CH642164A5 - Surface heat exchanger having a horizontal tube bundle - Google Patents

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CH642164A5
CH642164A5 CH460179A CH460179A CH642164A5 CH 642164 A5 CH642164 A5 CH 642164A5 CH 460179 A CH460179 A CH 460179A CH 460179 A CH460179 A CH 460179A CH 642164 A5 CH642164 A5 CH 642164A5
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CH
Switzerland
Prior art keywords
steam
tube bundle
chamber
tubes
heat exchanger
Prior art date
Application number
CH460179A
Other languages
German (de)
Inventor
Vladimir Suchy
Zdenek Roth
Josef Altmann
Original Assignee
Skoda Np
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22GSUPERHEATING OF STEAM
    • F22G1/00Steam superheating characterised by heating method
    • F22G1/005Steam superheating characterised by heating method the heat being supplied by steam

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Description

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PATENTANSPRÜCHE entstehenden Kondensats zu, das ständig einen grösseren Teil PATENT CLAIMS to condensate, which is always a large part

1. Oberflächen-Wärmeaustauscher mit einem horizonta- des Durchgangsquerschnitts des Rohrs ausfüllt. Umgekehrt len Rohrbündel, mit einer Dampfkammer (3), einer Trenn- nimmt der Dampfanteil in dem durchfliessenden Gemisch aus wand (4) und mit U-förmigen Rohren (7,8), deren äussere Wasser und Dampf nach und nach ab, bis am Ende des Kon-Oberfläche die Gesamt-Wärmeaustauschfläche bildet, und 5 densationsprozesses Ansammlungen von Kondensat entste-mit einem Strömungsgleichrichterkanal (30), dadurch ge- hen, die Dampfblasen einschliessen. Diese Strömung ist äus-kennzeichnet, dass die Gesamt-Wärmeaustauschfläche durch serst unstabil und führt zu Druckpulsationen und Wärmepul-ein Haupt-Rohrbündel (5), dessen Rohre (7) in senkrechten sationen des Gemisches im Innern des Rohres, was im Betrieb Ebenen parallel zur Längsachse des Oberflächen-Wärmeaus- zu einer gefährlichen Ermüdungsbeanspruchung der Verbin-tauschers angeordnet sind, und durch mindestens ein Neben- 10 dung mit der Rohrwand und zu einem raschen Verlust an Rohrbündel (6,), dessen Rohre (8) in waagrechten Ebenen Dichtheit führt. 1. Fills the surface heat exchanger with a horizontal passage cross-section of the pipe. Conversely len tube bundle, with a steam chamber (3), a separator, the proportion of steam in the flowing mixture of wall (4) and with U-shaped tubes (7,8), the outer water and steam of which gradually decreases until The total heat exchange surface forms at the end of the Kon surface, and 5 condensation accumulations occur with a flow straightener channel (30), thereby trapping the vapor bubbles. This flow is characterized by the fact that the total heat exchange surface is very unstable and leads to pressure pulsations and heat pulses - a main tube bundle (5), the tubes (7) of which are in vertical positions of the mixture inside the tube, which are parallel in operation levels to the longitudinal axis of the surface heat to a dangerous fatigue stress of the connector exchanger, and by at least one extension with the pipe wall and to a rapid loss of pipe bundle (6,), the pipes (8) of which are tight in horizontal planes leads.

