CH195866A - Heat exchangers for thermal power plants in which a gaseous working medium, preferably air, continuously describes a closed circuit under excess pressure. - Google Patents

Heat exchangers for thermal power plants in which a gaseous working medium, preferably air, continuously describes a closed circuit under excess pressure.

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CH195866A
CH195866A CH195866DA CH195866A CH 195866 A CH195866 A CH 195866A CH 195866D A CH195866D A CH 195866DA CH 195866 A CH195866 A CH 195866A
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Description

  

      Wärmeaustauseher    für     Wärmekraftanlagen,    in welchen ein gasförmiges     Arbeitsmittel,          vorzugsweise    Luft, dauernd einen geschlossenen Kreislauf unter Überdruck beschreibt.    Die Erfindung betrifft einen     WärmeauG-          tauscher    für Wärmekraftanlagen, in welchen  ein     gasförmiges,    Arbeitsmittel, vorzugsweise  Luft, dauernd einen     geschlosenen    Kreislauf  unter Überdruck beschreibt, nach dem Pa  tentanspruch des     Hauptpatentes.     



  Wärmekraftanlagen dieser Art, bei wel  chen     das;        Arbeitsmittel    unter äusserer Ar  beitsabgabe expandieren gelassen und hier  auf wieder auf höheren Druck gebracht  wird, sowie ein Wärmeaustausch zwischen  dem expandierten und dem     wieder        verdicUte-          ten    Teildes     ArbeitsmittelGtromes    stattfindet,  haben bis jetzt keine     Verbreitung    gefunden,  weil sie nicht genügend wirtschaftlich ar  beiteten. Das hängt damit zusammen,     dass     den verschiedenen: Nebenverlusten, vor allem  denen im     Wärmeaustauscher,    nicht ge  nügende Beachtung geschenkt wurde.

   In sol  chen     Wärmeaustauschern    sind grosse Wärme  mengen vom     Arbeitsmittelstromteil    niedrigen  Druckes an den wieder auf höheren Druck    gebrachten     Arbeitsmittelstromteil    abzugeben.  Da die     Wärmeübergangszahlen    der Gase bei  Anwendung normaler Strömungsgeschwin  digkeiten verhältnismässig schlecht sind, wer  den die erforderlichen     Wärmeübergangsflä-          chen,    und damit .der ganze     Wärmeaustau-          scher,    so gross und teuer,     .dass    eine wirtschaft  liche Energieausbeute nicht möglich ist.

   Der  Wärmeübergang lässt sich zwar in bekann  tem Masse wohl dadurch verbessern, dass die       Gasgeschwindigkeiten    erhöht werden, was  zu einer Verkleinerung der     Austauscherflä-          chen    führt. Mit diesem sehr erwünschten  preislichen Vorteil ist aber der schwer  wiegende Nachteil verbunden, dass dabei die  Druckverluste in dem den     Austauscher          durchaträmenden    Arbeitsmittel derart zu  nehmen,     dass    der     erwartete    gute Gesamtwir  kungsgrad der Wärmekraftanlage durch  diese Verluste wieder unzulässig stark her  abgedrückt wird.

   Die Verluste im Wärme=       austauscher    können     schon    bei     praktisch    noch      gerade tragbaren Grössen desselben bis zu  einem Drittel der gesamten     ausnutzbaren     Energie ausmachen.  



  Zweck vorliegender Erfindung ist nun.  einen     Wärmeaustauscher    für     Wärmehraft-          a.nlagen    der erwähnten Art zu schaffen, der  es gestattet, grosse Flächen in einem     Mindest-          mass    von Raum unterzubringen, ohne dass die       Druckverluste    des die Rohre durch- und um  strömenden Arbeitsmittels gross werden.

