CH662638A5 - Waermeuebertragersystem, vorzugsweise fuer ein prozessgas. - Google Patents

Waermeuebertragersystem, vorzugsweise fuer ein prozessgas. Download PDF

Info

Publication number
CH662638A5
CH662638A5 CH6846/82A CH684682A CH662638A5 CH 662638 A5 CH662638 A5 CH 662638A5 CH 6846/82 A CH6846/82 A CH 6846/82A CH 684682 A CH684682 A CH 684682A CH 662638 A5 CH662638 A5 CH 662638A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
heat exchanger
branch
exchanger system
pressure vessel
channel section
Prior art date
Application number
CH6846/82A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Ruzek
Original Assignee
Sulzer Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sulzer Ag filed Critical Sulzer Ag
Priority to CH6846/82A priority Critical patent/CH662638A5/de
Priority to DE8383100230T priority patent/DE3364790D1/de
Priority to EP83100230A priority patent/EP0111615B1/de
Priority to JP58188569A priority patent/JPS5997404A/ja
Priority to CA000440887A priority patent/CA1215968A/en
Priority to US06/554,563 priority patent/US4494484A/en
Publication of CH662638A5 publication Critical patent/CH662638A5/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1838—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines the hot gas being under a high pressure, e.g. in chemical installations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/22—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes of form other than straight or substantially straight
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00—Control systems for steam boilers
    • F22B35/007—Control systems for waste heat boilers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/005—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for only one medium being tubes having bent portions or being assembled from bent tubes or being tubes having a toroidal configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0075—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for syngas or cracked gas cooling systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmeübertragersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es ist ein solches System vorgeschlagen worden, bei dem die Wärmeübertragerflächen in verschiedenen Druckgefässen untergebracht sind. Diese Lösung ist kompliziert, teuer und hinsichtlich der Montage aufwendig und zeitraubend.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Wärmeübertragersystem zu schaffen, das diese Nachteile nicht aufweist und betriebssicher ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Kennzeichens von Anspruch 1 gelöst. Dabei wird der besondere Vorteil erzielt, dass das Wärmeübertragersystem auch im Falle sehr heisser Prozessgase sich anwenden lässt und dass bei einer Veränderung des Wärmeübergangs durch Ablagerungen an den Wärmeübertragerflächen durch Verstellen des Drosselorgans die anteilige Wärmeübertragung an den verschiedenen Wärmeübertragerflächen variiert werden kann.
Durch Einstellen der Zufuhr des Sekundärmediums lassen sich dann dessen Temperaturen unterschiedlich beeinflussen.
Die Merkmale nach Anspruch 2 führen zu einer Lösung mit einem Minimum an nicht genütztem Raum. Das Druckgefäss wird daher klein und verhältnismässig leicht, was in einem günstigen Preis, in leichterer Transportierbarkeit und in einfacherer und schnellerer Montage sich ausdrückt.
Anspruch 3 bringt erhebliche konstruktive Vorteile, indem glatte Trennwände vorgesehen werden können.
Die Merkmale nach Anspruch 4 führen zu einer Lösung, die wegen der leichten Abbaubarkeit der höchstbeanspruchten Heizflächen besonders betriebsgünstig ist.
Anspruch 5 macht die Erfindung preislich vorteilhaft, da die Schlangenrohre sich sehr einfach herstellen lassen und die Aufhängen der Rohre keine besonderen Tragmittel erfordert.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 6 ermöglicht die im anderen Zweigkanal untergebrachte Wärmeübertragerfläche im Gleich- und/oder im Gegenstrom anzuordnen. Es ergibt sich ein besonders hoher Wärmeübergang und im Falle einer Leckage lassen sich betroffene Rohre leicht abblinden, ohne dass dies zu heissen Strähnen im Primärmedium führen würde.
Anspruch 7 führt zu einem einfachen, relativ kleinen Drosselorgan, das in einem Bereich mässiger Temperatur liegt und mit einem sehr einfachen Antrieb betätigt werden kann.
Die Merkmale nach Anspruch 8 ergeben konstruktive und betriebliche Vorteile, da sich die Einbauten des Druckgefässes konstruktiv günstig anordnen und im Bedarfsfall leicht ausbauen lassen.
Durch Anspruch 9 wird die Wand des Druckgefässes auf einfache Weise vor zu hohen Temperaturen geschützt.
Anspruch 10 zeigt Mittel, die gestatten, die Endtemperatur des primären Gases zu beeinflussen.
