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Die Erfindung betrifft einen Doppelrohr-Wärmeübertrager, bei dem parallele Sackrohre mit ihren offenen Enden an einer ersten Rohrplatte dichtend angeschlossen sind, bei dem ferner beidseitig offene, parallele, gerade Innenrohre an einer zweiten Rohrplatte befestigt sind, und jedes der Innenrohre konzentrisch in je ein Sackrohr hineinragt und bis nahe an dessen geschlossenes Ende heranreicht.
Im Reaktorbau und in der chemischen Verfahrenstechnik müssen oft Wärmeübertrager im Laufe ihrer Lebensdauer mehrfach, beispielsweise jährlich, auf Schäden geprüft werden. Bei gewöhnlichen, beidendig mit Rohrplatten versehenen Geradrohr-Wärmeübertragern bieten solche wiederholten Prüfungen keine Schwierigkeiten.
Bei Wärmeübertrager der eingangs genannten Art ist es bekannt, den Rohrboden der Innenrohre demontierbar anzuordnen, so dass das Bündel mit dem Boden als Ganzes ausgebaut werden kann (US-PS Nr. 3, 887, 003). Es hat sich nun gezeigt, dass der Wiedereinbau der Innenrohre, besonders wenn diese relativ lang sind, mühsam und zeitaufwendig ist. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, eine Konstruktion zu schaffen, bei der die wiederholten Prüfungen und Überwachungen einfacher und rascher durchzuführen sind.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Innenrohre in der ihnen zugeordneten Rohrplatte lösbar derart form-und/oder kraftschlüssig verankert sind, dass sie durch diese Platte hindurch einzeln ausziehbar sind.
Die neue Konstruktion erlaubt es, die Rohrplatten für die Innenrohre an Ort und Stelle zu belassen, die Innenrohre einzeln aus ihr herauszuziehen und nach der Überprüfung auch wieder Stück für Stück einzeln in die jeweiligen Sackrohre zurückzuführen ; diese werden bei ausgebautem Innenrohr vorteilhafterweise gleichzeitig mit dem jeweils gerade herauszogenen Innenrohr vor dessen Wiedereinbau überprüft und notfalls ausgewechselt.
Für ein derartiges Auswechseln der Sackrohre ist es zweckmässig, wenn der Aussendurchmesser des Innenrohres im Bereich der ihm zugeordneten Rohrplatte grösser ist als der maximale Aussendurchmesser des zugehörigen Sackrohres.
Als Mittel für die lösbare Verankerung der Innenrohre in ihrer Rohrplatte können bei einer zweckmässigen Ausführungsform die Innenrohre am ihrer Rohrplatte zugeordneten Ende mit diametral einander gegenüberliegenden Längsschlitzen versehen sein, und ferner die Innenrohre, auf ihrer Aussenseite rechtwinkelig zu den Längsschlitzen angeordnet, über einen Teil ihres Umfangs Querrippen tragen, die in entsprechende Nuten in ihrer Durchtrittsbohrung durch die Rohrplatte eingreifen.
Dabei können die Längsschlitze in je einem Querschlitz enden. Es ist ferner zweckmässig, wenn in einer Reihe fluchtend hintereinander liegende Innenrohre durch je ein die Längsschlitze durchsetzendes, gemeinsames Sicherungselement gesichert sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Innenrohre am ihrer Rohrplatte zugeordneten Ende mit diametral einander gegenüberliegenden Längsschlitzen versehen sind.
Eine andere vorteilhafte Konstruktion kann darin bestehen, dass die lösbare Verbindung der Innenrohre in ihrer Rohrplatte bajonettverschlussartig ausgebildet ist. Sinnvoll ist es, wenn die Innenrohre mit Mitteln zur verdrehfesten Verankerung eines Werkzeugs versehen sind.
