Stehender Röhrenwärmeaustauscher. Die Erfindung betrifft einen stehenden Röhrenwärmeaustauscher, in welchem ein Me dium durch Rauchgase, die am obern Ende des Austauschers zugeführt werden, im Gegen strom zu erhitzen ist.
Röhrenwärmeaustauscher dieser Art kom men zum Beispiel zur Aufstellung in Wärme kraftanlagen, in denen das Arbeitsmittel einen geschlossenen Kreislauf durchläuft und diesem Arbeitsmittel in einem Erhitzer indirekt äussere Wärme zuzuführen ist. . Erhitzer für solche Anlagen weisen für gewöhnlich eine ansehn liche Höhe auf, wobei die Rauchgase häufig am obern Ende aus denselben abströmen, so dass sie in beträchtlicher Höhe über Flur anfallen. Namentlich bei Erhitzern mit Öl- oder Kohlen staubfeuerung ist dann die für die Verbren nung benötigte Frischluft ebenfalls von oben her den im obern Teil des Erhitzers ange ordneten Brennern zuzuführen.
Ist nun in Ver bindung mit einem solchen Erhitzer ein Vor wärmer für die benötigte Verbrennungsluft aufzustellen, damit darin diese Luft durch Abgase des Erhitzers aufgeheizt wird, so wer den am Brennluftvorwärmer die Stutzen für die eintretenden Rauchgase und für die austretende, aufgeheizte Verbrennungsluft zweckmässig oben am Vorwärmer angeordnet, da sich bei einer solchen Anordnung-lange Verbindungsleitungen vermeiden lassen.
Die im Vorwärmer aufzuheizende Frischluft wird vorteilhafterweise - aus dem obern Teil 'des Maschinenraumes abgesogen; da gegen die Decke dieses Baumes hin eine um einige Grad höhere Temperatur herrscht als unmittelbar über Flur.
Im Zusammenhange mit solchen Röhren wärmeaustauschern stellt sich nun die Auf gabe, in einem stehenden Rohrbündel einen Wärmeaustausch zwischen der aufzuheizenden Frischluft und den Wärme abgebenden Rauch gasen im Gegenstrom zu ermöglichen und ferner den Wärmeinhalt der aus dem Erhitzer ausströmenden Abgase möglichst weitgehend für das Aufheizen der Verbrennungsluft aus zunutzen. Um diesen verschiedenen Forderun gen zu genügen, sind bei einem Röhren- wärmeaustauscher der eingangs erwähnten Art gemäss der Erfindung achsgleich zu einem Rohrbündel einmal als zuinnerst gelegener Körper ein :Kaminrohr und sodann ein letzte res unter Freilassung eines ringförmigen Zwischenraumes umgebendes, zweites Rohr eingebaut.
Dabei durchströmt das aufzuhei zende Medium vorerst jenen Zwischenraum, und die aus dem genannten Rohrbündel aus tretenden, darin schon auf eine tiefere Tem peratur gebrachten Rauchgase durchströmen im Gegenstrom zu jenem Medium noch das Kaminrohr, wobei sie weitere Wärme diesem Medium abgeben. Bei Anwendung der Erfin dung braucht lein besonderes Hochkamin mit einem eigenen Fundament vorgesehen zu wer den, was "erhebliche ;Kosten 'zu ersparen er laubt.
Ferner ermöglicht die Bauart nach der Erfindung eine weitgehende Ausnutzung der Wärme der was sich wärmewirtschaftlich günstig auswirkt, Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungs- gegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt:
Fig. -1 einen axialen Längsschnitt durch einen Röhrenwärmeaustauscher, in welchem in einem Erhitzer als Verbrennungsluft die nende Frischluft durch Rauchgase im Gegen strom zu erhitzen ist.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
In den Figuren bezeichnet 1 den zylin drischen Mantel eines stehenden- Röhrenwärme- austauschers, in welchem durch ein Rohr 2 einströmende Frischluft in einem senkrechten Rohrbündel 3 durch Wärmeaustausch mit Rauchgasen aufzuheizen ist.
Letztere kommen von einem nicht gezeigten Erhitzer her, tre ten oben durch einen Stutzen 4 ins Innere des Mantels und durchströmen von oben nach unten die Rohre des Bündels 3 von ringför migem Querschnitt. Achsgleich zu diesem Rohrbündel 3 ist als zuinnerst gelegener Körper des Wärmeaustauschers ein Kaminrohr "5 vorgesehen, das zum Teil aus dem Mantel 1 herausragt. Ferner ist in den Wärmeaustau- scher ein zweites Rohr 6 eingebaut, welches das Kaminrohr 5 unter Freilassung eines ringförmigen Zwischenraumes 7 umgibt.
Die durch das Rohr 2- eintretende Frischluft durch strömtvon oben nach unten den Zwischenraum 7, während die unten aus den Röhren des Bün dels 3 austretenden, darin bereits weitgehend abgekühlten Rauchgase gezwungen werden, das Kaminrohr 5 von unten nach oben zu durchströmen. Dabei findet ein Wärmeaus tausch mit der im Gegenstrom fliessenden Frischluft statt, so dass die Rauchgase beim Durchströmen des Kaminrohres 5 eine weitere Abkühlung erfahren, d. h. es wird denselben weiter Wärme entzogen, die aber nutzbrin gend zum Aufheizen der durch das Rohr 2 eingeströmten Frischluft verwertet wird.
Die im Zwischenraum 7 vorgewärmte Frischluft tritt unten in das Rohrbündel 3 ein und umspült im Gegenstrom zu den Rauchgasen die Rohre dieses Bündels, um schliesslich im erhitzten Zustand durch den Stutzen 8 auszutreten und anschliessend in dem schon erwähnten, nicht gezeigten Erhitzer als Verbrennungsluft zu dienen.