Die Lösung nach Anspruch 11 bringt die Vorteile, dass im höchsten Temperaturbereich der primärseitige Wärmeüber2
s
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
662 638
gang wegen erniedrigter Gasgeschwindigkeit verkleinert und, umgekehrt, der sekundärseitige Wärmeübergang durch höhere Mediumgeschwindigkeit erhöht wird, was beides zu einer Reduktion der Rohrwandtemperatur führt. Überdies gestattet diese Lösung eine Querströmung im Verzweigungsbereich, ohne dass ein hoher Druckabfall auftreten würde.
Die Merkmale nach Anspruch 12 gestatten, eine Beeinträchtigung des Wärmeübergangs durch Ablagerungen auf der Verdampferheizfläche auf einfache Weise zu korrigieren.
Durch die Distanzierung mittels Nocken gemäss Anspruch 13 lassen sich die Schlangenrohre zu einem kompakten Ringbündel zusammenpacken, das sich leicht an den äussersten Rohren aufhängen lässt, wie dies in Anspruch 14 beansprucht wird.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen fragmentarischen, leicht schematisierten Vertikalschnitt durch ein Druckgefäss mit einem Wärmeübertragersystem nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Sektor eines Horizontalschnittes nach der Ebene II-II in Figur 1,
Fig. 3 einen Sektor eines stufenförmig abgesetzten Horizontalschnittes im Bereich der Ebene III-III in Fig. 1 und
Fig. 4 die Abwicklung einer Rohrtafel aus Schlangenrohren.
In Figur 1 ist von einem zylindrischen Druckbehälter 1 ein rohrartiger Unterteil 2 mit Pratzen 3 auf einem Fundament 4 abgestellt. Das Unterteil 2 ist an seinem unteren Ende an eine nicht gezeichnete Gaseintrittsleitung angeschlossen. Wenig oberhalb seines unteren Endes ist seitlich ein Gasaustrittstutzen 5 angeordnet. An seinem oberen Ende weist das Unterteil 2 einen Flansch 6 auf, auf dem ein Deckel 7 sitzt, der den Oberteil des Druckgefässes 1 bildet.
Über einen mittleren, ausgedehnten Höhenbereich des Unterteils 2 erstreckt sich mit geringem Abstand von der Innenwand des Unterteils 2, einen Ringraum 9 bildend, ein Futter 10, das unten an der Peripherie eines Ringbleches 12 endet und mit diesem dicht verbunden ist. An der inneren Kante des Ringbleches 12 ist eine zylindrische Trennwand 14 dicht angeschlossen, die an ihrem unteren Ende über eine dichte, aber leicht lösbare Verbindung 16 an der Wand des Unterteils 2 angeschlossen ist. Innerhalb des vom Futter 10 gebildeten Kreiszylinders erstreckt sich mit geringem radialem Abstand vom Futter 10 eine äussere Kanalwand 20, die einen Rohrabschnitt bildet und unten oberhalb des Ringbleches 12 endet. Innerhalb der von der äusseren Kanalwand 20 gebildeten Zylinderfläche ist eine mittlere Kanalwand 22 angeordnet, die unten etwa auf gleicher Höhe endet wie die äussere Kanalwand 20. Oben trägt die mittlere Kanalwand 22 einen Blechkonus 23 mit einem Ventilsitz 24. Mit dem Ventilsitz 24 wirkt ein Drosselorgan 25 in Form eines Tellerventils zusammen, das von einem Servomotor 26 aus betätigt wird.
Innerhalb der mittleren Kanalwand 22 ist eine innere Kanalwand 28 vorgesehen, die ebenfalls kreiszylindrisch ausgebildet ist und oben mit einem hohlen Blechkegel 27 verschlossen ist. Die Kanalwand 28 erstreckt sich nach unten über die mittlere Kanalwand 22 hinaus bis weit in den Bereich derTrennwand 14hinein.
Der Ringbereich zwischen derTrennwand 14 und der inneren Kanalwand 28 bildet einen Kanalabschnitt 30. Oberhalb des Ringbleches 12 gabelt sich dieser Kanalabschnitt in zwei Zweigkanäle 32 und 34, von denen der innere Kanal 32 als «der eine Zweigkanal 32» und der äussere Kanal 32 als «der andere Zweigkanal 34» bezeichnet werden und die durch die mittlere Kanalwand 22 voneinander getrennt sind.
