WO1990012993A1 - Multi-tube heat exchanger - Google Patents

Abstract

Disclosed is a multi-tube heat exchanger with a container, an inlet space for the heating stream flowing into the heat-exchange tubes, a part-stream tube passing approximately through the centre of the heat exchanger, parallel to the heat-exchange pipes, an outlet space for the heating stream flowing out of the heat-exchange pipes, a discharge space connected to the outlet space by at least one aperture, a control chamber, assciated with the stream exting from the part-stream pipe, which has at least one externally actuated control element disposed in the control chamber. To simplify sealing, the control elements (9; 34, 35, 36) can be rotated about an axis perpendicular to the axis of the part-stream tube by means of a shaft (14; 37) mounted so that is projects radially out through the container wall (1a).

Description

Beschreibung  description

Rohrbündelwirmetauscher Tube bundle heat exchanger

Die Erfindung betrifft einen Rohrbündelwärmetauscher mit einem Behälter, einem Einströmraum für den in die The invention relates to a shell and tube heat exchanger with a container, an inflow space for the in the

Austauschrohre einströmenden Heizflächenstrom, einem den Wärmetauscher etwa mittig und parallel zu den Exchange tubes flowing in heating surface flow, one the heat exchanger approximately in the middle and parallel to the

Austauschrohren durchsetzenden Teilstromrohr, einem Exchange tubes passing through partial flow tube, one

Ausströmraum für den aus den Austauschrohren strömenden Heizflächenstrom, einem über mindestens eine Outflow space for the heating surface current flowing from the exchange tubes, one via at least one

Verbindungsöffnung mit dem Ausströmraum verbundenen Connection opening connected to the outflow space

Abströmraum, einer dem Ausströmende des Teilstromrohres zugeordneten Regelkammer mit mindestens einem in der Regelkammer angeordneten und von außen betätigbaren Outflow chamber, a control chamber assigned to the outflow end of the partial flow pipe with at least one arranged in the control chamber and operable from the outside

Regelg lied. Regular link

Bei dem aus der DE-AS 28 46 455 bekannten In the known from DE-AS 28 46 455

Rohrbündelwärmetauscher ist zur Einhaltung Shell and tube heat exchanger is for compliance

gleichbleibender Austrittstemperatur eines der beiden Medien vorgesehen, daß zum Aufbau einer Regeleinrichtung das teilweise oder ganz isolierte Teilstromrohr mit einer Verlängerung versehen ist und der Ausströmöffnung des Teilstromrohres eine Trennwand mit einer auf die constant outlet temperature of one of the two media provided that the partially or completely insulated partial flow pipe is provided with an extension to build up a control device and the outflow opening of the partial flow pipe has a partition with a on the

Verlängerung ausgerichteten Öffnung gegenübersteht. In der Verlängerung des Teilstromrohres ist ein axial Extension facing opening. In the extension of the partial flow pipe there is an axial

verschiebbarer Hohlzylinder angeordnet, der einen größeren Durchmesser als die Öffnung zeigt. Zum Hinundherverschieben des Hohlzylinders ist eine mit ihm durch Rippen verbundene und aus dem Ausströmraum durch den Abströmraum nach außen führende axial verschiebbare Stange vorgesehen, die an ihrem in der Verlängerung befindlichen Ende eine Slidable hollow cylinder arranged, the larger one Diameter as the opening shows. To move the hollow cylinder back and forth, an axially displaceable rod connected to it by ribs and leading outward from the outflow space through the outflow space is provided, which has one end at its end

Abdeckplatte aufweist, die zum Hohlzylinder hin einen ringförmigen Querschnitt freigibt. In der inneren Has cover plate that releases an annular cross section towards the hollow cylinder. In the inner

Endstellung deckt die Abdeckplatte die Kontur des End position, the cover plate covers the contour of the

Teilstromrohres dichtend ab. In der äußeren Endstellung der Stange wird der Hohlzylinder im Ausströmraum dichtend gegen die Trennwand gedrückt und in einer axialen Partial flow pipe sealing. In the outer end position of the rod, the hollow cylinder is pressed against the partition in the outflow chamber and in an axial direction

Zwischenstellung des als Versch Lußstück dienenden Intermediate position of the serving as a closure piece

Hohlzylinders mit Abdeckplatte ist axial beidseitig je ein ringförmiger Querscnitt gegeben. Hollow cylinders with a cover plate have an annular cross-section on both sides.

Durch Verstellen der axialen Stellung des Verschlußstückes wird somit erreicht, daß bei öffnen des Teilstromrohres, das vom Gas ohne nennenswerten Wärmetausch durchströmt wird, automatisch der Druckverlust über die By adjusting the axial position of the closure piece is thus achieved that when opening the partial flow tube, which is flowed through by the gas without any significant heat exchange, the pressure loss over the

Wärmeaustauschrohre erhöht wird, um somit eine Heat exchange tubes is increased to a

Zwangs rege lung zu erreichen. In der inneren Endstellung des Verschlußstückes wird der gesamte Heißgasstrom durch die Austauschrohre geführt, so daß der gesamte To achieve forced regulation. In the inner end position of the closure piece, the entire hot gas flow is passed through the exchange tubes, so that the entire

Heißgasstrom am Wärmetausch teilnimmt. Hot gas flow takes part in the heat exchange.