   Zu  diesem Behufe sind bei einem     Wärmeaustaii-          ,scher    nach dem Patentanspruch des Haupt  patentes gemäss vorliegender Erfindung Rohr  schlangenbündel, die sich aus in parallelen  Ebenen     verlaufenden    Rohrschlangen zu  sammensetzen, an den U     mlenkbogen    der  Schlangen durch zwischen     benachbarte    Rohr  schlangenbündel gelegte     Zwisclien@stücke    in  ihrer gegenseitigen     Lage    gesichert,

   und es ist  ferner der Abstand     zwischen    den einzelnen       hmlenkbogen    in den Ebenen der     Robrschlan-          genbündel    mindestens um so viel grösser als  der Abstand zwischen den geraden Strängen  der Bündel, dass der freie     Durchströmquer-          schnitt    für den die     Rohrschlangen    umfliessen  den Teil de.     Arbeitstnittelstromes    auch     bei     den     Umlenkbogen    trotz der     Z-,vischenstücke     nicht kleiner als an den übrigen Stellen des       Wäizneaustauschers    ist.  



  Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine  beispielsweise     Au@sfülirungsforrn    des Erfin  dungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar       zeigt:          Fig.    1 einen Längsschnitt nach der Linie       1-I    der     Fig.    2 durch den     Wärmeaus-          tau#scher:          Fig.    2 zeigt in der linken Hälfte eine  Draufsicht dieses     'N#@'ärmeaustauschers    und  in der rechten Hälfte einen Querschnitt nach  der Linie     II-II    der     Fig.    1;

         Fig.    3 zeigt. in einem grösseren     Massstab     den untern Teil eines     Rohrbündels-.     



  1 bezeichnet Rohrschlangen, die gerade  Stränge a und diese verbindende     Umlenk-          bogen    b aufweisen. Je drei Rohrschlangen 1  sind in parallelen Ebenen zu einem Bündel         .4    vereinigt. Die einzelnen Rohrschlangen 1  sind an einer den obern Abschluss des     Wärme-          austauschers    bildenden Platte 2 hängend an  geordnet. :3 bezeichnet eine Leitung, durch  die ein Teil des     Arbeitsmittelstromes,    zum  Beispiel wieder auf höheren Druck gebrachte.  Luft, die von     aussen    noch nicht erhitzt ist,  dem     Wärmeaustauscher    zuströmt.

   Dieser Teil  des     Arbeitsmittelstromes    tritt bei 5 in die  Rohrschlangen 1 ein, um sie nach deren       Durchströmung,    das heisst nachdem er erhitzt  worden ist, bei 6 wieder zu verlassen und durch  die Leitung 7 aus dem     Wärmeaustau6cher    zu  strömen.

   Durch eine Leitung     @8    strömt ein  zweiter Teil des     Arbeitsmittelstromes,        bei-          spielsweise    die aus einer Kraftmaschine aus  tretende,     expandierte    Luft, welche also einen  niedrigeren Druck als die durch die     Leitung     3 zuströmende Luft hat und dieser     Wärme     abgeben soll, dem     Wärmeaustauscher    zu.

   An  die     Leitung    8 ist ein     weiter    unten noch aus  führlicher     beschriebener,    gekrümmter und  sich erweiternder Verteiler 9 angeschlossen,       weleher    den durch die Leitung 8 zuströmen  den Teil des     Arbeitsmittelstromes    den Rohr  schlangenbÜndeln A zuführt, die von     diesem     Teil des     Arbeitsmittels    in der Längsrichtung  im Gegenstrom umflossen werden, wobei  Bleche     1:1    und Zwischenwände 10 zu     desceii     Führung dienen.

   Der im     Wärmeaustausclier          abgekühlte    Teil des     Arbeitsmittelstromes     strömt durch den Stutzen 11 ab. Damit der  Abstand zwischen den einzelnen     Rohrschlan-          genbündeln    A gewahrt bleibt und keine  schädlichen     Schwingungen    und gegenseitige  Verlagerungen der Rohrschlangen 1 auftre  ten, sind zwischen den einzelnen Ebenen der       Rohrschlangenbündel    A an den     Umlenk-          bogen        b    der Schlangen 1 aus Blech be  stehende Zwischenstücke 12 von     Dreiecks-          form    vorgesehen.

       Durch        diese        Zwisehen-          stücke    12 werden auch ,die einzelnen, hän  gend angeordneten Schlangen 1 der Rohrbün  del in der erforderlichen Lage gehalten. L     m     dies zu erleichtern sind die     Zwichenstückc-          12    an den     Umlenkbogen        b    befestigt. Durch  diese Zwischenstücke 12 wird nun an gewis  sen Stellen der freie     Durchströmquerschnitt         für den die Rohrschlangen umfliessenden Teil  des     Arbeitsmittelstromes    verkleinert.