parallel zur Längsachse des Wärmeaustauschers angeordnet Die Dampfmenge, die in die einzelnen Rohre eintritt, ist sind, und deren Wärmeaustauschfläche wesentlich kleiner ist durch das Druckgefalle beeinflusst, das sich zwischen dem als die Wärmeaustauschfläche des Haupt-Rohrbündels (5), Eingangsteil und dem Ausgangsteil der Dampfkammer eingebildet ist, wobei diese Fläche im Strömungsgleichrichterka- 15 stellt. Dabei kondensiert im Innern der Rohre, die durch den nal (30) untergebracht ist, der durch Längswände (31), die noch kalten Arbeitsdampf umströmt werden, der Heizdampf entlang der Seiten des Haupt- und Neben-Rohrbündels (5,6) in Folge des grösseren Wärmegefälles schneller als in den angeordnet sind, und durch Querwände (32) an beiden Enden Rohren, die durch den schon erwärmten Arbeitsdampf um-der Längswände gebildet ist, und wobei das Neben-Rohrbün- flössen werden. Im Ausgangsteil der Dampfkammer kann es del (6) unterhalb des Haupt-Rohrbündels (5) untergebracht 20 daher zu einer Rückströmung des nicht kondensierten Heizist, dessen Rohre (7) aus einem Eingangsraum (10) der dampfs aus den durch den erwärmten Arbeitsdampf um-Dampfkammer (3) ausgehen und in einen Ausgangsraum (11) strömten Rohren in die Ausgangsabschnitte derjenigen Rohre der Dampfkammer (3) münden, wogegen die Rohre (8) des kommen, die durch den kalten Arbeitsdampf umflossen wer-Neben-Rohrbündels (6) aus einer Eingangskammer (15) der den. Dieser Rückfluss bildet im Dampf die Ursache des Ent-Dampfkammer (3) ausgehen und in eine Ausgangskammer 25 Stehens von weiteren Pulsationen mit ähnlichen ungünstigen (16) der Dampfkammer (3) münden. Effekten, wie sie schon vorher beschrieben wurden. Ausser- arranged parallel to the longitudinal axis of the heat exchanger The amount of steam that enters the individual tubes is, and the heat exchange surface of which is significantly smaller is influenced by the pressure drop, which is between the than the heat exchange surface of the main tube bundle (5), inlet part and outlet part of the Steam chamber is formed, this surface being in the flow straightener 15. The heating steam condenses in the interior of the tubes, which is accommodated by the channel (30), the longitudinal steam (31), which still has cold working steam flowing around them, along the sides of the main and secondary tube bundles (5, 6) of the greater heat gradient are arranged faster than in, and through transverse walls (32) at both ends of pipes, which is formed by the already heated working steam around the longitudinal walls, and the secondary pipe runs are. In the outlet part of the steam chamber, del (6) below the main tube bundle (5) can therefore be accommodated 20 for a return flow of the uncondensed heater, the tubes (7) of which come from an input space (10) of the steam from the working steam heated by the working steam. Steam chamber (3) go out and into an outlet space (11) pipes flow into the outlet sections of those tubes of the steam chamber (3), whereas the tubes (8) come which are surrounded by the cold working steam and who-beside-tube bundle (6) an entrance chamber (15) of the. This reflux forms the cause of the de-steam chamber (3) in the steam and emanate into an exit chamber 25 standing from further pulsations with similar unfavorable (16) of the steam chamber (3). Effects as previously described. Except-

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn- dem kommt es im Innern der betroffenen Rohre zur Anzeichnet, dass der Eingangsraum (10) der Dampfkammer (3) Sammlung von nicht kondensierenden Gasen und dadurch zu vom Ausgangsraum (11) der Dampfkammer (3) durch eine einer funktionellen Ausschaltung eines Teils der Wärmeaus-obere Horizontalwand (12) abgeteilt und mit einem Ein- so tauschfläche. 2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that it occurs inside the pipes concerned that the entrance space (10) of the steam chamber (3) collects non-condensing gases and thereby leads to the exit space (11) of the steam chamber (3). divided by a functional switch-off of part of the heat-out upper horizontal wall (12) and with an exchange surface.

gangsstutzen (9) für den Heizdampf versehen ist, wogegen der Falls die Rohre im Rohrbündel so zusammengebaut sind, Ausgangsraum (11) mit der Dampf kammer (3) von der Ein- dass der zu erwärmende Arbeitsdampf senkrecht zu den Ebe-gangskammer (15) und von der Ausgangskammer (16) durch nen derselben fliesst, werden beide Zweige eines jeden Rohrs eine untere Horizontalwand (13) abgeteilt ist, dieser Aus- durch Dampf mit der gleichen Temperatur umströmt, und die gangsraum (11) mit der Eingangskammer (15) durch einen 35 Wärme (Temperatur) der Wände der Rohre ist in beiden Übergangsstutzen (17) verbunden und mit einem Abflussstut- Zweigen praktisch dieselbe, sodass eine Wärmespannung aus zen (18) für das Kondensat und mit einem Ausgleichsstutzen dem Unterschied der Temperaturen in den Zweigen ausge-(19) versehen ist, während die Ausgangskammer (16), die von schlössen ist. Eine solche Anordnung des Rohrbündels weist der Eingangskammer (15) durch eine Vertikalwand (14) abge- jedoch einen bedeutenden Unterschied in der Menge des konteilt ist, mit einem Ablauf (20) für das Kondensatz und mit ei- 40 densierten Heizgases in den einzelnen Reihen in Richtung der nem Abblasstutzen (21) versehen ist. Arbeitsdampfströmung auf. Es wird jedoch auch eine Va riante des Rohrbündels, in welchem die Rohre in zur Strö- duct (9) for the heating steam is provided, whereas if the pipes are assembled in the tube bundle, the outlet space (11) with the steam chamber (3) from the inlet that the working steam to be heated is perpendicular to the entrance chamber (15) and from the outlet chamber (16) flows through the same, both branches of each tube are divided into a lower horizontal wall (13), this outlet flows around with steam at the same temperature, and the passage space (11) with the inlet chamber (15) by a 35 heat (temperature) of the walls of the pipes is connected in both transition sockets (17) and practically the same with a discharge pipe branch, so that a thermal tension from zen (18) for the condensate and with a compensation pipe the difference in the temperatures in the branches out- (19) is provided, while the exit chamber (16), which is of locks. Such an arrangement of the tube bundle has the entrance chamber (15) separated by a vertical wall (14), but there is a significant difference in the amount that is divided, with an outlet (20) for the condensate set and with densified heating gas in the individual rows is provided in the direction of the exhaust port (21). Working steam flow on. However, there will also be a variant of the tube bundle in which the tubes

mungsrichtung des Arbeitsdampfes parallelen Ebenen liegen, direction of the working steam are parallel planes,

benutzt. Diese Variante bringt eine grössere Ausgeglichenheit used. This variant brings a greater balance