Eine weitere Möglichkeit für die erfindungsgemäss lösbare Halterung der Innenrohre in ihrer Rohrplatte kann schliesslich dadurch erfolgen, dass die Innenrohre durch über ihren Rand greifende, exzentrische Schrauben in der Rohrplatte gehalten sind.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil eines Reaktor- - Druckgefässes aus Beton, Fig. 2, 3 und 5 veranschaulichen in je einem Längsschnitt durch ein Innenrohr im Bereich der ihm zugeordneten Rohrplatte je eine Konstruktion für die lösbare Verankerung ; Fig. 4 gibt ein Montagewerkzeug zu der Konstruktion nach Fig. 3 wieder ; Fig. 6 ist ein Längsschnitt eines kurzen Abschnittes eines Sackrohres und zeigt ein Teilstück eines Innenrohres eingebettet in das Sackrohr mit Hilfe von einer führenden und schwingungsdämpfenden Spirale ; Fig. 7 schliesslich gibt den Schnitt VII-VII von Fig. 6 wieder, gesehen in Richtung auf die die Rohre tragenden Rohrplatten.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Wärmeübertrager Teil eines Reaktorkreislaufs ; der Reaktor wird durch Helium gekühlt. Dieses treibt eine Turbine an, wird anschliessend
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zunächst in einem Rekuperator und sodann in einem nachgeschalteten Kühler zurückgekühlt, bevor es verdichtet, im Rekuperator wieder aufgewärmt und schliesslich dem Reaktor wieder zugeführt wird.
Im Druckgefäss-l- (Fig. l) ist eine im wesentlichen zylindrische Kaverne --2-- vorgesehen, die mit einem Blechfutter --3-- ausgekleidet ist. Im unteren Teil erweitert sich die Kaverne --2-zu einem Vorraum --4--, während sie oben konisch verengt ist und in einen zylindrischen Kanal --5-- übergeht. Am Übergang zur Erweiterung --4-- ist an das Futter --3-- ein Rohrstück - angesetzt, das unten durch einen Rohrboden --11-- mit Flansch --12-- abgeschlossen ist.
Im Rohrboden --11-- sitzt ein Bündel vertikal stehender, in einem versetzten Gitter angeordneter Sackrohre --15--, deren freies, oberes Ende --16-- kalottenförmig geschlossen ist. Das Bündel der Sackrohre --15-- ist auf ganzer Länge von einem zylindrischen Hemd --20-- umgeben, das durch auf den Umfang mit Abstand verteilte Flacheisenstücke --21-- auf dem Rohrboden --11-- abgestützt ist.
Das Hemd --20-- ist von einem Mantel --22-- umhüllt, der an einem Konus --23-- hängt; dieser ist an einem gewinkelten Krümmer --24-- befestigt. Der gewinkelte Krümmer --24-- geht in ein Zufuhrrohr --25-- über, das durch eine mit einem Futter --27-- ausgekleidete, seitliche Öffnung --26-- im Betondruckgefäss --1--zu einer nicht gezeichneten Kaverne des Rekuperators verläuft.
Das Zufuhrrohr --25-- ist auf nicht gezeichnete Weise konzentrisch auf dem Futter --27-abgestützt. Der Krümmer --24-- ist zusätzlich an einer Lasche --30-- aufgehängt, die ihrerseits drehbar an einer Halterung --31-- befestigt ist. Diese kragt von einer konischen Zwischenwand - aus, die in einem Kragen --35-- mit dem Futter --3--, in einem zweiten Kragen --36-- mit dem Zufuhrrohr --25-- und schliesslich in einer Naht --37-- mit einem Innenrohr --38-- dichtend verbunden ist.
Ober das Rohr --25-- wird in dem nicht dargestellten Rekuperator vorgekühltes Helium dem Bündel der Sackrohre --15-- zugeführt. Dieses strömt dem Rohrboden --11-- zu und kühlt sich dabei an der äusseren Oberfläche der Sackrohre --15-- auf seine Minimaltemperatur ab. Im Bereich des Rohrbodens --11-- wird das Helium nach aussen umgelenkt ; es gelangt dann durch den Ringraum zwischen dem Mantel --22-- und dem Rohrstück --10-- bzw. dem Futter-3-- und dann durch die von der Zwischenwand --32-- bzw. dem Innenrohr --38-- umgrenzten Räume zum nicht dargestellten Verdichter.
