DE2653721A1

DE2653721A1 - Verfahren zur herstellung eines waermetauscher-rohrbuendels

Info

Publication number: DE2653721A1
Application number: DE19762653721
Authority: DE
Inventors: Karl-Uwe Dipl Ing Schneider
Original assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date: 1976-11-26
Filing date: 1976-11-26
Publication date: 1978-06-01

Description

Verfahren zur Herstellung eines
Wärmetauscher-Rohrbündels Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus parallel angeordneten Geradrohren bestehenden Wärmetauscher-Rohrbündels, bei dem die Enden der Rohre beidseitig in Rohrböden eingesetzt sind.
Rohrbündel-Wärmetauscher werden bevorzugt in geschlossenen Gasturbinenanlagen und in der Kernkraftwerkstechnik verwendet, wo sie beispielsweise beim sogenannten integrierten Kernreaktor im selben Durckbehälter wie der Reaktorkern liegen.
So wird in der deutschen Offenlegungsschrift 2 120 544 ein aus parallel angeordneten Einzelelementen bestehender Wärmetauscher beschrieben, bei dem die Einzelelemente oder Rohrbündel einen runden oder polygonalen Querschnitt besitzen und die Austauscherrohre in Rohrböden eingesetzt sind.
Weitere Rohrbündel-Wärmetauscher sind in den deutschen Offenlegungsschriften 24 24 355 und 24 30 161 dargestellt. Sie bestehen aus einer Vielzahl von Rohrbündeln, die von beidseitig offenen Leitmänteln umgeben sind und mit den zugehörigen Rohrböden Boxen bilden. Um den in einem Kernkraftwerk zur Verfügung stehenden Raum optimal auszunutzen, sind die Boxen im Grundriß im Sechseckgitter angeordnet, und die Rohrböden jeder Seite sind in horizontaler Richtung gegeneinander versetzt. Eine weitere Verbesserung der Wärmeübertragungsleistung ist bei vorgegebenem Gesamtvolumen des Wärmetauschers mit den bisher üblichen Herstellungsverfahren nicht möglich, da ein bestimmter Mindestabstand zwischen den Rohren eines Bündels nicht unterschritten werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kostensparendes Herstellungsverfahren für das eingangs beschriebene Wärmetauscher-Rohrbündel anzugeben, das die Verarbeitung von Rohren mit vorzugsweise kleinem Durchmesser zu Rohrbündeln mit einer engen Rohrteilung gestattet, so daß die Herstellung kompakter Wärmetauscher möglich wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfinlung dadurch gelöst, daß auf jedes Rohrende ein mit einer zentralen zylindrischen Bohrung versehenes Sechskantprisma geschoben und mit dem Rohrende durch eine Lötnaht verbunden wird und daß die Sechskantprismen jeder Seite des Rohrbündels wabenförmig angeordnet werden, wobei benachbarte Sechskantprismen durch eine Lötnaht miteinander verbunden werden.
Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es möglich, die Bauzeit für Wärmetauscher, insbesondere für große und mit hohen Differenzdrücken betriebene Einheiten, zu verkürzen, da das zeitraubende Einschweißen einzelner Rohre in die Rohrböden entfällt. Als weiterer Vorteil wird genannt, daß die Herstellung von großen und damit teuren Schmiedestücken zur Anfertigung der Rohrböden nicht mehr erforderlich ist. Die Sechskantprismen werden wie die Austauscherrohre aus gezogenem Material hergestellt.
Es lassen sich sowohl Wärmetauscher-Rohrbündel mit kleinem Rohrdurchmesser und kleinem Rohrteilungsverhältnis als auch solche mit größerem Rohrdurchmesser und großem Rohrteilungsverhältnis realisieren. Die erstgenannten Rohrbündel können wegen ihrer kompakten Bauweise mit besonderem Vorteil in Wärmetauschern zur Anwendung kommen, die Teil einer integrierten Kernreaktoranlage sind. Dabei kann es sich um Kernreaktoranlagen zur Erzeugung von Prozeßwärme oder zur Erzeugung von elektrischer Energie mit Hilfe von Gas- oder Dampfturbinen handeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch bei der Herstellung von Wärmetauscher-Rohrbündeln aus keramischem Material angewandt werden, die für den Einsatz bei hohen Temperaturen besonders geeignet sind.
In der Zeichnung ist ein Ausschnitt aus einem Rohrbündel schematisch dargestellt, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Die Figuren zeigen im einzelnen: Fig. 1 einen Teil des Rohrbündels in Seitenansicht, teilweise geschnitten, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 einen Längsschnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.
In der Fig. 1 sind drei Rohre 1 eines Wärmetauscher-Rohrbündels zu erkennen, die mit ihren Rohrenden 3 in einen Rohrboden 2 eingesetzt sind. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Rohrboden 2 aus einer Vielzahl von Sechskantprismen 4 zusammengefügt, die wabenförmig angeordnet und untereinander durch eine Lötnaht 5 verbunden sind. Jedes Sechskantprisma 4 weist eine zentrale zylindrische Bohrung 6 auf, die eines der Rohrenden 3 aufnimmt. Jedes Rohrende 3 ist mit dem ihn umgebenden Sechskantprisma ebenfalls durch eine Lötnaht 7 verbunden.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines aus parallel angeordneten x 9 Geradrohren bestehenden Wärmetauscher-Rohrbündels, bei dem die Enden der Rohre beidseitig in Rohrböden eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedes Rohrende (3) ein mit einer zentralen zylindrischen Bohrung (6) versehenes Sechskantprisma (4) geschoben und mit dem Rohrende (3) durch eine Lötnaht (7) verbunden wird und daß die Sechskantprismen (4) jeder Seite des Rohrbündels wabenförmig angeordnet werden, wobei benachbarte Sechskantprismen (4) durch eine Lötnaht (5) miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung auf Wärmetauscher-Rohrbündel aus keramischem Material.