Die bisherigen Oberflächen-Wärmeaustauscher dieses . 45 in der Verteilung des Heizgases in den einzelnen Reihen und Typs werden bei Turboaggregaten für Sattdampf angewen- insgesamt eine kleinere Menge des nicht kondensierten det, wo sie zum Zwischenüberhitzen des Arbeitsdampfs nach Dampfs im Verhältnis zur Menge des zugeführten Heizdamp-einer teilweisen Expansion im Hochdruckteil der Dampftur- fes. Der Unterschied der Temperaturen der Wände eines je-bine und nach einer mechanischen Ausscheidung der Wasser- den Rohrs in den einzelnen Zweigen, der durch die Temperatropfen in einer vorgeschalteten Separationsvorrichtung ver- 50 tur des zu erwärmenden Arbeitsdampfes beeinflusst wird, wendet werden. Der Arbeitsdampf umströmt die äussere kann jedoch, insbesondere bei den äusseren Rohren des The previous surface heat exchanger this. 45 in the distribution of the heating gas in the individual rows and types, a small amount of uncondensed steam is used in total for turbo units for saturated steam, where they are used to reheat the working steam after steam in relation to the amount of heating steam supplied - a partial expansion in the high pressure part of the Steam turf. The difference in the temperatures of the walls of each and after a mechanical separation of the water pipe in the individual branches, which is influenced by the temperature drops in an upstream separation device in relation to the working steam to be heated, is used. However, the working steam flows around the outer one, especially in the outer tubes of the

Oberfläche der Rohre, meistenteils in einer zu den Achsen Rohrbündels, bedeutende Werte erreichen. Bei verhältnis-derselben senkrechten Richtung, wobei er erwärmt wird. Der mässig langen geraden Abschnitten der Rohre können die Heizdampf mit einem höheren Druck als der Druck des Ar- Wärmespannungen, die durch die Temperaturdifferenz in den beitsdampfs wird in die Dampfkammer des Rohrbündels ge- 55 beiden Zweigen des Rohrs hervorgerufen werden, eine Defor-leitet, aus der er in die Rohre strömt, worauf er beim Durch- mation und schliesslich eine Beschädigung der Rohre im fluss durch diese Rohre seine Verdampfungswärme dem Ar- Rohrbündel zur Folge haben. Surface of the tubes, mostly in a tube bundle to the axes, reach significant values. With the same vertical direction, heating it up. The moderately long, straight sections of the pipes can be deformed by heating steam with a higher pressure than the pressure of the Ar thermal voltages, which is caused by the temperature difference in the working steam in the steam chamber of the tube bundle, both branches of the pipe. from which it flows into the pipes, whereupon, when it is mated through and eventually damaged by the pipes flowing through these pipes, its heat of vaporization results in the Ar pipe bundle.

beitsdampf abgibt. Die äussere Oberfläche der Rohre des Die Nachteile der bisherigen Lösungen werden erfin- emits steam. The outer surface of the pipes The disadvantages of previous solutions are invented

Rohrbündels bildet auf diese Weise die Wärmeaustauschflä- dungsgemäss durch den Oberflächen-Wärmeaustauscher der che. Bei der beschriebenen Wärmeaustauschtätigkeit kommt 60 eingangs erwähnten Art vermieden, der durch die Merkmale es im Innern der Rohre zu einer fortlaufenden Kondensation des Anspruches 1 gekennzeichnet ist. In this way, the tube bundle forms the heat exchange surface according to the surface heat exchanger of the surface. In the heat exchange activity described, 60 of the type mentioned at the outset is avoided, which is characterized by the features of continuous condensation of claim 1 inside the tubes.

des Heizdampfs. Bei einer Rohranordnung als Wärmeaus- Eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung besteht darin, of heating steam. In the case of a pipe arrangement as a heat exchanger, a preferred embodiment of the invention consists in

tauschfläche sind die Enden der Rohre mit einer Trennwand dass der Eingangsraum der Dampfkammer von dem Ausverbunden, an die von der entgegengesetzten Seite die Dampf- gangsraum dieser Dampfkammer durch eine horizontale kammer mit ihrem Eingangsteil und Ausgangsteil anschliesst. 65 Trennwand abgeteilt ist und mit einem Eingangsstutzen für The exchange surfaces are the ends of the pipes with a partition wall that connects the steam chamber's entrance space from the outlet, to the steam chamber's steam passage space from the opposite side through a horizontal chamber with its inlet and outlet sections. 65 partition is divided and with an inlet connection for

