DE3840460C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängevorrichtung, die für einen Hochtemperatur-Wärmetauscher in Kreuz-Gegenstrom-Bauweise gemäß der DE 36 35 549 C1 bekannten Art geeignet ist.

In diesem bekannten Fall ist der Wärmetauscher mit zwei im wesentli­ chen parallel übereinander angeordneten Sammelrohren und einer quer gegen eine Heißgasströmung auskragenden U-förmigen, einen bogen­ förmigen Umlenkbereich enthaltenden Kreuz-Gegenstrom-Profilrohrmatrix versehen, in die über das eine Sammelrohr aufzuheizende Druckluft eingespeist und unter Umkehrung der Strömungsrichtung dem anderen Sam­ melrohr zugeführt wird; dabei soll die Profilrohrmatrix in durch Zwi­ schenwände voneinander getrennte, in Sammelrohrlängsrichtung aufeinan­ der folgende Profilrohrblöcke zergliedert sein, die im bogenförmigen Umlenkbereich unter gleichzeitiger Verringerung der Heißgasdurchström­ querschnitte jeweils gegen das betreffenden Profilrohrblockmittenende hin beidseitig gleichförmig zusammengedrückt auslaufen. Auf diese Wei­ se soll der Wärmetauschprozeß im Bogenbereich optimiert und eine gleichförmig über die Gesamtmatrix verteilte Heißgasmassenstromvertei­ lung erreicht werden.

Bei einem derartigen bekannten Wärmetauscher bereitet es Schwierig­ keiten, extrem unterschiedliche thermische Dehnungen der zusammen­ wirkenden Bauteile und Baugruppen zu beherrschen bzw. so zu kompen­ sieren, daß der angestrebte Wärmeaustauschgrad nicht durch unzulässig hohe Leckflüsse beeinträchtigt wird; dabei sollen unter anderem unzu­ lässig hohe Differenzdehnungen zwischen korrespondierenden Bau­ elementen (Gehäuse, Matrix, Sammelrohr), die zu verhältnismäßig früh­ zeitigen Materialanrissen an den betreffenden Verbindungsstellen oder Verbindungsmitteln zwischen den Bauelementen oder Baugruppen führen können, möglichst vermieden werden.

Die Problematik hinsichtlich der Bauteildehnungen und der Dehnungsdif­ ferenzen zwischen den Bauteilen ist besonders in Kombination eines derartigen Wärmetauschers mit einer Gasturbinenanlage gravierend, wenn es also darum geht, einen Teil der im Abgas der Anlage enthaltenen Wärme für den Kreisprozeß wieder nutzbar machen zu wollen, z. B. zum Zwecke einer Vorwärmung der Brennkammer der Gasturbinenanlage zuzufüh­ render Verbrennungsluft; extrem schroffe Lastwechsel bzw. instationäre Betriebszustände erzwingen dabei oftmals extrem starke Temperaturdif­ ferenzen und damit Dehnungsdifferenzen betreffender kooperierender Bauteile bzw. Baugruppen.

Ferner stellt insbesondere die Matrix des Wärmetauschers eine hin­ sichtlich der Beherrschung der thermischen Dehnungen bzw. Dehnungsdif­ ferenzen einzelner Profilrohre sowie aber auch hinsichtlich örtli­ cher in vertikaler oder horizontaler Richtung, z. B. aus Stößen, re­ sultierenden dynamischen Belastungen ein vergleichsweise "sensibles" und schwingungsempfindliches Gebilde dar. Genannte Stöße bzw. Stoßbe­ lastungen, insbesondere in horizontalen Richtungen, können z. B. auf den Einsatz eines derartigen Wärmetauschers bei Fahrzeugen, z. B. bei Panzern, zurückzuführen sein, also Fahrzeuggattungen, die im prakti­ schen Einsatz ausgeprägten Bodenunebenheiten ausgesetzt sind.

Zudem bereitet es Schwierigkeiten, die genannten thermischen sowie dynamischen Belastungsanforderungen so zu beherrschen, daß ein monta­ gefreundliches Wärmetauscherkonzept unter gleichzeitiger Bereitstellung eines vergleichsweise geringen Eigengewichts ermöglicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufhängevorrichtung für einen Wärmetauscher eingangs genannter bekannter Art zu schaffen, die auf vergleichsweise einfache Weise die bezüglich der Baugruppen "Matrix, Gehäuse, Sammelrohre" auftretenden unterschiedlichen thermisch bedingten Relativdehnungen und- bewegungen wie aber auch horizontale und vertikale Stoßbelastungen beherrschbar macht und zugleich einen relativ gewichtlich leichten und montagefreundlichen Wärmetauscher-Aufbau ermöglicht.