Über die ganze Höhe des vom Kanalabschnitt 30 und des vom einen Zweigkanal 32 gebildeten Ringraums erstreckt sich eine einzige Schlangenheizfläche 36, die als Verdampfer geschaltet ist. Die Schlangenheizfläche 36 besteht aus sechs-unddreissig evolventenförmig gekrümmten Rohrtafeln 38, die aus je einem Rohr mit vertikal gerichteten Schenkeln gebildet sind. Eine solche Rohrtafel 38 ist in Fig. 2 und 3 besonders hervorgehoben und in Fig. 4 abgewickelt gezeichnet. Ein auf einem äussersten Rohrzylinder 50 (Fig. 3) liegender vertikaler Schenkel 51 ist über einen Schrägabschnitt 52 mit einem auf einem innersten Rohrzylinder 53 liegenden Schenkel 54 verbunden. Der Schenkel 54 ist oben über einen Krümmer mit einem Schenkel 55 verbunden, der unten über einen Krümmer an einem weiteren Schenkel 56 angeschlossen ist. Nach mehrmaligem Hin- und Herführen des Rohres führt schliesslich ein Schenkel 57 vertikal nach oben, wo er zusammen mit dem Schenkel 51 über eine nicht näher dargestellte Dichtpartie den Blechkonus 23 durchdringt und zum Druckgefässdeckel 7 führt, den die Rohrschenkel 51 und 57 über bekannte Dichthülsen durchstossen. Zusammen mit den entsprechenden Schenkeln der übrigen fünfunddreissig Rohrtafeln 38 sind die Schenkel 51 und 57 sodann an einen Verteiler 58 bzw. einen Sammler 59 angeschlossen.
Etwa auf der Höhe des unteren Endes der mittleren Kanalwand 22 sind alle Schenkel der Rohrtafeln 38 im Durchmesser abgesetzt, indem sie unterhalb dieser Stelle einen kleineren Durchmesser d (Fig. 3) und oberhalb dieser Stelle einen grösseren Durchmesser D (Fig. 2) aufweisen. Hierdurch wird die Strömungsgeschwindigkeit des Gases im Kanalabschnitt 30 herabgesetzt und gleichzeitig die Strömungsgeschwindigkeit des zu verdampfenden Mediums erhöht. Es wird daher der Wärmeübergang auf der Aussen-seite der Rohre herabgesetzt und auf der Innenseite der Rohre erhöht, was beides zu einer tieferen Temperatur des Rohrmaterials führt. Darüberhinaus wird durch den kleineren Rohrdurchmesser der Strömungsquerschnitt für den aus dem Kanalabschnitt 30 in den anderen Zweigkanal 34 übertretenden Teilstrom des Gases vergrössert.
Innerhalb der Rohrtafeln 38 und zwischen ihnen sind die Rohrschenkel durch auf den Schenkeln angebrachte, in der Zeichnung nicht dargestellte Nocken oder durch auf verschiedenen Höhen angeordnete, rundum laufende Rippen voneinander distanziert. Zwecks Herstellung der Schlangenheizfläche 36 werden die Rohrtafeln 38 an die innere Kanalwand 28 geschichtet, nach Evolventenflächen gebogen und mit nicht gezeichneten, über den Umfang der Schlangenheizfläche 36 sich erstreckende Spanngürtel radial zusammenge-presst. Das so gebildete Heizflächenbündel wird im Bereich des einen Zweigkanals 32 mit einem Drahtgeflecht und anschliessend mit der aus zwei Halbschalen zusammenge-schweissten, mittleren Kanalwand 22 dicht umhüllt. Im Bereich des Kanalabschnittes 30 liegen die äussersten Rohr-schenkel51 an derTrennwand 14an,die dadurch im Betrieb gekühlt wird. Es kann aber auch hier, gegebenenfalls in mehreren Schichten, ein Drahtgeflecht aus hochhitzebestän-digem Material oder eine Isolation vorgesehen sein, die den Wärmeübergang an die Trennwand 14 herabsetzt. Auf der Aussenseite derTrennwand 14 können Mittel zur Verbesserung des Wärmeübergangs vorgesehen sein.