Im Verlauf des Kondensationsprozesses nimmt im Innern den Heizdampf versehen ist. Der Ausgangsraum der Dampf-der Rohre entsprechend der Wärmeabgabe des Arbeitsdamp- kammer ist von der Eingangskammer und von der Ausgangsfes und fortlaufend mit der Länge des Rohrs die Menge des kammer durch eine Teilungstrennwand abgeteilt, jedoch die- During the course of the condensation process, the heating steam is provided inside. The exit space of the steam pipes according to the heat given off by the working steam chamber is separated from the entrance chamber and from the exit fes and continuously with the length of the pipe the amount of the chamber is divided by a partition wall.

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ser Ausgangsraum ist dabei mit der Eingangskammer durch tionsdruck des Heizdampfes in den Neben-Rohrbündeln wird einen Abflussstutzen des Kondensats und mit einem Aus- um den Druckverlust im Haupt-Rohrbündel herabgesetzt, gleichsstutzen versehen. Die Ausgangskammer, die von der Da sich jedoch die Neben-Rohrbündel mit dem noch nicht er-Eingangskammer durch eine vertikale Trenn wand abgeteilt hitzten Arbeitsdampf in Kontakt befinden, verliert diese Herist, ist mit einer Abführung des Kondensats mit einem Ab- 5 absetzung ihre praktische Bedeutung mit Rücksicht auf den blasstutzen versehen. grossen Wärmeunterschied zwischen Heiz- und Arbeits- In this case, the outlet chamber is connected to the inlet chamber by the pressure of the heating steam in the secondary tube bundles, and a drain connection of the condensate and an outlet to reduce the pressure loss in the main tube bundle. The output chamber, which, however, is in contact with the heated working steam separated by a vertical partition from the secondary tube bundle with the not yet input chamber, loses this Herist, is practical with a discharge of the condensate with a 5 sedimentation Provide meaning with regard to the blow nozzle. large heat difference between heating and working

Ein Vorteil des Oberflächen-Wärmeaustauschers nach der dampf. Im Gegenteil kommt hier der Saugeffekt auf den nicht Erfindung besteht in der Möglichkeit, die Menge des zuge- kondensierten Anteil des Heizdampfes, der aus dem Hauptführten Heizdampfes und die Länge der Rohre so zu wählen, Rohrbündel austritt, günstig zur Wirkung. In den Neben-dass der Kondensationsprozess in sämtlichen Rohren des 10 Rohrbündeln sind die Rohre reihenweise in Ebenen angeord-Haupt-Rohrbündels noch vor dem Auftreten der unstabilen net, die zur Richtung der Strömung des Arbeitsdampfes senk-Strömungen unterbrochen wird. Im Ausgangsraum der recht stehen. Da es sich vorzugsweise um eine sehr kleine An-Dampfkammer kommt es zum Abscheiden des entstandenen zahl von Reihen handelt, die meistenteils nicht 1/7 bis 1/6 der Kondensats von dem nicht kondensierten Anteil des Heiz- Anzahl der Rohrreihen des Haupt-Rohrbündels übersteigen, dampfes. Der Kondensat wird in einen Dampfwassersammler 15 ist auch die Menge des nicht kondensierten Dampfes in den-ausserhalb des Wärmeaustauschers geleitet, der nicht konden- selben, einschliesslich des Abblasdampfes, klein im Vergleich sierte Anteil des Heizdampfes aus dem Haupt-Rohrbündel mit der Menge des Heizdampfes, der dem Haupt-Rohrbündel wird in die Eingangskammer und in die Eingangszweige der zugeleitet wird. An advantage of the surface heat exchanger after the steam. On the contrary, the suction effect on the non-invention consists in the possibility of having a favorable effect on the amount of the condensed portion of the heating steam, which is selected from the main heating steam and the length of the tubes, which emerges. In addition to that the condensation process in all tubes of the 10 tube bundles, the tubes are arranged in rows in the main tube bundle even before the occurrence of the unstable net, which is interrupted to lower the direction of flow of the working steam. Standing in the exit room on the right. Since it is preferably a very small on-steam chamber, the resulting number of rows is separated, which mostly does not exceed 1/7 to 1/6 of the condensate from the uncondensed portion of the heating number of rows of tubes in the main tube bundle , steamy. The condensate is fed into a steam water collector 15 and the amount of non-condensed steam is conducted into the outside of the heat exchanger, which cannot, including the blow-off steam, are small in comparison to the proportion of the heating steam from the main tube bundle with the amount of heating steam , which is fed to the main tube bundle in the input chamber and in the input branches.