Unter Berücksichtigung eines bekannten Wärmetauscher-Aufbaus der ein­ gangs genannten Art ist die gestellte Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.

Im Wege der beschriebenen Trägeranordnung können also horizontale und vertikale dynamische Belastungen, z. B. als Ursache von Fahrbahnstößen oder dergleichen, überwiegend nach außen übertragen werden; ausgehend von einer punktuell "starren" Aufhängung quer zu den Sammelrohren am betreffenden einen Träger, ergeben sich ferner im Betrieb nur ver­ hältnismäßig geringe thermisch bedingte Längenänderungen der übrigen Sammelrohrsektionen, wobei diese Längenänderungen über die gegenseitig in Sammelrohrlängsrichtung punktuell beweglich wirksame Aufhängung an mindestens einem weiteren äußeren Träger aufgefangen und in eine ge­ häuseseitige Axialverschiebung der Sammelrohre nebst zugeordneten Pro­ filrohrgruppen der Matrix umgesetzt werden können.

Gemäß der Erfindung wird also kein besonderes, kostenaufwendiges und das Eigengewicht des Wärmetauschers nicht unbeträchtlich erhöhendes "Rohrrückgrat" im jeweiligen Sammelrohr benötigt. Vielmehr begnügt sich die Erfindung bei z. B. sektionsweise zusammengesetzten Sammel­ rohrabschnitten mit örtlichen inneren Rohrversteifungs- und Verbin­ dungsmitteln (klammerartige Rohrverklemmung entlang örtlicher Flanschenden), und zwar in den jeweiligen, den betreffenden starren bzw. beweglichen Aufhängungszonen bzw. in den betreffenden, den Trä­ gern zugeordneten Querebenen, die die Sammelrohre im wesentlichen unter einem rechten Winkel schneiden sollen.

Gemäß der Erfindung werden also vertikale dynamische Belastungen der Matrix als Ursache beispielsweise aus Fahrbahnstößen überwiegend von den Trägern zu einem wesentlich geringeren Teil von den betreffenden, z. B. plattenartigen Aufhängungs- bzw. Verbindungsmitteln dämpfend übernommen; horizontale dynamische Belastungen in Richtung der Sammel­ rohrlängsachsen werden dabei vom die starre Aufhängung gewährleisten­ den Träger aufgenommen. Horizontale dynamische Belastungen in Läng­ srichtung der Profilrohrblöcke bzw. in Längsrichtung der speziell später noch erörterten Leit- oder Zwischenwände können über geeignete Dämpfungsglieder (kissenartig) in das Wärmetauschergehäuse eingeleitet werden, und zwar in den betreffenden äußeren Bogenbereichen der Ma­ trix.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung nach Patentanspruch 1 erge­ ben sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 16.

Anhand der Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise weiter erläu­ tert; es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Profilrohrwärmetauschers, der in Rede stehenden Art, in schematischer Darstellung, ohne Ge­ häuse,

Fig. 2 eine gemäß Schnitt D-D der Fig. 4 gesehene Aufbauweise des Wärmetauschers unter Zuordnung von jeweils blockartigen Rohrgruppenhälften am hier unteren Sammelrohr, sowie unter Verdeutlichung der äußeren Träger der Aufhängevorrichtung in Kombination mit weiteren, die Sammelrohrverschieblichkeit beidseitig im Gehäuse verdeutlichenden Mitteln,

Fig. 2a darstellungsmäßig vergrößert wiedergegebene Einzelheiten aus Fig. 2, betreffend die bewegliche Aufhängung der Sammelrohre am hier rechts außen befindlichen Träger nebst Details be­ züglich der axial verschiebbaren Anordnung der Sammelrohre auf der rechten Seite im Gehäuse,

