DE3710823C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung geschweißter Plattenwärmetauscher, insbesondere Kreuzstrom­ wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method of manufacture welded plate heat exchanger, especially cross flow Heat exchanger according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, bei Plattenwärmetauschern, deren Wärmetau­ scherkern aus vielen aneinandergereihten gewellten Einzel­ blechen bestehen, zur Trennung der Strömungswege für die beiden am Wärmeaustausch beteiligten Medien die einzelnen Platten an ihren gegenseitigen Verbindungsstellen mit Dichtungen unterschiedlicher Art abzudichten und z. B. durch Stehbolzen fest zusammenzuhalten, vgl. GB-PS 10 34 466.It is known in plate heat exchangers, their heat accumulation dangle from many lined up corrugated singles exist to separate the flow paths for the the two media involved in the heat exchange Plates at their mutual joints Seals of different types to seal and z. B. by To hold the stud bolts together, cf. GB-PS 10 34 466.

Es ist auch bekannt, die einzelnen, unter Zwischenfügung von Dichtungen zu einem Fluid umschließenden Stapel zusammenge­ fügten Plattenelemente unter Vermittlung einer einem Anpreß­ druck übertragenden Struktur zusammenzuhalten, die diesen Anpreßdruck auch während des Einsatzes des Plattenwärmetau­ schers aufrecht erhält; vgl. GB-PS 21 74 187.It is also known to the individual, with the interposition of Seals together to form a fluid-enclosing stack added plate elements with the help of a pressure pressure transmitting structure to hold together this Contact pressure even when the plate heat exchanger is in use schers maintains; see. GB-PS 21 74 187.

Anstelle gewellter Platten können hierzu auch Durchgangs­ kanäle aufweisende Formteile verwendet werden; vgl. EP 00 61 904 A2.Instead of corrugated plates, this can also be through molded parts with channels are used; see. EP 00 61 904 A2.

Ferner ist es bekannt, die einzelnen Platten eines Platten- Wärmetauschers in ihren Verbindungsbereichen zu löten oder zu schweißen, vgl. DE-PS 16 01 215. It is also known that the individual plates of a plate To solder or to heat exchanger in their connection areas welding, cf. DE-PS 16 01 215.  

Bei einer solchen Ausbildung der Plattenwärmetauscher muß der Betriebsdruck auch von den Löt- oder Schweißnähten aufgenommen werden, da ein Abstützen der einzelnen Plattenelemente auf zugeordneten Dichtelementen dort nicht möglich ist.With such a design of the plate heat exchanger, the Operating pressure also from the soldered or welded seams to be included as a support for the individual Plate elements on assigned sealing elements are not there is possible.

Da die einzelnen Plattenelemente solcher Wärmetauscher gepreßt oder geprägt sind, also eine gewellte Struktur aufweisen, werden wärme- und strömungstechnisch günstige Verhältnisse für den Wärmeübergang geschaffen. Die gewellte Struktur führt nämlich zu Strömungsänderungen in kontinuier­ lichen Abständen mit dem Effekt, daß die Turbulenz bedeutend erhöht wird, und vergrößert gleichzeitig die benutzte, für die Wärmeübertragung genutzte Fläche wesentlich. Darüber hinaus verleiht die gewellte Struktur den Wärmetauscherplat­ ten die erforderliche Festigkeit, um statische und dynamische Belastungen vor und insbesondere während des Betriebes wider­ stehen zu können. Die Steifigkeit der gewellten Platten in einem geschweißten Wärmetauscherpaket hängt aber infolge Fehlens der den Anpreßdruck übertragenden Struktur vom Belastungsvermögen in den gegenseitigen Berührungsbereichen zwischen den einzelnen aneinanderstoßenden Wellungen ab, deren dabei auftretende Deformationen Spannungen erzeugen.Because the individual plate elements of such heat exchangers pressed or embossed, i.e. a corrugated structure exhibit, are thermally and fluidically favorable Conditions created for heat transfer. The curled Structure leads to continuous flow changes intervals with the effect that the turbulence is significant is increased, and at the same time increases the one used for the heat transfer area used significantly. About that In addition, the corrugated structure gives the heat exchanger plate required the strength to be static and dynamic Loads reflected before and especially during operation to be able to stand. The rigidity of the corrugated sheets in a welded heat exchanger package hangs as a result Absence of the structure transmitting the contact pressure from Resilience in the areas of mutual contact between the individual corrugations, the deformations that occur generate stresses.

