DD243752A1

DD243752A1 - TUBE BELT WASHER WITH SCREW FORMAT MEDIA GUIDE IN COAT

Info

Publication number: DD243752A1
Application number: DD28348985A
Authority: DD
Inventors: Bernvard Thurow; Egon Abe; Friedbert Richter
Original assignee: Schwermasch Liebknecht Veb K
Priority date: 1985-12-02
Filing date: 1985-12-02
Publication date: 1987-03-11

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rohrbuendelwaermeuebertrager mit schraubenfoermiger Medienfuehrung im berohrten Mantelraum und zentrischer Zufuehrung des Mantelraummediums fuer Waermeaustauschprozesse zwischen fluessigen und/oder gasfoermigen Medien. Ziel der Erfindung ist es, einen Rohrbuendelwaermeuebertrager gesagter Bauart zu schaffen, der einen geringen Platzbedarf in einer Anlage erfordert und einen hohen Waermeaustauscheffekt aufweist. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass an den Stirnseiten eines zentralen Kernkoerpers Stromleitschaufeln vorgesehen sind, die das Mantelraummedium drallbildend in den Schraubengang des Mantelraumes leiten bzw. drallaufloesend aus diesem wieder ableiten. Hauptanwendungsgebiet sind Rohrbuendelwaermeuebertrager fuer die chemische Industrie und die Energietechnik. FigurThe invention relates to a Rohrbuendelwaermeuebertrager with schraubenfoermiger Medienfuehrung in the drilled jacket space and centric Zufuehrung the jacket space medium for heat exchange processes between liquid and / or gaseous media. The aim of the invention is to provide a Rohrbuendelwaermeuebertrager said type, which requires a small footprint in a system and has a high heat exchange effect. According to the invention this is achieved in that at the end faces of a central core body Stromleitschaufeln are provided which guide the jacket space swirling into the spiral passage of the shell space or spin-discharging derived from this again. The main field of application is tube-and-tube converters for the chemical industry and energy technology. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

DieErfindung betrifft einen RohrbündelwärmeübertragermitschraubenförmigerMedienführung im berohrten Mantelraum und zentrischer Zuführung des Mantelraummediums für Wärmeaustauschprozesse zwischen flüssigen Medien und/oder gasförmigen Medien in der chemischen Industrie und in der Energietechnik.The invention relates to a shell and tube heat exchanger with screwed media guide in the drilled jacket space and centric delivery of the jacket space medium for heat exchange processes between liquid media and / or gaseous media in the chemical industry and power engineering.

Characteristic of the known technical solutions

Für den Wärmeaustausch zwischen großen Gasvolumina und geringen Fluidmengen ist ein Rohrbündelwärmeübertrager bekannt, bei dem ein Gasstrom über ein zentrales Gasein- und Gasaustrittsgehäuse mit Stutzen am zentrischen Teil der Rohrboden ein- bzw. austritt. Der Gasstrom beschreibt von einem Zentralrohr aus über die gesamte Rohrbündellänge eine Ringbzw. Ringsegmentbahn um das Zentralrohr im Kreuzgegenstrom zu den gegenläufig durchströmten Rohrsektionen. (DD-PS 213044) Diese Ausführung ist für große Volumenunterschiede zwischen dem Gasstrom und der Fluidmenge gut geeignet. Liegen aber Verhältnisse ohne extreme Volumenunterschiede vor, so ist die strömungstechnische Anpassung dieses Apparatetyps äußerst schwierig.For the heat exchange between large volumes of gas and small amounts of fluid, a shell-and-tube heat exchanger is known, in which a gas flow enters or exits via a central gas inlet and outlet housing with connection pieces on the central part of the tube bottom. The gas stream describes from a central tube over the entire tube length a Ringbzw. Ring segment web around the central pipe in cross countercurrent to the counterflowed through pipe sections. (DD-PS 213044) This embodiment is well suited for large volume differences between the gas flow and the fluid quantity. But if conditions exist without extreme volume differences, then the fluidic adaptation of this type of apparatus is extremely difficult.