Gemäss Fig. 2 hat die Wärmeübertragerfläche im anderen Zweigkanal 34 die Form einer Helissenheizfläche 62, die aus zweiundneunzig schraubenförmig gewundenen Rohren 64 besteht, die fünf Rohrzylinder bilden. An ihren oberen Enden sind die Rohre 64 über Verbindungsrohre 72, die die Wand des Unterteils 2 durchdringen, mit Verteilern 75, 75' verbunden. An seinem unteren Ende ist jedes Rohr 64 über einen Rohrkrümmer 65 mit einem von zweiundneunzig s
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
662 638
4
Steigrohren 66 verbunden, die in dem zwischen dem Futter 10 und der äusseren Kanalwand 20 gebildeten Ringkanal vertikal verlaufen. Über eine nicht näher dargestellte, praktisch gasdichte Durchtrittstelle verlassen die Steigrohre den genannten Ringkanal und treten seitlich über Temperaturausgleichstutzen - die unter dem Namen «Thermosleeves» bekannt sind - durch die Wand des Unterteils 2 aus dem Druckgefäss 1 aus. Die Steigrohre sind an zwei Sammlern 70, 70' angeschlossen.
Die Rohre 64 der Helissenheizfläche werden in gelochten Tragblechen 61 gehalten, die innerhalb des Zweigkanals 34 in drei um 120° gegeneinander versetzten, durch die vertikale Achse des Druckgefässes 1 verlaufenden Ebenen angeordnet sind. Die oberen Enden der Tragbleche sind seitlich an der Wand des Unterteils 2 befestigt und weisen über den Höhenbereich der Helissenheizfläche 62 Bohrungen 63 auf. In diese Bohrungen sind die Rohre 64 eingewunden.
Gemäss Fig. 3 sind im Ringblech 12 zwei diametral gegeneinander versetzte, kreisförmige Öffnungen 80 vorgesehen, unterhalb denen jeweils koaxial zur zugehörigen Öffnung 80 auf je einer Ventilstange 81 ein Ventilkegel 82 angeordnet ist. Jede Ventilstange 81 istin an derTrennwand 14befestigten Armen 83 geführt und über einen in der Zeichnung nicht sichtbaren Verbindungsstift mit einem Gabelhebel 84 mit Langloch gekuppelt. Der Gabelhebel 84 sitzt auf einer Welle 85, die in einer Hülse 86 drehbar gelagert ist. Die Hülse 86 ist demontierbar an einem passend angeordneten Druckgefäss-stutzen 87 befestigt. Die Welle 85 durchdringt einen Flachdeckel 88 mit Stopfbüchse 89. Sie kann zum Einstellen der Höhenlage des Ventilkegels 82 von aussen gedreht werden.
Der Gasaustrittstutzen 5 ist mit einem eine Eintrittsdüse bildenden Futterblech 92 ausgekleidet, das in einen statischen Mischer 93 führt.
Im Höhenbereich unterhalb der Schlangenheizfläche 36 sind die Trennwand 14, die Verbindung 16 und der unterste Abschnitt des Unterteils 2 durch eine Ausmauerung 46, die nicht gezeichnete Kühlrohre enthalten kann, vor zu hohen Temperaturen geschützt.
Der Sammler 59 ist über eine Sattdampfleitung 45 mit einem Abscheider 46 verbunden, dessen Dampfaustrittleitung 47 zu den Verteilern 75 und 75' führt, während abgeschiedenes Wasser über einen am Grund des Abscheiders 46 angebrachten Ablassstutzen 48 abgegeben wird. An die Verteiler 75,75' ist zusätzlich zur Sattdampfleitung 47 eine weitere Dampfzufuhrleitung 49 angeschlossen, die zum Beispiel von Kühleinrichtungen oder einer Kesselanlage herkommt.
Das Wärmeübertragersystem nach den Fig. 1 bis 4 funktioniert wie folgt: Dem Druckbehälter 1 wird an seinem unteren Ende ein Prozessgas von beispielsweise 1000°C und 20 bis 40 bar zugeführt. Dieses Gas strömt durch den Kanalabschnitt 30, worauf es sich nach Kühlung auf etwa 800°C im Höhenbereich der seitlichen Öffnung zwischen dem Ringblech 12 und der Unterkante der mittleren Kanalwand 22 auf den einen Zweigkanal 32 und den anderen Zweigkanal 34 verteilt. In diesen Zweigkanälen gibt es weiter Wärme ab, wobei der Teilstrom im Zweigkanal 32 auf beispielsweise 320°C und der im anderen Zweigkanal auf beispielsweise 380°C abgekühlt werden.
Stromunterhalb des Drosselorgans 25 vereinigen sich die beiden Gasströme, wobei sich eine Mischtemperatur von beispielsweise 350°C ergibt. Der vereinigte Gasstrom gelangt sodann durch den Ringraum 9, die Wand des Druckgefässes temperierend, in den Ringraum unterhalb des Ringbleches 12 und von dort durch den Gasaustrittstutzen 5 zur weiteren Verwendung.