Als auf den Wärmetauscherkern einwirkende Belastungen sind ferner die von den wärmeaustauschenden Medien ausgehenden Innendrücke, also die zwischen den beiden Strömungswegen vorherrschenden Differenzdrücke, sog. Thermoschocks und andere Übergangserscheinungen beim An- und Abfahren solcher Wärmetauscher in Verfahrensanlagen sowie Thermospannungen, äußere Kräfte und Momente und andere zusätzliche Belastungen aus instationärem Betrieb zu berücksichtigen.As are loads acting on the heat exchanger core also the ones emanating from the heat exchanging media Internal pressures, i.e. those between the two flow paths prevailing differential pressures, so-called thermal shocks and other transition phenomena when starting and stopping such Heat exchangers in process plants and thermal voltages, external forces and moments and other additional loads to be taken into account from transient operation.

In Abhängigkeit von der Werkstoff-Festigkeit, der Dicke der Plattenbleche, der Prägetiefe, der Breite der Prägungen und der Plattentaschen, der Länge derselben, der Anzahl der übereinandergelegten Platten, also von der Ausbildung der geometri­ schen Konfiguration ergeben sich in den verschiedenen Bereichen des Plattenstapels bzw. eines solchen Druckkörpers unterschiedliche Spannungszustände, die insgesamt ein kompli­ ziertes räumliches Spannungsfeld bestimmen.Depending on the material strength, the thickness of the Plate plates, the embossing depth, the width of the embossing and the plate pockets, the length of the same, the number of  superimposed plates, so from the formation of the geometri configuration arise in the different Areas of the plate stack or such a pressure body different states of tension, all in all a compli determine the decorated spatial tension field.

Der Einsatzbereich solcher Wärmetauscher wird insbesondere durch zwei charakteristische Größen bestimmt, nämlich durch den maximal zulässigen Betriebsdruck und die Betriebstempera­ tur. Beide Größen hängen eng zusammen, wobei sie größenmäßig im umgekehrten Verhältnis zueinander stehen, d. h. der zulässige Betriebsdruck nimmt mit steigender Temperatur zwischen der Raumtemperatur und der Betriebstemperatur ab.The area of application of such heat exchangers is in particular determined by two characteristic quantities, namely by the maximum permissible operating pressure and the operating temperature door. Both sizes are closely related, being size-wise are inversely related, d. H. the permissible operating pressure increases with increasing temperature between the room temperature and the operating temperature.

Dieses Ergebnis resultiert normalerweise aus der Abnahme der zulässigen Spannungen bei steigenden Temperaturen bezüglich der verwendeten Plattenwerkstoffe.This result usually results from the decrease in allowable stresses with increasing temperatures regarding of the board materials used.

Wie die Erfahrung gezeigt hat, kann bei Verwendung von elastischen Dichtungen zum gegenseitigen Abdichten der einzelnen Plattenelemente die mechanische Festigkeit der gewellten Platten nicht voll genutzt werden, vielmehr wird dort die Festigkeit solcher Plattenstapel in erster Linie von der Druck- und Temperaturbeständigkeit der Dichtungswerk­ stoffe bestimmt, die zudem eine verhältnismäßig niedrige Lebensdauer unter den gegebenen Betriebsbedingungen aufweisen und daher einen Austausch notwendig machen. Ferner läßt die Dichtigkeit solcher Verbindungsstellen viele Wünsche offen, insbesondere bei wärmetauschenden Medien mit aggressiven Eigenschaften. Bei an den Plattenrändern gelöteten Wärme­ tauscherkernen wird die Festigkeit und die Dichte im wesent­ lichen von der Festigkeit und der Dicke der Lötverbindungen bestimmt, die in bezug auf die Festigkeit von Schweißverbin­ dungen bei den vorherrschenden relativ hohen Betriebstempera­ turen weit unter der menchanischen Festigkeit der gewellten Plattenstrukturen liegen. As experience has shown, when using elastic seals for mutual sealing of the individual plate elements the mechanical strength of the corrugated sheets are not fully used, rather will there the strength of such plate stacks primarily from the pressure and temperature resistance of the sealing system substances determined, which is also a relatively low Have a service life under the given operating conditions and therefore make an exchange necessary. Furthermore, the Tightness of such junctions leaves many wishes open, especially with heat exchanging media with aggressive Properties. With heat soldered to the edges of the plate the core and strength are essentially the exchange cores the strength and thickness of the solder joints determined in relation to the strength of welded joint with the prevailing relatively high operating temperatures doors far below the mechanical strength of the corrugated Plate structures lie.  