Fig. 3 die Draufsicht gemäß Blickrichtung A des Wärmetauschers nach Fig. 2, woraus unter anderem die örtlich beabstandete Täger- und Rohrgruppenausbildung in Verbindung mit relevanten Gehäuseumrißkonturen ersichtlich ist,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung gemäß B-B der Fig. 2, woraus unter anderem die freie Dehnbarkeit der dortigen Profilrohrmatrix in Kombination mit Abdichtmitteln gegenüber an den Matrixbo­ genbereich angrenzenden äußeren Gehäuseabschnitten ersicht­ lich ist,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung gemäß C-C der Fig. 2, wonach unter anderem der linke äußere Träger nebst dessen endseitiger Gehäusebefestigung sowie in dieser betreffenden Querebene des Trägers zu den Sammelrohren, die örtlichen, hier beweg­ lichen gegenseitigen Aufhängungsmittel sowie ferner sammel­ rohrinnenseitige Klemm- und Verspannmittel zwischen Sammel­ rohrsektionen aufgezeigt sind,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung von Abschnitten des Wärme­ tauschers nach Fig. 2 bis 5 unter Verdeutlichung einer von den Sammelrohren nach einer Seite auskragenden Rohrgruppe der Matrix nebst Halterungs- und Aufhängemitteln für die Profilrohre, sowie ferner unter Verdeutlichung eines aus Leitwänden bestehenden Absperrkörpers und von kissenartigen Dämpfungsgliedern, und zwar gehäuseseitig am hier nach oben außen versetzt dargestellten, normalerweise links und außen angeordneten Träger,

Fig. 7 ein Beispiel für starre Aufhängungsmittel als Platten- Bolzen-Kombination zwischen zugeordneten Gabelköpfen,

Fig. 8 eine örtliche Schnittdarstellung gemäß H-H aus Fig. 5 unter Verdeutlichung in Sammelrohrlängsrichtung beweglicher Aufhänge- und Verbindungsmittel als zwischen gegenseitigen Enden von Gabelköpfen durch Bolzen gesicherten beweglichen Platten zwischen dem linken äußeren Träger, hier örtlich zwischen gegenseitigen, geradschenkeligen Pro­ filrohrsektionen von abschnittsweise dargestellten Rohr­ gruppen,

Fig. 8a eine örtlich bewegliche Aufhängungs- und Befestigungsalter­ native mit beweglicher Lasche zwischen Gabelköpfen,

Fig. 9 die örtliche punktuelle Ansicht der Fig. 8a in Blickrichtung K Fig. 8,

Fig. 10 eine vergrößert wiedergegebene Darstellung örtlicher Rohr­ klemm- und Verspannmittel als Ausschnitt L aus Fig. 5,

Fig. 11 einen Schnitt gemäß M-M der Fig. 10,

Fig. 12 einen vergrößert wiedergegebenen Ausschnitt E aus Fig. 2, unter Verdeutlichung in Rohrlängsrichtung abdichtend axial beweglicher Enden der Sammelrohre an Zu- bzw. Abflußrohr­ enden,

Fig. 13 eine thermische Differenzdehnungen zulassende Exzenter- Schraubverbindung eines Trägers am Gehäuse, hier in Bezug auf die in Fig. 3 unten abgebrochen dargestellte Seite be­ findlich zu verstehen, und zwar gemäß Schnitt G-G der Fig. 14 und

Fig. 14 eine Draufsicht auf Einzelheiten der Verbindungsanordnung nach Fig. 13.

Fig. 1 veranschaulicht das Grundprinzip eines Eingangs schon behandel­ ten Hochtemperaturwärmetauschers in Kreuz-Gegenstrom-Bauweise. Er besteht hier aus zwei im wesentlichen parallel übereinander ange­ ordneten Sammelrohren (1, 2), die mit einer jeweils beidseitig gegen eine Heißgasströmung H auskragenden, U-förmigen Profilrohrmatrix 3, 3′ kommunizieren.

Über das hier obere Sammelrohr 1 wird z. B. verhältnismäßig kalte Druckluft D der Matrix 3 bzw. 3′ beidseitig zugeführt, wobei die Druckluft unter jeweiliger Umkehrung der Strömungsrichtung, im Wege der jeweils äußeren bogenförmigen Abschnitte der Matrix 3, 3′, in stark erhitztem Zustande in das betreffende untere Sammelrohr 2 gelangt; aus dem unteren Sammelrohr 2 kann dann die aufgeheizte Druckluft gemäß Pfeilrichtung D′ z. B. der Brennkammer eines Gasturbinentriebwerkes zugeführt werden; die Heißgasströmung H kann aus dem Abgasstrom des betreffenden Gasturbinentriebwerks bereitgestellt werden.

Pos. 4 in Fig. 1 verkörpert einen kreisförmigen Ausschnitt aus einem unteren, geradschenkligen Teil der Profilrohre 13 unter Verdeutlichung der Heißgaszirkulation A′ durch das betreffende Profilrohrfeld.