Ein Teilstrom des von diesem verdichteten Heliums strömt als Kühlmedium zwischen dem Futter --3-- und dem Innenrohr --38-- bzw. der Zwischenwand --32-- bzw. zwischen dem Zufuhrrohr --25-- und dem Futter --27-- zurück zum Rekuperator. Die Sackrohre --15-- sind auf der Innenseite wassergekühlt. Dies geschieht mit Hilfe von geraden Innenrohren --50--, die in den Sackrohren --15-- bis nahe an deren geschlossenes Ende reichen und in einem Rohrboden --51-fixiert sind. Der Rohrboden --51-- geht in eine zylindrische Wand --52-- über, die einen Flansch - trägt, der mit dem Flansch --12-- des Rohrbodens --11-- dicht verbunden ist.
An der zylindrischen Wand --52-- ist seitlich ein Stutzen --55-- vorgesehen, an dem eine Kühlwasserzufuhrleitung --56-- angeschlossen ist. Der Rohrboden --51-- wird von einem gewölbten Boden --60--, an dem zentral ein Kühlwasserabflussstutzen --61-- angeschweisst ist, überspannt.
Das Bündel der Innenrohre --50-- ist von einer kurzen Trennwand --65--, die am Rohrboden-11- befestigt ist, umgeben.
Das Kühlwasser tritt über die Leitung --56-- und den Stutzen --55-- seitlich in den Ringraum zwischen der zylindrischen Wand --52-- und der Trennwand --65-- ein, wird dort über den Umfang verteilt, strömt sodann zwischen der Unterkante der Trennwand --65-- und dem Rohrboden --51-in den Bereich des Bündels der Innenrohre --50-- und von dort, gleichmässig verteilt, durch die ringförmigen Zwischenräume zwischen den Innenwänden der Sackrohre --15-- und den Aussenwänden der Innenrohre --50-- bis zum oberen Ende der Sackrohre --15--, wobei es die Sackrohre kühlt und Wärme aufnimmt. Das erhitzte Wasser tritt sodann durch die offenen, oberen Enden in die Innenrohre --50-- ein und verlässt diese unterhalb der Rohrplatte --51--, um schliesslich über den Stutzen --61-- den Wärmeübertrager zu verlassen.
Für den dargestellten Wärmeübertrager ist jährlich mindestens eine Überprüfung vorgesehen.
Zu diesem Zweck wird ein Zugang zum Vorraum --4-- geöffnet und der Boden --60-- nach unten weggenommen. Darauf werden die Innenrohre --50-- durch die Rohrplatte --51-- hindurch einzeln nach unten ausgezogen und geprüft, während gleichzeitig das zugehörige Sackrohr --15-- durch
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die Rohrplatte --51-- hindurch von innen her untersucht wird. Sind beide Rohre für gut befunden worden, so wird das Innenrohr --50-- wieder in das zugehörige Sackrohr --15-- eingeführt und in der Rohrplatte --51-- verankert.
Ist das Innenrohr --50-- beschädigt, so wird es ausgewechselt ; muss ein Sackrohr --15-- ersetzt werden, so wird es mit einem durch die Rohrplatte --51-- hindurch operierenden Spezialwerkzeug aus der Rohrplatte --11-- herausgebohrt und entfernt, anschliessend wird ein neues Rohr --15-- eingebaut und dicht in die Rohrplatte --11-- eingeschweisst. Bei diesem schrittweisen Vorgehen entstehen im Gegensatz zu den bekannten Doppelrohr-Wärmeübertragern, bei denen die Innenrohre fest in ihrer Rohrplatte verankert sind, keinerlei Probleme wegen des gleichzeitigen Einfädelns einer grossen Zahl von schwankenden Rohren.
Für die Verankerung der Innenrohre --50-- in der Rohrplatte --51-- sind drei verschiedene Konstruktionen näher dargestellt.
