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Anordnung von in der Rohrlochbohrung einer Rohrplatte eines
Wärmeaustauschers durch Einwalzen befestigten Rohren
Die Erfindung betrifft eine Anordnung von in der Rohrlochbohrung einer Rohrplatte eines Wärmeaustauschers durch Einwalzen befestigten Rohren, wobei sich der Haftsitz der Rohre nur auf einen Teil der Rohrplattenwandstärke erstreckt. Die Erfindung besteht darin, dass zwischen jedem Rohr und der ein-oder mehrteiligen Rohrplatte ein zum Innern des Wärmeaustauschers hin offener Ringspalt vorgesehen ist, der mit wenigstens einem benachbarten Ringspalt durch einen Kanal oder eine Nut in Verbindung steht. Das durch die Ringspalten strömende Medium wird in die die Ringspalten verbindenden Kanäle zwangsweise von aussen her hineingeleitet oder durch diese Kanäle nach aussen abgeleitet.
Dabei können die Spalte einzelner Bohrungen oder sämtliche Spalte untereinander in Verbindung stehen. Zweckmässigerweise wird dabei das Medium durch einen Ringkanal zu den Verbindungskanälen und von diesen zu den Ringspalten oder umgekehrt geleitet.
Beim Befestigen von Rohren in verhältnismässig dicken Rohrplatten besteht beim Einwalzen die Schwierigkeit, eine absolute Dichtheit der Walzstelle zu erreichen. Es hat sich ergeben, dass eine solche trotz starken Einwalzens nicht erreicht werden kann. Auch das unmittelbare Einschweissen der Rohre in entsprechende Bohrungen von Behälterwandungen ergibt keine einwandfreien Verbindungen mehr, weil die beim Schweissen auf die Werkstücke übertragene Wärme von den Wänden des Behälters infolge ihrer grossen Stärke sehr schnell abgeleitet wird, während das anzuschweissende Rohr wegen seiner kleineren Wandstärke die Wärme stark staut.
Da es nicht möglich ist, den Spalt zwischen Platte und Rohr zuverlässig abzudichten, treten bei der Verwendung bestimmter, für Korrosionen besonders anfälliger Werkstoffe Spaltkorrosionen auf, die ein Leckwerden und ein Zerstören der Verbindung verursachen.
Zur Vermeidung derartiger Spaltkorrosionen wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, das zu befestigende Rohr nur in einem Teil der Rohrplatte einzuwalzen und den andern Teil innerhalb der Rohrplatte so aufzubohren, dass ein Spalt um die Aussenwandung des Rohres entsteht. Die Spalte von übereinander und nebeneinander liegenden Rohren werden durch Nuten oder Kanäle miteinander verbunden, die einen so grossen Durchtrittsquerschnitt besitzen, dass die Spalte mit einer ausreichenden Strömung versorgt werden.
Dadurch werden korrosionsfördernde Ablagerungen und Stagnierungen verhindert und Spaltkorrosionen ausgeschlossen.
Wenn das heissere Medium innerhalb der Rohre fliesst, genügt es, die untereinanderliegenden Bohrungen der Rohrplatte mit Kanälen zu verbinden, die entweder ganz durchlaufen oder nur einige wenige Bohrungen miteinander vereinigen. Durch die Wärmeleitung in der dünnen Einwalzplatte wird eine Aufwärtsbewegung des'Mediums ähnlich dem Naturumlauf eines Kessels erzielt und die-Strömung innerhalb der Spalten hervorgerufen. Es ist erfindungsgemäss jedoch auch möglich, die Strömung innerhalb der Kanäle zwangsweise mit dem ausserhalb der Rohre fliessenden Medium durchzuführen. So kann beispielsweise durch geeignete Massnahmen ein Teil der Speisemenge für den Sekundärteil durch Ringnuten auf die Verbindungskanäle und damit auf die Bohrungen verteilt werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und vereinfacht dargestellt. Es zeigen : Fig. l einen Schnitt durch eine Rohrplatte in Richtung der Rohrachsen, Fig. 2 eine Ansicht der Rohrplatte nach Fig. 1,
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Fig. 3 einen Schnitt durch eine Rohrplatte ähnlich Fig. 1 bei zwangsweiser Führung des Mediums und Fig. 4 eine Ansicht einer Rohrplatte entsprechend Fig. 3.
Die Rohre 1 werden nur auf einem Teil ihrer innerhalb der Plattenbohrung befindlichen Länge l'in die Rohrplatte 2 eingewalzt. Im nicht abdichtenden Teil 2'der Rohrplatte 2 wird eine Bohrung 3 von einem solchen Durchmesser angebracht, dass ein Spalt um das Rohr 1 entsteht. Die einzelnen Spalten werden durch Kanäle 4 miteinander verbunden, so dass durch die einzelnen Spalten eine Strömung entstehen kann, die das Auftreten von Korrosionen verhindert. Durch die Spalte strömt zweckmässigerweise das gleiche Medium wie es sich innerhalb des durch die Rohrplatten begrenzten Behälters befindet. Aus Fig. 2 ist die Anlage der einzelnen, die Spalte verbindenden Kanäle 4 zu ersehen. Die Strömung innerhalb der Kanäle 4 entsteht durch die Aufheizung des durch Walzverbindung mit dem Rohr verbundenen Teils der Rohrplatte 2.
Eine solche Einrichtung hat sich besonders dann als praktisch erwiesen, wenn in den Rohren ein heisseres Medium fliesst als es im Behälter vorhanden ist.
Bei der Darstellung nach Fig. 3 besteht die Rohrplatte aus zwei Teilen 5 und 6, von denen beispielsweise der Teil 5 aus austenitischem und der Teil 6 aus ferritischem Material besteht. Die Befestigung und der Einbau der Rohre ist der gleiche wie in den vorhergezeigten Figuren. Bei dieser Anordnung werden jedoch die Spalte 3 und die diese verbindenden Kanäle 4 zwangsweise durchflossen. Das ausserhalb der Rohre fliessende Medium wird über den Stutzen 7, den Ringkanal12 zu der Ringnut 8 über die einzelnen Verbindungen 9 geleitet und gelangt über die Verbindungskanäle 4 in die einzelnen Bohrungen. Um eine gleichmässige Spülung zu erreichen, werden die Zuführungsstutzen 7 gleichmässig über den Umfang des Behälters verteilt, wie es die Stutzen 10 und 11 andeuten.
Es ist erfindungsgemäss ebenfalls möglich, das Medium über die Spalte eintreten zu lassen und über die einzelnen'Stutzen 7,10 und 12 abzuführen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung von in der Rohrlochbohrung einer Rohrplatte eines Wärmeaustauschers durch Einwalzen befestigten Rohren, wobei sich der Haftsitz der Rohre nur auf einen Teil der Rohrplattenwandstärke erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jedem Rohr (1) und der ein- oder mehrteiligen Rohrplatte (2 bzw. 5, 6) ein zum Innern des Wärmeaustauschers hin offener Ringspalt (3) vorgesehen ist, der mit wenigstens einem benachbarten Ringspalt (3) durch einen Kanal (4) oder eine Nut in Verbindung steht.