Gaskühler kommen aufgrund ihrer hohen Druckfestigkeit vornehmlich Rohrbündel-Wärmeaustauscher zum Einsatz, die aus einem Bündel von Rohren bestehen, die achsenparallel in einem druckfesten Mantelrohr untergebracht sind. Die Rohrbündel können sowohl aus glatten als auch berippten Rohren bestehen. An den druckfesten Mantel sind, jeweils in der Nähe eines Rohrbodens, Rohrstutzen für den Gaseintritt und Gasaustritt angeschlossen. Der Gaseintrittsstutzen und der Gasaustrittsstutzen haben einen durch die Baulänge des Gaskühlers vorgegebenen festen Abstand, der in der Praxis mehrere Meter betragen kann. Für den Anschluß der Rohr­ stutzen an die Saug- und Druckseite einer Verdicherstufe ist eine aufwendige Verrohrung erforderlich, die einen erheblichen Platzbedarf besitzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für den Einbau in einer Getriebe-Turbokompressoranlage geeigneten Gaskühler in der Bauform eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers anzugeben, der eine kompakte Bauweise der Getriebe- Kompressoranlage ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß zu­ mindest ein Abschnitt des Mantels von einem Außenmantel um­ geben ist, wobei der Außenmantel und der die Rohre um­ schließende Mantel einen gasdurchströmten Ringraum be­ grenzen, und daß an den Außenmantel zumindest ein Rohr­ stutzen für den Gaseintritt oder Gasaustritt angeschlossen ist, dessen Position variabel nach Maßgabe der Anschlußver­ rohrung der Getriebe-Turbokompressoranlage festlegbar ist. Bei niedrigen Drücken kann der Außenmantel durch eine Kappe ersetzt werden, die den Mantel nur teilweise umschließt. Der Abstand des Rohrstutzens von dem Ende des Gaskühlers ist ohne konstruktive Zwänge festlegbar und kann an die örtlichen Gegebenheiten so angepaßt werden, daß die Anschlußverrohrung mit kurzer Länge und/oder wenigen Krüm­ mern ausgeführt werden kann. Auch die Position des Rohr­ stutzens am Umfang des Außenmantels ist variabel festlegbar und hat auf die Funktion des Gaskühlers keinen Einfluß, da der Gasstrom durch eine fest vorgegebene Gasein­ trittsöffnung in den das Rohrbündel enthaltenden Mantelraum eintritt und durch eine ebenfalls fest vorgegebene Gasaus­ trittsöffnung aus dem Mantelraum des Gaskühlers austritt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Außenmantel an einen Rohrboden angeschlossen und erstreckt sich etwa über die halbe Länge des Rohrbündels. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung erstreckt sich der Außen­ mantel über die gesamte Länge des Rohrbündels und ist an beide Rohrböden angeschlossen, wobei der Ringraum eine ringscheibenförmige Trennwand aufweist, die den Ringraum in eine Gaseintrittskammer und eine Gasaustrittskammer unter­ teilt. An die Gaseintrittskammer und an die Gasaustritts­ kammer sind Rohrstutzen angeschlossen, deren Abstand und Ausrichtung zueinander variabel an die Verrohrung der Getriebekompressoranlage anpaßbar sind.

Die Zu- und Abführung der Kühlflüssigkeit kann in an sich bekannter Weise an gegenüberliegenden Stirnseiten des Rohr­ bündels erfolgen. Im Hinblick auf den Einbau in eine Getriebe-Turbokompressoranlage ist eine Ausführung bevor­ zugt, bei der an einem Rohrboden ein Kopfstück ange­ schlossen ist, das eine Verteilerkammer für die Flüssig­ keitszuführung zu den Rohren und eine Sammelkammer für die Flüssigkeitsabführung aus den Rohren aufweist, und bei der an dem anderen Rohrboden ein Kopfstück angeordnet ist, welche die Kühlflüssigkeit umlenkt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch

Fig. 1 die Seitenansicht einer mehrstufigen Getriebe- Turbokompressoranlage,

Fig. 2 als Einzelteilzeichnung einen für den Einbau in die Getriebe-Turbokompressoranlage bestimmten Gas­ kühler,

Fig. 3 und 4 weitere Ausgestaltungen des in Fig. 2 dar­ gestellten Gegenstandes.