In Fig. 2 erkennt man ein Innenrohr --50--, das in ein Sackrohr --15-- ragt ; dieses ist in
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--11-- durchschnitt --72-- über ; dieser hat einen grösseren Aussendurchmesser als das Sackrohr-15--, um den erwähnten Ausbau der Sackrohre --15-- durch die Rohrplatte --11-- hindurch zu ermöglichen. An seinem unteren Ende trägt der Rohrabschnitt --72-- einen Aussenrand --73-- und fünf parallele, zirkulare Dreiecksrippen --74--, die sich über je zwei diametral gegenüberliegende Bereiche des Rohrumfangs erstrecken. Zwischen diesen beiden Bereichen ist das Rohr --72-- durch zwei axial verlaufende Längsschlitze --75--, die bis zu zwei Querschlitzen --76-- verlaufen, gespalten.
Der Rohrboden --51-- weist dem Aussendurchmesser des Rohrabschnittes --72-- entsprechende Bohrungen --80-- auf, die in ihrem unteren Bereich je sechs den Rippen --74-- entsprechende dreieckförmige Zirkularnuten --81-- aufweisen. Im Schlitz --75-- verläuft unterhalb des Rohrbodens --51-als Sicherungselement ein sich über mehrere Rohre --50-- erstreckender Keilstab --82--, der lösbar am Rohrboden --51-- befestigt ist.
Zum Ausbau des Rohres --50-- wird zunächst der betreffende Keilstab --82-- entfernt, so dann ein nicht gezeichnetes, zangenartiges Werkzeug mit in das Rohr --72-- eingreifendem Zapfen so im Bereich des Randes-73-- angesetzt, dass die beiden gabelartigen Enden des Rohrabschnittes --72-- zusammengedrückt werden können, wobei die Rippen --74-- aus den Nuten --81-- ausrasten. In diesem Zustand lässt sich mit dem genannten Werkzeug das Innenrohr --50-- durch den Rohrboden --51-- hindurch ausziehen. Während das Innenrohr untersucht wird, wird in bekannter Art beispielsweise eine Wirbelstromsonde durch den Rohrboden --51-- hindurch in das Rohr --15-eingeführt und dieses geprüft.
Anschliessend wird mit dem erwähnten zangenartigen Werkzeug das geprüfte Innenrohr --50-- wieder soweit in das Sackrohr eingeführt, bis die Zange am Rohrboden - ansteht. Wird nun die Zange geöffnet, so rasten die Rippen --74-- wieder in die Nuten - ein. Ist eine ganze Reihe fluchtend hintereinander liegender Rohre --50-- durchgeprüft, so wird der Stab --82-- in die Schlitze --75-- eingelegt und an seinen beiden Enden gesichert, was nicht gezeigt ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 weist das Rohr --72-- eine Nut --83-- mit einem O-Ring auf, sowie einen oberen und einen unteren Kranz --84 bzw. 85-- von je vier ringförmig angeordneten Nocken. Im Rohr --72-- ist ein Innensechskant --86-- vorgesehen. Ferner hat das Rohr --72-zwei axiale Längsschlitze --87--, in denen, wie in Fig. 2, ein Sicherungsstab-82-verläuft. Die Bohrungen --80-- der Rohrplatte --51-- sind mit einer Zirkularnut für die vier oberen Nocken - und mit vier axial gestossenen Nuten --841-- versehen, durch welche nach Art eines Bajonettverschlusses die oberen Nocken --84-- eingeführt werden können.
Zur Montage und Demontage des Innenrohres --50-- nach Fig. 3 wird ein Montagewerkzeug, von dem Fig. 4 das Kopfende zeigt, benötigt. Der Kopf des Werkzeugs besteht aus einer drehbaren Stange --88-- mit einem zylindrischen Teil --89--, einem Aussensechskant-90-, einem Fortsatz - und einem Kaliberteil --92--. Die Stange --88-- ist im Bereich des zylindrischen Teils --89-von einer Hülse --93-- umgeben, die eine Innenzirkularnut --94-- und vier, nach Art eines Bajonettverschlusses angeordnete Klauen --95-- hat.