Weiterhin ist ein Rohrbündelwärmeübertrager bekannt, bei dem Leitbleche so im Mantelraum angeordnet sind, daß dort eine einer Schraubenlinie ähnliche Mantelraumströmung erreicht wird. Dabei wird das Mantel raummedium über radiale Stutzen am zylindrischen Gehäusemantel dem schraubenlinienähnlichen Gang zugeführt bzw. aus diesem abgeführt. (DD-PS 207757) Diese Ausführung bringt eine effektive Wärmeaustauschleistung und ist für viele Fälle mit hoher Variabilität einsetzbar. Bedarf es aber aus Platzgründen oder anlagentechnischen Gesichtspunkten einer geradlinigen Einbindung des Wärmeübertragers in eine Rohrleitungstrasse, so erfordern die radialen Stutzen im Gehäusemantel zusätzliche Rohrkrümmer, die einerseits den Aufwand und andererseits den Strömungswiderstand und damit den Druckverlust vergrößern.Furthermore, a shell-and-tube heat exchanger is known in which baffles are arranged in the jacket space in such a way that a jacket space flow similar to a helix is achieved there. In this case, the jacket is supplied to the helical space-like medium via radial ports on the cylindrical housing shell or removed from this. (DD-PS 207757) This embodiment provides effective heat exchange performance and can be used in many cases with high variability. But if it is necessary for reasons of space or plant technical aspects of a straight-line integration of the heat exchanger in a pipeline line, so require the radial nozzle in the housing shell additional elbows, on the one hand increase the cost and on the other hand the flow resistance and thus the pressure loss.

Bekannt ist auch ein Rohrbündelwärmeübertrager mit Zentralrohr, bei dem der Medienstrom des Mantel raumes von einer Kammer zur anderen abwechselnd einmal durch das Zentralrohr und dann nachfolgend zur nächsten Kammer durch einen Ausschnitt in der Trennwand im berohrten Bereich vorgesehen ist. Dabei wird vornehmlich von einer zentralen Zu- und Abführung des Mantelraummediums über das Zentralrohr mittels Stutzen am ringförmigen Durchtritt des Rohrbodens ausgegangen. (DD-PS 227788) Diese Ausführung ist für die Einbindung des Apparates in eine geradlinige Rohrleitungsführung zwar gut geeignet, es ergeben sich aber Nachteile dadurch, daß durch die Ausbildung jeder zweiten Trennwand als Querleitblech Längsstromanteile beim Mantelraummedium auftreten, die den Austauscheffekt ungünstig beeinflussen. Darüber hinaus besteht eine Schwingungsgefährdung für die Rohre, da diese im Bereich des Trennblechausschnittes im berohrten Bereich nur im doppelten Trennblechabstand abgestüzt sind.Also known is a tube bundle heat exchanger with central tube, in which the medium flow of the jacket space is alternately provided from one chamber to another once through the central tube and then to the next chamber through a cutout in the partition in the drilled area. It is mainly assumed that a central inlet and outlet of the jacket space medium via the central tube by means of connection to the annular passage of the tube sheet. (DD-PS 227788) Although this embodiment is well suited for the integration of the apparatus in a straight-line piping, but there are disadvantages in that longitudinal flow components in the jacket space medium occur through the formation of every other partition as a cross-baffle, which adversely affect the exchange effect. In addition, there is a risk of vibration for the pipes, since they are abgestüzt in the region of the cut-sheet cutout in the drilled area only in double separating plate spacing.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß infolge der mehrfachen abrupten Umlenkungen für das Mantelraummedium ein erhöhter Druckverlust zu verzeichnen ist.Another disadvantage is the fact that as a result of the multiple abrupt deflections for the jacket space medium, an increased pressure loss is recorded.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Rohrbündelwärmeübertrager mit einem kontinuierlichen oder daran angenäherten Schraubengang im berohrten Mantelraum und zentraler Zuführung des Mantelraummediums zu schaffen, der einen geringen Platzbedarf in einer Anlage erfordert und einen hohen Wärmeaustauscheffekt aufweist.The object of the invention is to provide a shell and tube heat exchanger with a continuous or approximated screw in the drilled jacket space and central supply of jacket space medium, which requires a small footprint in a plant and has a high heat exchange effect.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, einen Rohrbündelwärmeübertrager mit schraubenförmiger Medienführung im berührten Mantelraum um einen zentralen Kernkörper bei zentrischer Zu- bzw. Abführung des Mantelraummediums durch die Rohrboden zu schaffen, bei dem die Strömungsverluste im Einströmbereich verringert werden und dadurch ein geringerer Druckverlust zu verzeichnen ist.The invention has for its object to provide a tube bundle heat exchanger with helical media guide in the contacted shell space around a central core body with centric supply or discharge of the jacket space medium through the tubesheet, in which the flow losses are reduced in the inflow and thereby record a lower pressure drop has.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an den Stirnseiten des zentralen Kernkörpers Stromleitschaufeln vorgesehen sind, die auf der Einströmseite auf die Mantelraumzuführung gerichtet und in den Schraubengang weisend und auf der Ausströmseite in den Schraubengang gerichtet und in die Mantelraumabführung weisend angeordnet sind.According to the invention, this object is achieved in that at the end faces of the central core body Stromleitschaufeln are provided, which are directed on the inflow side of the Mantelraumzuführung and pointing in the screw and directed on the outflow side in the screw and arranged facing away from the Mantelraumabführung.