Mit dem Schweißen der Verbindungsränder an den gewellten Platten über eine für die Struktur sichere Breite sind solche festen und gleichzeitig dichten Schweißverbindungen nicht mehr Schwachstellen im Festigkeitsverband, vielmehr wird hier die zulässige Belastbarkeit, wie die Erfahrung gezeigt hat, von der Struktur als solcher bestimmt. Umweltschutz und Energiesparmaßnahmen erfordern mehr und mehr den Einsatz von Wärmetauschern auch bei Verfahrensanlagen, die unter extremen Betriebsbedingungen arbeiten, so daß auch an die Wärmetau­ scher immer höhere Anforderungen gestellt werden.With the welding of the connecting edges to the corrugated Panels over a width that is safe for the structure are such firm and at the same time tight welded connections more weak points in the strength association, rather here the permissible load capacity, as experience has shown determined by the structure as such. Environmental protection and Energy saving measures increasingly require the use of Heat exchangers even in process plants operating under extreme Operating conditions work so that also to the heat rope ever higher demands are made.

Im Wärmetauscherbau gilt es zudem in besonderem Maße, eine hohe Leistungsdichte, d. h. ein optimales Verhältnis zwischen Bauvolumen und Wärmetauscherleistung zu erreichen, und außerdem ein gutes Leistungsgewicht zu erzielen. Diese Forderungen nach hoher spezifischer Wärmeleistung sind in hohem Maße abhängig von den während des Betriebes gefahrenen d. h. zulässigen Mediendrücken und -temperaturen. Es besteht daher ein großer Bedarf an vollständig geschweißten Platten­ wärmetauschern hoher Leistungsdichte, die auch unter extremen Betriebsbedingungen zuverlässig einsetzbar sind.In heat exchanger construction, there is also a special requirement high power density, d. H. an optimal relationship between Achieve construction volume and heat exchanger performance, and also achieve a good power-to-weight ratio. These Demands for high specific heat output are in highly dependent on those driven during operation d. H. permissible media pressures and temperatures. It exists hence a great need for fully welded plates heat exchangers with high power density, even under extreme conditions Operating conditions can be used reliably.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsmäßigen Plattenwärmetauscher bei ihrer Herstellung durch einfache technische Maßnahmen derart zu verbessern, daß die geschweißten Wärmetauscherstrukturen ohne zusätzlichen Werkstoff- und Konstruktionsaufwand in ihrem Festigkeitswi­ derstand gesteigert und damit in ihrem Einsatzbereich vergrößert werden sowie ein verbessertes Plattenelement für einen solchen Plattenwärmetauscher zu schaffen.The invention has for its object the generic Plate heat exchangers in their manufacture by simple to improve technical measures in such a way that the welded heat exchanger structures without additional Material and construction effort in their strength wi increased and thus in their area of application be enlarged as well as an improved plate element for to create such a plate heat exchanger.

Diese Aufgabe ist für das Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 und für das Plattenelement durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 7 gelöst. This object is for the method according to the invention characterizing features of claim 1 and for Plate element by the characteristic features of the Claim 7 solved.  

Nach der Erfindung werden also bei der Herstellung des Wärme­ tauscherstapels nach dem Erzeugen der ersten Schweißnaht an den aufeinanderliegenden Kanten zweier benachbarter Platten­ elemente in Form einer Rollschweißnaht, wodurch Plattenpaare mit spaltförmigen Durchströmwegen gebildet werden, die Plattenelementepaare zu einem losen Stapel zusammengefügt und mit Vorspannkräften als gleichmäßige Flächenlast, die den während des Betriebes auftretenden Belastungen entgegen gerichtet sind, so lange beaufschlagt, bis die zweiten und dritten Schweißnähte in Form von Kehlschweißnähten und von Eckschweißnähten ausgeführt sind. Es werden daher erfindungs­ gemäß während der Herstellung eines Plattenstapels aus bereits geschweißten Plattenelementenpaaren die stirnförmigen Kehlschweißnähte zwischen den rohrseitigen Scheitelpunkten der Plattenelementenpaare erst nach Aufbringen einer Vorspannung auf den Plattenstapel erzeugt, welche Vorspannung eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den bereits geschweißten Plattenelementenpaare herstellt und sicher­ stellt, daß die miteinander zu verbindenden Plattenelementen­ paare über die gesamte Länge der hergestellten Schweißverbin­ dung, also der Kehlschweißnähte, metallischen Kontakt unter Herbeiführen einer vorbestimmten Kontaktverformung aufweisen, so daß trotz etwa punktförmiger Berührung der geprägten Profile je zweier Plattenelemente eine elastische Verformung der Plattenelemente erzielt wird, die während der Schweißvor­ gänge zu einer weitestgehend schlüssigen Bindung in der Struktur des Plattenstapels führt und so die Belastungsfähig­ keit des Wärmetauschers steigert.According to the invention are thus in the production of heat exchanger stack after creating the first weld the superimposed edges of two adjacent panels elements in the form of a roll weld seam, creating plate pairs are formed with gap-shaped flow paths, the Pairs of plate elements assembled into a loose stack and with pre-tensioning forces as a uniform surface load, which the counteracting loads occurring during operation are directed until the second and third welds in the form of fillet welds and Corner welds are executed. It is therefore fiction according to during the manufacture of a stack of plates already welded plate element pairs the end-shaped Fillet welds between the pipe-side vertices the plate element pairs only after application of one Bias generated on the plate stack, what bias a positive connection between the already welded plate element pairs and safely represents that the plate elements to be connected pairs over the entire length of the welded joint dung, i.e. the fillet welds, metallic contact underneath Have a predetermined contact deformation, so that despite the point-like contact of the embossed Profiles of two plate elements each have an elastic deformation of the plate elements is achieved during the welding process would lead to a largely coherent bond in the Structure of the plate stack leads and so the resilience heat exchanger increases.