Zum Ausbau des Innenrohres --50-- nach Fig. 3 wird zunächst der Sicherungsstab --82-- entfernt und sodann das Werkzeug axial eingeführt, wobei der Aussensechskant --90-- in den Innen-
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sechskant --86-- eingreift und die unteren Nocken --85-- des Innenrohres in die Nut --94-- zu liegen kommen. Nun wird die Stange --88-- um etwa 300 gedreht, während die Hülse --93-- festge- halten wird. Beim Drehen der Stange --88-- dreht sich das Rohr --50-- mit, wobei die oberen
Nocken --84-- in die Bereiche der Nuten --84'-- und anderseits die unteren Nocken --85-- hinter die Klauen --95-- gelangen. Das Werkzeug lässt sich nun mit dem Innenrohr --50-- axial wegfahren, worauf Innen- und Sackrohr geprüft werden können.
Der Einbau geschieht in umgekehrter Reihenfolge.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 weist der Rohrabschnitt --72-- am unteren Ende einen Bund --96-- auf, in dessen Bereich innen eine dreieckige Nut --97-- angebracht ist. Bei dieser Ausführungsform wird das Rohr, nach Entfernen eines Sicherungs-Flacheisens --98--, von innen her durch ein einfaches, nicht gezeichnetes Manipulierwerkzeug, das in die Nut --97-- eingreift, gefasst. Dann wird eine seitliche, im Fleisch der Rohrplatte --51-- zwischen drei Bohrungen --80-angeordnete Schraube --99-- mit exzentrischem Kopf so gedreht, dass der Bund --96-- freigegeben wird. In diesem Zustand lässt sich das Innenrohr --50-- mit Hilfe des Manipulierwerkzeugs ausziehen.
In Fig. 6 und 7 ist das Innenrohr --50-- durch eine gewendelte Flachstahlspirale --100-im Sackrohr --15-- zentriert geführt. Die Spirale --100--, die im Querschnitt etwa einem gleichseitigen Dreieck mit abgerundeten Ecken und nach aussen gewölbten Seiten entspricht, berührt dabei pro Umgang in drei linienförmigen Bereichen das Innenrohr --50-- und in drei, dazu um 600 versetzten, linienförmigen Bereichen die Innenwand des Aussen- oder Sackrohres --15--. Das Element --100-- kann beispielsweise durch Punktschweissen am Innenrohr befestigt sein. Es erfüllt Zentrierfunktion und weist gleichzeitig sehr günstige Dämpfungseigenschaften auf.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Doppelrohr-Wärmeübertrager, bei dem parallele Sackrohre mit ihren offenen Enden an einer ersten Rohrplatte dichtend angeschlossen sind, bei dem ferner beidseitig offene, parallele, gerade Innenrohre an einer zweiten Rohrplatte befestigt sind, und jedes der Innenrohre konzentrisch in je ein Sackrohr hineinragt und bis nahe an dessen geschlossenes Ende heranreicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenrohre (50) in der ihnen zugeordneten Rohrplatte (51) lösbar derart formund/oder kraftschlüssig verankert sind, dass sie durch diese Platte (51) hindurch einzeln ausziehbar sind.
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The invention relates to a double-tube heat exchanger, in which parallel sack tubes are sealingly connected with their open ends to a first tube plate, in which parallel, straight inner tubes which are open on both sides are also attached to a second tube plate, and each of the inner tubes is concentrically arranged in a respective sack tube protrudes and reaches close to its closed end.
In reactor construction and chemical process engineering, heat exchangers often have to be checked for damage several times over the course of their service life, for example annually. With ordinary straight tube heat exchangers provided with tube plates at both ends, such repeated tests do not pose any difficulties.
In heat exchangers of the type mentioned at the outset, it is known to arrange the tube plate of the inner tubes so that they can be removed, so that the bundle can be removed with the base as a whole (US Pat. No. 3, 887, 003). It has now been shown that reinstalling the inner tubes, especially if they are relatively long, is tedious and time-consuming. The object underlying the invention is therefore to provide a construction in which the repeated tests and monitoring can be carried out more easily and quickly.
