DD275511A1 - Elastische stutzendurchfuehrung fuer doppelmantelbehaelter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elastische Stutzendurchfuehrung fuer Doppelmantelbehaelter, beispielsweise einen Waermeuebertrager mit Innenmantel, bei dem der innere und der aeussere Mantel unterschiedlichen Temperatur- und Druckbeanspruchungen ausgesetzt ist. Erfindungsgemaess besteht die Stutzendurchfuehrung aus einem auf den Aussenmantel geschweissten Aussenstutzen und einem darin eingesetzten, auf dem Innenmantel aufliegenden Innenstutzen. Der Innenmantel ist im Bereich um die Oeffnung als ebene Flaeche ausgebildet, auf welcher die mit einer Dichtung versehene Muendung des Innenstutzens anliegt. Beide Stutzen sind am auswaertigen Ende mit zueinander passenden Flanschen versehen, und einer oder beide Stutzen weisen zusaetzlich im Rohrteil einen Dehnungsausgleicher auf. Mit dem Verschrauben der Flansche uebt der Dehnungsausgleicher somit einen Anpressdruck auf den Innenstutzen aus, der so bemessen ist, dass im Belastungszustand auftretende Relativbewegungen der Maentel zueinander ausgeglichen werden, ohne die Dichtheit zu unterbrechen. Fig. 1

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine elastische Stutzendurchführung für Doppelmantelbehälter, beispielsweise Wärmeübertrager mit Innenmantel, bei dem der innere und der äußere Mantel unterschiedlichen Temperatur- und Druckbeanspruchungen ausgesetzt ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Vermeidung von Fehlströmungen zwischen Rohrbündel und Apparatewand bei Wärmeübertragern werden derartige Apparate häufig mit einem Innenmantel ausgeführt, um günstigere Strömungsverhältnisse im Mantelraum des Wärmeübertragers zu erzielen. Um das Medium zum Rohrbündel zu führen, leitet man dieses über Stutzen durch den Außenmantel in den Innenmantel.

Bei den allgemein bekannten technischen Lösungen erfolgt die Verbindung von Innenmantelraum zum Rohrleitungsanschluß über einen inneren Stutzen, der durch einen auf dem Außenmantel aufgesetzten Stutzen und weiter in den Innenmantel durch eine Öffnung geschoben wird. Der Anschluß zur Rohrleitung bzw. die Leckagefreiheit von Innen- zu Außenstutzen wird über Flanschverbindungen realisiert. Bedingt durch die undichte Führung des inneren Stutzens in der Öffnung entsteht jedoch ein unerwünschter Leckagestrom. Die unterschiedliche Wärmedehnung beider Mäntel ruft Spannungen in den Bauteilen hervor, die schädigende Wirkungen für einzelne Bauteile oder für den gesamten Apparat besitzen. Gleichfalls können technologisch bedingte Lageveränderungen bei einer Reparatur nicht ausgeglichen werden.

Bei einer weiteren Lösung (siehe L. A. Rikhter u.a., Vspomogatel'noe Oborudovanie Teplovykh Ehlektrostancijj, Energoatomisdat 1987, S. 10) sind in der Öffnung des Innenmantels Speichen mit einem zentralen, senkrecht angeordneten Stehbolzen befestigt. Mittels ähnlicher im Innenstutzen befestigter Speichen wird derselbe über die Stehbolzenschraubverbindung auf den Innenmantel gepreßt. Ein dazwischen eingelegter Dichtring soll die Leckagefreiheit gewährleisten. Mit dem Außenstutzen ist der Innenstutzen jedoch über eine Einziehung dicht verschweißt, wodurch bei einer notwendigen Demontage der Außenstutzen abgetrennt werden muß und der auf Grund der Montagetechnologie bedingte Versatz durch aufwendige Anpaßmaßnahmen auszugleichen ist. Ein weiterer Nachteil dieser starren Ausführung besteht darin, daß ebenfalls keine Kompensation der Dehnungen von Innen- zu Außenmantel erfolgen kann.

In der DD-PS ist weiterhin eine komplizierte und aufwendige radiale Stutzendurchführung beschrieben, bei der ein mit Gewinde und Dichtringaufnahme versehener Außenring um die Öffnung auf den Innenmantel geschweißt wird. Ein Zentralrohr wird mit dem Außenring verschraubt, wobei die Abdichtung im Außenstutzen mittels einer Z-förmigen angeschweißten Federhülse mit äußerer Dichtfläche erfolgt.