Die geschweißten Plattenelementenpaare bilden nämlich eine Sandwichstruktur, bei der die elastischen Eigenschaften trotz einer etwa kissenförmigen Verformung, die durch die struktur­ eigene Steifigkeit der Sandwichstruktur behindert wird, weitestgehend unter Berücksichtigung der dem Material eigenen Verhaltensweise durch den über die Außendruckplatten erzeugten Flächenlast sowohl während der Schweißvorgänge als auch danach im Druck- und Wärmebetrieb, also während des Einsatzes der Plattenwärmetauscher, erhalten bleiben bei gleichzeitiger Sicherstellung der Erzeugung dichter Schweißnähte.The welded plate element pairs form one Sandwich structure in which the elastic properties despite an approximately pillow-shaped deformation caused by the structure own stiffness of the sandwich structure is hindered, largely taking into account the material's own Behavior through the over the pressure plates generated area load both during the welding processes and  even afterwards in pressure and heat operation, i.e. during the Use of the plate heat exchangers are retained at the same time ensuring the generation more dense Welds.

Als Flächenlast wird erfindungsgemäß eine Belastung in Ab­ hängigkeit vom späteren Betriebsdruck in den Plattenelementen (Maximaldruck bei unterschiedlichen Drücken auf Rohr- und Spaltseite) auf die Plattenelemente im Stapel aufgebracht, die vorzugsweise 1^-4 bis 15^-4 N/m² in Abhängigkeit der im Bereich von 0,5 bis 1,0 mm liegenden Wanddicke und der im Bereiche von 3,2 bis 4,5 mm liegenden Prägetiefe der etwa 18 mm langen Prägungen der Plattenelemente beträgt, also jeweils entsprechend der geometrischen Konfiguration und dem zulässigen Betriebsdruck für die Plattentauscherstruktur.According to the invention, a surface load is applied as a function of the subsequent operating pressure in the plate elements (maximum pressure at different pressures on the pipe and gap side) to the plate elements in the stack, which are preferably 1 ^-4 to 15 ^-4 N / m ² depending on the Range of 0.5 to 1.0 mm wall thickness and the embossing depth in the range of 3.2 to 4.5 mm of the approximately 18 mm long embossments of the plate elements is, in each case corresponding to the geometric configuration and the permissible operating pressure for the plate exchanger structure .

Die Übertragung der Vorspannkräfte auf den Plattenstapel erfolgt in vorteilhafter Weise so, daß die Flächenlast auf die Plattenelemente des Stapels über Außenplatten mit einer der Konfiguration der Plattenelemente entsprechender Konfi­ guration aufgebracht wird, wobei als lastaufbringende Außen­ platten auch die Außenwände des zur Anwendung gelangenden, den Wärmetauscherstapel aufnehmenden Druckbehälters verwendet werden können.The transfer of the preload forces to the plate stack is carried out in an advantageous manner so that the area load on the plate elements of the stack over outer plates with a the configuration of the plate elements corresponding confi guration is applied, being the load-bearing exterior also flatten the outer walls of the used the heat exchanger stack receiving pressure vessel can be.

Die Flächenlast wird in vorbestimmbarer Größe mechanisch, thermisch oder hydraulisch erzeugt, wobei bei größeren Abmessungen der Plattenelemente des Wärmetauscher-Stapels vor dem Aufbringen der Flächenlast zusätzliche Verankerungen (Stehbolzen, Profile o. a.) zwischen den Außenwänden einge­ schweißt werden, die bei Druckvorspannungsabnahme als Zug­ anker wirken.The surface load is mechanical in a predeterminable size, generated thermally or hydraulically, with larger ones Dimensions of the plate elements of the heat exchanger stack the application of the surface load additional anchorages (Studs, profiles or the like) inserted between the outer walls are welded as a train when the pressure preload is decreased work anchor.