Ist die Temperatur des Gases am Austritt des Druckbehälters 1 zu tief, so wird diesem Gas durch die Öffnungen 80
heisses Gas vom Ende des Kanalabschnitts 30 zugeführt. Das Dosieren dieser Gaszumischung geschieht durch Verdrehen der Welle 85, wodurch der Ventikegel 82 mehr oder weniger hoch angehoben wird.
Damit die von den Öffnungen 80 ausgehenden heissen Gasschlieren weder an der Wand des Unterteils 2 noch am Gasaustrittstutzen 5 heisse Stellen hervorrufen, hält das Futterblech 92, gegebenenfalls unterstützt durch zusätzliche Leitbleche, solche Schlieren von der drucktragenden Wand fern. Anschliessend wird durch den statischen Mischer 93 die Gastemperatur vergleichmässigt.
Als Sekundärmedium wird dem Wärmeübertragersystem über den Verteiler 58 vorgewärmtes Wasser zugeführt, das über die als Tragrohre dienenden Schenkel 51 in die Schlangenheizfläche 36 eingespeist wird. Diese Schlangenheizfläche dient, wie schon erwähnt, als Verdampfer; es strömt deshalb über die Schenkel 57 ein Dampfwassergemisch in den Sammler 59. Das Dampfwassergemisch wird sodann im Abscheider 46 getrennt; das Wasser wird über den Stutzen 48 ausgeschieden und der Sattdampf über die Leitung 47 in die Verteiler 75,75' eingespeist.
In diese Verteiler 75,75' kann über die Leitung 49 weiterer Sattdampf aus der im übrigen nicht dargestellten Anlage zugeführt werden. Der Sattdampf gelangt nun über die Verbindungsrohre 72 in das Helissenrohrbündel 62, wo er im Kreuz-Gegenstrom zum heizenden Gas überhitzt wird. Der überhitzte Dampf verlässt über die Steigrohre 66 und die Kollektoren 70,70' das Wärmeübertragersystem.
Die Heizflächen im Kanalabschnitt 30 und den beiden Zweigkanälen 32 und 34 sind im Hinblick auf eine etwaige Heizflächenverschmutzung so gross ausgelegt, dass zunächst mit wenig geöffnetem Drosselorgan 25 und weit offenen Öffnungen 80 gefahren werden kann. Im Kanalabschnitt 30 wird viel Wärme abgegeben, sodass der Zweigkanal 32 entsprechend gedrosselt werden kann. Da die Eintrittstemperatur im andern Zweigkanal 34 verhältnismässig tief liegt, besteht keine Gefahr, dass die Überhitzung des Dampfes zu hoch steigt. Dagegen ergibt sich eine verhältnismässig tiefe Mischtemperatur des Gasgemisches stromunterhalb der beiden Zweigkanäle. Durch Zumischen einer verhältnismässig grossen Menge heissen Gases über die Öffnungen 80 wird die Temperatur des aus dem Druckbehälter 1 austretenden Gases wieder auf die gewünschte Höhe angehoben.
Sollten die Heizflächen verschmutzt werden, so geschieht dies in erster Linie im Kanalabschnitt 30. Damit nimmt die Schlangenheizfläche 36 in ihrem unteren Teil zu wenig Wärme auf, was durch ein weiteres Öffnen des Drosselorgans 25 korrigiert werden kann. Da das Helissenbündel 62 stark überdimensioniert ist, besteht dabei wenig Gefahr, dass die gewünschte Überhitzungstemperatur nicht erreicht wird.
Da im eben behandelten Falle verschmutzter Heizflächen die Mischtemperatur des Gases im Ringraum 9 höher liegt als im Fall sauberer Heizflächen, wird durch Anheben der Ventilkegel 82 die durch die Öffnungen 80 strömende Gasmenge vermindert.
Schreitet die Verschmutzung der Heizflächen so stark fort, dass das Drosselorgan 25 voll geöffnet werden muss und die verlangten Temperaturen nicht mehr eingehalten werden können, so wird zur Reinigung der Heizflächen der Deckel 7 abgehoben, wobei die an den tragenen Schenkeln 51 hängende mittlere Kanalwand 22, die Schlangenheizfläche 36 und die innere Kanalwand 28 mit herausgezogen werden. Die mittlere Kanalwand 22 lässt sich dann verhältnismässig leicht vom Konus 23 lösen und in zwei Schalen auftrennen, so dass diese seitwärts entfernt werden können.