This aim is achieved according to the invention in that the inner tubes are releasably anchored in the tube plate assigned to them in such a positive and / or non-positive manner that they can be individually pulled out through this plate.
The new design allows the tube plates for the inner tubes to be left in place, the inner tubes to be pulled out of them individually and, after the inspection, to be individually returned to the respective pocket tubes one by one; If the inner tube is removed, these are advantageously checked at the same time as the inner tube which has just been pulled out before it is reinstalled and, if necessary, replaced.
For such a replacement of the pocket tubes, it is expedient if the outside diameter of the inner tube in the area of the tube plate assigned to it is larger than the maximum outside diameter of the associated pocket tube.
As a means for the releasable anchoring of the inner tubes in their tube plate, in an expedient embodiment, the inner tubes at the end assigned to their tube plate can be provided with diametrically opposed longitudinal slots, and also the inner tubes, arranged on their outside at right angles to the longitudinal slots, over part of their circumference Wear cross ribs, which engage in corresponding grooves in their through hole through the tube plate.
The longitudinal slots can each end in a transverse slot. It is also expedient if inner tubes lying in line one behind the other are secured by a common securing element which penetrates the longitudinal slots.
It is particularly advantageous if the inner tubes are provided with diametrically opposite longitudinal slots at the end assigned to their tube plate.
Another advantageous construction can consist in the detachable connection of the inner tubes in their tube plate being designed in the manner of a bayonet lock. It makes sense if the inner tubes are provided with means for non-rotatably anchoring a tool.
A further possibility for the detachable mounting of the inner tubes in their tube plate can finally take place in that the inner tubes are held in the tube plate by eccentric screws which extend over their edge.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the drawings. 1 shows a longitudinal section through part of a reactor pressure vessel made of concrete, FIGS. 2, 3 and 5 each illustrate a construction for the releasable anchoring in a longitudinal section through an inner tube in the region of the tube plate assigned to it; FIG. 4 shows an assembly tool for the construction according to FIG. 3; 6 is a longitudinal section of a short section of a pocket tube and shows a section of an inner tube embedded in the pocket tube with the aid of a leading and vibration-damping spiral; FIG. 7 finally shows the section VII-VII of FIG. 6, viewed in the direction of the tube plates carrying the tubes.
In the exemplary embodiment described, the heat exchanger is part of a reactor cycle; the reactor is cooled by helium. This drives a turbine, then becomes
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first cooled back in a recuperator and then in a downstream cooler before it is compressed, reheated in the recuperator and finally fed back to the reactor.
An essentially cylindrical cavern --2-- is provided in the pressure vessel-l- (Fig. L), which is lined with a sheet metal lining --3--. In the lower part, the cavern --2 - widens to an anteroom --4--, while at the top it is conically narrowed and merges into a cylindrical channel --5--. At the transition to extension --4--, a pipe section - is attached to the chuck --3--, which is closed at the bottom by a tube sheet --11-- with flange --12--.
In the tube plate --11-- there is a bundle of vertically standing sack tubes --15-- arranged in a staggered lattice, the free, upper end of which --16-- is closed in a dome shape. The bundle of sack tubes --15-- is surrounded along its entire length by a cylindrical shirt --20--, which is supported by flat iron pieces --21-- distributed on the circumference on the tube plate --11--.
The shirt --20-- is covered by a coat --22-- which hangs on a cone --23--; this is attached to an angled elbow --24--. The angled elbow --24-- merges into a feed pipe --25-- which, through a side opening --26-- lined with a lining --27-- in the concrete pressure vessel --1 - leads to an unillustrated one Recuperator cavern runs.
The feed pipe --25-- is --27-supported concentrically on the chuck in a manner not shown. The manifold --24-- is additionally suspended from a bracket --30--, which in turn is fastened to a bracket --31--. This protrudes from a conical partition - which in one collar --35-- with the lining --3--, in a second collar --36-- with the feed pipe --25-- and finally in a seam - -37-- is sealingly connected to an inner tube --38--.
