DD223232A1

DD223232A1 - MULTI-FLUID TUBE BELT WASHER

Info

Publication number: DD223232A1
Application number: DD25663683A
Authority: DD
Inventors: Bernvard Thurow; Egon Abe; Friedrich Goettig; Bernd Enke
Original assignee: Schwermasch Liebknecht Veb K
Priority date: 1983-11-14
Filing date: 1983-11-14
Publication date: 1985-06-05

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrflutigen Rohrbuendelwaermeuebertrager mit Schwimmkopf und Dehnungsausgleicher im Apparatemantel, die vor allem in der Kaeltetechnik, der chemischen Industrie und Energietechnik Anwendung finden. Dabei ist es das Ziel der Erfindung, einen Rohrbuendelwaermeuebertrager zu schaffen, bei dem eine Vermischung des Rohr- und Mantelraummediums ausgeschlossen ist und bei dem eine Austauschbarkeit des Dehnungsausgleichers ohne Demontage des Waermeuebertragers gegeben ist. Ein weiteres Ziel ist es, den Schwimmkopf fuer Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten leicht zugaenglich zu gestalten. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass der Schwimmkopf und die Begehungsoeffnung eine Einheit bilden und die Begehungsoeffnung direkt von der Atmosphaere her zugaenglich ist, der hintere Mantelabschluss an der Aussenseite der Begehungsoeffnung angeordnet ist und der Dehnungsausgleich entweder durch eine bzw. beide Hauben erfolgt oder ein Dehnelement am hinteren Mantelabschluss vorgesehen ist. Die Erfindung ist fuer Rohrbuendelwaermeuebertrager mit Schwimmkopf und festem oder ausziehbarem Rohrbuendel, vor allem in der Kaeltetechnik, der chemischen Industrie und der Energietechnik anwendbar. Fig. 1The invention relates to a Mehrflutigen Rohrbuendelwaermeuebertrager with floating head and expansion compensator in the apparatus jacket, which are mainly used in the refrigeration, the chemical industry and energy technology application. It is the object of the invention to provide a Rohrbuendelwaermeuebertrager, in which a mixing of the tube and jacket space medium is excluded and in which an interchangeability of the expansion compensator is given without disassembly of the heat transfer. Another goal is to make the floating head easily accessible for maintenance and repair work. According to the invention this is achieved in that the floating head and the Begehungsoeffnung form a unit and the Begehungsoeffnung directly accessible from the atmosphere ago, the rear sheath is arranged on the outside of the Begehungsoeffnung and the expansion compensation either by one or both hoods or an expansion element is provided at the rear coat closure. The invention is applicable to Rohrbuendelwaermeuebertrager with floating head and fixed or extendable Rohrbuendel, especially in the refrigeration, the chemical industry and power engineering. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung . . .Field of application of the invention. , ,

Die Erfindung betrifft einen mehrfiutigen Rohrbündelwärmeübertrager mit Schwimmkopf und Dehnungsausgleicher im Apparatemantel, der vorwiegend mit hohen Drücken im Rohrraum betrieben wird und bei dem eine Begehbarkeit des Schwimmkopfes gefordert ist/ . ,The invention relates to a Mehrfiutigen tube bundle heat exchanger with floating head and expansion compensator in the apparatus jacket, which is mainly operated at high pressures in the pipe space and in which a walkability of the floating head is required. .

Derartige Wärmeübertrager finden vor allem in Kälteanlagen und in Anlagen der chemischen Industrie und in der Energietechnik Anwendung.Such heat exchangers are mainly used in refrigeration systems and systems of the chemical industry and in energy technology application.