Bei dem bekannten Rohrbündelwärmetauscher muß die Stange über eine eine axiale Gleitbewegung zulassende Dichtung nach außen geführt werden. Diese Dichtungen erfordern einen erheblichen Aufwand. Weiterhin erfolgt keine In the known shell-and-tube heat exchanger, the rod must be guided to the outside via a seal that allows axial sliding movement. These seals require considerable effort. Furthermore, there is no

ausreichende Kühlung der Elemente der Regeleinrichtung, die dem heißen Teilgasstrom ausgesetzt sind. sufficient cooling of the elements of the control device which are exposed to the hot partial gas flow.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von. der DE-As 28 46 455 einen Wärmetauscher zu schaffen, bei dem der Dichtungsaufwand vereinfacht wird. It is therefore the object of the present invention, starting from. DE-As 28 46 455 to create a heat exchanger in which the sealing effort is simplified.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Regelglied um eine zur Achse des Teilstromrohres senkrechte Achse mittels einer durch den Behältermantel radial nach außen geführten Welle verschwenkbar ist. This object is achieved in that the control element an axis perpendicular to the axis of the partial flow tube can be pivoted by means of a shaft guided radially outwards through the container jacket.

Da das Regelglied durch eine Drehbewegung verstellt wird, braucht die nach außen geführte Welle im Behältermantel nur gegen eine solche Bewegung abgedichtet zu werden. Since the control element is adjusted by a rotary movement, the outwardly guided shaft in the container shell only needs to be sealed against such a movement.

Vorzugsweise sind die Regelkammer und ein in ihr Preferably, the control chamber and one in it

verschwenkbar angeordneter, um seine Achse drehbarer RegeIzylinder senkrecht zur Achse des Teilstromrohres stromauf der Verbi ndungsδff nung angeordnet, sind in mindestens einer Kopfplatte der Regelkammer und der zugeordneten Kopfplatte des Regelzylinders öffnungen vorgesehen, die durch Drehen des RegeIzylinders inpivotally arranged control cylinder rotatable about its axis, arranged perpendicular to the axis of the partial flow pipe upstream of the connection, openings are provided in at least one head plate of the control chamber and the associated head plate of the control cylinder, which openings are rotated by rotating the control cylinder

Überdeckung bringbar sind, um aus den Austauschrohren ausströmendes Medium in das Innere des RegeIzylinders zu leiten, sind in der Mantelfläche des Regelzylinders und in der Mantelfläche der Regelkammer öffnungen vorgesehen, wobei die öffnungen in Kopfplatten bzw. in den Can be brought to cover to flow medium flowing out of the exchange tubes into the interior of the control cylinder, openings are provided in the outer surface of the control cylinder and in the outer surface of the control chamber, the openings in top plates or in the

Mantelflächen in vorgegebener WinkeIstelLung zueinander angeordnet sind. Shell surfaces are arranged at a predetermined angle to each other.

Bei dieser vorzugsweise für niedrigere Gastemperaturen geeigneten Ausbildung von Regelkammer und Regelglied wird zumindest ein Teil des kühleren Heizflächenst romes direkt innerhalb des Regelzylinders mit dem Teilstrom in With this configuration of control chamber and control element, which is preferably suitable for lower gas temperatures, at least part of the cooler heating surface current is directly in the control cylinder with the partial flow in

Berührung gebracht, gemischt und somit die Touched, mixed and thus the

Regeleinrichtung kalt gehalten. Control device kept cold.

Die Lagerung und Abdichtung des Regelzylinders in der zylindrischen Regelkammer erfolgt mittels The control cylinder is stored and sealed in the cylindrical control chamber by means of

Keramikringelementen. Ceramic ring elements.

Zur weiteren Verbesserung der Kühlung von Regelkammer und Regelzylinder ist die Regelkammer von einem Kühlgehäuse umgeben, das mit aus den Austauschrohren ausströmenden Medium beaufschlagbar ist. To further improve the cooling of the control chamber and the control cylinder, the control chamber is surrounded by a cooling housing which also flows out of the exchange tubes Medium can be acted upon.

In der Verbindungsöffnung ist zur Verbesserung der In the connection opening is to improve the

Mischung des aus der Regelkammer abströmenden Mediums und der Einmischung des aus dem Gehäuse abströmenden Mediums ein sich in Strönungsri chtung aufweitender Abströmtrichter mit innenliegendem Mischkonus angeordnet, wobei in dem Abströmtrichter Einst römöffnungen für das aus dem Mixing of the medium flowing out of the control chamber and the mixing of the medium flowing out of the housing arranged in a flow direction widening outflow funnel with an internal mixing cone, wherein in the outflow funnel Roman openings for the from the

Kühlgehäuse austretenden Medium vorgesehen sind. Cooling case emerging medium are provided.

Es ist von Vorteil, wenn aus Druckverlustgründen nicht der ganze aus den Wärmeaustauschrohren austretende It is of advantage if, for reasons of pressure loss, not all of the heat exchange tubes emerge

Heizflächenstrom in den Regelzylinder eintritt. Zu diesem Zwecke ist es von Vorteil, wenn zwischen dem Ausströmraum und dem Abströmraum mindestens eine weitere ungeregelte Zusatzverbindungsöffnung vorgesehen ist. Heating surface current enters the control cylinder. For this purpose, it is advantageous if at least one further unregulated additional connection opening is provided between the outflow space and the outflow space.