In the recuperator (not shown), pre-cooled helium is fed via tube --25-- to the bundle of sack tubes --15--. This flows to the tube plate --11-- and cools down to its minimum temperature on the outer surface of the bag tubes --15--. In the area of the tube sheet --11-- the helium is deflected outwards; it then passes through the annular space between the jacket --22-- and the pipe section --10-- or the lining-3-- and then through the from the partition wall --32-- or the inner pipe --38- - bounded rooms to the compressor, not shown.
A partial flow of the helium compressed by this flows as a cooling medium between the lining --3-- and the inner tube --38-- or the intermediate wall --32-- or between the feed tube --25-- and the lining - 27-- back to the recuperator. The sack tubes --15-- are water-cooled on the inside. This is done with the help of straight inner tubes --50--, which extend in the pocket tubes --15-- to close to their closed end and are --51-fixed in a tube plate. The tube sheet --51-- merges into a cylindrical wall --52-- which carries a flange - which is tightly connected to the flange --12-- of the tube sheet --11--.
On the cylindrical wall --52-- there is a nozzle --55-- on the side to which a cooling water supply line --56-- is connected. The tube plate --51-- is spanned by a curved plate --60--, to which a cooling water drainage pipe --61-- is welded in the center.
The bundle of inner tubes --50-- is surrounded by a short partition --65--, which is attached to the tube sheet-11-.
The cooling water enters via the line --56-- and the nozzle --55-- laterally into the annular space between the cylindrical wall --52-- and the partition --65--, where it is distributed over the circumference and flows then between the lower edge of the partition --65-- and the tube sheet --51-into the area of the bundle of inner tubes --50-- and from there, evenly distributed, through the annular spaces between the inner walls of the pocket tubes --15- - and the outer walls of the inner tubes --50-- to the upper end of the sack tubes --15--, where it cools the sack tubes and absorbs heat. The heated water then enters the inner pipes --50-- through the open, upper ends and leaves them below the pipe plate --51-- to finally leave the heat exchanger via the connection piece --61--.
At least one check is provided annually for the heat exchanger shown.
For this purpose, an entrance to the anteroom --4-- is opened and the floor --60-- is removed downwards. Then the inner tubes --50-- are pulled out and checked individually downwards through the tube plate --51--, while at the same time the associated pocket tube --15-- through
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the tube plate --51-- is examined from the inside. If both pipes have been found to be good, the inner pipe --50-- is reinserted into the associated pocket pipe --15-- and anchored in the pipe plate --51--.
If the inner tube --50-- is damaged, it will be replaced; if a pocket pipe --15-- needs to be replaced, it is drilled out of the pipe plate --11-- and removed with a special tool operating through the pipe plate --51--, and a new pipe --15-- is then installed and welded tight into the tube plate --11--. In contrast to the known double-tube heat exchangers, in which the inner tubes are firmly anchored in their tube plate, this step-by-step procedure does not cause any problems because of the simultaneous threading of a large number of fluctuating tubes.
Three different constructions are shown in more detail for anchoring the inner tubes --50-- in the tube plate --51--.
In Fig. 2 you can see an inner tube --50--, which projects into a pocket tube --15--; this is in
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--11-- average --72-- above; this has a larger outer diameter than the sack tube 15-- to enable the aforementioned removal of the sack tubes --15-- through the tube plate --11--. At its lower end, the pipe section --72-- carries an outer edge --73-- and five parallel, circular triangular fins --74--, each of which extends over two diametrically opposite areas of the pipe circumference. Between these two areas, the pipe --72-- is split by two axially running longitudinal slots --75--, which run up to two transverse slots --76--.
The tube sheet --51-- has holes --80-- corresponding to the outside diameter of the tube section --72--, each of which has six triangular circular grooves --81-- corresponding to the ribs --74-- in its lower area. In the slot --75-- runs below the tube sheet --51-as a securing element, a wedge rod --82-- which extends over several tubes --50-- and is detachably attached to the tube sheet --51--.