Die in Fig. 1 dargestellte Getriebe-Turbokompressoranlage besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer Antriebs­ vorrichtung 1, mehreren radialen Verdichterstufen 2 und Gaskühlern 3 zur Zwischen- und Nachkühlung des verdichteten Gasstromes. Von den Gaskühlern 3 ist in der Seitenansicht einer erkennbar. Weitere Gaskühler mit identischen Ab­ messungen sind verdeckt dahinterliegend parallel ange­ ordnet. Durch eine Verrohrung 4 sind die Gaskühler 3 mit Saug- und Druckseiten der Verdichterstufen 2 verbunden. Kopfseitig sind an die Gaskühler 3 ferner Leitungen 5 für die Zuführung von Kühlflüssigkeit angeschlossen.

Die Gaskühler haben den aus Fig. 2 ersichtlichen Aufbau. Sie bestehen aus einem Rohrbündel 6 aus parallelen, von der Kühlflüssigkeit durchströmbaren Rohren, die an ihren beiden Enden in Rohrböden 7 münden, und einem an die Rohrböden 7 angeschlossenen zylindrischen Mantel 8. Der Mantel 8 weist eine Gaseintrittsöffnung 9 sowie eine Gasaustrittsöffnung 10 auf, die in einem fest vorgegebenen Abstand zueinander nahe den Rohrböden 7 angeordnet sind. Ein Abschnitt des Mantels 8 ist von einem Außenmantel 11 umgeben, wobei der Außenmantel 11 und der den Rohrbündel 6 umschließende Mantel 8 einen gasdurchströmten Ringraum 12 begrenzen. An den Außenmantel 11 ist ein Rohrstutzen 13, 13 für den Gaseintritt oder Gasaustritt angeschlossen, dessen Position variabel nach Maßgabe der Anschlußverrohrung 4 der Getriebe-Turbokompressoranlage festlegbar ist.

Bei den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungen des erfindungsgemäßen Gaskühlers ist der Außenmantel 11 an einem Rohrboden 7 angeschlossen und erstreckt sich etwa über die halbe Länge des Rohrbündels 6. Bei der Aus­ führungsform der Fig. 2 ist an den Außenmantel 11 ein Gaseintrittsstutzen 13 angeschlossen, dessen Position am Umfang des Außenmantels 11 variabel festlegbar ist und so an die Anschlußverrohrung 4 angepaßt werden kann, daß eine kurze Verbindungsrohrleitung zur Druckseite der zuge­ ordneten Verdicherstufe resultiert. Die Möglichkeit der variablen Festlegung des Rohrstutzens 13 wird aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 deutlich. Das zu kühlende Gas tritt durch den Rohrstutzen 13 in den Ringraum 12 ein, durchströmt den Ringraum 12 und gelangt durch die Eintrittsöffnung 9 des innenseitigen Mantels 8 in den Mantelraum 14 des Gaskühlers. Es umströmt das Rohr­ bündel 6 und verläßt den Gaskühler durch die Gasaustritts­ öffnung 10, an die ein Rohrstutzen angeschlossen ist.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung ist an den Außenmantel 11 ein Gasaustrittsstutzen 13' angeschlossen, dessen Position am Außenmantel 11 variabel festlegbar und an die Anschlußverrohrung in geeigneter Weise angepaßt werden kann. Beide Ausführungen des Gaskühlers sind in der in Fig. 1 dargestellten Getriebe-Turbokompressoranlage integriert.