Für den Einsatz in einem höheren Temperaturniveau, z. B. im Temperaturniveau von 1000 bis 1100°C kann vorzugsweise der Wärmetauscher eingesetzt werden, bei dem der For use in a higher temperature level, e.g. B. in the temperature level of 1000 to 1100 ° C, the heat exchanger can preferably be used, in which the

Ausströmraum mit mindestens einem in den Abströmraum vorragenden Abströmkanal verbunden ist, und bei dem in einer Verlängerung des TeiIstromrohres und in dem Outflow space is connected to at least one outflow channel projecting into the outflow space, and in which in an extension of the partial flow pipe and in the

Abströmkanal jeweils eine auf gemeinsamer Welle sitzende Regelklappe vorgesehen sind, wobei die Regelklappe in der Verlängerung des Teilstromrohres über die gemeinsame Welle gekühlt ist und beide Regelklappen um einen vorgegebenen Winkel versetzt an der Betätigungswelle befestigt sind. Zweckmißigerweise erfolgt die Zufuhr und gegebenenfalls die Abfuhr des Kühlmittels über die Betätigungswelle. Abströmkanal a control flap seated on a common shaft are provided, the control flap is cooled in the extension of the partial flow pipe via the common shaft and both control flaps are attached to the actuating shaft offset by a predetermined angle. The coolant is expediently supplied and possibly removed via the actuating shaft.

Durch die vorzugsweise als Zwangskühlung ausgestaltete Kühlung der Regelklappe in der Verlängerung des Due to the cooling of the control flap, which is preferably designed as forced cooling, in the extension of the

Teilstromrohres kann die Klappe mit einem heißen Teilstrom beaufschlagt werden. Partial flow pipe, the flap can be acted upon by a hot partial flow.

Die Verlängerung des Teilstromrohres kann einstückig mit dem Rohr oder als gesondert gefertigter Rohrabschnitt ausgebi Idet sein. The extension of the partial flow pipe can be made in one piece with the pipe or as a separately manufactured pipe section.

Um die Zwangskühlung der Teilstromregelklappe zu To the forced cooling of the partial flow control valve

verbessern, ist es zweckmäßig, in ihr ein Kühlkanalsystem vorzusehen. improve, it is appropriate to provide a cooling channel system in it.

Weiterhin ist es zweckmäßig, die Verlängerung des It is also useful to extend the

Teilstromrohres zu kühlen, wenn das gesamte Gewicht der Regeleinrichtung auf der Verlängerung des Teilstromrohres abgestützt ist. Cool the partial flow pipe when the entire weight of the control device is supported on the extension of the partial flow pipe.

Um die Einmischung des Heizflächenstromes in den aus dem Teilstromrohr austretenden Strom zu verbessern, ist es zweckmäßig, wenn sich der Abströmkanal senkrecht zur Erst reckungsrichtung des Teilstromrohres öffnet. In order to improve the mixing of the heating surface flow into the stream emerging from the partial flow pipe, it is expedient if the outflow channel opens perpendicular to the first direction of stretching of the partial flow pipe.

Wenn die Welle zur Betätigung der Regelklappen aus zwei kuppelbaren Teilstücken besteht, ist es darüberhinaus zweckmäßig, daß zur überbrückung der Kupplung bezüglich der Kühlmittelführung eine Rohrspirale vorgesehen ist. If the shaft for actuating the control flaps consists of two detachable sections, it is also expedient that a pipe spiral is provided for bridging the coupling with respect to the coolant guide.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden. Es zeigen The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying figures. Show it

FIG. 1 einen Teilschnitt durch eine erste Ausführungsform des Wärmetauschers, FIG. 1 shows a partial section through a first embodiment of the heat exchanger,

FIG. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in FIG. 1, FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1,

FIG. 3 einen Teilschnitt durch eine zweite FIG. 3 shows a partial section through a second

Ausführungsform des Wärmetauschers und  Embodiment of the heat exchanger and

FIG. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in FIG. 3. FIG. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 3rd

In einem Behälter 1 sind Austauschrohre 2 und ein In a container 1 there are exchange tubes 2 and 1

Teilstromrohr 3 angeordnet. Die Rohre erstrecken sich von einem nicht gezeigten und einen Einströmraum begrenzenden Rohrboden zu einem Rohrboden 4. In den Raum zwischen dem Mant e l 1 a und den be i de n Ro h rböden w i rd e i n Küh l med i um eingeführt und abgezogen. Partial flow tube 3 arranged. The tubes extend from a tube sheet, not shown and delimiting an inflow space, to a tube sheet 4. A cooling medium is introduced and removed into the space between the jacket 1 a and the two tube sheets.

An dem Rohrboden 4 ist ein einen Ausstrδmraum 5 At the tube sheet 4 there is an outflow space 5

begrenzendes Gehäuse 6 befestigt. Anstelle des Gehäuses 6 könnte - wie bei der DE-AS 28 46 455 - auch nur eine sich parallel zum Rohrboden 4 erstreckende Trennwand vorgesehen sein. Diese Trennwand müßte dann aber die in der FIG. 1 dargestellte Isolierung 7 durchsetzen. limiting housing 6 attached. Instead of the housing 6 - as in DE-AS 28 46 455 - only one partition wall extending parallel to the tube sheet 4 could also be provided. This partition would then have to be the one shown in FIG. 1 insulation 7.

Das Teilstromrohr 3 mit seiner Innenisolierung 3a ist in das Gehäuse 6 hinein verlängert. Mit seinem freien Ende ist eine sich senkrecht zur Achse des Teilstromrohres erstreckende zylindrische Regelkammer 8 mit einer oberen Kopfplatte 8a und einer unteren Kopfplatte 8b befestigt. The partial flow pipe 3 with its inner insulation 3a is extended into the housing 6. With its free end, a cylindrical control chamber 8 extending perpendicular to the axis of the partial flow tube is fastened with an upper head plate 8a and a lower head plate 8b.