To remove the tube --50--, first remove the relevant wedge rod --82--, then use a pliers-like tool (not shown) with a pin that engages in the tube --72-- in the area of the edge -73-- that the two fork-like ends of the pipe section --72-- can be pressed together, whereby the ribs --74-- disengage from the grooves --81--. In this state, the inner tube --50-- can be pulled out through the tube sheet --51-- using the tool mentioned. While the inner tube is being examined, an eddy current probe, for example, is inserted through the tube plate --51-- into the tube --15- and checked.
Then use the pliers-like tool mentioned to insert the tested inner pipe --50-- into the pocket pipe until the pliers touch the pipe base. If the pliers are now opened, the ribs - 74-- snap back into the grooves. If a whole series of pipes --50-- lying in line one behind the other has been checked, the rod --82-- is inserted into the slots --75-- and secured at both ends, which is not shown.
In the embodiment according to FIG. 3, the tube --72-- has a groove --83-- with an O-ring, and an upper and a lower ring --84 and 85-- of four cams arranged in a ring . An internal hexagon --86-- is provided in tube --72--. Furthermore, the tube --72-has two axial longitudinal slots --87--, in which, as in FIG. 2, a securing rod -82- runs. The bores --80-- of the tube plate --51-- are provided with a circular groove for the four upper cams - and with four axially abutting grooves --841--, through which the upper cams --84- - can be introduced.
For assembly and disassembly of the inner tube --50-- according to FIG. 3, an assembly tool, of which FIG. 4 shows the head end, is required. The head of the tool consists of a rotatable rod --88-- with a cylindrical part --89--, an external hexagon 90-, an extension - and a caliber part --92--. The rod --88-- is surrounded in the area of the cylindrical part --89-by a sleeve --93--, which has an internal circular groove --94-- and four claws --95-- arranged in the manner of a bayonet catch .
To remove the inner tube --50-- according to Fig. 3, the safety rod --82-- is first removed and then the tool is inserted axially, the outer hexagon --90-- in the inner
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hexagon --86-- engages and the lower cams --85-- of the inner tube come to rest in the groove --94--. Now the rod --88-- is turned by about 300 while the sleeve --93-- is held in place. When the rod --88-- is turned, the tube --50-- also turns, with the upper ones
Get cams --84-- into the areas of the grooves --84 '- and on the other hand the lower cams --85-- behind the claws --95--. The tool can now be axially moved away with the inner tube --50--, after which the inner tube and pocket tube can be checked.
Installation takes place in the reverse order.
5, the pipe section --72-- has a collar --96-- at the lower end, in the area of which a triangular groove --97-- is provided on the inside. In this embodiment, after removing a securing flat iron --98--, the tube is gripped from the inside by a simple manipulation tool, not shown, which engages in the groove -97--. Then a side screw, - arranged in the flesh of the tube plate --51-- between three holes --80 - is screwed --99-- with an eccentric head so that the collar --96-- is released. In this state, the inner tube --50-- can be pulled out using the manipulation tool.
6 and 7, the inner tube --50-- is guided centered by a spiral flat steel spiral --100- in the pocket tube --15--. The spiral --100--, which corresponds in cross-section to an equilateral triangle with rounded corners and curved sides, touches the inner tube --50-- in three linear areas and in three linear lines offset by 600 Areas of the inner wall of the outer or pocket pipe --15--. The --100-- element can be attached to the inner tube by spot welding, for example. It fulfills the centering function and at the same time has very favorable damping properties.
PATENT CLAIMS:
1.Double-tube heat exchanger, in which parallel sack tubes are sealed with their open ends to a first tube plate, in which parallel, straight inner tubes which are open on both sides are also attached to a second tube plate, and each of the inner tubes protrudes concentrically into a sack tube and Reaching close to its closed end, characterized in that the inner tubes (50) are detachably anchored in the tube plate (51) assigned to them in such a way that they can be individually pulled out through this plate (51).