Mit 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12 sind in Fig. 1 schematische Abstandshalter für die Profilrohre 13 der Matrix 3, 3′ angedeutet; bei diesen Ab­ standshalterungen, z. B. 6 - Fig. 1, kann es sich um Packungselemente handeln, die aus einem elastischen, schwingungsdämpfenden Werkstoff gefertigt sind, worin die hier beispielsweise im Querschnitt ellipti­ schen oder lanzettförmigen Profilrohre 13 der Matrix 3, 3′ (Fig. 1), insbesondere in Rohrlängsrichtung, relativ zueinander beweglich ge­ führt sind. Die die Abstandshalter, z. B. 6 - Fig. 1, ausbildenden Packungselemente können aus Streifen (Einzelstreifen - längs) bzw. aus einem praktisch endlos durch das Rohrbündel geführten bzw. gezogenen Streifen aufgebaut bzw. zusammengesetzt sein.

Das jeweilige Profilrohrfeld der Matrix (3, 3′) kann aus parallel zu­ einander angeordneten Reihen solcher Profilrohre 13 bestehen, wobei die Rohrreihen jeweils räumlich so zueinander versetzt sind, daß die Profile benachbarter Rohrereihen unter Gewährleistung der geforderten Heißgasversperrung bzw. der gewünschten Durchströmquerschnitte inein­ andergreifen. In der Zeichnung nicht weiter dargestellt, kann jedes Profilrohr zwei voneinander durch einen mittleren Quersteg ge­ trennte Innenkanäle für die Druckluftführung aufweisen.

Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, weist der Wärme­ tauscher eine in Rohrgruppen 14, 15, 16, 17 bzw. 14′, 15′, 16′, 17′ zer­ gliederte, bogenförmige Umlenkzonen enthaltene, U-förmige Pro­ filrohrmatrix 3, 3′ auf. Dabei sind die einzelnen Rohrblöcke in Längs­ richtung der Profilrohre 13 von Leitwänden L1, L2 umgeben.

Für die Aufhängungsvorrichtung sind die Profilrohrmatrix 3, 3′ und die Sammelrohre 1, 2 in Profilrohrlängsrichtung überspannende Träger 18, 19, 20 (Fig. 2 und 3) im Bereich der Umlenkzonen der Profilrohre 13 endseitig mit dem Gehäuse G des Wärmetauschers verbunden.

Wie später noch ausführlicher u. a. in den Fig. 2, 2a und 12 ver­ deutlicht, sollen ferner die Sammelrohre 1, 2 an beiden Enden im Ge­ häuse G axial verschiebbar angeordnet und an einem Träger 19 starr, an mindestens einem weiteren Träger 18, 20 axial beweglich aufgehängt sein.

Wie ferner insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind die betreffenden Träger 18, 19, 20 - in bezug auf die hier z. B. zwei parallel übereinander angeordneten Sammelrohre 1, 2 - in gleichförmig beabstandeten Querebenen E1, E2, E3 am Gehäuse G befestigt, wobei die betreffenden Querebenen E1, E2, E3 die Längsachsen der Sammel­ rohre 1, 2 unter einem rechten Winkel schneiden. Dabei sind also die Sammelrohre 1, 2 nebst zugehörigen Rohrgruppen an dem hier bei­ spielsweise mittleren Träger 19 in der Ebene E2 starr und an den zwei äußeren Trägern 18, 20 axial beweglich aufgehängt.

Wie insbesondere aus Fig. 2a ersichtlich ist, sind die Sammelrohre 1, 2 mittels achszylindrischer Endteile 21, 22, die hier zugleich endseitige Rohr-Verschlußdeckel ausbilden oder, mittels Zapfen, in gehäuseseitig thermisch isolierten Hülsen, z. B. 23, oder Buchsen bzw. in einer ge­ häuseseitigen Aussparung 24 axial verschiebbar gelagert. Dabei sind Abschnitte G1, G2, G3 des Gehäuses G auf der den Sammelrohren 1, 2 zuge­ kehrten Seite mit einem Isolierwerkstoff i, z. B. in Form von Metall­ filzmatten, ausgekleidet; dabei ist besonders aus Fig. 2a ersichtlich, daß der betreffende Isolierwerkstoff i bis zur Hülse 23 bzw. zur Aus­ sparung 24 geführt ist. Ferner ist aus Fig. 2a ersichtlich, daß deckel­ artige Teile D1, D2 des Gehäuses G nebst inneren zugehörigen Isolie­ rungen i′ bzw. i′′ gegenüber der Hülse 21 bzw. der buchsenartigen Aussparung 24 angeordnet sind.