   Daher       müsste,    wenn keine besonderen     Massnahmen     betreffend Rohrabstand getroffen wurden,  der Durchgang des     Arbeitsmittelstromes    in  der Umgebung jener Stellen beschleunigt  werden, was mit unerwünschten, erheblichen  Druckverlusten verbunden wäre. Ein solcher  Druckverlust entsteht jedoch nur, wenn,     wie     dies für gewöhnlich der Fall ist, der Ab  stand zwischen den     einzelnen    Rohren im  ganzen     Wärmeaustauscher    praktisch überall  gleich ist.

   In der Erkenntnis, dass nur die  Unterdrückung aller     Druckverluste,    und vor  allem jener an .der Umlenkung, eine Er  höhung .der Geschwindigkeiten, und damit  eine Verkleinerung der     Austauscherflächen,          gestattet,    sind die     Umlenkbogen    b der einzel  nen Rohrschlangen 1 in den Ebenen der       Rohrschlangenbündel    in der     Längsrichtung     der geraden     ,Stränge    .der Rohrschlangen der  art verschoben, dass die Abstände     lag,        h=          (Fig.    3)

   zwischen den einzelnen Bogen jedes       Rohrschlangenbündels    in bezug auf die  Mitte der Bogen von     innen    nach aussen zu  nehmen. Infolgedessen ist auch in der Um  lenkgegend trotz der Zwischenbleche 12 der  freie     Durehströmquerschnitt    zwischen den  einzelnen     .Schlangen    1 nicht kleiner als zwi  schen den geraden Strängender Rohrschlan  gen, das heisst als an den übrigen Stellen des       Wä.rmeaustauschers.    Durch entsprechende  Bemessung der     Rohrbogenabstände    kann  gegenüber den     Durchströmstellen    zwischen  den geraden Strängen a der Rohrschlangen  die Geschwindigkeit bei der Umlenkung  selbst sogar verkleinert werden.

   Da die<B>Um_</B>       lenkverluste    einen wesentlichen Bestandteil  der     Gesamtverluste    bilden und ungefähr mit  dem Quadrat der mittleren Strömungsge  schwindigkeit wachsen, so ist es begreiflich,  dass eine Verkleinerung .der Geschwindigkeit  an ,den     Rohrbogen.stellen,    wie sie die be  schriebene Massnahme zu erreichen     gestattet,     den     Gesamtverlust    des     Austauschers    erheb  lich herabzusetzen     gestattet.    Die dreieckige  Form der Zwischenbleche 12 ist dabei inso  fern vorteilhaft,

   als sie eine Verengung des         Durchströmquerschnittes        zwischen    je zwei  Rohren 1 erst an jener Stelle bedingt, wo  bereits die Möglichkeit besteht, die Entfer  nung zwischen den Rohren der Bündel zu  vergrössern. Das ist aber bei jedem Rohr,  wenn     nur    eine Verschiebung parallel zum  geraden Rohrteil erfolgen kann, erst an der  Stelle .der     Umlenkbogen.    b selbst der Fall.  Durch die Wahl     dreieckförmiger    Zwischen  bleche 12 lässt sich also erreichen, dass keine  oder nur unwesentliche Beschleunigungen  zwischen den Rohrschlangen 1 stattfinden.

    Die     Zwischenstücke    12 werden zweckmässig  in der in     Fig.    2 angedeuteten Weise in der  Strömungsrichtung möglichst     stromschnittig          zugeschärft.     



  Eine weitere grosse Verlustquelle bilden  für gewöhnlich die Stellen, wo der von der  Leitung 8 herkommende Teil des Arbeits  mittels     unmittelbar        Zutritt    zu den Rohr  schlangenbündeln A hat. Träfe ein Arbeits  mittelstrahl von kreisförmigem Querschnitt  auf den ersten Strang a der verschiedenen       Rohrschlangenbündel    A mit verhältnismässig  grosser     Geschwindigkeit    auf, so. böten die  dahinter liegenden Teile der Bündel dem  Strahl grossen Widerstand.