Nach Entfernen der die Schlangenheizfläche 36 umgebenden Spanngürtel lassen sich nun, insbesondere im mitts
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
5
662 638
leren und unteren Teil der Schlangenheizfläche, die Rohrtafeln 38 leicht nach aussen biegen, sodass sie gereinigt werden können. Das Helissenbündel 62 lässt sich von innen inspizieren und auch von dort aus reinigen.
Sollte sich zeigen, dass bei der Auslegung des Systems die Verzweigungsstelle zu tief oder zu hoch gelegt wurde, so lässt sich leicht die Trennwand 14überdas Ringblech 12 hinaus erhöhen oder die mittlere Kanalwand 22 verkürzen oder nach unten verlängern. Es ist auch denkbar, die Abzweigstelle einstellbar zu gestalten, beispielsweise durch einen oder zwei Ringschieber oder durch einen in der mittleren Kanalwand 22 vorgesehenen Bypass.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. So kann es beispielsweise auch vorteilhaft sein, die Kanäle 30,32 und 34 mindestens teilweise als Membranwände, das heisst aus zu Wänden verschweissten Rohren, auszubilden.
Im Ausführungsbeispiel sind die Wärmeübertragerflächen in einfachster Form dargestellt. Selbstverständlich lassen sie sich auch unterteilen und ganz oder partiell die Strömungsrichtungen umkehren.
Schliesslich kann auch mehr als ein Sekundärmedium an der Wärmeübertragung beteiligt sein. Sollen Drosselorgane im Druckbehälter vermieden werden, so können diese auch in Verbindungsleitungen gelegt werden, die der Gasführung ausserhalb des Druckbehälters dienen.
Zur Verteilung der Wärmeübertragung auf verschiedene Heizflächen kann unter Umständen auch die Mengen Verteilung des Sekundärmediums oder der Sekundärmedien verändert werden. Auch bezüglich der Art der Wärmeübertrager-s flächen ist die Erfindung durchaus nicht an das gezeichnete Ausführungsbeispiel gebunden ; so können beispielsweise auch Sackrohre oder Wärmerohre eingesetzt werden.
Die Verzweigung auf die Zweigkanäle kann bei verschiedenen Temperaturen oder Temperaturbereichen gestaffelt io erfolgen. Auch das Zusammenführen der Zweigströme lässt sich staffeln.
Die Öffnungen 80 können eintrittsseitig mit Stellen tieferer Temperatur, sei es des einen oder des anderen Zweigkanals, verbunden sein. Je nach den gestellten Randbedingungen kann es auch zweckmässig sein, die Anordnung der Kanäle im Druckgefäss zu vertauschen oder sonstwie anders anzuordnen. Um das Abblinden einzelner Rohre, insbesondere im Überhitzerrohrbündel, wo höhere Temperaturen auftreten, zu erleichtern, kann es zweckmässig sein, etwa die 20 Verbindungsrohre 72 nach der CH-PS 384 602 an Rohrplatten anzuschliessen.
Um ein Ausbauen des Helissenbündels 62 zu erleichtern, kann es vorteilhaft sein, den Unterteil 2 des Druckgefässes 25 unterhalb der Befestigungsstelle der Tragplatten 61 durch Zwischenflanschen zu unterteilen.
B
2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

662638 PATENTANSPRÜCHE
1. Wärmeübertragersystem zum Abführen fühlbarer Wärme eines heissen Gases, vorzugsweise eines Prozessgases, an mehrere, in Kanälen angeordnete Wärmeübertragerflächen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanalabschnitt vorgesehen ist, der sich in zwei parallele Zweigkanäle gabelt, die in einen gemeinsamen Mischraum münden, dass im Kanalabschnitt als Wärmeübertragerfläche eine Verdampferheizfläche, im einen der beiden Zweigkanäle eine weitere Wärmeübertragerfläche, in der Wärme an das in der Verdampferheizfläche strömende Medium übertragen wird, und im anderen Zweigkanal eine Wärmeübertragerfläche, in der ein Medium erhitzt wird, angeordnet sind, dass mindestens der eine der beiden Zweigkanäle ein verstellbares Drosselorgan aufweist und dass alle genannten Wärmeübertragerflächen in einem einzigen, im wesentlichen zylindrischen Druckgefäss untergebracht sind.
2. Wärmeübertragersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalabschnitt und die beiden Zweigkanäle als zum Druckgefäss koaxiale Ringkanäle ausgebildet sind.