Die Profilrohre 13 der Matrix 3, 3′ (Fig. 1) sind entlang der ge­ radschenkeligen Abschnitte über die Rohrabstandshalter 6-12 ausbild­ enden bzw. aufnehmenden Tragglieder S, P (siehe auch Fig. 6) an dem hier mittleren Träger 19 über die Leitwände L1, L2 starr, an mindestens einem weiteren Träger 18 bzw. 20 in Sammelrohrlängsrichtung axial beweg­ lich aufgehängt.

Wie insbesondere aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, können die Leitwän­ de, z. B. L2, jeweils aus zwei in Profilrohrlängsrichtung symmetrisch geteilten Hälften zusammengesetzt sein.

Besonders aus Fig. 6 ergibt sich, daß jeweils zwei in Profilrohrlängs­ richtung sich gleichflächig einander gegenüberliegende, auf die U-för­ mige Matrixkontur abgestimmt dimensionierte und symmetrisch geteilte Leitwände L2, L1 einen Absperrkörper H′ gegenüber der Heißgasströmung H (Fig. 1) ausbilden, wobei der Absperrkörper H′ zwischen jeweils zwei Rohrgruppen 14 bzw. 15 im Sinne der Fig. 2 angeordnet ist und ferner der bogenförmigen Umlenkkontur U (Fig. 6) folgend verschlossen ist.

Aus den Patentzeichnungen ist ferner erkennbar, daß die Rohrgruppen 14, 15, 16, 17 bzw. 14′, 15′, 16′, 17′ (Fig. 3) und die jeweiligen Hälften einer Leitwand, z. B. L2, in einer betreffenden Querebene E1 bzw. E2 zu den Sammelrohren 1, 2 an mehreren in jeweiliger Profilrohrlängsrich­ tung verteilten Punkten P1, P2, P3 und P4 am betreffenden Träger 18 (Fig. 5) in Sammelrohrlängsrichtung beweglich bzw. an gleichlautend definierten Punkten am mittleren Träger 19 starr aufgehängt sind.

An den Punkten P5, P6 (Fig. 5) kann die den beiden Sammelrohren 1, 2 am nächsten liegende Aufhängung zwischen beiden symmetrisch geteilten Hälften einer Leitwand, z. B. L2, immer beweglich ausgebildet sein. In der Querebene E2 (Fig. 2) sind die betreffenden Leitwände L2, L1 eines Absperrkörpers H′ (siehe auch Fig. 5) dann mitbeweglich über die Stangen S als Tragglieder, z. B. an das Punkten St1, St2, St3 am betreffenden Träger 18 aufgehängt. In sinngemäßer Zuordnung zu Punkt P1 aus Fig. 5 ergibt sich aus Fig. 7 eine starre Aufhängungsalter­ native am mittleren Träger 19 (siehe auch Fig. 2), in der Kombina­ tion aus zwischen gegenseitigen Gabelköpfen 26, 27 mittels Bolzen 28, 29 fest verankerten Platten 30.

Fig. 8 verkörpert eine bewegliche Aufhängungsalternative in der Ebene E1 (siehe auch Fig. 2) am Träger 18 bezüglich der Punkte P1, P7 (siehe auch Fig. 5). Die beweglichen Aufhängungsmittel sind dabei in der Kombination aus zwischen gegenseitigen Gabelköpfen 26′, 27′ mittels Bolzen 28′, 29′ beweglich verankerten Platten 30′ ausgebildet (Punkt P1).

Eine sinngemäße Konfiguration (26′′, 27′′ bis 30′′) ergibt sich bezüglich des Aufhängungspunktes P7 (Fig. 5 und 8), wobei die Gabe­ lköpfe 26′′, 27′′ hier an einem mittig abgebrochen gekennzeichneten Hohlprofilkörper 31 ausgebildet sind.

Wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich, weisen die Gabelköpfe 27′, 26′′, 27′′ axial über die Platten 30′, 30′′ (Fig. 8) vorspringende Nasen N auf, an denen die angrenzenden Rohrgruppen, z. B. 14, 15, über die als Stangen ausgebildeten Tragglieder S zusammen mit den Leitwänden L1, L2 aufgehängt sind.