Characteristic of the known technical solutions

Nach ST RGW 798-77 ist eine Bauform von Rohrbündeiwärmeübertragern mit festen Rohrboden, stirnseitigen Hauben und Dehnungsausgleicher im Mantel bekannt. Diese Bauform ist aber nur für niedrige Beanspruchungen geeignet, da bei höheren Drücken und großen Apparatedurchmessern keine Dehnungsausgleicher mehr zur Verfugung stehen. 'According to ST RGW 798-77 a design of Rohrbündeiwärmeübertragern with solid tube bottom, frontal hoods and expansion compensator in the jacket is known. However, this design is only suitable for low stresses, since at higher pressures and large Apparateurchmessern no expansion compensators are more available. '

Ebenfalls nach ST RGW 798-77 ist für höhere Parameter eine Bauform von Rohrbündeiwärmeübertragern mit Schwimmtopf bekannt. Große Dehnungsunterschiede zwischen'Rohrbündel und Mantel werden dabei gut ausgeglichen. Bei großem Apparatedurchmesser ist es allerdings bereits sehr schwierig das Rohrbündel werkstattmäßig in-den Apparatemantel einzuschieben. Diese Schwierigkeiten vergrößern sich, wenn auf einer Baustelle oder am Betriebsort bei Dichtheitsproblemendas Rohrbündel zu demontieren und dann wieder neu einzuschieben ist. Hinzu kommt, daß für eine Zugängiichkeit zum Rohrboden nur geschraubte Schwimmköpfe einsetzbar sind. Das führt aber andererseits zu der Gefahr einer unkontrollierbaren Vermischung des Rohr- und Mantelraummediums. Beim Einsatz geschweißter Schwimmköpfe ist dieser zwar dicht,-aber es .ist-, der zusätzliche Nachteil vorhanden, daß der Rohrboden nicht mehr zugänglich oder begehbar ist.Also according to ST RGW 798-77 a design of Rohrbündeiwärmeübertragern with floating pot is known for higher parameters. Large differences in expansion between 'tube bundle and mantle are well balanced. With a large diameter of the apparatus, however, it is already very difficult to insert the tube bundle into the apparatus jacket in the workshop. These difficulties increase when at a construction site or at the site in Dichtdichtproblemendas the tube bundle to dismantle and then re-insert. In addition, only screwed floating heads can be used for accessibility to the tube sheet. On the other hand, this leads to the risk of uncontrollable mixing of the pipe and jacket space medium. When using welded swimming heads this is indeed dense, but it is. The additional disadvantage that the tube sheet is no longer accessible or accessible.

Eine andere bekannte Ausführung eines einflutigen Rohrbündelwärmeübertragers ist in schwimmkopfähnlicher Art vorgesehen. Dabei ist dessen Rohrboden innerhalb der beschlossenen Haube.über einen kegeligen Übergang, einen Dehnungsausgleicher und einem Verbindungsstück direkt mit einem zentrischen Rohrstutzen verbunden.Another known embodiment of a single-flow shell-and-tube heat exchanger is provided in a float-head type. In this case, the tube bottom is within the decided hood. Via a conical transition, an expansion compensator and a connecting piece directly connected to a centric pipe socket.

Diese Ausführung ist aber nur für geringe Differenzdrücke zwischen Rohr- und Mantelraum einsetzbar. Bei hohen Druckdifferenzen bzw. bei'hohem.Rohrraumdruck ist der Dehnungsausgleich"technisch nicht mehr realisierbar. Hinzu kommt, daß bei einer derartigen Ausführung die Zugänglichkeit zum Rohrboden nicht mehr gewährleistet ist Auch muß bei ' Materialermüdungen des Dehnungsausglerchers das gesamte Rohrbündel mit dem Anbau aus dem Apparatemantel ausgebaut werden, was, vor allem bei großen Apparatedurchmessern, zu den bereits oben angeführten Schwierigkeiten führt. Weiterhin besteht die Gefahr der unkontrollierten Medienvermischung an der Schraubverbindung zum Verbindungsstück. Nach der SU-PS 503117 ist eine Kombination dieser bekannten Ausführungen bekannt, in dem ein Rohrbündel mit Schwimmtopf in einem Apparatemantel mit einem Dehnungsausgleicher angeordnet ist. Dabei ist am hinteren Abschluß des Apparatemantels ein nach innen'gerichteter Flansch angeordnet, an dem die Zarge des Schwimmkopfes anschließt und gleichzeitig von außen der Deckel befestigt ist. . ·However, this design can only be used for small differential pressures between pipe and shell space. In the case of such an embodiment, the accessibility to the tubesheet is no longer guaranteed In addition, there is a risk of uncontrolled media mixing at the screw connection to the connecting piece According to SU-PS 503117, a combination of these known designs is known, in which there is a risk of uncontrolled media mixing In this case, an inwardly directed flange is arranged at the rear end of the apparatus jacket, to which the frame of the floating head adjoins and at the same time the lid is fastened from the outside.