Im Inneren der Regelkammer ist ein RegeIzylinder 9 mit einer oberen Kopfplatte 9a und einer unteren Kopfplatte 9b angeordnet. Die Regelkammer 8 weist an ihrem oberen Ende eine Aufweitung 8c auf, an deren Aufweitungsdurchmesser der Durchmesser der oberen Kopfplatte 9a des A control cylinder 9 with an upper head plate 9a and a lower head plate 9b is arranged in the interior of the control chamber. The control chamber 8 has an expansion 8c at its upper end, at the expansion diameter of which the diameter of the upper head plate 9a of the

Regelzylinders derart angepaßt ist, daß der RegeIzylinder sich auf der Regelkammer unter Zwischenschaltung eines Keramikringelementes 10 abstützen kann. Der Durchmesser von Regelkaramer 8 und Rege Izy li nder 9 ist so gewählt, daß durch weitere Keramikringelemente 11 und 12 eine radiale AbStützung des Regelzylinders 9 in der Regelkammer gegeben ist. Durch eine öffnung 13 in der oberen Kopfplatte 8a erstreckt sich eine mit der Kopfplatte 9a verbundene Control cylinder is adapted such that the control cylinder can be supported on the control chamber with the interposition of a ceramic ring element 10. The diameter of the control cam 8 and Rege Izy li nder 9 is chosen so that a radial support of the control cylinder 9 is given in the control chamber by further ceramic ring elements 11 and 12. An opening 13 in the upper head plate 8a extends through an opening 13 connected to the head plate 9a

Betätigungswelle 14 radial durch das Gehäuse 6, die Actuating shaft 14 radially through the housing 6, the

Isolierung 7 und den Behältereantel 1a nach außen. Insulation 7 and the container part 1a to the outside.

Das Teilstromrohr 3 und die Regelkammer 8 sind über eine öffnung 15 miteinander verbunden und das in die Regelkammer einströmende Medium kann über eine der öffnung 15 gegenüberliegende Öffnung 16 aus der Regelkammer The partial flow pipe 3 and the control chamber 8 are connected to one another via an opening 15 and the medium flowing into the control chamber can be connected to one of the openings 15 opposite opening 16 from the control chamber

austreten. Mit der Öffnung 16 der Regelkammer ist ein sich durch eine Öffnung 6a in der Stirnwand des Gehäuses 6 erstreckender und sich in Ausströmrichtung des Mediums gesehen aufweitender Abströmtrichter 17 mit innenliegendem und über Stege 18 aufgehängten Mischkonus 19 verbunden. In der Mantelf läches des Regelzylinders 9 sind eine der emerge. Connected to the opening 16 of the control chamber is an outflow funnel 17 which extends through an opening 6a in the end wall of the housing 6 and expands in the outflow direction of the medium, with an internal mixing cone 19 which is suspended via webs 18. In the jacket smile of the control cylinder 9 are one of the

Öffnung 15 zugeordnete Öffnung 20 und einer der Öffnung 16 zugeordnete Öffnung 21 der aus den FIG. 1 und 2 Opening 20 assigned to opening 15 and opening 21 assigned to opening 16 of the opening shown in FIGS. 1 and 2

ersichtlichen Geometrie vorgesehen. apparent geometry provided.

Weiterhin sind in den Kopfplatten 8a und 8b der Furthermore, in the head plates 8a and 8b

Regelkammer drei um 120º versetzt angeordnete Control chamber three, 120º apart

Einströmöffnungen 8e und 8f vorgesehen. Inflow openings 8e and 8f are provided.

Weiterhin sind in den Kopfplatten 9a und 9b des Furthermore, in the head plates 9a and 9b

Regelzylinders ebenfalls drei um 120° versetzte Control cylinder also three offset by 120 °

Durchströmöffnungen 9c und 9d in der aus den FIG. 1 und 2 ersichtlichen Stellung relativ zueinander und zu den Flow openings 9c and 9d in the from FIG. 1 and 2 apparent position relative to each other and to the

Öffnungen 20 und 21 angeordnet. Openings 20 and 21 arranged.

Bei der in den FIG. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform sind die Kopfplatten 8a und 8b der Regelkammer integrale When in the FIG. 1 and 2, the head plates 8a and 8b of the control chamber are integral

Bestandteile zweier Gehäusewände 22a und 22b, die sich von der Rohrwand 4 zur Stirnseite des Gehäuses 6 erstrecken. Zusammen mit Wänden 22c und 22d bauen sie ein Kühlgehäuse 22 auf, in das ein Teil des Heizflächenstromes durch Components of two housing walls 22a and 22b, which extend from the tube wall 4 to the end face of the housing 6. Together with walls 22c and 22d, they build a cooling housing 22 into which a part of the heating surface current flows

Öffnungen 23 einströmen kann, um die Außenfläche der Regelkammer 8 zu kühlen. Aus dem Gehäuse strömt das Openings 23 can flow in to cool the outer surface of the control chamber 8. That flows out of the housing

Kühlgas über in dem Trichter 17 vorgesehene Öffnungen 24 ab und wird in den aus dem Regelzylinder austretenden Gasstrom eingemischt, ehe dieser in einen Abströmraum 25 eintritt. Cooling gas from openings 24 provided in the funnel 17 and is mixed into the gas stream emerging from the control cylinder before it enters an outflow chamber 25.