Bei Anwendung einer thermischen Aufbringung der Flächenlast sind die Spannbolzen, mittels derer die Plattenpakete während der Schweißvorgänge gehalten werden, vor dem Einsetzen der Plattenpakete vorzuwärmen, so daß ein sog. Aufschrumpfen der Plattenpakete durch die erkaltenden Spannbolzen erfolgt, ehe das nachfolgende Schweißen durchgeführt wird. When using a thermal application of the surface load are the clamping bolts, by means of which the plate packs during welding operations are held prior to insertion of the Preheat plate packs, so that a so-called Plate packs through the cooling clamping bolts before the subsequent welding is carried out.  

Ein besonders vorteilhaftes Plattenelement weist erfindungs­ gemäß eine Wanddicke im Bereiche von 0,5 bis 1,1 mm, eine Prägetiefe der Profilierungen im Bereiche von 3,2 bis 7,0 mm und eine Prägelänge der Profilierungen im Bereiche von 10 bis 20 mm auf, wobei die einander gegenüberliegenden Rollschweißnähte wie auch die Querschweißnähte in ihren Breiten entsprechend den jeweiligen Breiten der zusammenzufü­ genden Plattenelemente, vorzugsweise im Bereiche von 2 bis 4 mm entsprechend einer Breite der Plattenelemente von 250 bis 400 mm, gewählt sind.A particularly advantageous plate element has fiction according to a wall thickness in the range from 0.5 to 1.1 mm, an embossing depth of the profiles in the range from 3.2 to 7.0 mm and an embossing length of the profiles in the range of 10 to 20 mm, with the opposite Roll welds as well as the cross welds in their Widths to match the respective widths of the plate elements, preferably in the range of 2 to 4 mm corresponding to a width of the plate elements of 250 up to 400 mm are selected.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung, die schematisch ein Ausführungsbeispiel zeigt, beschrieben. Im einzelnen zeigtThe invention is based on the drawing, the schematically shows an embodiment described. in the individual shows

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Wärmetauschers nach der Erfindung in perspektivischer Darstellung, wobei die vordere Seitenwand weggelassen ist, Fig. 1 shows a detail of a heat exchanger according to the invention in perspective view, wherein the front side wall has been omitted,

Fig. 2 einen Ausschnitt des Wärmetauscherkerns nach Fig. 1 ebenfalls perspektivisch in Richtung der Pfeile M 2 gesehen, Fig. 2 seen a detail of the heat exchanger core according to FIG. 1 also in perspective in the direction of arrows M 2,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstel­ lung eines geschweißten Plattenwärmetau­ schers gemäß der Erfindung, Fig. 3 is a section through an apparatus for carrying out the process for the manufacture of a welded lung Plattenwärmetau exchanger according to the invention,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 3, Fig. 4 is a plan view of the device according to Fig. 3,

Fig. 5 eine Darstellung mehrerer Plattenelemente in vergrößertem Maßstab und Fig. 5 is an illustration of several plate elements on an enlarged scale and

Fig. 6 einen Teilschnitt durch die Plattenele­ mente nach Fig. 5. Fig. 6 shows a partial section through the Platt Enele elements according to Fig. 5.