Rohre des Neben-Rohrbündels eingeführt. Hier verläuft der Einen Vorteil der beschriebenen Anordnung der Rohre Tubes of the secondary tube bundle introduced. Here is the one advantage of the arrangement of the pipes described

Prozess der Kondensierung analog, wie bei den Rohren des 20 bilden in diesem Fall die kleinen Beanspruchungen auf die Process of condensation analog, as with the pipes of the 20, in this case form the small stresses on the

Haupt-Rohrbündels, jedoch bei einem Druck, der um den Fläche der Rohrwand, was insbesondere in einer Zweistufen- Main tube bundle, but at a pressure around the surface of the tube wall, which is particularly in a two-stage

Druckverlust innerhalb der Rohre des Haupt-Rohrbündels überhitzung wichtig ist. Pressure loss within the tubes of the main tube bundle overheating is important.

herabgesetzt ist. Der nicht kondensierte Anteil des Heizdamp- Ein Ausführungsbeispiel des Oberflächen-Wärmeaustau- is reduced. The uncondensed portion of the heating steam- An embodiment of the surface heat exchanger

fes kann aus der Ausgangskammer der Dampfkammer als schers nach der Erfindung ist in einer vereinfachten Form mit fes can from the outlet chamber of the steam chamber as a shear according to the invention is in a simplified form

Abblasdampf ausserhalb des Oberflächen-Wärmeaustau- 25 einer Überhitzungsstufe und mit einem Neben-Rohrbündel in schers abgeführt werden, oder bei grösseren Mengen kann den beiliegenden Zeichnungen dargestellt; es zeigen: Blow-off steam can be removed outside the surface heat exchanger of an overheating stage and with a secondary tube bundle in shear, or in the case of larger quantities, the accompanying drawings can be shown; show it:

seine Kondensation im weiteren Neben-Rohrbündel fortge- Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Oberflächen-Wärme-setzt werden, wo die Wärmeaustauschfläche des Bündels pro- austauscher, 1 is a longitudinal section through the surface heat, where the heat exchange surface of the bundle is pro-exchanger,

portional zur verkleinerten Menge des kondensierten Damp- Fig. 2 einen Querschnitt durch die Dampfkammer des fes verkleinert wird. Der nicht kondensierte Anteil des Heiz- 30 Rohrbündels des Oberflächen-Wärmeaustauschers nach der dampfes, der aus dem weiteren Neben-Rohrbündel als Ab- Linie A-A in Fig. 1, und blasdampf abgeführt wird, ist im Vergleich zur Menge des Fig. 3 einen Querschnitt durch den Körper des Oberflä- 2 a cross section through the steam chamber of the fes is reduced in proportion to the reduced amount of condensed steam. The uncondensed portion of the heating tube bundle of the surface heat exchanger after the steam, which is discharged from the further secondary tube bundle as line AA in FIG. 1, and blown steam, is a cross section compared to the amount in FIG. 3 through the body of the surface

Heizdampfes, der in das Haupt-Rohrbündel zugeleitet wird, . chen-Wärmeaustauschers nach der Linie B-B in Fig. 1. Heating steam, which is fed into the main tube bundle,. Chen heat exchanger along the line B-B in Fig. 1st

geringfügig, und der so verursachte Wärmeverlust ist bedeu- Nach Fig. 1 ist im Körper 1 des Oberflächen-Wärmeaus- slightly, and the heat loss caused in this way is significant. According to FIG.

tungslos. 35 tauschers einesteils eine Rohranordnung 2, die aus einem idle. 35 exchanger part of a tube arrangement 2, which consists of a

Der hauptsächliche Beitrag des Oberflächen-Wärmeaus- Haupt-Rohrbündel 5, aus einem Neben-Rohrbündel 6, aus tauschers nach der Erfindung besteht in der Sicherung seines einer Trennwand 4 und aus einer Dampfkammer 3 besteht, The main contribution of the surface heat from the main tube bundle 5, from a secondary tube bundle 6, from exchanger according to the invention consists in securing its a partition 4 and a steam chamber 3,

im wesentlichen störungsfreien Betriebes dank dem genügen- und andernteils ein Gleichrichterkanal 30, der auch aus Fig. 3 essentially trouble-free operation thanks to the sufficient and otherwise a rectifier channel 30, which is also shown in FIG. 3

den Ausschluss der im Betrieb gefährlichen Formen des Dop- ersichtlich ist und der durch Längswände 31 und Querwände pelphasengemisches Wasser-Dampf im Inneren sämtlicher 40 32 abgegrenzt ist, gelagert. In den Raum des Gleichrichterka- the exclusion of the forms of dop- which are dangerous during operation and which is delimited by longitudinal walls 31 and transverse walls of pelphase-mixed water-steam inside all 40 32 is stored. In the room of the rectifier