Dabei ist es vorteilhaft, daß diese Stromleitschaufeln, vorzugsweise auf der Einströmseite, auf ihrer Oberfläche schrauben- oder turbinenartig ausgebildet sind.It is advantageous that these Stromleitschaufeln, preferably on the inflow, are formed on its surface screw or turbine-like.

In einer besonderen Ausbildung der Erfindung ist es vorgesehen, daß der Schraubengang im Mantelraum von der Stromleitschaufel an der Mantelraumzuführung bis zur Stromleitschaufel an der Mantelraumabführung vorgesehen ist. 'In a particular embodiment of the invention, it is provided that the screw is provided in the mantle space from the Stromleitschaufel on the mantle space supply to the Stromleitschaufel on the Mantelraumabführung. '

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In der zugehörigen Zeichnung ist ein erfindungsgemäßer Rohrbündelwärmeübertrager mit Schnitt dargestellt.In the accompanying drawing, an inventive tube bundle heat exchanger is shown in section.

In einem Rohrbündelwärmeübertrager ist in einem Gehäuse 1 zwischen Rohrboden 2 ein Rohrbündel aus Innenrohren 3 angeordnet. Das Rohrbündel mit den Rohrboden 2 ist auf seiner einen Seite mit Vorkammern 4 und 5 für die Zu- bzw. Ableitung des Rohrraummediums und auf der anderen Seite mit einem Schwimmkopf 6 zur Umlenkung des Rohrraummediums versehen.In a shell-and-tube heat exchanger, a tube bundle of inner tubes 3 is arranged in a housing 1 between tube sheet 2. The tube bundle with the tube sheet 2 is provided on its one side with pre-chambers 4 and 5 for the supply and discharge of the pipe space medium and on the other side with a floating head 6 for deflecting the pipe space medium.

Das Rohrbündel ist mit einem zentralen Kernkörper 7 ausgestattet. Dieser zentrale Kernkörper 7 kann vorzugsweise als Kernrohr oder als Kernblech ausgebildet sein. Im Mantelraum 8 sind Trennbleche 9 derart angeordnet, daß sich für das Mantelraummedium ein Schraubengang 10 ergibt.The tube bundle is equipped with a central core body 7. This central core body 7 may preferably be formed as a core tube or as a core sheet. In the mantle space 8 separating plates 9 are arranged such that there is a screw 10 for the jacket space medium.

Für die Zu- bzw. Ableitung des Mantelraummediums ist der Rohrbündelwärmeübertrager auf der Einströmseite mit einer zentrisch angeordneten Mantelraumzuführung 11 und auf der Ausströmseite einer Mantelraumabführung 12 versehen, die jeweils ebenfalls zentrisch durch die Rohrboden 2 geführt sind.For the supply and discharge of the jacket space medium of the shell and tube heat exchanger is provided on the inflow with a centrally disposed Mantelraumzuführung 11 and on the outflow side of Mantelraumabführung 12, which are each also guided centrally through the tube sheet 2.