Der Wärmetauscherkern besteht aus vielen einzelnen dünnwandigen waffelförmig profilierten Plattenelementen oder Blechen K 1, K 2, K 3, K 4, K 5 usw. Hierbei sind stets zwei spie­ gelbildlich aufeinander gelegte Einzelbleche K 2 und K 3 bzw. K 4 und K 5 mit ihren einen gegenüberliegenden Randbereichen 7 und 8 durch erste Schweißnähte 9 - Rollnähte jeweils zu Plat­ tenpaaren P 1 bis Pn vereinigt, wobei die Einzelbleche durch ihre entsprechenden Profilierungen jeweils einen Durchtritts­ spalt S für das wärmeabgebende Medium M 1 bilden. Jedes Plattenpaar P 2, P 3 ist mit dem benachbarten Plattenpaar P 4, P 5 durch gegenüberliegende, an deren Rändern verlaufende zweite Schweißnähte 10 - Kehl - oder Quernähte - die senkrecht zu den ersten Schweißnähten 9 - Rollnähte -, ver­ laufen, fest verbunden, d. h. durch die Kehlschweißnähte 10 sind die benachbarten Bleche K 1 und K 2 bzw. K 3 und K 4 je eines Plattenpaares mit ihren anderen gegenüberliegenden Randbereichen 11 und 12 fest miteinander verbunden. Dabei bilden die einander zugewandten Bleche K 1 und K 2 bzw. K 3 und K 4 durch ihre entsprechenden Profilierungen Durchströmrohre 13 - siehe Fig. 2 - für das wärmeaufnehmende Medium M 2. Jede Wärmetauscherplatte K ist also, wie die Fig. 5 und 6 zeigen, ein geprägtes Formblech 30 und weist als Profilierung in Längs- und Querrichtung rasterförmig ausgerichtete gleich­ mäßig angeordnete Sicken 33 auf. Wie erwähnt, sind die Wärmetauscherplatten jeweils paarweise in bezug auf ihre Sicken 33 zueinander angeordnet aufeinander gestapelt und an ihren querseitigen Rändern 40 miteinander durch die Roll­ schweißnaht verschweißt. Die Sicken 33 der benachbarten Wärmetauscher-Platten begrenzen somit die spaltähnlichen Kanäle S. Werden zwei solcher Plattenpaare spiegelbildlich aufeinandergestapelt, so bilden die in der anderen Richtung orientierten Sicken 33 die rohrähnlichen Kanäle 13, die sich zwischen den äußeren Wärmetauscher-Platten 30 eines solchen Wärmetauscher-Plattenpaares befinden. Auf diese Weise entste­ hen in der einen Richtung die nebeneinanderliegenden rohrähn­ lichen Kanäle 13 und in der quer dazu liegenden Richtung die nebeneinanderliegenden spaltförmigen Kanäle S; somit können die wärmetauschenden Medien M 1 und M 2 im Kreuzstrom zueinander fließen.The heat exchanger core consists of many individual thin-walled waffle-shaped profiled plate elements or sheets K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , K 5 , etc. Here, two individual sheets K 2 and K 3 or K 4 and K 5 are always placed in a mirror image their one opposite edge regions 7 and 8 by first welds 9 - rolled seams each to plat pairs P 1 to Pn , the individual sheets each forming a passage gap S for the heat-emitting medium M 1 through their corresponding profiles. Each plate pair P 2 , P 3 is firmly connected to the adjacent plate pair P 4 , P 5 by means of opposite, second weld seams 10 - fillet or transverse seams - which run perpendicular to the first weld seams 9 - roll seams - which run along the edges, that is, the fillet welds 10 are used to firmly connect the adjacent sheets K 1 and K 2 or K 3 and K 4 each of a pair of plates with their other opposite edge regions 11 and 12 . The mutually facing sheets K 1 and K 2 or K 3 and K 4 form flow tubes 13 through their corresponding profiles - see FIG. 2 - for the heat-absorbing medium M 2 . Each heat exchanger plate K is, as shown in FIGS . 5 and 6, an embossed shaped plate 30 and has profiled, uniformly arranged beads 33 in the longitudinal and transverse directions as profiling. As mentioned, the heat exchanger plates are each arranged in pairs in relation to each other with respect to their beads 33 and are welded together at their transverse edges 40 by the roll weld seam. The beads 33 of the adjacent heat exchanger plates thus limit the gap-like channels S. If two such plate pairs are stacked on top of each other in a mirror image, the beads 33 oriented in the other direction form the tube-like channels 13 which are located between the outer heat exchanger plates 30 of such a heat exchanger plate pair. In this way, the adjacent tube-like channels 13 are created in one direction and the adjacent gap-shaped channels S in the transverse direction; thus the heat-exchanging media M 1 and M 2 can flow in cross-flow to each other.

Auf diese Weise entsteht ein Blechpaket - Wärmetauscherkern - vorbestimmter Höhe entsprechend der gewünschten Wärmetauscher- Leistung, das in Richtung der Stapelhöhe, also jeweils senk­ recht zu den Roll- und Quernähten durch vier an den Ecken des Blechpaketes vorgesehene sog. Eckaufbaunähte 14 zu verfestigen ist. Diese Schweißnähte 14 dienen ferner zum Anschluß des Wärmetauscherkerns an das Wärmetauschergehäuse 18, dessen Teile G und W durch Schweißnähte 15 und 17 mitein­ ander verbunden sind, und zur gegenseitigen Abdichtung der Strömungswege.In this way, a laminated core - heat exchanger core - of a predetermined height corresponding to the desired heat exchanger output is formed, which is to be solidified in the direction of the stack height, that is to say perpendicular to the roll and transverse seams by four so-called corner construction seams 14 provided at the corners of the laminated core. These welds 14 also serve to connect the heat exchanger core to the heat exchanger housing 18 , the parts G and W of which are connected to one another by welds 15 and 17 , and for mutual sealing of the flow paths.