Auch bei dieser Ausführung ist der Hauptmangel darin zu sehen,.daß eine leichte und einfache Austauschbarkeit bei dem. Dehnungsausgleicher nicht gegeben ist und speziell bei großen Apparatedurchmessern infoige der hohen Druckbeanspruchung die Dehnungsausgleicher technisch nicht mehr zur Verfugung stehen. Weiterhin ist auch bei dieser bekannten Lösung eine absolute Medientrennung zwischen Rohrraum und Mantelraum nicht gewährleistet.Also in this embodiment, the main defect is to see., That a simple and easy interchangeability in the. Expansion compensator is not given and especially for large diameter devices infoige the high compressive stress, the expansion compensators are no longer technically available. Furthermore, an absolute separation of media between the pipe space and shell space is not guaranteed even in this known solution.

Ziel der Erfindung . ', „ ^Object of the invention. ', "^

Ziel der Erfindung ist es, einen mehrfiutigen Rohrbündeiwärmeübertrager mit Schwimmtopf und einem Dehnungsausgleicher im Apparatemantel zu schaffen, bei dem eine Vermischung des Rohr- und Mantelraummediums ausgeschlossen ist und eine Austauschbarkeit des De'hnungsausgleichers ohne Demontage des Wärmeübertragers gegeben ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, den Rohrbündeiwärmeübertrager durch eine leichteZugänglichkeit zum Schwimmkopf wartungs- und instandsetzungsfreundlich zu gestalten.The aim of the invention is to provide a Mehrfiutigen Rohrbündeiwärmeübertrager with floating pot and a strain equalizer in the apparatus jacket, in which a mixing of the tube and jacket space medium is excluded and interchangeability of De'hnungsausgleichers without disassembly of the heat exchanger is given. Another object of the invention is to make the Rohrbündeiwärmeübertrager by easy accessibility to the floating head maintenance and repair friendly.

Darlegung des Wesens der Erfindung 'Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, einen mehrfiutigen Rohrbündeiwärmeübertrager mit Schwimmtopf und einem.Dehnungsausgleicher im-Apparatemantel zu schaffen, vorzugsweise für große Appäratedurchmesser, bei dem eine . hermetische Trennung von Rohr- und Mantelraum vorgesehen, dabei aber eine gute Begehbarkeit des Schwimmkopfes zu gewährleisten ist. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung, den Dehnungsausgleich zwischen Rohrbündel und . Apparatemantel so zu gestalten, daß das Dehnelement von außen leicht zugänglich und damit im Havarie- oder Ermüdungsfall unkompliziert austauschbar ist.The invention is based on the technical object to provide a Mehrfiutigen Rohrbündeiwärmeübertrager with swim pot and a .Dehnungsausgleicher in-apparatus jacket, preferably for large Appäratedurchmesser, in which a. hermetic separation of pipe and shell space provided, but it is a good walkability of the floating head to ensure. Furthermore, it is the object of the invention, the expansion compensation between the tube bundle and. To make the apparatus jacket so that the expansion element is easily accessible from the outside and thus easily replaceable in case of damage or fatigue.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schwimmtopf mit der Begehungsöffnung eine Einheit bildet und die Begehungsöffnung unabhängig vom Mantelraum direkt von der Atmosphäre her zugänglich ist. Dabei ist der äußere ' Mantelabschluß radial außerhalb der Deckeldichtung an der Außenseite der Begehungsöffnung angeordnet. Der Dehnungsausgleich zwischen Rohrbündel und Apparatemantel erfolgt entweder durch die Mantelhaube allein bzw. durch Schwimmkopf- und Mantelhaube gemeinsam oder er ist durch Anschließen eines bekannten Dehnelementes an der AußenseiteAccording to the invention, this object is achieved in that the floating pot forms a unit with the entrance opening and the access opening is accessible independently of the shell space directly from the atmosphere ago. In this case, the outer shell closure is arranged radially outside the cover seal on the outside of the access opening. The expansion compensation between the tube bundle and apparatus jacket is done either by the jacket cover alone or by floating head and jacket cover together or he is by connecting a known expansion element on the outside