   Da ferner die       Strecke        q        (Fig.    2), über :die sich die ver  schiedenen Bündel A quer zum Strahl er  strecken, ziemlich gross ist, so würden zudem  die aussen liegenden     Bündel    A sehr schlecht       beaufschlagt,    so dass auch in den weiter     hin-          ten    liegenden     Durchlässen    (in der Strömungs  richtung betrachtet) zwischen den Rohren 1  eine sehr     ungleiche    Geschwindigkeitsvertei  lung herrschen     würde,    die nur langsam und  unter Verlusten ausgeglichen werden könnte.

    Wollte man eine     gleichmässige        Beaufschla-          gung    mit .gewohnten Mitteln, das heisst       geradagigen        Verteilkanälen,    erreichen, so  müsste die     Zufuhrleitung    langsam von einem  runden in einen schmalen, rechteckigen Ka  nal übergehen, von dem aus dann die Luft  zu den     Rohrschlangenbündeln    gelangen  würde. Ein solcher     geradagiger        Verteilkanal     beansprucht aber viel Platz, da die Neigung  der divergierenden Wände gegenüber der     Age     nur wenige Grad betragen darf.

   Um mit ein-      fachen     Mitteln    zu erreichen, dass die     Beauf-          schlagung    der Rohrschlangen 1 eine gleich  mässige wird, was zu guten     Wärmeüber-          gangSzahlen    und wenig Verlusten führt, ist       zweckmässig    zwischen die Leitung 8 von  kreisförmigem Querschnitt und dem Raum  17, in welchem die     Rohrschlangenbündel    A  untergebracht sind, der bereits weiter oben  erwähnte Verteiler 9 mit eingebautem, ge  bogenem Blech 13 geschaltet.

   Der     kreisrunde.     aus der Leitung 8 tretende Strahl trifft. nun  auf das gebogene Blech 13, welches zusam  men mit den äussern Wandungen des Vertei  lers den Strahl umlenkt, wobei die     Zentrifu-          galkraft,    welche     senkrecht    zu den     Umlenk-          flächen    wirkt, ein Druckgefälle zwischen  dem Kern und den äussern Teilen des Strahls  bewirkt, so dass sich der Strahl innerhalb der  Krümmung des Verteilers 9 selbständig aus  breitet.

   Dieser Verteiler 9 mit dem Blech 13  bewirkt somit auf kleinstem     Rauin    eine       starke        Strahlverbreiterung,    so dass am Aus  trittsende des Verteilers ein flacher Strahl  von nahezu der Breite     q        des    Gesamtröhren  systems vorhanden ist und daher sämtliche       Rohrschlangenbündel        _4        gleiehmä,ssig        beauf-          schlagt        werden.     



  Die Verbreiterung das     Arbeitsmittel-          strahls    kann durch passende Wahl des       Krümmungsradius    des     Verteilers    9, und so  mit auch desjenigen des     Umlenkbleches        13,          beaimmt    werden. Vorzugsweise werden im  Verteiler mehrere parallele U     mlenkbleche          vorgesehen.    so dass der ankommende Strahl  in mehrere breite Teilströme aufgelöst wird,  wodurch eine noch gleichmässigere     Beauf-          selilagung    der     Rohr3chlangenbiindel    ermög  licht wird.  



  Da. im Strom, der die Rohrschlangen 1  umspült, ein mehr oder     -,veniger    hoher     Über-          druck,    allenfalls von einigen Atmosphären,  herrschen kann, wären die das Gesamtröhren  system von rechteckiger Grundfläche und  annähernd gleicher Seitenlänge umkleiden  den und begrenzenden Führungsbleche 11,  welche den     Rohrbogenteilen    b angepasst sind,       au.s        :ehr    dicken Blechplatten herzustellen,  um dem Innendruck standhalten zu können.

      Die Bleche müssten dort, wo sie     eben    sind,  dick sein, weil ebene     Platten    unter     Druck     sehr grossen     Biegungsbeanspruchungen    aus  gesetzt sind. Um derartiges zu vermeiden,  sind die Umhüllungsbleche 14 zweckmässig  lediglich als dünne Führungswände ausge  bildet und dafür     ihrerseits    in einen zylin  drischen, geschlossenen Behälter 15 passend  eingelassen.