Rohre. Die Stabilisationsmenge des Abblasdampfs ist dabei nals 30 greifen das Haupt-Rohrbündel 5 und das Neben- Tube. The stabilization amount of the blow-off steam is nals 30 grab the main tube bundle 5 and the secondary

vernachlässigbar. Rohrbündel 6 ein. Das Haupt-Rohrbündel wird durch Rohre negligible. Pipe bundle 6 a. The main tube bundle is made up of tubes

Im Haupt-Rohrbündel, das den wesentlichen Teil der 7, die in senkrechten Ebenen angeordnet sind, gebildet und Wärmeaustauschfläche des Oberflächen-Wärmeaustauschers das Neben-Rohrbündel 6 aus Rohren 8, die in waagrechten bildet, sind die Rohre in Ebenen angeordnet, die zur Rieh- 45 Ebenen angeordnet sind. Die äussere Oberfläche der Rohre 7, tung der Strömung des Arbeitsdampfes parallel sind. Dieses 8 bildet die Wärmeaustauschfläche des Oberflächen-Wärme-Bündel arbeitet daher mit einer relativ kleinen Ungleichmäs- austauschers. Die offenen Enden der Rohre 7,8 sind an die sigkeit in der Verteilung des Heizdampfes in den einzelnen entsprechenden Öffnungen in der Trennwand 4 angeschlossen Reihen der Rohre und daher auch mit einer relativ kleinen und münden so in den inneren Raum der Dampfkammer 3, Menge des nicht kondensierten Dampfes; dies auch trotz ei- so die mit dem Körper 1 verbunden ist. Dieser Körper 1 ist mit ner möglichen Vergrösserung um den Stabilisierungsanteil. einem Stutzen 24 für den Austritt für den Arbeitsdampf und Zur Kondensation des Dampfes, der aus dem Haupt-Rohr- mit einem Eingangsstutzen 23, ebenfalls für den Arbeitsbündel abgeleitet wird, genügt daher eine kleine, unwesent- dampf, versehen. In the main tube bundle, which forms the essential part of FIG. 7, which are arranged in vertical planes, and the heat exchange surface of the surface heat exchanger, the secondary tube bundle 6 composed of tubes 8, which forms in a horizontal plane, the tubes are arranged in planes which lead to the rieh - 45 levels are arranged. The outer surface of the tubes 7, direction of the flow of the working steam are parallel. This 8 forms the heat exchange surface of the surface heat bundle therefore works with a relatively small non-uniform exchanger. The open ends of the tubes 7,8 are connected to the liquid in the distribution of the heating steam in the individual corresponding openings in the partition 4 rows of tubes and therefore also with a relatively small and thus open into the inner space of the steam chamber 3, amount of uncondensed steam; this also despite being connected to the body 1. This body 1 is with a possible enlargement by the stabilizing portion. a nozzle 24 for the outlet for the working steam and a small, non-essential steam is therefore sufficient to condense the steam, which is derived from the main pipe with an inlet nozzle 23, also for the working bundle.

liehe Wärmeaustauschfläche, die zum Beispiel durch ein Ne- Die Querwände 32 des Gleichrichterkanals 30 sind mit ben-Rohrbündel repräsentiert werden kann. 55 Ausschnitten 33 für das Einschieben des Rohrteils der Rohr-Die Neben-Rohrbündel, die in der Strömungsrichtung des anordnung 2 in den Gleichrichterkanal 30 versehen. Der Auserhitzten Arbeitsdampfes dem Haupt-Rohrbündel vorge- schnitt 33 in der Querwand 32 unmittelbar hinter dem Einschaltet sind, arbeiten mit einem grossen Wärmeunterschied gangsstutzen 23 ist durch ein Gehäuse 34 gegen das Eindrin-zwischen dem Heizdampf und dem Arbeitsdampf. In diesem gen des eintretenden Dampfes in den Gleichrichterkanal 30 Teil des Oberflächen-Wärmeaustauschers wird deshalb der 60 geschützt. Die gegenseitige Lage der Rohre 7 und 8 wird Arbeitsdampf in einigen wenigen Reihen von Rohren schnell durch querverlaufende Stützwände 35 gesichert. Liehe heat exchange surface, which can be represented for example by a ne- The transverse walls 32 of the rectifier channel 30 are with ben tube bundle. 55 cutouts 33 for the insertion of the tube part of the tube-the secondary tube bundles, which are provided in the flow direction of the arrangement 2 in the rectifier channel 30. The heated working steam pre-cut in the main tube bundle 33 in the transverse wall 32 immediately after being switched on, working with a large heat difference, the connecting piece 23 is protected against the penetration between the heating steam and the working steam by a housing 34. In this gene of the steam entering the rectifier duct 30 part of the surface heat exchanger, the 60 is therefore protected. The mutual position of the pipes 7 and 8 working steam is quickly secured in a few rows of pipes by transverse support walls 35.