embodiment

Nachstehend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the accompanying drawing show:

Fig. 1: einen Schnitt durch den hinteren Kopf eines erfindungsgemäßen mehrflutigen Rohrbündelwärmeübertragers mit1 shows a section through the rear head of a Mehrflutigen Rohrbündelwärmeübertragers invention

einem Dehnungsausgleicher Fig.2: einen Schnitt durch den hinteren Kopf eines erfindungsgemäßen mehrflutigen Rohrbündelwärmeübertragers mit Dehnungsausgleich durch die Mantelhaube und die Schwimmkopfhaube.a stretch equalizer Figure 2: a section through the rear head of a Mehrflutigen Rohrbündelwärmeübertragers invention with expansion compensation by the jacket hood and the floating hood.

Das Rohrbündel 1 eines großen, mehrteiligen Rohrbündelwärmeübertragers ist in einem Apparatemantel 2 angeordnet. Zur Umlenkung des Mediums im Rohrraum ist am Ende des Rohrbündels 1 ein Schwimmkopf 3 vorgesehen. Den hinteren Abschluß des Schwimmkopfes 3 bildet eine Schwimmkopfhaube 4, in der zentrisch eine von einem Ringelement 10 umgebene und mit einem Deckel 7 verschlossene Begehungsöffnung 6 angeordnet ist. Nach Fig. 1 'erfolgt der hintere Abschluß des durch den Apparatemantel 2 nach außen begrenzten Mantelraumes 9 durch eine Mantelhaube 5 und ein Dehnelement 8, das außen mit dem Ringelement 10 der Begehungsöffnung 6 außerhalb der Abdichtung des Deckels 7 verbunden ist.The tube bundle 1 of a large, multi-part shell-and-tube heat exchanger is arranged in an apparatus jacket 2. For deflecting the medium in the tube space, a floating head 3 is provided at the end of the tube bundle 1. The rear end of the floating head 3 forms a floating head cover 4, in the center of a surrounded by a ring member 10 and closed with a lid 7 begehungsungsöffnung 6 is arranged. According to Fig. 1 ', the rear termination of the jacket 2 limited to the outside by the jacket jacket 2 by a jacket cover 5 and an expansion element 8, which is externally connected to the ring member 10 of the access opening 6 outside the seal of the lid 7.

Nach Fig. 2 wird der hintere Abschluß des Mantelraumes 9 durch die direkte Verbindung der Mantelhaube 5 mit dem Ringelement 10 der Begehungsöffnung 6 gebildet. Dabei sind die mit dem Ringelement 10 verbundene Schwimmkopfhaube 4 und Manteihaube 5 elastisch so ausgeführt, daß sie die zwischen dem Rohrbündel 1 und dem Apparatemantel 2 auftretenden Dehnungsunterschiede sicher ausgleichen.According to Fig. 2, the rear end of the jacket space 9 is formed by the direct connection of the jacket cover 5 with the ring member 10 of the access opening 6. The floating head cover 4 and Manteihaube 5 connected to the ring member 10 are elastically designed so that they compensate for the expansion differences occurring between the tube bundle 1 and the apparatus jacket 2 safely.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung eines mehrflutigen Rohrbündelwärmeübertragers mit Schwimmkopf ergeben sich folgende Vorteile: ι ' ' The inventive design of a multi-flow Rohrbündelwärmeübertragers with floating head, the following advantages arise: ι ''