       Dabei    sind in den Blechen 14  kleinste Bohrungen 1.6 angebracht, die einen       Druckausgleich    zwischen dem das gesamte       Rohrschlangensys'tem    aufnehmenden Raum  17 und den Räumen 1.8 zwischen den Füh  rungsblechen 14 und dem Behälter 15 ermög  lichen. In den zum Teil im Querschnitt     kreis-          abschnittförmigen    Zwischenräumen 18 bleibt  die Luft     bezw.    das Gas dauernd in Ruhe.

    Die Räume 18 werden für den     Betrieb    vor  teilhaft als     Isolierraum    verwendet, das heisst  mit einem passenden     Isolationsmaterial    ge  füllt, wobei die in diesen     Räumen    18 vor  handene Luft     bezw.    das vorhandene Gas die  isolierende Wirkung in vorteilhafter Weise  unterstützt. Der     Behälter    15 nimmt die Be  anspruchungen durch den Innendruck auf  und kann, da er zylindrisch ist und lediglich       Zugbean3pruchungen    erfährt, sehr dünn und  leicht gehalten werden.

   Auf diese Weise sind  die     umhüllenden        Führungsbleche    14 entlastet  und der ganze     Wärmeaustauscher    wird, trotz  der zusätzlichen     Zylinderhülle    15, bedeutend  leichter als wenn die ebenen Teile der Füh  rungsbleche 16 den ganzen     Gasüberdruck          au-zuhalten    hätten.  



  Die     Zwischenstüclze,    welche dazu dienen,  die Rohrschlangen und     Rohrbündel        gegensei-          t.ig    in der erforderlichen Lage zu halten.  können auch andere Formen als Dreiecks  form     aufweisen.  



      Heat exchangers for thermal power plants in which a gaseous working medium, preferably air, continuously describes a closed circuit under excess pressure. The invention relates to a heat exchanger for thermal power plants, in which a gaseous working medium, preferably air, continuously describes a closed circuit under excess pressure, according to the patent claim of the main patent.



  Thermal power plants of this type, in which the; Work equipment is allowed to expand under external work and is brought up to a higher pressure again, as well as heat exchange between the expanded and the re-condensed part of the work equipment stream, have not yet found widespread use because they have not worked economically enough. This is due to the fact that the various: secondary losses, especially those in the heat exchanger, were not given sufficient consideration.

   In such heat exchangers, large amounts of heat are to be given off from the working medium flow part of low pressure to the working medium flow part brought back to higher pressure. Since the heat transfer coefficients of the gases are relatively bad when normal flow rates are used, the required heat transfer surfaces, and thus the entire heat exchanger, are so large and expensive that an economical energy yield is not possible.

   The heat transfer can be improved to a known extent by increasing the gas velocities, which leads to a reduction in the size of the exchanger surfaces. This very desirable price advantage is associated with the serious disadvantage that the pressure losses in the working fluid breathing through the exchanger have to be reduced in such a way that the expected good overall efficiency of the thermal power plant is again inadmissibly suppressed by these losses.

   The losses in the heat exchanger can account for up to a third of the total usable energy, even if the size is still practically acceptable.



  The purpose of the present invention is now. To create a heat exchanger for heat transfer systems of the type mentioned, which allows large areas to be accommodated in a minimum of space without the pressure losses of the working medium flowing through and around the pipes becoming large.

   For this purpose, in a heat exchanger, according to the patent claim of the main patent according to the present invention, tube snake bundles, which are composed of tube snakes running in parallel planes, are attached to the U-bend of the snakes by intermediate pieces placed between adjacent tube snake bundles mutual situation secured,

   and furthermore the distance between the individual hinge bends in the planes of the tube coils is at least so much greater than the distance between the straight strands of the bundle that the free flow cross-section for which the tube coils flow around the part. Even with the deflection bends, despite the Z, intermediate pieces, the working medium flow is not smaller than at the other points of the heat exchanger.