Es kann zweckmäßig sein, daß neben den in die Regelkammer eintretenden Teilstrom A. des Hei zf lächentei Istromes A ein anderer Teilstrom A₂ ungeregelt über in der Stirnseite des Gehäuses 6 vorgesehene und vorzugsweise auf die Achse des Rohres 3 zugerichtete Ausströmkanäle 26 in den Abströmraum eintritt. It may be expedient that, in addition to the partial flow A of the Hei zf smile part I current A entering the control chamber, another partial flow A _{2 is} unregulated in the end face of the Outflow channels 26 provided in housing 6 and preferably directed towards the axis of tube 3 enter the outflow space.

Bei der in den FIG. 1 und 2 gezeigten Stellung strömt der gesamte Teilstrom B aus dem Teilstromrohr durch den When in the FIG. 1 and 2, the entire partial flow B flows out of the partial flow pipe through the

Regelzy li nder und tritt ohne Zumischung eines Anteiles des Heizflächenstromes A in die Ausströmkammer 25. Bei einer Drehung der Welle 14 um 60 gelangen die öffnungen 9c unter die öffnungen 8e und die öffnungen 9d über die öffnungen 8f, so daß ein Teil A₁ des Heizflächenstromes in das Innere des Regelzylinders 9 einströmen kann. Die Regelzy li nder and enters the outflow chamber 25 without admixing a portion of the heating surface current A. When the shaft 14 is rotated by 60, the openings 9c pass under the openings 8e and the openings 9d through the openings 8f, so that part A _{1 of} the heating surface current can flow into the interior of the control cylinder 9. The

Öffnung 15 ist durch den Mantel des Regelzylinders 9 verschlossen. Die Öffnung 21 deckt einen solchen Opening 15 is closed by the jacket of the regulating cylinder 9. The opening 21 covers one

Umfangswinkel ab, daß auch bei Drehung um 60 das in den Zylinder eingeströmte Medium ungehindert durch den Circumferential angle that the medium flowing into the cylinder unhindered by the

Abströmtrichter 17 austreten kann. Outflow funnel 17 can emerge.

In den Zwischenstellungen erfolgt eine entsprechende anteilige Vermischung von Heizflächenstrom A₁ und In the intermediate positions there is a corresponding proportional mixing of the heating surface current A ₁ and

Teilstrom B. Durch diese St römungsfύhrung der Ströme erfolgt in dem Innneren des Regelzylinders 9 bereits eine intensive Mischung, die durch den Trichtereinbau 17, 18, 19 unterstützt wird. Partial flow B. Due to this flow control of the flows, an intensive mixing takes place inside the regulating cylinder 9, which is supported by the funnel installation 17, 18, 19.

Zur Kühlung von Regelkammer 8, Verlängerung des For cooling control chamber 8, extension of the

Teilstromrohres 3 und des Abströmtrichters 17 tritt durch die öffnungen 23 ein Teil A₃ des Heizflächenstromes ein und strömt durch die öffnungen 24 wieder ab. Aus Partial flow pipe 3 and the outflow funnel 17 enters part A _{3 of} the heating surface flow through the openings 23 and flows out again through the openings 24. Out

Druckverlustgründen wird ein Teil A₂ des Part A _{2 of} the

Heizflächenstromes A über die öffnungen 26 ungeregelt abgeführt. Heating surface current A discharged uncontrolled through the openings 26.

Die ganze Baugruppe kann durch ein Mannloch 6b im Gehäuse und ein nur skizziertes Mannloch 1b, 7a im Mantel ein- und ausgebaut werden. Zum Betätigen der Welle 14 ist ein Hebel 14a oder ein nicht dargestellter pneumatischer oder elektrischer Antrieb vorgesehen. The entire assembly can be installed and removed through a manhole 6b in the housing and an only sketched manhole 1b, 7a in the jacket. To actuate the shaft 14 is a lever 14a or a pneumatic or not shown electric drive provided.

Selbstverständlich kann auch eine andere Anordnung der Einströmöffnungen und Durchst römδffnungen in den Of course, a different arrangement of the inflow openings and flow openings in the

Kopfplatten von Regelkammer und RegeIzylinder vorgesehen sein. Es kommt nur darauf an, daß eine Zwangsregelung zwischen Teilstrom B und Heizflächenstrom A erfolgt, und daß der heiße Teilstrom möglichst schnell mit dem Head plates of the control chamber and control cylinder can be provided. It is only important that a forced control takes place between partial flow B and heating surface flow A, and that the hot partial flow is as fast as possible with the

Heizflächenstrom in Berührung kommt, sich mischt und damit das Regelorgan selbst kalt gehalten wird. Heating surface current comes into contact, mixes and thus the control element itself is kept cold.

Bei der Aus führungsform gemäß den FIG. 3 und 4 ist auf der Abströmseite des Rohrbodens 4 ein ringartiges Gehäuse 30 angeordnet, dessen Inneres den Ausströmraum 31 begrenzt. Von der Stirnseite des Gehäuses 30 erstrecken sich zwei gegenüberliegende Abströmkanäle 32 und 33 in den In the embodiment from the FIG. 3 and 4, an annular housing 30 is arranged on the outflow side of the tube sheet 4, the interior of which limits the outflow space 31. From the front of the housing 30, two opposite outflow channels 32 and 33 extend into the

Abströmraum 25 hinein. Mittig zu dem ringartigen Gehäuse 30 erstreckt sich das ebenfalls mit einer Innenisolierung versehene Teilstromrohr 3. Outflow chamber 25 into it. The partial flow pipe 3, which is also provided with an inner insulation, extends in the center of the ring-like housing 30.