erhitzt, wodurch seine Erhitzung im Haupt-Rohrbündel we- Nach Fig. 2 ist der innere Raum der Dampfkammer 3 in sentlich herabgesetzt wird. vier Teile eingeteilt. Der obere Teil, der vom übrigen Raum Der Unterschied der Temperatur der Wände in den einzel- durch eine horizontale Trennwand 12 abgeteilt ist, bildet einen Zweigen der Rohre des Haupt-Rohrbündels, insbeson- 65 nen Eingangsraum 10, der mit einem Eingangsstutzen 9 verse-dere der Randrohre desselben, wird durch diese Anordnung hen ist. Aus diesem Eingangsraum 10 treten Eingangszweige auf ein vom Gesichtspunkt der Wärmespannungen in den der Rohre 7 des Haupt-Rohrbündels aus. Der mittlere Teil Rohren annehmbares Mass herabgesetzt. Der Kondensa- der Dampfkammer 3 ist vom unteren Teil der Arbeitskammer heated, whereby its heating in the main tube bundle we- According to Fig. 2, the inner space of the steam chamber 3 is significantly reduced. divided into four parts. The upper part, which is separated from the rest of the room by the difference in the temperature of the walls in the individual partition by a horizontal partition 12, forms a branch of the tubes of the main tube bundle, in particular an entrance space 10, which is provided with an inlet connection 9. the edge of the same, is hen by this arrangement. From this input space 10, input branches emerge from the point of view of the thermal stresses in that of the tubes 7 of the main tube bundle. The middle part of pipes is reduced to an acceptable level. The condenser of the steam chamber 3 is from the lower part of the working chamber

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3 durch eine Trennwand 13 abgeteilt, die ebenfalls horizontal angeordnet ist und einen Ausgangsraum 11 bildet, in den die Ausgangszweige der Rohre 7 des Haupt-Rohrbündels 5 münden. Der untere Teil der Dampfkammer 3 unterhalb einer vertikal angeordneten Trennwand 14 ist in zwei identische Teile eingeteilt. Ein derselben bildet eine Eingangskammer 15, aus der die Eingangszweige der Rohre 8 des Neben-Rohrbündels 6 austreten und der andere bildet eine Ausgangskammer 16, in die Ausgangszweige der Rohre 8 des Neben-Rohrbündels 6 münden. Der Ausgangsraum 11 der Dampfkammer 3 und die Eingangskammer 15 dieser Dampfkammer sind miteinander durch einen Übergangsstutzen 17 verbunden. Der Ausgangsraum 11 der Dampf kammer 3 ist im weiteren mit einem Abflussstutzen 18 zur Ableitung des Kondensats und mit einem Druckausgleichsstutzen 19, der im weiteren an einen nicht eingezeichneten Dampfraum des Dampfwassersammlers angeschlossen ist, versehen. Die Ausgangskammer 16 der Dampfkammer 3 ist mit einem Ablass 20 für das Kondensat und mit einem Abblasventilstutzen oder Abblasstutzen 21 zur Ableitung des Abblasdampfs versehen. 3 divided by a partition 13, which is also arranged horizontally and forms an exit space 11, into which the exit branches of the tubes 7 of the main tube bundle 5 open. The lower part of the steam chamber 3 below a vertically arranged partition 14 is divided into two identical parts. One of them forms an input chamber 15, from which the input branches of the tubes 8 of the secondary tube bundle 6 emerge and the other forms an output chamber 16, into which output branches of the tubes 8 of the secondary tube bundle 6 open. The outlet chamber 11 of the steam chamber 3 and the inlet chamber 15 of this steam chamber are connected to one another by a transition piece 17. The outlet chamber 11 of the steam chamber 3 is further provided with a drain connection 18 for discharging the condensate and with a pressure compensation connection 19 which is further connected to a steam chamber of the steam water collector, not shown. The outlet chamber 16 of the steam chamber 3 is provided with an outlet 20 for the condensate and with a blow-off valve connector or blow-off connector 21 for discharging the blow-off steam.

In Fig. 3 ist in einem Querschnitt durch den Wärmeaustauscher die Unterbringung des Haupt-Rohrbündels 5 und des Neben-Rohrbündels 6 im Gleichrichterkanal 30 dargestellt, der durch Längswände und durch Querwände 31,32 gebildet ist. Der freie Raum im mittleren Teil des Neben-Rohrbündels 6 ist durch einen Einbau 36 ausgefüllt. Im Raum, der durch den Körper 1 entlang der Längswände 31 abgeschlossen ist, ist noch ein Separationsmechanismus (nicht dargestellt), untergebracht. In Fig. 3 is shown in a cross section through the heat exchanger, the accommodation of the main tube bundle 5 and the secondary tube bundle 6 in the rectifier duct 30, which is formed by longitudinal walls and by transverse walls 31,32. The free space in the middle part of the secondary tube bundle 6 is filled by an installation 36. A separation mechanism (not shown) is also accommodated in the space, which is closed off by the body 1 along the longitudinal walls 31.