Die untere, tragende Platte 9, an welcher die untern Enden der Rohre des Bündels 3 und das Kaminrohr 5 befestigt sind, ist fest angeordnet, da sie nur mit verhältnismässig kalten Gasen in Berührung kommt. Zudem ist sie durch eine Anzahl Säulen 10 abge stützt, so dass sie sich verhältnismässig dünn bemessen lässt, was hinsichtlich Wärmebean spruchung und mit Rücksicht auf die grosse Anzahl von Löchern, die in diese Platte 9 zu bohren ist, günstig- ist. Die obere Platte<B>11</B> des Rohrbündels 3 ist dagegen durch ein ela stisches Rohrstück 12 mit dem Mantel 1 verbun den, so dass sie nach oben ausweichen kann.
Da daher diese Platte Il keinen von Wärme dehnungen herrührenden zusätzlichen Kräften ausgesetzt ist, lässt sie sich dünn bemessen, so dass sie allfälligen ungleichen Wärmedeh- nungen leichter folgen kann. Teil<B>13</B> des Kaminrohres 5 ist als elastisches Rohr stück ausgebildet.
Vertical tubular heat exchanger. The invention relates to an upright tubular heat exchanger in which a medium is to be heated in countercurrent by flue gases which are supplied at the upper end of the exchanger.
Tubular heat exchangers of this type come, for example, for installation in thermal power plants, in which the working fluid runs through a closed circuit and external heat is indirectly supplied to this working fluid in a heater. . Heaters for such systems usually have a considerable height, with the flue gases often flowing out of the same at the top, so that they arise at a considerable height above the floor. In the case of heaters with oil or coal dust firing, in particular, the fresh air required for the combustion must then also be supplied from above to the burners in the upper part of the heater.
Is now in connection with such a heater in front of a heater for the required combustion air to set up so that this air is heated by the exhaust gases of the heater, so who the on the combustion air preheater, the nozzle for the incoming flue gases and for the exiting, heated combustion air, conveniently on top Arranged preheater, since long connecting lines can be avoided with such an arrangement.
The fresh air to be heated in the preheater is advantageously - sucked out of the upper part of the machine room; because the temperature towards the ceiling of this tree is a few degrees higher than directly above the corridor.
In connection with such tube heat exchangers, the task now arises, in a standing tube bundle, to enable heat exchange between the fresh air to be heated and the flue gases emitting heat in a countercurrent flow and furthermore the heat content of the exhaust gases flowing out of the heater as much as possible for heating the combustion air take advantage of. In order to meet these various requirements, in a tubular heat exchanger of the type mentioned according to the invention, a chimney pipe and then a second pipe surrounding an annular space are installed on the same axis as a pipe bundle.
The medium to be heated first flows through that space, and the flue gases exiting the said tube bundle and already brought to a lower temperature flow through the chimney pipe in countercurrent to that medium, giving off more heat to this medium. When using the inven tion, a special tall chimney with its own foundation needs to be provided to whoever, which allows "considerable costs" to be saved.
Furthermore, the design according to the invention enables extensive utilization of the heat, which has a beneficial effect in terms of heat economy. The accompanying drawing illustrates an example of an embodiment of the subject matter of the invention, namely:
Fig. -1 is an axial longitudinal section through a tubular heat exchanger, in which in a heater as combustion air, the fresh air is to be heated by flue gases in countercurrent.
FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.
In the figures, 1 denotes the cylindrical jacket of an upright tubular heat exchanger in which fresh air flowing in through a pipe 2 is to be heated in a vertical pipe bundle 3 by exchanging heat with flue gases.
The latter come from a heater, not shown, tre th up through a nozzle 4 inside the shell and flow through the tubes of the bundle 3 of ringför shaped cross-section from top to bottom. Coaxial to this tube bundle 3, a chimney pipe 5 is provided as the innermost body of the heat exchanger, which partly protrudes from the jacket 1. Furthermore, a second pipe 6 is built into the heat exchanger, which the chimney pipe 5 leaving an annular gap 7 free surrounds.
The fresh air entering through the pipe 2- flows through the space 7 from top to bottom, while the flue gases exiting below from the tubes of the bundle 3 and already largely cooled therein are forced to flow through the chimney pipe 5 from bottom to top. In this case, there is a heat exchange with the fresh air flowing in countercurrent, so that the flue gases experience a further cooling as they flow through the chimney pipe 5, ie. H. heat is withdrawn from the same, but it is used to heat the fresh air that has flown in through the tube 2.
The fresh air preheated in the space 7 enters the tube bundle 3 below and flows around the tubes of this bundle in countercurrent to the flue gases, in order to finally exit through the nozzle 8 in the heated state and then serve as combustion air in the already mentioned, not shown heater.
The lower, supporting plate 9, to which the lower ends of the tubes of the bundle 3 and the chimney pipe 5 are attached, is fixedly arranged, since it only comes into contact with relatively cold gases. In addition, it is supported by a number of columns 10, so that it can be made relatively thin, which is beneficial in terms of heat stress and with regard to the large number of holes to be drilled in this plate 9. The upper plate 11 of the tube bundle 3, on the other hand, is connected to the jacket 1 by an elastic pipe section 12 so that it can move upwards.
Since this plate II is therefore not exposed to any additional forces resulting from thermal expansions, it can be made thin so that it can more easily follow any uneven thermal expansions. Part <B> 13 </B> of the chimney pipe 5 is designed as an elastic pipe piece.