Mit betreffenden gleichförmig räumlich versetzten Bohrungen können also die Leitwände, z. B. L2 eines Absperrkörpers H′, auf die als Stangen S ausgebildeten Tragglieder aufgeschoben bzw. daran verankert werden (Fig. 5).

Die Leitwände L1, L2 bzw. die daraus ausgebildeten Absperrkörper H′ (s. h. auch Fig. 6) können auf die Sammelrohre 1, 2 aufgeschoben wer­ den.

Fig. 8a kennzeichnet eine z. B. im Hinblick auf den Aufhängungspunkt P1 in Fig. 8 bewegliche Aufhängungsalternative in der Kombination aus in der betreffenden Querebene E1 zum Träger 18 zwischen den den beiden Gabelköpfen 32, 33 mittels zylindrischer Endteile beweglich einge­ bundenen Laschen 34.

Insbesondere unter Hinweis auf Fig. 5 oder 6 können horizontale dyna­ mische Belastungen der Profilrohrmatrix 3, 3′ in Längsrichtung der Profilrohrgruppen bzw. der Leitwände L2, L1 in Dämpfungsglieder 35, 36 am Gehäuse G des Wärmetauschers eingeleitet werden, wobei die Dämp­ fungsglieder gegenüber in Abstimmung auf die bogenförmige Umlenkkontur U (Fig. 6) des von den Leitwänden L2, L1 ausgebildeten Absperrkörpers H′ eingewölbt sind.

Wie insbesondere aus Fig. 2 - oben - hervorgeht, sind die Sammelroh­ re, hier z. B. am Sammelrohr 1 verdeutlicht, in einzelne, die jewei­ ligen Rohrgruppen, z. B. 14, 15, 16, 17, enthaltende Rohrabschnitte A1, A2, A3 und A4 zergliedert. Eine derartige Bauweise wirkt sich äußerst günstig auf die Montage bzw. Demontage des Wärmetau­ schers aus; es handelt sich hier um eine sogenannte "Modulbauweise".

Wie insbesondere aus Fig. 2a - oben - erkennbar, können also die Roh­ rabschnitte, z. B. A3, A4, entlang sich jeweils kontaktierender innerer Umfangsflansche 37, 38 in einer auf die Lage des zugehöri­ gen Trägers - hier 20 - abgestimmten verlängerten Querebene E3 in abdichtender und rohrversteifender Weise gegeneinander verklemmt sein. Sinngemäß ist dies anhand der Fig. 10, und zwar anhand des Ausschnitts L in bezug auf das Sammelrohr 2 näher verdeutlicht, in dem also vor­ zugsweise drei über dem inneren gegenseitigen Rohrumfang gleichförmig verteilte, V-förmig die gegenseitigen Flansche umgreifende Klemmglie­ der 39, 40 vorgesehen sind, zwischen denen die Klemmkraft durch jeweils links- und rechtsgewindegängige Schraubeinheiten 41 aufgebracht wird (siehe hierzu auch Fig. 11). Gemäß Fig. 11 ist dabei eine mit Gewinde­ bolzen 43, 44 in Eingriff befindliche Verstellmutter 42 vorgesehen; die Gewindebolzen 43,144 weisen dabei zylindrische Endteile 45, 46 auf, die in entsprechend ausgerundete Gegenflächen der Klemmglieder 39, 40 ein­ greifen.

Fig. 12 verkörpert eine Ausführungsform, bei der in bezug auf Fig. 2, links außen, für die seitlich offenen Sammelrohre 1, 2 ein axial bewe­ gungskompensatorischer Rohranschluß an ein oberes, starres Zuflußrohr (Rohrende 48) und an ein unteres starres Abflußrohr 49 ausgebildet sind. Wie anhand des oberen Sammelrohres 1 verdeutlicht, ist dabei u. a. ein mit dem Zuflußrohrende 48 verflanschter, innen stufenförmig abgesetzter, hülsenförmiger Rohrabschnitt 50 auf der anderen Seite mit Strukturen des Gehäuses G verschraubt. In einer rotationssymmetrischen Aussparung einer mit den Strukturen des Gehäuses G verschraubten wei­ teren Zylindersektion 55 sitzt eine auf das vordere Ende des Sammel­ rohres 1 aufgeschraubte, radial außen einen Leitwandabschnitt ausbil­ dende Hülse 51. Zwischen dieser Hülse 51 und zugekehrten Endflächen der Strukturen des Gehäuses G sitzt weiter eine bewegungskompensatori­ sche Heißgasdichtung 52.