  The accompanying drawing shows an example of an embodiment of the subject of the invention, namely: FIG. 1 shows a longitudinal section along line 1-I of FIG. 2 through the heat exchanger: FIG. 2 shows in the left half a plan view of this 'N # @' heat exchanger and in the right half a cross section along the line II-II of FIG. 1;

         Fig. 3 shows. on a larger scale the lower part of a tube bundle.



  1 denotes pipe coils which have straight strands a and bends connecting them. Three coils 1 are combined in parallel planes to form a bundle .4. The individual pipe coils 1 are arranged hanging on a plate 2 forming the upper end of the heat exchanger. : 3 denotes a line through which part of the working medium flow, for example brought back to a higher pressure. Air that has not yet been heated from the outside flows into the heat exchanger.

   This part of the working medium flow enters the pipe coils 1 at 5 in order to leave it again at 6 after it has flowed through, that is, after it has been heated, and to flow through the line 7 from the heat exchanger.

   A second part of the working medium flow flows through a line @ 8, for example the expanded air exiting an engine, which has a lower pressure than the air flowing in through the line 3 and is intended to give off heat, to the heat exchanger.

   A curved and widening distributor 9, described in more detail below, is connected to the line 8, which feeds the part of the working medium flow to the pipe serpentine bundles A, which this part of the working medium flows around in the longitudinal direction in countercurrent be, with sheets 1: 1 and partitions 10 to desceii serve.

   The part of the working medium flow cooled in the heat exchanger flows off through the nozzle 11. To ensure that the distance between the individual pipe coil bundles A is maintained and that no harmful vibrations and mutual displacements of the pipe coils 1 occur, intermediate pieces 12 of triangles are located between the individual levels of the pipe coil bundles A on the deflection bends of the coils 1 made of sheet metal - form provided.

       By means of these intermediate pieces 12, the individual, hanging snakes 1 of the tube bundles are also held in the required position. To facilitate this, the intermediate pieces 12 are attached to the deflection bend b. Through these intermediate pieces 12, the free flow cross-section for the part of the working medium flow flowing around the coils is now reduced at certain points.

   Therefore, if no special measures were taken with regard to pipe spacing, the passage of the working medium flow in the vicinity of those points would have to be accelerated, which would be associated with undesirable, considerable pressure losses. However, such a pressure loss occurs only when, as is usually the case, the distance between the individual tubes in the entire heat exchanger is practically the same everywhere.

   Recognizing that only the suppression of all pressure losses, and above all those at the deflection, an increase in the speeds and thus a reduction in the exchanger surfaces, are permitted, the bends b of the individual pipe coils 1 are in the planes of the pipe coil bundle in the longitudinal direction of the straight, strands of the tube coils shifted in such a way that the distances lay, h = (Fig. 3)

   between the individual bends of each coil bundle from the inside to the outside in relation to the center of the bends. As a result, despite the intermediate plates 12, the free flow cross-section between the individual .Schlangen 1 is not smaller than between the straight strands of the Rohrschlan conditions, that is, than at the other points of the Wä.rmeaustauschers. By appropriately dimensioning the pipe bend distances, the speed of the deflection itself can even be reduced compared to the flow points between the straight strands a of the pipe coils.

   Since the deflection losses form an essential part of the total losses and increase approximately with the square of the mean flow velocity, it is understandable that a reduction in the velocity at the pipe bend, as it is the case with the be allowed to achieve the measure allowed, the total loss of the exchanger allowed to reduce considerably. The triangular shape of the intermediate plates 12 is advantageous insofar as

   when it causes a narrowing of the flow cross-section between two tubes 1 only at that point where there is already the possibility of increasing the distance between the tubes of the bundle. But with every pipe, if only a shift can take place parallel to the straight pipe part, only at the point of the deflection bend. b itself the case. By choosing triangular intermediate plates 12, it can be achieved that no or only insignificant accelerations take place between the pipe coils 1.

    The intermediate pieces 12 are expediently sharpened as streamlined as possible in the flow direction in the manner indicated in FIG.



  Another major source of loss is usually the places where the part of the work coming from the line 8 has direct access to the tube coil bundles A. If a working medium jet of circular cross-section were to strike the first strand a of the various coil bundles A at a relatively high speed, then so. the parts of the bundle lying behind would offer great resistance to the beam.