In dem vorderen Ende der Verlängerung des Teilstromrohres 3 ist eine gekühlte kreiszylindrische Regelklappe 34 angeordnet, während in den einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Abströmkanälen 32 und 33 jeweils eine A cooled circular-cylindrical control flap 34 is arranged in the front end of the extension of the partial flow tube 3, while one in each of the outflow channels 32 and 33 having a rectangular cross section

rechteckige ungekühlte Regelklappe 35 bzw. 36 angeordnet ist. Die Regelklappen 35 und 36 sind zur Vereinfachung der Darstellung um 90° verdreht dargestellt, d. h. sie rectangular uncooled control flap 35 and 36 is arranged. The control flaps 35 and 36 are shown rotated by 90 ° to simplify the illustration, i. H. she

erstrecken sich tatsächlich senkrecht zur Ebene der actually extend perpendicular to the plane of the

Regelklappe 34. Control flap 34.

Die Regelklappen 35 und 36 die aus je zwei klappentei len bestehen, sind mit einer gekühlten Welle 37 verschweißt, in die die Regelklappe 34 integriert ist. Die Welle 37 ist radial nach außen durch den Behältermantel 1a The control valves 35 and 36, each consisting of two klappentei len, are welded to a cooled shaft 37, in which the control valve 34 is integrated. The shaft 37 is radially outward through the container jacket 1a

hindurchgeführt. Bei der gezeigten Ausführungsform strömt Kühlmittel K durch einen ersten hohlen Wellenabschnitt 37a und tritt von dort in eine eine Kupplung 38 in der Welle überbrückende Rohrspirale 39 ein. Aus dieser Rohrspirale 39 strömt das Kühlmittel in einen Wellenabschnitt 37b und von dort in einen Kanal 34a der Regelklappe 34, das das Kühlmittel zunächst über die gesamte linke Halfte (in FIG. 3) der Regelklappe führt. Danach strömt das Kühlmittel in einen weiteren Rohrabschnitt 37c der Welle 37 und wird an dem unteren Ende dieses Rohrabschnittes in einen in dem Rohrabschπi tt 37c konzentrisch angeordneten weiteren passed through. In the embodiment shown, coolant K flows through a first hollow shaft section 37a and from there enters a coupling 38 in the shaft bridging spiral 39. From this spiral tube 39, the coolant flows into a shaft section 37b and from there into a channel 34a of the control flap 34, which initially guides the coolant over the entire left half (in FIG. 3) of the control flap. The coolant then flows into a further pipe section 37c of the shaft 37 and is at the lower end of this pipe section into a further pipe concentrically arranged in the pipe section 37c

Rohrabschntt 37d eingeleitet. Aus diesem Rohrabschnitt tritt das Kühlmittel in einen Kanal 34b ein, in dem es in der in der FIG. 3 rechten Hälfte der Regelklappe 34 geführt wird. Das Kanalsystem in der Regelklappe 34 kann aus einem zylindrischen Block gefräst werden und dann mit einer aufgeschweißten Platte abgedeckt werden. Es ist jedoch auch möglich, zwischen zwei Kreisscheiben mittels Stegen und einem umlaufenden Mantel ein solches Rohrabschntt 37d initiated. From this pipe section, the coolant enters a channel 34b, in which it is shown in FIG. 3 right half of the control valve 34 is guided. The channel system in the control flap 34 can be milled from a cylindrical block and then covered with a welded-on plate. However, it is also possible to place one between two circular disks by means of webs and a circumferential jacket

Kanalsystem auszubilden. Das Kühlmittel tritt dann in einen im Abschnitt 37b angeordneten Rohrabschnitt 37f ein, der zusammen mit dem Rohrabschnitt 37b einen Ringraum zur Führung des Kühlmittels nach unten bestimmt. An dessen oberem Ende ist eine Öffnung 37e vorgesehen, aus dem das Kühlmittel in den Abströmraum 25 austreten kann. Diese Konstruktion kann dann verwandt werden, wenn z. B. Train channel system. The coolant then enters a pipe section 37f arranged in the section 37b, which together with the pipe section 37b defines an annular space for guiding the coolant downward. At its upper end there is an opening 37e from which the coolant can exit into the outflow space 25. This construction can be used when e.g. B.

Dampf/Wasser als Kühlmittel verwendet wird und der sich bildende Dampf ohne weiteres in das im Wärmetauscher zu kühlende Produktgas einströmen kann. Falls dieses nicht möglich ist, wird durch einen nicht näher dargestellten weiteren konzentrischen Rohreinsatz das Kühlmittel Steam / water is used as a coolant and the steam that forms can easily flow into the product gas to be cooled in the heat exchanger. If this is not possible, the coolant becomes by a further concentric pipe insert, not shown

außerhalb des Behälters geleitet. passed outside the container.

Das in den Abströmraum vorragende Ende des TeilstromrohresThe end of the partial flow pipe protruding into the outflow chamber

3 wird ebenfalls von außen mittels eines Kühlmittels gekühlt, wobei auf der Rohraußenseite eine Kühlschlange 40 mit einer in Richtung auf die Rohrplatte 4 vorlaufenden3 is also cooled from the outside by means of a coolant, a cooling coil 40 on the outside of the pipe having a cooling coil leading in the direction of the pipe plate 4

Wicklung 40a und innerhalb dieser eine auf das freie Ende der Verlängerung zurücklaufenden Wicklung 40b vorgesehen ist. Auch hier kann das Kühlmittel aus der im freien Ende der rücklaufenden Wicklung 40b austreten und über einen um das freie Ende des Teilstromrohres vorgesehenen Ringraum 41 in den Ausströmraum eintreten. Auf diese Weise wird auch der Sitz der Regelklappe besonders gekühlt. Weiterhin ist gemäß der FIG. 3 auf der Innenseite des Rohres eine Kerami kbeschi chtung 42 aufgetragen, um einen abriebfesten Ventilsitz zu erreichen. Winding 40a and within this a winding 40b returning to the free end of the extension is provided. Again, the coolant can come from the free end emerge from the return winding 40b and enter the outflow space via an annular space 41 provided around the free end of the partial flow tube. In this way, the seat of the control flap is particularly cooled. Furthermore, according to FIG. 3 a ceramic coating 42 is applied to the inside of the tube in order to achieve an abrasion-resistant valve seat.