Einschließlich der Hülse 51 ist eine weitere Rohrsektion 53 mit dem oberen Sammelrohr 1 fest verschraubt. Unter Zulassung axialer Beweg­ lichkeit greift die Rohrsektion 53 in eine örtliche Abstufung des hülsenförmigen Rohrabschnitts 50 abdichtend ein; Dichtelemente der Rohrsektion 53 sind mit 54 bezeichnet, welche eine rotationssymmetri­ sche zylindrische Innenfläche des hülsenförmigen Rohrabschnittes 50 tangieren. Sinngemäß ist der axiale bewegungskompensatorische Rohran­ schluß bezüglich des unteren Sammelrohres 2 (Abflußseite/Druckluft) ausgebildet. Bezüglich Fig. 12 wäre noch zu vermerken, daß sich die hülsenförmigen Rohrabschnitte 50, 50′ beider Sammelrohre 1, 2 in einer gegenseitigen Überschneidungsquerebene E4 zwischen den Hülsen 51, 51′ an den schon genannten Strukturen des Gehäuses G abstützen, die, unter Zwischenschaltung einer Isolation 56 (siehe auch Fig. 12 - oben), mit den in der Ebene E4 abgeflachten Abschnitten der betreffenden Zylin­ dersektionen 55, 55′ verbunden sind, und zwar im Wege von Schrauben 57, wie sie aus Fig. 12, oben, ebenfalls ersichtlich sind.

Gemäß Fig. 13 und 14 ist es ferner vorgesehen, daß die freien Enden der Träger 18, 19, 20 und das Gehäuse G des Wärmetauschers relativ zu­ einander thermisch beweglich miteinander verbunden sind. Hierfür sind in Zwischenräumen von Doppelplatten 45, 46 der nach außen abgewinkelten Struktur des Gehäuses G etwa Z-förmig eingreifende Glieder 47 vorge­ sehen, und zwar in der Kombination mit achsversetzten Exzenterbolzen nebst Muttern; demnach können also trotz Verschraubung und örtlich fester Verbindung (Träger 18/Gehäuse G) thermisch bedingte Differenz­ dehnungen in eine Relativbewegung (Maß c) des Trägers 18 relativ zum Gehäuse G umgesetzt werden.

Wie ferner insbesondere aus den Fig. 4 und 5 entnommen werden kann, sind bewegungskompensatorische Heißgasabsperrdichtungen 57, 58, 59 und 60 zwischen örtlichen, den Bogenbereich der Matrix 3, 3′ umgebenden Leitwänden (siehe z. B. Leitwand L1 - Fig. 6) und angrenzenden Partien des Gehäuses G angeordnet. Gemäß Fig. 6 können wiederum die Leitwände, z. B. L1, über örtliche weitere Bürstendichtungen 61 eine Heißgasab­ sperrung gegenüber daran angrenzenden Profilrohren im Bogenbereich der Matrix ausbilden.

Claims (16)

1. Aufhängevorrichtung für einen Hochtemperatur-Wärmetauscher in Kreuz-Gegenstrom-Bauweise, der zwei parallel übereinander ange­ ordnete Sammelrohre (1, 2) und eine U-förmige Profilrohrmatrix (3, 3′) aufweist, wobei