3. Wärmeübertragersystem nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalabschnitt und der eine Zweigkanal in Achsrichtung miteinander fluchten.
4. Wärmeübertragersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalabschnitt und der eine Zweigkanal einen innersten Ringkanal bilden.
5. Wärmeübertragersystem nach Anspruch 4, mit vertikaler Achse des Druckgefässes, dadurch gekennzeichnet,
dass die Verdampferheizfläche und die weitere Wärmeübertragerfläche als eine einzige, sowohl über den Kanalabschnitt als auch über den einen Zweigkanal sich erstreckende Schlangenrohrheizfläche ausgebildet ist und dass deren Schlangenrohre mit zur Druckgefässachse parallelen Schenkeln in evolventenförmig gebogenen Rohrtafeln verlaufen.
6. Wärmeübertragersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragerfläche im anderen Zweigkanal als Helissenheizfläche ausgebildet ist.
7. Wärmeübertragersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselorgan als zentrales Tellerventil ausgebildet und gasseitig stromunterhalb der im einen Zweigkanal angeordneten Wärmeübertragerfläche angeordnet ist und gleichzeitig einen abgebildeten zylindrischen Zentralkanal überspannt.
8. Wärmeübertragersystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgefäss unten einen koaxialen Gaseintrittstutzen sowie, ebenfalls im unteren Druckgefässbereich, mindestens einen seitlichen Gasaustrittstutzen aufweist.
9. Wärmeübertragersystem nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischraum über einen zwischen dem anderen Zweigkanal und der Innenwand des Druckgefässes vorgesehenen Ringraum mit dem Gasaustrittstutzen des Druckgefässes verbunden ist.
10. Wärmeübertragersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verzweigungsstelle des Kanalabschnittes mindestens eine Öffnung vorgesehen ist, die aus dem Endbereich des Kanalabschnittes in den Ringraum führt, und dass dieser Öffnung ein verstellbares Verschlussorgan zugeordnet ist.
11. Wärmeübertragersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlangenrohre im Kanalabschnitt und im Bereich der Verzweigungsstelle gegenüber der übrigen Rohrlänge einen erheblich kleineren Durchmesser aufweisen.
12. Wärmeübertragersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der äusseren Wand des Kanalabschnittes und/oder der Anfang der die beiden Zweigkanäle trennenden Wand in axialer Richtung verstellbar ausgebildet sind.
13. Wärmeübertragersystem nach den Ansprüchen 5 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlangenrohre durch an ihnen befestigte Nocken voneinander distanziert sind.
14. Wärmeübertragersystem nach den Ansprüchen 5,11 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrtafeln an Rohrschenkeln aufgehängt sind, über die das Medium den Rohrtafeln zugeführt oder aus diesen abgeführt wird.
CH6846/82A 1982-11-24 1982-11-24 Waermeuebertragersystem, vorzugsweise fuer ein prozessgas. CH662638A5 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH6846/82A CH662638A5 (de) 1982-11-24 1982-11-24 Waermeuebertragersystem, vorzugsweise fuer ein prozessgas.
DE8383100230T DE3364790D1 (en) 1982-11-24 1983-01-13 Heat transfer system, especially for a process gas
EP83100230A EP0111615B1 (de) 1982-11-24 1983-01-13 Wärmeübertragersystem, vorzugsweise für ein Prozessgas
JP58188569A JPS5997404A (ja) 1982-11-24 1983-10-11 処理ガス用熱交換器装置
CA000440887A CA1215968A (en) 1982-11-24 1983-11-10 Heat-exchanger system, more particularly for a process gas
US06/554,563 US4494484A (en) 1982-11-24 1983-11-22 Heat exchanger for a process gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH6846/82A CH662638A5 (de) 1982-11-24 1982-11-24 Waermeuebertragersystem, vorzugsweise fuer ein prozessgas.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH662638A5 true CH662638A5 (de) 1987-10-15

Family

ID=4315941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH6846/82A CH662638A5 (de) 1982-11-24 1982-11-24 Waermeuebertragersystem, vorzugsweise fuer ein prozessgas.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4494484A (de)
EP (1) EP0111615B1 (de)
JP (1) JPS5997404A (de)
CA (1) CA1215968A (de)
CH (1) CH662638A5 (de)
DE (1) DE3364790D1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH665274A5 (de) * 1984-07-05 1988-04-29 Sulzer Ag Waermeuebertrager.
CH665020A5 (de) * 1984-08-15 1988-04-15 Sulzer Ag Waermeuebertrager.