An dem zentralen Kernkörper 7 ist stirnseitig an beiden Enden jeweils eine Stromleitschaufel 13 angeordnet. Die Stromleitschaufeln 13 sind so vorgesehen, daß sie auf der Einströmseite auf die Mantelraumzuführung 11 gerichtet und in den Schraubengang 10 weisend und auf der Ausströmseite auf den Schraubengang 10 gerichtet und in die Mantelraumabführung 12 weisend angeordnet sind. Damit wird das Mantelraummedium gleitend und drallbildend in den Schraubengang 10 geleitet bzw. gleitend und drallauflösend aus diesem wieder abgeführt. Um die Drallbildung bzw. Drallauflösung noch weiter zu unterstützen, können die Stromleitschaufeln 13, vor allem aber die Stromleitschaufel 13 auf der Einströmseite, auf ihrer Oberfläche mit einem durchgehenden Schraubengang oder mit einer Anzahl einzelner, turbinenartig angeordneter Leitbleche versehen sein.At the central core body 7, a respective current guide vane 13 is arranged at the ends at both ends. The Stromleitschaufeln 13 are provided so that they are directed on the inlet side to the Mantelraumzuführung 11 and pointing in the screw 10 and directed on the outflow side of the screw 10 and arranged in the Mantelraumabführung 12 facing. Thus, the jacket space medium is slidably and swirling led into the screw 10 or slidably dissipated and dissipated from this again. In order to further support the formation of swirl or twist, the Stromleitschaufeln 13, but especially the Stromleitschaufel 13 on the inflow, be provided on its surface with a continuous screw or with a number of individual, turbine-like arranged baffles.

Ein betriebsmäßig besonders günstiger Rohrbtindelwärmeübertrager ist dadurch zu erreichen, daß der Schraubengang 10 so gestaltet ist, daß er an der Stromleitschaufel 13 an der Mantelraumzuführung 11 beginnt und an der Stromleitschaufel 13 an der Mantelraumabführung 12 endet. Dadurch ist der Mantelraum 8 so gestaltet, daß keine Toträume zu Beginn und am Ende des Schraubenganges 10 entstehen und damit keine Räume für unerwünschte Ablagerungen vorhanden sind.An operationally favorable Rohrbtindelwärmeübertrager is achieved in that the screw 10 is designed so that it starts at the Stromleitschaufel 13 on the Mantelraumzuführung 11 and ends at the Stromleitschaufel 13 on the Mantelraumabführung 12. As a result, the jacket space 8 is designed so that no dead spaces at the beginning and at the end of the screw thread 10 arise and thus no spaces for unwanted deposits are present.

Wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführung sind durch folgende Faktoren zu verzeichnen:Significant advantages of the embodiment according to the invention can be observed by the following factors:

— Durch die Stromleitschaufeln erfolgt eine sehr gute Ausnutzung der Wärmeaustauschfläche, da bereits die ersten Rohre weitestgehend wirbelfrei im Querstrom angeströmt werden.- Through the Stromleitschaufeln there is a very good utilization of the heat exchange surface, since already the first pipes are largely flowed vortex free in the cross flow.

— Vermeidung von „Toträumen" im Apparat und damit von unerwünschten Ablagerungen.- Avoidance of "dead spaces" in the apparatus and thus of unwanted deposits.

— Reduzierung des Druckverlustes infolge Gleitleitung des Medienstromes in den Anfang des Schraubenganges; es erfolgt keine Pralleitung und damit keine Wirbelbildung.- Reduction of the pressure loss due to sliding line of the media flow in the beginning of the screw gear; there is no baffle and thus no vortex formation.

— Geradlinige Einbindung des Apparates in eine Rohrleitung und damit geringer Platzbedarf in einer Anlage.- Straight-line integration of the apparatus in a pipeline and thus less space in a plant.

Claims

Invention claim:

1. tube bundle heat exchanger with helical media guide in the drilled jacket space around a central core body and with centric inlet and outlet of the jacket space medium through the tubesheet, characterized in that at the end faces of the central core body (7) Stromleitschaufeln (13) are provided, which on the inflow side directed to the jacket space feed (11) and pointing in the screw (10) and directed on the outflow side of the screw thread (10) and in the jacket space discharge (12) are arranged facing.

2. tube bundle heat exchanger according to item 1, characterized in that the Stromleitschaufeln (13), preferably on the inflow side, on its surface are screw-shaped or turbine-like.

3. tube bundle heat exchanger according to item 1 or 2, characterized in that the screw thread (10) between the Stromleitschaufeln (13) on the Mantelraumzuführung (11) and on the Mantelraumabführung (12) is provided.