Der Arbeits-Nassdampf, der aus dem Hochdruckteil der Turbine austritt, wird durch den Eingangsstutzen 23 in den Körper 1 des Oberflächen-Wärmeaustauschers eingeführt und beim Durchgang durch den Separationsmechanismus mechanisch entfeuchtet. Die Strömung des getrockneten Arbeitsdampfes wird nachher durch die Längswände und Querwände 31,32 des Gleichrichterkanals 30 so gerichtet, dass er 5 senkrecht zu den Rohren 7,8 der Rohranordnung 2, d.h. in der Richtung von unten nach oben, verlauft. Beim Durchfluss durch die Rohranordnung 2 wird der Arbeitsdampf fortlaufend erhitzt und verlässt dann den Körper 1 durch den Stutzen 24. Der Heizdampf wird durch den Eingangsstutzen 9 in io den Eingangsraum 10 der Dampfkammer 3 eingeleitet, von wo er in die Eingangszweige der Rohre 7 des Haupt-Rohrbündels 5 und durch diese Rohre 7 hindurchströmt, wobei er teilweise kondensiert und dabei einen Teil seiner Verdampfungswärme dem Arbeitsdampf überträgt, der die Rohre 7 i5 von aussen umströmt. Im Ausgangsraum 11 des Haupt-Rohrbündels 5 kommt es zur Separation der beiden Phasen des Dampfleitungsgemisches, das in diesem Raum durch die Rohre 7 zugeleitet wird. Das entstandene Kondensat wird durch den Abflussstutzen 18 in den Dampfwassersammler ab-20 geleitet, der ausserhalb des Geräts untergebracht ist, was den Anschluss seines Dampfraumes mit dem Ausgangsraum 11 des Haupt-Rohrbündels 5 durch eine Rohrleitung, die an den Ausgleichsstutzen 19 angeschlossen ist, ermöglicht. Ein Teil der zugeführten Menge des Heizdampfes, der in den Rohren 7 25 des Haupt-Rohrbündels 5 nicht kondensiert wurde, wird durch den Übergangsstutzen 17 in die Eingangskammer 15 des Neben-Rohrbündels 6 abgeleitet, von wo er in die Eingangszweige der Rohre 8 des Neben-Rohrbündels 6 eintritt. Nach einer teilweisen Kondensation in den Rohren 8 tritt das so Dampfleitungsgemisch in die Ausgangskammer 16 des Neben-Rohrbündels 6 aus, von wo das Kondensat durch den Ablass 20 und eine kleine Menge des nichtkondensierten Dampfes durch den Abblasstutzen 21 abgeleitet wird. The working wet steam, which emerges from the high-pressure part of the turbine, is introduced into the body 1 of the surface heat exchanger through the inlet connection 23 and is mechanically dehumidified as it passes through the separation mechanism. The flow of the dried working steam is subsequently directed through the longitudinal walls and transverse walls 31, 32 of the rectifier duct 30 such that it 5 is perpendicular to the pipes 7, 8 of the pipe arrangement 2, i.e. in the bottom-up direction. When flowing through the tube arrangement 2, the working steam is continuously heated and then leaves the body 1 through the nozzle 24. The heating steam is introduced through the inlet nozzle 9 into the inlet space 10 of the steam chamber 3, from where it enters the inlet branches of the tubes 7 of the main - Tube bundle 5 and flows through these tubes 7, partially condensing it and thereby transferring part of its heat of vaporization to the working steam which flows around the tubes 7 i5 from the outside. In the exit space 11 of the main tube bundle 5 there is separation of the two phases of the steam line mixture which is fed through the tubes 7 in this space. The resulting condensate is passed through the drainage connection 18 into the steam water collector ab-20, which is housed outside the device, which enables the connection of its steam space to the outlet space 11 of the main tube bundle 5 through a pipeline which is connected to the compensating connection 19 . A part of the supplied amount of heating steam, which was not condensed in the tubes 7 25 of the main tube bundle 5, is discharged through the transition piece 17 into the input chamber 15 of the secondary tube bundle 6, from where it enters the input branches of the tubes 8 of the secondary - Tube bundle 6 enters. After partial condensation in the tubes 8, the steam line mixture thus emerges into the outlet chamber 16 of the secondary tube bundle 6, from where the condensate is discharged through the outlet 20 and a small amount of the uncondensed steam through the outlet nozzle 21.

C C.

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

CH460179A 1978-05-19 1979-05-17 Surface heat exchanger having a horizontal tube bundle CH642164A5 (en)

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