DE3935871A1 - Zwaengungsfreie aufhaengung von waermetauscherbuendeln mit hoher temperaturbeaufschlagung - Google Patents
Zwaengungsfreie aufhaengung von waermetauscherbuendeln mit hoher temperaturbeaufschlagungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen in einem liegenden
Behälter angeordneten Wärmetauscher für die
Durchströmung extrem heißer gas- oder dampfförmiger
Medien mit einem aus Rohrwänden bestehenden Rohrbündel,
angehängt an Sammler mit Eintritts- und Austrittsstutzen.
Es ist ein Wirbelbett-Generator (DE-PS 24 23 951) zur
Gaserzeugung aus Kohle und Wasserdampf unter erhöhtem
Druck bekannt, bei dem die Wärmezufuhr durch Heizrohre
in einer stationären, liegenden Retorte erfolgt. In den
Innenraum der Retorte tauchen von oben mäander- oder
haarnadelförmige Heizrohre ein, die in Ebenen senkrecht
zur Längserstreckung der Retorte gebogen sind.
Hintereinanderliegende Heizrohre sind an gemeinsame im
oberen Bereich der Retorte befindliche Sammlerrohre
angeschlossen, die an Stützelementen gelagert sind.
Diese Stützelemente sind Winkeleisen oder dgl.
Aufhängungen.
Nach der DE-PS 29 10 437 sind diese Stützelemente für
die Sammlerrohre kastenförmige, innen gekühlte und
außen isolierte Balkenträger. Die Balkenträger weisen
Aufhängungsrohre auf, die durch den Retortenmantel
geführt sind. Diese Aufhängungsrohre sind wie die
Balkenträger für die Kühlung mittels eines flüssigen
Kühlmittels ausgebildet. Die Aufhängungen sind unter
Zwischenschaltung von unter permanentem Druck stehenden
Zylindern als Ausgleichselemente abgestützt.
Nach der DE-PS 29 10 437 können die Sammlerrohre jedes
Retortenschusses an je einen durch die Retortenwand
geführten Ein- und Austrittsstutzen mit jeweils einem
kugelförmigen Sammler angeschlossen werden.
Nach dem Stand der Technik sind demnach Sammler und/
oder Rohrwände des Wärmetauschers mit gekühlten oder
ungekühlten Trägern und Zugstangen versehen. Eine
derartige Anordnung kann die Ursache für
unterschiedliche und sich gegenseitig ungünstig
beeinflussende Wärmedehnungen sein. Die Aufhängung von
Sammlerrohren und Rohrbündeln mit Hilfe der erwähnten
Aufhängungsrohre bedingt zusätzliche Durchtritte durch
die Behälterwandung und damit Abdichtungsprobleme.
Nachteilig ist ferner, daß die Abstützung der
Aufhängung mit Aufhängerohren relativ kompliziert ist
und infolge der verwendeten Bauteile wie Federn und
Kompensatoren regelmäßiger Wartung bedarf.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Aufhängung von Wärmetauscherbündeln in liegenden
Gefäßen mit hoher Temperaturbeanspruchung zu schaffen,
bei der durch unterschiedliche Wärmeausdehnungen der
Bauteile keine oder höchstens untergeordnete
Zwängungskräfte auftreten. Reibungskräfte, wie sie beim
Stand der Technik zwischen Auflageträgern und
Rohrbündel auftreten können, sollen vermieden werden.
Die momentfreie Aufhängung der Bauteile des
Wärmetauschers soll ohne zusätzliche Durchtritte durch
den den Wärmetauscher umgebenden Behälter vorgenommen
werden können und schließlich wird eine wartungsfreie
Konstruktion gefordert.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung in der Weise
gelöst, wie es die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruchs angeben.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Vorschlages wird eine
zwängungsfreie Aufhängung extrem heißgehender
Wärmetauscherbündel in liegenden Gefäßen ermöglicht,
die zudem einfach konstruiert ist und sich als
wartungsfrei erweist.
Jede Wärmetauschereinheit, bestehend aus einem aus
Rohrwänden gebildeten Rohrbündel mit den Sammlern, ist
erfindungsgemäß im Bereich der Eintritts- und
Austrittsstutzendurchtritte aufgehängt und kann sich
somit in alle Richtungen frei ausdehnen. Die noch
verbleibenden Differenzdehnungen zwischen Eintritt und
Austritt werden von den Rohrwänden aufgenommen.
Ausführungsbeispiele werden nachstehend an Hand der
schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 die Aufhängung des Wärmetauschers nach den
Ansprüchen 1 und 2 in einer perspektivischen
Ansicht und
Fig. 2 eine Alternative der Wärmetauscheraufhängung
nach Anspruch 3.
Der den Wärmetauscher umgebende liegende Behälter ist
in den Zeichnungen fortgelassen worden. Die
Ausführungsbeispiele zeigen im übrigen auch nur eine
Wärmetauschereinheit, die nach Art eines Tauchsieders
in den Behälter eingetaucht ist. Es können daher auch
eine zweite oder weitere Einheiten parallel
nebeneinander in einem Behälter angeordnet sein.
Nach Fig. 1 besteht das Rohrbündelsystem aus
mäanderförmig gebogenen Rohren, die in darüber
angeordnete Sammlerrohre (2, 3) münden. Das aus
Rohrwänden (1) gebildete System weist einen
Eintrittsstutzen (4) für den Zutritt des Heißmediums
mit Sammler (3) und zwei Austrittsstutzen (5) mit je
zwei Sammlern (2) auf.
Jede Wärmetauschereinheit, bestehend aus einem aus
Rohrwänden (1) gebildeten Rohrbündeln, den Sammlern (2,
3) und den Ein- und Abführungsrohren (7) zwischen
Sammlern und Eintrittsstutzen (4) und Austrittsstutzen
(5), ist im Bereich der Eintritts- und
Austrittsstutzendurchtritte durch die (nicht
dargestellte) Behälterwandung aufgehängt und stützt
sich auf Konsolen (6) oder dgl. ab.
Die Achsen der Eintrittsstutzen (4) und der beiden
Austrittsstutzen (5) sollen annähernd durch die
Massenmittelpunkte der sich senkrecht unter den
jeweiligen Stutzenaufhängungen befindlichen
Wärmetauscheranteile gelegt werden, nämlich
entsprechende Anteile der Rohrwände (1), der Sammler
(2, 3), der Ein- und Abführungsrohre (7) und der
jeweiligen Stutzen (4, 5).
Die Rohrwände (1) des Rohrbündels nach Fig. 2 bestehen
ebenfalls aus mäanderförmig gebogenen Rohren, die in
darüber angeordnete Sammlerrohre (2, 3) münden. Dieses
Sytem aus Rohrwänden (1) weist einen Eintrittsstutzen
(4) für den Zutritt des Heißmediums mit Sammler (3) und
im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 nur
einen Austrittsstutzen (5) mit zwei Sammlern (2) auf.
Die Wärmetauschereinheit, bestehend aus dem aus
Rohrwänden (1) gebildeten Rohrbündel, den Sammlern (2,
3) und den Ein- und Abführungsrohren (7) zwischen
Sammlern und Eintrittsstutzen (4) und Austrittsstutzen
(5) ist im Bereich der beiden Durchtritte von Ein- und
Austrittsstutzen durch die (nicht dargestellte)
Behälterwand aufgehängt und stützt sich auf Konsolen
(6) oder dergl. ab.
Hinsichtlich Einzelheiten der Stutzendurchführung und
der Abdichtung, die nicht Gegenstand der Erfindung
sind, wird beispielsweise auf die DE . . .
(Patentanmeldung P 38 23 810.1-24) verwiesen.
Eine andere bekannte Art der Rohrdurchführung
heißgehender Rohrleitungen besteht in der Verwendung
von sogenannten Thermo-Sleeves.
Claims (3)
1. In einem liegenden Behälter angeordneter
Wärmetauscher für die Durchströmung extrem heißer
gas- oder dampfförmiger Medien mit einem aus
Rohrwänden bestehenden Rohrbündel, angehängt an
Sammler mit Eintritts- und Austrittsstutzen für
das Wärmetauschmedium,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Einheit aus einem aus Rohrwänden (1) bestehenden Rohrbündel, einem Eintrittsstutzen (4) mit Sammler (3) und zwei Austrittsstutzen (5) mit je zwei Sammlern (2) gebildet ist und
daß der Wärmetauscher an dem Eintrittsstutzen (4) und den beiden Austrittsstutzen (5) aufgehängt ist, die sich ihrerseits auf Konsolen (6) oder dergl. an der Behälterdurchführung abstützen.
daß jede Einheit aus einem aus Rohrwänden (1) bestehenden Rohrbündel, einem Eintrittsstutzen (4) mit Sammler (3) und zwei Austrittsstutzen (5) mit je zwei Sammlern (2) gebildet ist und
daß der Wärmetauscher an dem Eintrittsstutzen (4) und den beiden Austrittsstutzen (5) aufgehängt ist, die sich ihrerseits auf Konsolen (6) oder dergl. an der Behälterdurchführung abstützen.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Achsen der Eintritts- und Austrittsstutzen
(4, 5) jeweils durch die Schwerpunkte der an den
Stutzen hängenden Wärmetauscheranteile gelegt
sind.
3. Wärmetauscher nach dem Oberbegriff von Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Einheit aus einem aus Rohrwänden (1) bestehenden Rohrbündel, einem Eintrittsstutzen (4) mit Sammler (3) und einem Austrittsstutzen (5) mit zwei Sammlern (2) gebildet ist, und
daß der Wärmetauscher an dem Eintrittsstutzen (4) und dem Austrittsstutzen (5) aufgehängt ist, die sich ihrerseits auf Konsolen (6) oder dergl. an der Behälterdurchführung abstützen.
daß jede Einheit aus einem aus Rohrwänden (1) bestehenden Rohrbündel, einem Eintrittsstutzen (4) mit Sammler (3) und einem Austrittsstutzen (5) mit zwei Sammlern (2) gebildet ist, und
daß der Wärmetauscher an dem Eintrittsstutzen (4) und dem Austrittsstutzen (5) aufgehängt ist, die sich ihrerseits auf Konsolen (6) oder dergl. an der Behälterdurchführung abstützen.
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