Wie aus den FIG. 3 und 4 ersichtlich ist, öffnen sich die Abst rδmkanäle 32 und 33 aufeinander zu, so daß der aus ihnen austretende Hei zf lächentei Istrom AA₁ bzw. AA₂ in den von der Regelklappe 34 durchgelassenen Teilstrom B As shown in FIG. 3 and 4 can be seen, the Abst rδmkanäle 32 and 33 open towards each other, so that the exiting hot zf smile part Istrom AA ₁ and AA ₂ in the partial flow B let through the control valve 34

eingemischt wird. Bei der in der FIG. 3 gezeigten Stellung der Regelklappe 34 sind (unter Berücksichtigung der tatsächlichen Stellung der Klappen 35 und 36) das is mixed in. When in the FIG. 3 shown position of the control flap 34 (taking into account the actual position of the flaps 35 and 36)

verlängerte Ende des Teilstromrohres völlig geöffnet und die Strömungsquerschnitte der Abströmkanäle 32 und 33 geschlossen. extended end of the partial flow pipe fully opened and the flow cross sections of the outflow channels 32 and 33 closed.

Auch bei dieser Ausführungsform kann durch die Kühlung der Außenseite des überstehenden Teilstromrohres die gesamte Kraftaufnahme durch dieses Teilstromrohr erfolgen, d. h. die Regeleinrichtung ist im wesentlichen an dem In this embodiment, too, the entire force can be absorbed by this partial flow pipe by cooling the outside of the projecting partial flow pipe, i. H. the control device is essentially on the

überstehenden Ende des Teilstromrohres aufgehängt. Durch die Anordnung der Kühlkanäle ist nicht nur die Regelklappe 34 zwangsgekühlt, sondern auch die Welle selbst und die Lagerung der Regelklappe. Es ist von Vorteil, wenn das Gehäuse 30 und die Abströmkanäle 32 und 33 abnehmbar sind, da dann der Rohrboden ohne Schwierigkeiten inspiziert werden kann. Selbstverständlich kann auch hier anstelle des angedeuteten Betätigungshebels 37g ein motorischer Antrieb vorgesehen sein. Falls das Kühlmittel für die Kühlung des Überstandes des Teilstromrohres 3 nicht mit in den protruding end of the partial flow pipe suspended. As a result of the arrangement of the cooling channels, not only is the control flap 34 cooled, but also the shaft itself and the mounting of the control flap. It is advantageous if the housing 30 and the outflow channels 32 and 33 are removable, since the tube sheet can then be inspected without difficulty. Of course, a motor drive can also be provided here instead of the indicated actuating lever 37g. If the coolant for cooling the supernatant of the partial flow pipe 3 is not included in the

Produktgasstrom abgeführt werden kann, muß auch eine Product gas stream can be removed, must also

Rückleitung vom Kühlmittel aus der Doppelwicklung 40a/40b vorgesehen sein. Return line of the coolant from the double winding 40a / 40b may be provided.

(Hierzu 4 Blatt Zeichnungen)  (4 sheets of drawings)

Claims

Patentansprüche Claims

1. Rohrbündelwärmetauscher mit einem Behälter, einem 1. Tube bundle heat exchanger with one container, one

Einströmraum für den in die Austauschrohre  Inflow space for the in the exchange pipes

einströmenden Heizflächenstrom, einem den Wärmetauscher etwa mittig und parallel zu den Austauschrohren.  inflowing heating surface current, the heat exchanger approximately in the middle and parallel to the exchange tubes.

durchsetzenden Teilstromrohr, einem Ausströmraum für den aus den Austauschrohren strömenden  penetrating partial flow pipe, an outflow space for the flowing out of the replacement pipes

Heizflächenstrom, einem über mindestens eine  Heating surface current, one over at least one

Verbi ndungsδff nung mit dem Ausströmraum verbundenen Abströmraum, einer dem Ausströmende des Teilstromrohres zugeordneten Regelkammer mit mindestens einem in der Regelkammer angeordneten und von außen betätigbaren Regelglied, d a d u r h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Regelglied (9; 34, 35, 36) um eine zur Achse des Teilstromrohres senkrechte Achse mittels einer durch den Behältermantel (1a) radial nach außen  Verbi ndungsδff opening connected to the outflow chamber, a control chamber assigned to the outflow end of the partial flow tube with at least one control element arranged in the control chamber and operable from the outside, characterized in that the control element (9; 34, 35, 36) about a perpendicular to the axis of the partial flow tube Axis by means of a radially outward through the container jacket (1a)

geführten Welle (14; 37) verschwenkbar ist.  guided shaft (14; 37) is pivotable.