• - die Profilrohrmatrix (3, 3′) in Rohrgruppen (14, 15, 16, 17) aus ein­ zelnen Profilrohren (13) unterteilt ist,
• - die Rohrgruppen (14, 15, 16, 17) von in Längsrichtung der Pro­ filrohre (13) verlaufenden Leitwänden (L1, L2) umgeben sind,
• - die Profilrohrmatrix (3, 3′) sowie die Sammelrohre (1, 2) in Pro­ filrohrlängsrichtung durch Träger (18, 19, 29) überspannt werden, die im Bereich der Umlenkzonen der Profilrohre (13) mit einem Gehäuse (G) verbunden sind,
• - die Träger (18, 19, 20) über den Leitwänden (L1, L2) angeordnet sind und an mehreren in Profilrohrlängsrichtung verteilten Punkten (P1, P2, P3, P4) mit den Leitwänden (L1, L2) verbunden sind,
• - die Sammelrohre (1, 2) an beiden Enden im Gehäuse (G) axial ver­ schiebbar und an einem Träger (19) starr und an mindestens einem weiteren Träger (18, 20) axial beweglich aufgehängt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Trä­ ger (18, 19, 20) in gleichmäßigen gegenseitigen Abständen in die Sam­ melrohre jeweils rechtwinkelig schneidenden Querebenen (E1, E2, E3) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelrohre (1,12) mittels achszylindrischer Endteile (21, 22) oder Zapfen in an Gehäuseabschnitten (G2, G3) thermisch isolierten Hülsen (23) oder Aussparungen (24) axial verschiebbar gelagert sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrgruppen (14, 15, 16, 17) aus mit ellip­ tischem Querschnitt ausgestatteten, räumlich verschachtelt ineinan­ dergreifenden Profilrohren (13) zusammengesetzt sind, die entlang geradschenkeliger Abschnitte über Rohrabstandshalter (6-12) aus­ bildende oder aufnehmende Tragglieder (S, P) am mittleren Träger (19) starr, an mindestens einem weiteren Träger (18 bzw. 20) in Sammelrohrlängsrichtung beweglich aufgehängt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils aus zwei in Längsrichtung symmetrisch geteilten Hälften bestehende Leitwände (L2, L1) im auf die Sammelrohre (1, 2) aufgeschobenen Zu­ stand mit letzteren verbunden sowie an den als Stangen ausgebildeten Traggliedern (S) aufgehängt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen zwei Rohrgruppen (14, 15) sich gleichflächig einander ge­ genüberliegende, auf die U-förmige Matrixkontur abgestimmt dimen­ sionierte jeweilige Hälften der Leitwände (L2, L1) einen der bogen­ förmigen Umlenkkontur (U) der Profilrohrmatrix (3, 3′) folgenden Absperrkörper (H′) zwischen den beiden Rohrgruppen (14, 15) aus­ bilden.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrgruppen (14, 15, 16, 17); (14′, 15′, 16′, 17′) über jeweils eine Hälfte einer Leitwand (L2) in einer betreffenden Querebene (E1 bzw. E2) zu den Sammelrohren (1, 2) in mehreren über die Trägererstreckung verteilten Punkten (P1, P2, P3, P4) am mittleren Träger (19) starr, an einem weiteren Träger (18) in Sammelrohr­ längsrichtung beweglich aufgehängt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils beide Hälften einer Leitwand (L2) an jeweils den beiden Sammel­ rohren (1, 12) nächstliegenden Punkten (P5, P6) in Rohrlängsrichtung relativ beweglich aneinander aufgehängt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß als starre oder bewegliche Aufhängungsmittel eine Kombination aus zwischen gegenseitigen Gabelköpfen (26, 27 bzw. 26′, 27′) über Bolzen (28, 29 bzw. 28′, 29′) fest oder beweglich verankerten Platten (30 bzw. 30′) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Gabelköpfe (26 bzw. 26′) von dem betreffenden Träger (19 bzw. 18) und weitere Gabelköpfe (27′, 26′′) der Aufhängung an sich gegenüber­ liegenden Seiten eines Hohlprofilkörpers (31) ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelköpfe (27′, 26′′, 27′′) gegenüber den Platten (30′, 30′′) (26′′, 27′′) in Rohrlängsrichtung vorspringende Nasen (N) zur Aufnah­ me eines oberen oder unteren Tragglieds (S) einer Rohrgruppe (14) aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als be­ wegliche Aufhängungsmittel zwischen den Gabelköpfen (32, 33) be­ weglich eingebundene Laschen (34) vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (G) des Wärmetauschers Dämpfungsglieder (35, 36) angeordnet sind, die in Abstimmung auf die bogenförmige Umlenkkontur (U) der zwischen zwei Rohrgruppen (14, 15) angeordneten Absperrkörper (H′) gewölbt sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsglieder (35, 36) aus einem Chrom-Nickel-Stahl bestehende Drahtkissen sind.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sammelrohre (1, 2) des Wärmetauschers in einzelne, die jeweiligen Rohrgruppen (16, 17; 16′, 17′) enthaltende Rohrabschnitte (A3, A4) zergliedert sind, die entlang sich jeweils endseitig kontaktierender innerer Umfangsflansche (37, 38) in einer auf die Lage des betreffenden Trägers (20) abgestimmten Querebene (E3) durch eine Klemmverbindung abdichtend und formsteif mit­ einander verbunden sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Träger (18, 29, 20) und das Gehäuse (G) des Wärmetauschers relativ zueinander thermisch beweglich miteinander verbunden sind.