Nach dem Anbringen der Rollschweißnähte 9 wird das lose gestapelte Wärmetauscherpaket, bestehend aus den Plattenpaa­ ren P 1 bis Pn, über die Plattenaußenfläche 18 unter Vorspan­ nungskräfte V gesetzt, die entsprechend den zu erwartenden Betriebsdrücken gewählt sind. Das Aufbringen dieser Vor­ spannkräfte erfolgt hydraulisch, thermisch oder mechanisch in einstellbarer Größe in an sich bekannter Weise. Die einstell­ bare Flächenlast kann auch über Außenplatten mit einer der Konfiguration der Plattenelemente entsprechenden Konfigura­ tion aufgebracht werden.After attaching the roll welds 9, the loosely stacked heat exchanger package, consisting of the Plattenpaa ren P 1 to Pn, placed over the plate outer surface 18 under forces Vorspan voltage V corresponding to the selected anticipated operating pressures accordingly. The application of these pre-tensioning forces takes place hydraulically, thermally or mechanically in an adjustable size in a manner known per se. The adjustable surface load can also be applied via outer panels with a configuration that corresponds to the configuration of the panel elements.

Eine geeignete Vorrichtung hierzu ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt.A suitable device for this is shown in FIGS. 3 and 4.

Die Außenplatten 18 des Wärmetauschers sind dort zwischen Klammern 31 angeordnet, die über Schraubbolzen 32 in ein­ stellbarer Weise zwecks Erzeugung der Flächenlast zusammen­ gepreßt werden. Die mit der Bezugsziffer 21 insgesamt ge­ kennzeichneten Plattenpakete befinden sich zwischen den Außenplatten. Die Vorspannkräfte V werden also durch ein definiertes Anziehen der Zugankerverschraubungen erzeugt. The outer plates 18 of the heat exchanger are arranged there between brackets 31 , which are pressed together in an adjustable manner via screw bolts 32 in order to generate the surface load. The plate packs marked overall with the reference number 21 are located between the outer plates. The preload forces V are therefore generated by a defined tightening of the tie rod screw connections.

Diese Kräfte können aber auch über Zuganker 22 erzeugt wer­ den, die im erwärmten Zustand in die Außenplatten einge­ schweißt werden, ehe das Verschweißen der Plattenelementen­ paare zu einem Plattenstapel erfolgt. Diese Zuganker ver­ bleiben an ihrem Ort, während die vorerwähnten Schraubbolzen nach dem Fertigstellen der genannten Schweißverbindungen wie­ der entfernt werden.However, these forces can also be generated via tie rods 22 who are welded into the outer plates in the heated state before the plate elements are welded into pairs to form a plate stack. These tie rods remain in place, while the aforementioned bolts are removed after completion of the welds mentioned.

Die Vorspannkräfte V werden so lange aufrechterhalten, bis die Quernähte bzw. Kehlschweißnähte 10 und die Eckschweiß­ nähte 14 ausgeführt sind. Die Wirkungsrichtung der Vorspann­ kräfte ist aus den Fig. 1 und 2 (in dieser Darstellungs­ weise einseitig auf die äußere einzelne Gehäusewand 18 ge­ richtet), ersichtlich.The prestressing forces V are maintained until the transverse seams or fillet weld seams 10 and the corner weld seams 14 are executed. The direction of action of the biasing forces is shown in FIGS . 1 and 2 (in this representation, one-sided towards the outer individual housing wall 18 ).