2. Rohrbündelwärmetauscher nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Regelkammer (8) und ein in ihr verschwenkbar angeordneter, um seine Achse drehbarer Regelzylinder (9) senkrecht zur Achse des Teilstromrohres stromauf der Verbindungsöffnung2. Pipe bundle heat exchanger according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the control chamber (8) and a pivotally arranged in it around its axis rotatable control cylinder (9) perpendicular to the axis of the partial flow pipe upstream of the connection opening

(6a) angeordnet sind, in mindestens einer Kopfplatte (8a) des Regelzylinders (8) öffnungen (8e) vorgesehen sind, die durch Drehen des Regelzylinders (8) in (6a) are arranged, openings (8e) are provided in at least one top plate (8a) of the regulating cylinder (8) are by turning the control cylinder (8) in

Überdeckung bringbar sind, und daß in der Mantelf läche des Regelzylinders (8) und in der Mantelfläche der  Cover can be brought, and that in the jacket surface of the control cylinder (8) and in the jacket surface of the

Regelkammer (9) Öffnungen (20, 21; 15, 16) vorgesehen sind, die jeweils in einer vorgegebenen Winkelstellung zueinander angeordnet sind.  Control chamber (9) openings (20, 21; 15, 16) are provided, which are each arranged in a predetermined angular position to each other.

3. Rohrbündelwärmetauscher nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lagerung und Abdichtung des Regelzylinders (8) in der zylindrischen Regelkammer (9) mittels Keramikringelementen (10, 11, 12) erfolgt. 3. Pipe bundle heat exchanger according to claim 2, that the storage and sealing of the control cylinder (8) in the cylindrical control chamber (9) takes place by means of ceramic ring elements (10, 11, 12).

4. Rohrbündelwärmetauscher nach Anspruch 2 oder 3, 4. tube bundle heat exchanger according to claim 2 or 3,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Regelkammer (8) von einem Kühlgehäuse (22) umgeben ist, das mit aus den Austauschrohren (4) ausströmendem  That is, the control chamber (8) is surrounded by a cooling housing (22) which flows out of the exchange tubes (4)

Medium (A₃) beaufschlagbar ist. Medium (A ₃ ) can be acted upon.

5. Rohrbündelwärmetauscher nach mindestens einem der 5. Tube bundle heat exchanger according to at least one of the

Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h  Claims 2 to 4, d a d u r c h

g e k e n n z e i c h n e t , daß in der  g e k e n n e i c h n t that in the

Verbindungsöffnung (6a) ein sich in Strömungsrichtung aufweitender Abströmtrichter (17) mit innen li egendem Mischkonus (19) angeordnet ist, wobei in dem  Connection opening (6a) a widening in the flow direction outflow funnel (17) with the inside lying cone (19) is arranged, in which

Abströmtrichter (17) Einströmöffnungen (24) für das aus dem Kühlgehäuse (22) austretende Medium vorgesehen sind.  Outflow funnel (17), inflow openings (24) are provided for the medium emerging from the cooling housing (22).

6. Rohrbündelwärmetauscher nach mindestens einem der 6. Tube bundle heat exchanger according to at least one of the

Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h  Claims 2 to 5, d a d u r c h

g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem  g e k e n n e i c h n e t that between the

Ausströmraum (5) und dem Abströmraum (25) mindestens eine weitere ungeregelte Zusatzverbindungsöffnung (26) vorgesehen ist.  Outflow space (5) and the outflow space (25) at least one further unregulated additional connection opening (26) is provided.

7. Rohrbündelwärmetauscher nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ausströmraum (5) mit mindestens einem in den Abströmraum (25) vorragenden Abströmkanal (32; 33) verbunden ist, und daß in einer Verlängerung des Teilstromrohres (3) und in dem Abströmkanal (32; 33) jeweils eine auf 7. shell and tube heat exchanger according to claim 1, characterized in that the outflow space (5) is connected to at least one outflow channel (32; 33) protruding into the outflow space (25), and that one in each case in an extension of the partial flow pipe (3) and in the outflow channel (32; 33)

gemeinsamer Welle (37) sitzende Regelklappe (34;  common valve (34;

35/36) vorgesehen sind, wobei die Regelklappe (34) in der Verlängerung des Teilstromrohres über die  35/36) are provided, the control flap (34) in the extension of the partial flow pipe over the

gemeinsame Welle (37) gekühlt ist und beide  common shaft (37) is cooled and both

Regelklappen (34; 35/36) um einen vorgegebenen Winkel versetzt an der Betätigungswelle (37) befestigt sind.  Control flaps (34; 35/36) are attached to the actuating shaft (37) offset by a predetermined angle.

8. Rohrbündelwärmetauscher nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der 8. tube bundle heat exchanger according to claim 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that in the

Teilstromregelklappe (34) ein Kühlkanalsystem (34a, 34b) vorgesehen ist.  Partial flow control flap (34) a cooling channel system (34a, 34b) is provided.

9. Rohrbündelwärmetauscher nach Anspruch 7 oder 8, 9. tube bundle heat exchanger according to claim 7 or 8,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sich-der Abströmkanal (32; 33) senkrecht zur  d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the outflow channel (32; 33) perpendicular to

Erstreckungsri chtung des Teilstromrohres (3) öffnet.  Extending direction of the partial flow pipe (3) opens.

10. Rohrbündelwärmetauscher nach mindestens einem der 10. Pipe bundle heat exchanger according to at least one of the

Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h  Claims 7 to 9, d a d u r c h

g e k e n n z e i c h n e t , daß die Welle (37) aus zwei kuppelbaren Teilstücken (37a, 37b/37c) besteht und zur überbrückung der Kupplung (38) bezüglich der Kühlmittelführung eine Rohrspirale (39) vorgesehen ist.  It is ensured that the shaft (37) consists of two parts (37a, 37b / 37c) that can be coupled and that a pipe spiral (39) is provided to bridge the coupling (38) with respect to the coolant supply.