Eine dritte Ausführung des erfindungsgemäßen Gaskühlers ist in Fig. 4 dargestellt. Der Außenmantel 11 erstreckt sich bei dieser Ausführung über die gesamte Länge des Rohr­ bündels 6 und ist an beide Rohrböden 7 angeschlossen. Der Ringraum 12 weist eine ringscheibenförmige Trennwand 15 auf, die den Ringraum in eine Gaseintrittskammer 12a und eine Gasaustrittskammer 12b unterteilt. An die Gasein­ trittskammer 12a und an die Gasaustrittskammer 12b ist jeweils ein Rohrstutzen 13, 13' angeschlossen. Der Abstand und die Ausrichtung dieser beiden Rohrstutzen 13, 13' zueinander ist variabel an die Verrohrung der Getriebe­ kompressoranlage anpaßbar. Die Rohrstutzen 13, 13' können, wenn dies aus räumlichen Gegebenheiten zweckmäßig ist, mit kleinem Abstand nebeneinander angeordnet sein, ohne daß die Funktion des Gaskühlers hiervon beeinträchtigt ist.

An den Stirnseiten der Gaskühler 3 sind Kopfstücke 16, 17 für die Führung der Kühlflüssigkeit angeordnet. An einem Rohrboden ist ein Kopfstück 16 angeschlossen, das eine Ver­ teilerkammer 18 für die Flüssigkeitszuführung zu den Rohren und eine Sammelkammer 19 für die Flüssigkeitsabführung aus den Rohren aufweist. An den anderen Rohrboden ist ein Kopf­ stück 17 angeordnet, welches die Kühlflüssigkeit umlenkt.

Claims (4)

1. Gaskühler für den Einbau in eine Getriebe-Turbokom­ pressoranlage mit
einem Rohrbündel (6) aus parallelen, von einer Kühl­ flüssigkeit durchströmbaren Rohren, die an ihren bei­ den Enden in Rohrböden (7) münden, und
einem an die Rohrböden (7) angeschlossenen zylin­ drischen Mantel (8),
wobei der Mantel (8) eine Gaseintrittsöffnung (9) und eine Gasaustrittsöffnung (10) aufweist, die in einem fest vor­ gegebenen Abstand zueinander nahe den Rohrböden (7) ange­ ordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Abschnitt des Mantels (8) von einem Außenmantel (11) oder einer Kappe umgeben ist, wobei der Außenmantel (11) oder die Kappe und der die Rohre umschließende Mantel (8) einen gasdurchströmten Ringraum (12) begrenzen, und daß an den Außenmantel (11) zumindest ein Rohrstutzen (13, 13') für den Gaseintritt oder Gasaustritt angeschlossen ist, dessen Position variabel nach Maßgabe der Anschlußverrohrung der Getriebe- Turbokompressoranlage festlegbar ist.

2. Gaskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (11) an einen Rohrboden (7) angeschlossen ist und sich etwa über die halbe Länge des Rohrbündels (6) erstreckt.

3. Gaskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (11) sich über die gesamte Länge des Rohr­ bündels (6) erstreckt und an beide Rohrböden (7) ange­ schlossen ist, daß der Ringraum (12) eine ringscheiben­ förmige Trennwand (15) aufweist, die den Ringraum (12) in eine Gaseintrittskammer (12a) und Gasaustrittskammer (12b) unterteilt, wobei an die Gaseintrittskammer (12a) und an die Gasaustrittskammer (12b) jeweils ein Rohrstutzen (13) angeschlossen ist, deren Abstand und Ausrichtung zueinander variabel an die Verrohrung der Getriebe-Turbokompressor­ anlage anpaßbar sind.

4. Gaskühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Rohrboden (7) ein Kopfstück (16) angeschlossen ist, das eine Verteilerkammer (18) für die Flüssigkeitszuführung zu den Rohren und eine Sammel­ kammer (19) für den Flüssigkeitsabzug aus den Rohren auf­ weist, und daß an den anderen Rohrboden (7) ein Kopfstück (17) angeordnet ist, welche die Kühlflüssigkeit umlenkt.