— die Kompensation von Dehnungsunterschieden zwischen Rohrbündel 1 und Apparatemantel 2 wird durch die Anordnung eines Dehnelementes 8 oder durch die Elastizität der Mantelhaube 5 allein bzw. der Schwimmkopfhaube 4 und der Mantelhaube 5 gemeinsam aufgrund der Federkonstanten der Hauben sicher gewährleistet,- The compensation of differences in expansion between the tube bundle 1 and apparatus jacket 2 is ensured by the arrangement of an expansion element 8 or by the elasticity of the shroud 5 alone or the floating hood 4 and the shroud 5 together due to the spring constant of the hoods,

— durch die Anordnung des Mantelabschlusses an der Außenseite der Begehungsöffnung 6 wird die hermetische Trennung von Rohr- und Mantelraummedium erreicht,- By the arrangement of the sheath close to the outside of the access opening 6, the hermetic separation of pipe and jacket space medium is achieved

— die direkte Zugänglichkeit zum Rohrboden des Schwimmkopfes 3 ist direkt von der Atmosphäre her, unabhängig vom Mantelraum 9, möglich, d. h., die Begehbarkeit des Schwimmkopfes für Inspektions-, Wartungs- und Reparaturzwecke wird unter Beibehaltung des Druckes im Mantelraum 9 ermöglicht,- The direct accessibility to the tube sheet of the floating head 3 is directly from the atmosphere, regardless of the jacket space 9, possible, d. h., the accessibility of the floating head for inspection, maintenance and repair purposes is possible while maintaining the pressure in the jacket space 9,

— bei Ermüdungserscheinungen bzw. einer Havarie am Dehnelement 8 ist dieses ohne Zerstörung des Rohrbündelwärmeübertragers und ohne Demontage des Rohrbündels 1 von außen — gegebenenfalls sogar unter Aufrechterhaltung des Druckes im Rohrraum bzw. Schwimmkopf 3 — austauschbar,- In case of fatigue or an accident on the expansion element 8 this is without destruction of Rohrbündelwärmeübertragers and without disassembly of the tube bundle 1 from the outside - possibly even while maintaining the pressure in the pipe space or floating head 3 - interchangeable,

— die Anwendung der Erfindung erfolgt vorzugsweise bei Apparaten mit großem Durchmesser, sowohl bei der Anordnung ausziehbarer Rohrbündel als auch für fest installierte Rohrbündel; die infolge des großen Apparatedurchmessers nicht mehr ausziehbar gestaltet werden können, '- The application of the invention is preferably carried out in large diameter apparatus, both in the arrangement of extendable tube bundles as well as permanently installed tube bundles; which can not be made extendable due to the large diameter of the apparatus, '

— die Anwendbarkeit bei Wärmeübertragern mit hohen Rohrraumdrücken und relativ hohen Mantelraumdrücken.- The applicability of heat exchangers with high pipe chamber pressures and relatively high shell space pressures.

Claims

Claim for the invention:.

Multi-tube shell and tube heat exchanger with floating head and expansion compensator in the apparatus jacket, wherein the floating head is provided with a walk-through opening, characterized in that

The floating head (3) forms a closed unit with the access opening (6) and the access opening (6) is accessible directly from the atmosphere independently of the jacket space (9),

- The rear sheath close to the outside of Begehungsö.ffnung (6) is arranged radially outside the lid seal and. .

- The expansion compensation between the tube bundle (.1) and apparatus jacket (2) either by the jacket cover (5) alone or by the floating head and jacket cover (4,5) together or by connecting a known expansion element (8) on the outside of the Begehungsungsöffnung (6) is provided in connection with the rear sheath termination. '-' '. ':

- For this

2 pages drawings -