   Furthermore, since the distance q (Fig. 2), over which the various bundles A extend transversely to the beam, is quite large, the outside bundles A would also be very poorly acted upon, so that in the further th lying passages (viewed in the direction of flow) between the pipes 1 a very unequal speed distribution would prevail, which could only be compensated slowly and with losses.

    If one wanted to achieve an even loading with the usual means, i.e. straight distribution channels, the supply line would have to slowly change from a round to a narrow, rectangular channel, from which the air would then reach the tube bundles. Such a straight distribution channel, however, takes up a lot of space, since the inclination of the diverging walls relative to the age may only be a few degrees.

   In order to achieve with simple means that the loading of the pipe coils 1 is uniform, which leads to good heat transfer coefficients and few losses, it is expedient between the line 8 of circular cross section and the space 17 in which the Coiled tube bundles A are accommodated, the manifold 9 already mentioned above with built-in, ge bent sheet metal 13 switched.

   The circular one. from the line 8 emerging beam hits. now onto the bent sheet metal 13 which, together with the outer walls of the distributor, deflects the jet, the centrifugal force, which acts perpendicular to the deflecting surfaces, causing a pressure gradient between the core and the outer parts of the jet, so that the beam spreads out independently within the curvature of the distributor 9.

   This manifold 9 with the sheet metal 13 thus causes a strong beam broadening in the smallest of spaces, so that at the exit end of the manifold there is a flat beam of almost the width q of the overall pipe system and therefore all coil bundles _4 are equally acted upon.



  The broadening of the working medium jet can be determined by a suitable choice of the radius of curvature of the distributor 9, and thus also that of the deflection plate 13. Preferably, several parallel u-bend plates are provided in the distributor. so that the incoming jet is broken up into several broad partial flows, which enables an even more uniform exposure of the bundle of tubes.



  There. In the stream that washes around the coils 1, a more or more high overpressure, possibly of a few atmospheres, could prevail, would enclose the entire pipe system with a rectangular base and approximately the same side length and delimiting guide plates 11, which the pipe bend parts b are adapted, except: rather thick sheet metal plates to be able to withstand the internal pressure.

      The sheets would have to be thick where they are flat, because flat plates are subjected to very high bending loads under pressure. In order to avoid this, the cladding sheets 14 are expediently only formed out as thin guide walls and for this purpose in turn inserted into a cylindrical, closed container 15.

       In this case, 14 smallest bores 1.6 are made in the sheets 14, which allow a pressure equalization between the entire Rohrschlangensys'tem receiving space 17 and the spaces 1.8 between the guide plates 14 and the container 15 union. In the intermediate spaces 18, some of which are circular in cross section, the air remains or. the gas constantly at rest.

    The rooms 18 are used for operation before geous as an isolation room, that is, filled with a suitable insulation material, the BEZW in these rooms 18 before existing air. the gas present supports the insulating effect in an advantageous manner. The container 15 absorbs the stresses caused by the internal pressure and, since it is cylindrical and only experiences tensile stresses, it can be kept very thin and light.

   In this way, the enveloping guide plates 14 are relieved and the entire heat exchanger is, despite the additional cylinder shell 15, significantly lighter than if the flat parts of the guide plates 16 had to withstand the entire gas overpressure.