WO2003056265A1 (fr) * 2001-12-25 2003-07-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Echangeur thermique
FR2921718B1 (fr) * 2007-10-01 2014-11-28 Snecma Echangeur thermique de prechauffage pour pile a combustible
US8555809B2 (en) * 2010-01-14 2013-10-15 Rohm And Haas Electronic Materials, Llc Method for constant concentration evaporation and a device using the same
US9366203B2 (en) * 2013-09-24 2016-06-14 Fca Us Llc Conformable high pressure gaseous fuel storage system having a gas storage vessel with fractal geometry
US9957612B2 (en) 2014-01-17 2018-05-01 Ceres Technologies, Inc. Delivery device, methods of manufacture thereof and articles comprising the same

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH174774A (de) * 1934-06-08 1935-01-31 Sulzer Ag Wärmeaustauscher.
CH375030A (de) * 1960-01-29 1964-02-15 Sulzer Ag Wärmeübertrager
US3279439A (en) * 1964-06-05 1966-10-18 Babcock & Wilcox Co Vapor generating superheating and reheating unit
CH482982A (de) * 1967-10-30 1969-12-15 Sulzer Ag Durch Abhitze beheizter Zwanglaufdampferzeuger
US3766892A (en) * 1972-04-21 1973-10-23 Combustion Eng Split feed economizer
US3884297A (en) * 1973-02-12 1975-05-20 Automotive Environmental Syste Annular flow heat exchanger
CH586372A5 (de) * 1974-12-06 1977-03-31 Sulzer Ag
US4073267A (en) * 1975-10-03 1978-02-14 General Atomic Company Vapor generator
US4284134A (en) * 1978-09-05 1981-08-18 General Atomic Company Helically coiled tube heat exchanger
DE2846581A1 (de) * 1978-10-26 1980-05-08 Ght Hochtemperaturreak Tech Waermetauscher fuer gase von hoher temperatur
US4252087A (en) * 1979-04-24 1981-02-24 Kime Wellesley R Rapid response steam generating apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
CA1215968A (en) 1986-12-30
EP0111615B1 (de) 1986-07-30
US4494484A (en) 1985-01-22
EP0111615A1 (de) 1984-06-27
JPS5997404A (ja) 1984-06-05
DE3364790D1 (en) 1986-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60205645T2 (de) Wärmetauscher für isothermische chemische reaktor
DE2706043C2 (de) Strahlungsbrenner
DE2517693C2 (de) Als Längsgegenstromapparat ausgebildeter Wärmeaustauscher
EP0213380B1 (de) Russbläser
CH670501A5 (de)
EP0366606B1 (de) Heissgaskühlanlage zu einer Kohlevergasungsanlage
DE3007610C2 (de) Wärmetaucher mit einer zentralen Einlaßkammer und darunter liegender Auslaßkammer für ein wärmeabgebendes Medium
EP0111615B1 (de) Wärmeübertragersystem, vorzugsweise für ein Prozessgas
EP0166805B1 (de) Wärmeübertragersystem
DE2851125A1 (de) Waermeaustauscher
DE8303845U1 (de) Fluessigkeitsboiler, insbesondere brauchwasserboiler.
DE2459472B1 (de) Gasbeheizter dampferzeuger, insbesondere fuer kernreaktoranlagen
DE2700563C3 (de) Wärmeübertrager für einen Hochtemperaturreaktor
DE2712794C2 (de) Dampfüberhitzer horizontaler Achse für die Beaufschlagung einer Hochleistungsturbine
DE2425539C3 (de) Kombinierter Feuchtigkeitsabscheider und Überhitzer
CH665019A5 (de) Waermeuebertrager, insbesondere zum kuehlen von gas aus einem hochtemperaturreaktor.
DE544455C (de) Einrichtung zur Dampfzufuehrung an direkt geheizten Zellstoffkochern mit zwangslaeufigem Umlauf der Kochfluessigkeit
DE2754375C2 (de) Abhitzekessel hinter chemischen Reaktoren
DE20010671U1 (de) Wärmetauscher für rieselfähige Feststoffe
DE2654948C2 (de) Tauch-Wärmeaustauscher
DE102008019083A1 (de) Pufferspeicher
AT380951B (de) Waermetauscher
DE7829577U1 (de) Speicherbehaelter zur warmwasserbereitung
DE3820947A1 (de) Wirbelschichtreaktor
DE1935309C (de) Warmwasserbereiter

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased