-
Gaskühler Die Erfindung bezieht sich auf einen Röhrenwärmeaustauscher
zur Kühlung von Gasen oder anderen Mitteln mit mehreren hintereinandergeschalteten
Bündeln senkrechter Kühl-. rohre, die von der Kühlflüssigkeit im Gegenstrom zu dem
zu kühlenden Gas auf- und abwärts durchströmte werden.
-
Bei derartigen Gaskühlern, mit denen man infolge der mehrfachen Richtungsänderung
des Gases wie auch der im Gegenstrom dazu geführten Kühlflüssigkeit an sich einen
guten _ Wärmeaustausch erzielt, hat sich herausgestellt, daß in den von Kühlwasser
abwärts durchflossenen Rohrbündeln Gegenströmungen entstehen. In dem einen Teil
der Kühlröhre eines Rohrbündels strömt das Kühlwasser abwärts, während- es in dem
anderen aus der unteren Sammelkammer hochsteigt. Die Aufwärtsströmung ist um so
stärker, als sie derAuftriebsrichtung der wärmer werdenden Flüssigkeit entspricht,
und vergrößert sich mit fortschreitender Erwärmung der. Kühlflüssigkeit, so daß
namentlich die im Flüssigkeitsweg zuletzt liegenden Rohrbündel eine auffallend schlechte
Kühlwirkung zeigen. Die Folge davon ist, daß sich das zurückströmende höher erwärmte
Wasser mit dem durch die ersten Rohrreihen der zur Abwärtsströmung der Kühlflüssigkeit
dienenden Rohrbündel absinkenden Flüssigkeit vermischt, so daß Zirkulationsströmungen
zwischen den verschiedenen Rohren eines Bündels entstehen. Durch diesen ungeregelten
Flüssigkeitsumlauf kann der Wärmeaustausch nur sehr unvollkommen erfolgen. Das bedingt
wiederum einen unverhältnismäßig hohen Verbrauch an Kühlflüssigkeit.
-
Die Erfindung sieht nun Mittel vor, die eine zwangsläufige Führung
der Kühlflüssigkeit im Gegenstrom zu dem zu kühlenden -Gas
durch
alle Rohrbündel sichern. Diese Wirkung wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht,
daß die Rohre jedes abwärts beströmten Rohrbündels die Rohre jedes aufwärts beströmten
Rohrbündels an der oberen Umkehrstelle überragen und die Höhe der überstehenden
abwärts beströmten Rohrbündel in Richtung der Strömung der Kühlflüssigkeit abnimmt,
so daß der Flüssigkeitsstand in den abwärts beströmten Rohren unterhalb des oberen
Rohrendes liegt.
-
Die in den oberen Flüssigkeitssammelraum aus dem aufwärts durchströmten
Rohrbündel fließendeFlüssigkeit strömt nunmehr in freiem Fall in die abwärts durchströrriten
Rohre, so daß eine Gegenströmung aus den abwärts durchströmten Rohren in den Sammelraum
unmöglich ist.
-
Es hat sich im praktischen Betrieb ergeben, daß durch die erfindungsgemäße
Ausbildung solcher Gaskühler beißgleicher Gasaustrittstemperatur der Verbrauch an
Kühlflüssigkeit wesentlich herabgesetzt wird.
-
Die Erfindung ist in den Abbildungen in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, wobei Abb, i einen senkrechtenLängsschnitt durch einen gemäß der Erfindung
ausgebildeten Gaskühler und Abb.2 und 3 das obere Ende eines von Kühlwasser durchflossenen
Rohres darstellen. Der IUihler besteht zunächst aus einer senkrechten Ummantelung
i. Der Kühler wird unten von einem Boden :2 abgeschlossen. Die Decke 3 des Kühlers
kann offen sein. In einem bestimmten Abstand von dem Boden :2 ist einBodenq.und
imAbstandvonderDecke3 ein Boden 5 angeordnet. Zwischen den Bödenq. und 5 sind senkrechte
Rohre 6 angeordnet, die gasdicht in den Böden q. und 5 befestigt sind und in die
zur Umkehrung der Flüssigkeit dienenden Räume 7 und 8 münden. Der Kühler besteht
aus einzelnen Abteilen 9, 1 o, i 1, 12, die durch senkrechte Trennwände 13 gebildet
werden, wobei die Rohre eines jeden Abteiles zu in einer Richtung (aufwärts oder
abwärts) beströmten Bündeln zusammengefaßt sind. Die Kühlflüssigkeit wird durch
den Rohrstutzen 14 in den dem Abteil 9 zugehörigen Verteilerraum 7 eingeführt, strömt
in das Rohrbündel des Abteils g aufwärts und gelangt über die obere Umkehrstelle
des Raumes 8 in das Rohrbündel des Abteiles io. Von dem unterhalb der Abteile i
o und i i gelegenen Umkehrraum 7 gelangt die Kühlflüssigkeit durch das Rohrbündel
des Abteils i i und die obere Umkehrstelle in das abwärts durchströmte Rohrbündel
des Abteiles 12, um in dem darunterliegenden Abteil? durch den Austrittsstutzen
15 abzufließen.
-
Das zu kühlende Gas wird durch den Stutzen 16 im Gegenstrom zu der
durchgeleiteten Kühlflüssigkeit in den von den Böden 4 und 5 begrenzten und von
den Rohren 6 durchzogenen Raum geleitet und gelangt in entsprechender Weise im Auf-
und Abwärtsstrom durch die Abteile 12, 11, 1o in das Abteil 9, von wo aus es unten
durch den Austrittsstutzen 17 abgezogen wird. In den Weg des Gases sind zur Erzielung
einer besseren Kühlwirkung Leitbleche 2o geschaltet, durch die das Gas gezwungen
wird, beim Auf- und Abwärtsströmen die senkrechten Abteile im Zickzackweg zu durchströmen.
-
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, münden die von Kühlflüssigkeit
aufwärts durchströmten Rohre der Abteile 9 und ii in die oberen Umkehrräume 8 in
einer Ebene des Bodens 5, wobei sie gasdicht in dem Böden angeordnet sind. Die abwärts
beströmten Rohre der Abteile io und 12 münden in einer größeren Höhe über dem Boden
5, wobei die Rohre des Abteiles 12 wiederum gegenüber den Rohren des Abteiles io
weniger hoch münden. Auf diese Weise ergibt sich in dem oberhalb der Abteile 9 und
io gelegenen Umkehrraum 8 ein höherer Wasserstand als in den Rohren 6 des Abteiles
io. Das sich ansammelnde Wasser fließt somit in freiem Fall in die einzelnen Rohre
6 des Abteiles i o. In derselben Weise fließt die Kühlflüssigkeit aus, dem Umkehrraum
S oberhalb der Abteile i i und 12 in freiem Fall in die einen niedrigeren Wasserstand
aufweisenden Rohre des Abteiles 12.
-
Durch diese besondere eigenartige Anordnung der von Kühlflüssigkeit
durchflossenen Rohre in den von Kühlflüssigkeit abwärts beströmten Abteilen ergibt
sich somit ein zwangläufiger Wasserdurchfluß durch sämtliche Rohre jedes der Abteile
9, 1o, i i, 12 im Gegenstrom zu den zu kühlenden Gasen. Eine Aufwärtsströmung der
Kühlflüssigkeit in einzelnen Rohrreihen der Rohrbündel -der Abteile io und 12, wie
sie bei der bisher üblichen Bauart solcher Gaskühler, insbesondere in den links
gelegenen Rohrreihen der Rohrbündel dieser Abteile io und 12, vorhanden war, wobei
diese aufwärts strömende Kühlflüssigkeit mit der abwärts strömenden Flüssigkeit
der anderen Rohre zirkulierte, ist hierbei vollständig unterbunden.
-
Um praktisch die gleiche Wassermenge durch sämtliche abwärts beströmten
Rohre fließen zu lassen, werden auch die oberen Enden der Rohre 6 der Abteile io
und 12 in Richtung der Strömung der Kühlflüssigkeit mit abfallender Höhe angeordnet,
so daß also die Enden der Rohre 21 höher liegen als die Enden der Rohre 18, wobei
die Abstufung derart vorgenommen ist, daß sämtliche Rohre einen gleichmäßigen Wassereinfall
haben. Um eine solche Abstufung der oberen Rohrenden
der. Abteile
l o und 12 zu vermeiden, kann man auch bei in gleicher Höhe angeordneten Rohren
dieselben mit. Schlitzen 1g versehen, die sämtlich den gleichen Querschnitt besitzen
und in derselben Höhe angeordnet sind, wie aus Abb. 2 ersichtlich. Dadurch wird
dieselbe Wirkung erreicht, da die Flüssigkeit nunmehr mit gleicher Geschwindigkeit
'und mit gleichem Gefälle durch diese Schlitze in die Rohre strömen kann.
-
Die den oberen Boden 5 überragenden Rohre 6 der Abteile io und 12
können, um dieselben durch Einwalzen besser in dem Boden 5 abzudichten, wie dieses
bei den Rohren der Abteile g und i i möglich ist, auch zweiteilig ausgebildet sein.
Zu diesem Zwecke werden die Enden der annähernd mit dem Boden 5 abschließenden Rohre
6 der Abteile io und 12 mit einem Bund 22 (Abb. 3) versehen. Auf diesen Bund 22
legt sich nun der Bund 23 von Rohrstücken 2q., wobei durch Zwischenfügen von Dichtungsmaterial
zwischen Bund 22 und 23 eine ausreichende Dichtung erzielt werden kann. Das unterhalb
des Bundes 23 gelegene Ende 25 der Rohrstücke 24 ist so ausgebildet, daß es ohne
wesentlichen Spielraum in, die Rohre 6 hineinpaß't.