  The intermediate pieces, which serve to hold the pipe coils and pipe bundles mutually in the required position. can also have shapes other than triangular.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Wärmeaustauscher für Wärmekraftan lagen, in welchen ein gasförmiges Arbeits mittel, vorzugsweise Luft, dauernd einen ge schlossenen Kreislauf unter Überdruck be schreibt, nach dem Patentanspruch des Hauptpatente, dadurch gekennzeichnet, dass Rohrschlanenbündel, die sich aus in par- Im allel: PATENT CLAIM: Heat exchangers for thermal power plants in which a gaseous working medium, preferably air, continuously describes a closed circuit under overpressure, according to the patent claim of the main patent, characterized in that tube coil bundles, which consist of par- In allel: en Ebenen verlaufenden Rohrschlangen zusammensetzen, an den Umlenkbogen der Schlangen durch zwischen benachbarte Rohr schlangenbündel gelegte Zwischenstücke in ihrer gegenseitigen Lage gesichert sind und dass der Abstand zwischen den einzelnen Umlenkbogen in den Ebenen der Rohrschlan- genbündeil mindestens um so viel grösser als der Abstand zwischen den geraden Strängen der Bündel ist, .dass : The coils of pipes running en planes are secured in their mutual position on the bends of the bends by means of spacers placed between adjacent bundles of bundles of pipes and that the distance between the individual bends in the planes of the bunch of pipes is at least as much greater than the distance between the straight ones Strands of the bundle, .that: der freie Durchström- querschnitt für den die Rohrschlangen um fliessenden Teil des: Arbeitsmittelstromes auch bei den Umlenkbogen trotz der Zwi schenstücke nicht kleiner als an den übri gen Stellen des Wärmeaustauschers ist. UNTERAN SPRüCHE 1. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch. the free flow cross-section for the part of the working medium flowing around the pipe coils is not smaller than at the other points of the heat exchanger, even at the deflection bends, despite the intermediate pieces. SUBJECT DISCLAIMERS 1. Heat exchanger according to claim. .dadurch ,gekennzeichnet, dass :der Abstand zwischen den Umlenkbogen eines Rohr- schlangenbünddls in bezug auf :die Mitte .der Umlenkbogen von innen nach aussen zunimmt. 2. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Rohrschlangen eines Bündels hängend an geordnet und auch ihrerseits .durch die als dreieckförmige Bleche ausgebildeten Zwi schenstücke in der erforderlichen Lage ge halten werden. . characterized in that: the distance between the deflection bends of a tube coil bundle in relation to: the center. of the deflection bends increases from the inside to the outside. 2. Heat exchanger according to claim, characterized in that the individual coils of a bundle are arranged hanging on and also in turn .by the intermediate pieces designed as triangular sheets are kept in the required position. ä.. Wärmeaustauseher nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, ,dadurch gekenn zeichnet, dass die Zwischenstücke an den Umlenkbogen befestigt ,sind. Ä .. Heat exchanger according to claim and dependent claim 2, characterized in that the intermediate pieces are attached to the deflection bend. 4. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekenzeichnet, dass dem die Rohr schlangen umfliessenden Teildes Arbeits- mittelstromes unmittelbar vor seinem Zu- tritt zu den Rohrschlangenbündeln : 4. Heat exchanger according to claim, characterized in that the part of the working medium flow flowing around the pipe coils immediately before its entry to the pipe coil bundles: durch eine Richtungsänderung in einem ge krümmten, sich erweiternden Verteiler eine derartige iStrahlverbreiterung aufge zwungen wird, .dass er sämtliche Rohr schlangenbündel gleichmässig beaufschlägt. 5. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, .dadurch gekenn zeichnet, dass in den Verteiler mindestens ein Umlenkblech eingebaut ist, ,durch wel ches : By changing direction in a curved, widening manifold, such a beam broadening is forced that it evenly acts on all tube and snake bundles. 5. Heat exchanger according to claim and dependent claim 4, characterized by the fact that at least one baffle is built into the distributor, through which: das durchströmende Arbeitsmittel in Teilströme unterteilt wird. 6. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, ,dadurch gekennzeichnet, dass die verschie :denen vertikal angeordneten Rohrschlan- genbündel ein Gesamtröhrensystem von rechteckiger Grundfläche mit annähernd gleicher Seitenlänge bilden, welches von lediglich der Stromführung : the working medium flowing through is divided into partial flows. 6. Heat exchanger according to claim, characterized in that the different: which vertically arranged tube coil bundles form an overall tube system of rectangular base area with approximately the same side length, which of only the current conduction: dienenden Blechen umgeben und in einen zylinder- förmigen Behälter eingesetzt ist, wobei durch .in jenen Blechen vorgesehene Öff nungen eine Verbindung zwischen dem von den Blechen umschlossenen Raum und dem von diesen Blechen und dem Behäl ter begrenzten Raum hergestellt ist. serving sheets and is inserted into a cylindrical container, with openings provided in those sheets opening a connection between the space enclosed by the sheets and the space bounded by these sheets and the container.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2001075383A1 (en) * 2000-03-31 2001-10-11 Innogy Plc A heat exchanger

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