In Fig. 3 sind mögliche Ansatzpunkte der mechanisch, hydrau­ lisch oder thermisch eingeleiteten Vorspann- bzw. Zuganker­ kräfte bei 21 und 22 gezeigt.In Fig. 3 possible starting points of the mechanically, hydraulically or thermally initiated bias or tie rod forces at 21 and 22 are shown.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung geschweißter Plattenwärmetau­ scher, deren regelmäßige Prägungen aufweisende Platten­ elemente an ihren prägungsfreien Rändern durch Roll­ schweißnähte zu spaltseitige Öffnungen bildenden Plattenpaaren und die Plattenpaare durch die Stirnstöße der jeweils einander zugewandten Plattenelemente zweier nebeneinanderliegender, rohrseitige Öffnungen bildender Plattenpaare miteinander verbindende Kehlschweißnähte zu einem Stapel verbunden werden, dessen spalt- und rohr­ seitige Öffnungen im Winkel zueinander angeordnet sind und zu deren fluidmäßiger Trennung an den Ecken des Sta­ pels rechtwinklig zu den Roll- und Kehlschweißnähten verlaufende Eckschweißnähte an dem Stapel aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erzeugen der Rollschweißnähte die zu einem Stapel zusammengefügten Plattenelementenpaare mit einer defi­ nierten Flächenlast gleichmäßig beaufschlagt und die jeweils einander zugewandten Plattenelemente zweier Plattenpaare durch die stirnstößigen Kehlschweißnähte miteinander verbunden sowie die Eckschweißnähte aufge­ bracht werden, und daß nach Beendigung der Schweißvor­ gänge der Stapel von der Flächenlast entlastet wird. 1. Process for the production of welded plate heat exchangers whose regular embossed plate elements at their embossed edges by rolling weld seams to form gap-side plate pairs and the plate pairs by the forehead joints of the mutually facing plate elements of two adjacent plate-side plate pairs forming interconnecting fillet welds Stack are connected, the gap and pipe-side openings are arranged at an angle to each other and for their fluid separation at the corners of the stack piling perpendicular to the roll and fillet welds corner welds are applied to the stack, characterized in that after generating the Roll weld seams evenly apply a defined surface load to the plate element pairs that have been joined to form a stack, and the plate elements of two plate pairs that face each other through the face ends n fillet welds connected to each other and the corner welds are brought up, and that after completion of the welding operations the stack is relieved of the area load. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Flächenlast eine Belastung in Abhängigkeit vom späteren Betriebsdruck in den Platten­ elementen (Maximaldruck bei unterschiedlichen Drücken auf Rohr- und Spaltseite) auf die Plattenelemente im Stapel aufgebracht wird, die vorzugsweise 1^-4 bis 15^-4 N/m² in Abhängigkeit der im Bereiche von 0,5 bis 1,0 mm liegenden Wanddicke und der im Bereiche von 3,2 bis 4,5 mm liegenden Prägetiefe der etwa 18 mm langen Prä­ gungen der Plattenelemente beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that a load depending on the subsequent operating pressure in the plate elements (maximum pressure at different pressures on the pipe and gap side) is applied to the plate elements in the stack, which preferably 1 ^-4 to 15 ^-4 N / m ² depending on the wall thickness in the range of 0.5 to 1.0 mm and the embossing depth in the range of 3.2 to 4.5 mm is approximately 18 mm long embossments of the plate elements. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Flächenlast auf die Plattenelemente des Stapels über Außenplatten mit einer der Konfiguration der Plattenelemente entsprechenden Konfiguration aufgebracht wird.3. The method according to claims 1 and 2, characterized ge indicates that the area load on the Plate elements of the stack over outer plates with a corresponding to the configuration of the plate elements Configuration is applied. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Last aufbringende Außenplatten die Außenwände des zur Anwendung gelangen­ den, den Wärmetauscher-Stapel aufnehmenden Druckbehäl­ ters verwendet werden.4. The method according to claims 1 and 2, characterized ge indicates that as a load The outer walls of the exterior panels are used the pressure vessel holding the heat exchanger stack ters can be used. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flächenlast in vorbestimm­ barer Größe mechanisch, thermisch oder hydraulisch er­ zeugt wird.5. The method according to claim 1, characterized records that the area load in predetermined size mechanically, thermally or hydraulically is fathered. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei größeren Abmessungen der Plattenelemente des Wärmetauscher-Stapels vor dem Aufbringen der Flächenlast (Druckvorspannung) zusätz­ liche Verankerungen (Stehbolzen, Profile o. ä.) zwischen die Außenwände eingeschweißt werden und bei Druckvor­ spannungsabnahme als Zuganker wirken. 6. The method according to claims 1 and 2, characterized ge indicates that with larger dimensions the plate elements of the heat exchanger stack before Applying the surface load (compression preload) additionally anchors (studs, profiles, etc.) between the outer walls are welded in and at Druckvor act as a tie rod.   7. Plattenelement für einen Kreuzstrom-Wärmetauscher mit rasterförmig angeordneten Profilierungen zur Durchfüh­ rung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke des Plattenelementes (30) im Bereiche von 0,5 bis 1,1 mm, die Prägetiefe der Profilierungen (32) im Bereiche von 3,2 bis 7,0 mm und die Prägelänge der Profilierungen (32) im Bereiche von 10 bis 20 mm liegen.7. plate element for a cross-flow heat exchanger with grid-shaped profiles for performing the method according to claims 1-6, characterized in that the wall thickness of the plate element ( 30 ) in the range of 0.5 to 1.1 mm, the embossing depth of Profilings ( 32 ) in the range of 3.2 to 7.0 mm and the embossing length of the profiles ( 32 ) in the range of 10 to 20 mm. 8. Plattenelement nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Rollschweißnähte (9) wie auch die Querschweißnähte (10) in ihren Breiten entsprechend den jeweiligen Breiten der zusammenzufügenden Plattenelemente (30) vorzugsweise im Bereiche von 2 bis 4 mm entsprechend einer Breite der Plattenelemente (30) von 250 bis 400 mm gewählt sind.8. Plate element according to claim 7, characterized in that the opposite roller welds ( 9 ) as well as the cross welds ( 10 ) in their widths corresponding to the respective widths of the plate elements ( 30 ) to be joined together preferably in the range of 2 to 4 mm corresponding to a width the plate elements ( 30 ) are selected from 250 to 400 mm.