Nachteilig wirkt sich bei den letztgenannten Lösungen die Verwendung von im Strömungsweg befindlichen Schraubverbindungen aus. In Abhängigkeit von der Betriebszeit und dem durchströmenden Medium ist das Lösen der Verbindungen z. B. für Reparaturzwecke stark erschwert oder unmöglich.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat zum Ziel, eine funktionsgerechte, reparaturfreundliche Stutzendurchführung einfacher Bauart zu schaffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen durchgehenden, gegenüber dem Innen- und dem Außenmantel dichten Stutzenanschluß zu entwickeln, der neben den Montage- oder Fertigungsgenauigkeiten auch die unterschiedlichen Wärmedehnungen zwischen Innen- und Außenmantel zueinander kompensiert, ohne mit dem Strömungsmedium in Verbindung kommende, lösbare Verbindungselemente zu verwenden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem der Bereich um die Öffnung am Innenmantel vorzugsweise als ebene Fläche ausgebildet wird und der Innenstutzen, dessen Rohrmündung mit einem gehalterten Dichtungselement versehen ist, gegen diese Fläche anliegt. Der Öffnungsdurchmesser im Innenmantel wird entsprechend der zu erwartenden Maßabweichungen bzw. Dehnungen kleiner als der Durchmesser des Dichtungselementes ausgeführt. An der Gegenseite des Innenstutzens ist ein Flansch angebracht, der passend zu dem Flansch des auf dem Außenmantel befestigten Außenstutzens gestaltet ist und mit diesem und mit dem Flansch der sich anschließenden Rohrleitung verschweißt wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß im Innenstutzen, im Außenstutzen oder in beiden Stutzen ein Axial-Dehnungsausgleicher angeordnet ist, der vorzugsweise für den Innenstutzen als Axial-Wellrohr-Dehnungsausgleicher und für den Außenstutzen als linsenförmiger Axial-Dehnungsausgleicher ausgeführt wird.

Die vorteilhafte technische Wirkung dieser Lösung besteht darin, daß sich bei Relativbewegungen der beiden Mäntel zueinander und bei radialer Stutzenanordnung das Dichtungselement auf der vorzugsweise eben gestalteten Fläche um die Öffnung des Innenmantels verschiebt und die auftretenden Spannungszustände ausgleicht, ohne die Dichtheit zu unterbrechen. Bei axialer Anordnung des Stutzens am Apparatemantel werden die Relativbewegungen direkt vom Dehnungsausgleicher des oder der Stutzen kompensiert.

Weiterhin können Lageungenauigkeiten bei Montage und Reparatur durch diese Lösung ohne zusätzliche Aufwendungen ausgeglichen werden.

Der Axial-Dehnungsausgleicher erfüllt dabei gleichzeitig mehrere Funktionen.

Neben der Kompensation der Lageänderung zwischen Innen-und Außenmantel erfolgtauch die Einstellung des Anpreßdruckes des Dichtungselementes an die Fläche im Bereich um die Öffnung im Innenmantel sowie bei radialer Anordnung das kurzzeitige Auslenken des Innenstutzens bis zur Überwindung der Haftreibung bei axialer Verschiebung beider Mäntel.

Ausführungsbefspiel

Die Erfindung wird nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1: eine radiale Stutzendurchführung mit Dehnungsausgleicher im Außenstutzen,

Fig.2: eine radiale Stutzendurchführung mit Dehnungsausgleicher im Innenstutzen,

Fig.3: das Dichtungselement als Schnitt A-A,

Fig.4: eine axiale Stutzendurchführung mit Dehnungsausgleicher im Innenstutzen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Wärmeübertrager ist der Außenmantel 1 mit einem kreisförmigen Ausschnitt 2 versehen. Über den Ausschnitt 2 ist der Außenstutzen 3 mit eingeschweißtem linsenförmigen Axial-Dehnungsausgleicher 4 und angeschweißtem Flansch 5 am Außenmantel 1 angeordnet. Der Innenstutzen 6 mit dem angeschweißtem Flansch 7 und dem Dichtungsaufnahmering 8 mit eingelegtem Dichtungselement 9 wird durch den Außenstutzen 3 zum Innenmantel 10 geführt. Das Dichtungselement 9 liegt am Innenmantel 10 an und umschließt die im Innenmantel 10 eingebrachte kreisförmige Öffnung 11. Im Bereich der Berührungsfläche des Dichtungselementes 9 ist der Innenmantel 10 als ebene Fläche 12ausgeführt. Nach Einsetzen des Innenstutzens 6 wird der Rohrleitungsflansch 13 mit den Flanschen 5 und 7 sowie den zuvor eingelegten Flanschdichtungen 14 über außenliegende Schraubenverbindungen 15 verbunden. Beim Vorgang des Verspannens preßt der kürzere Außenstutzen 3 das Dichtungselement 9 gegen die Fläche 12 des Innenmantels 10 und dichtet den Stutzenanschluß, wie in Fig.3 dargestellt, ab.

Fig. 2 zeigt eine zweite Stutzenausführung, in der der linsenförmige Axial-Dehnungsausgleicher 4 am Außenstutzen 3 entfällt. Dafür wird in den Innenstutzen 6 ein Axial-Wellrohr-Dehnungsausgleicher 16 eingeschweißt. Montage und Wirkprinzip entsprechen den Erläuterungen zu Fig. 1, wobei mit dem Verspannen die durch den Axial-Wellrohr-Dehnungsausgleicher 16 realisierte Verkürzung des Innenstutzens 6 zur Dichtheit des Systems führt.

Als weitere Variante zeigt Fig.4 eine am Apparatemantel axial angeordnete Stutzendurchführung mit Dehnungsausgleicher im Innenstutzen. Montage und Wirkprinzip entsprechen den Erläuterungen zu Fig.2.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine problemlose Montage und Demontage der Stutzendurchführung bei auftretenden Reparaturfällen und gewährleistet zudem die völlige Dichtheit zwischen Innen- und Außenmantel. Gleichzeitig verhindert die Anpassungsfähigkeit des Innenstutzens bei auftretenden Lageänderungen von Innen- und Außenmantel zueinander das Auftreten von zerstörenden Bauteilbeanspruchungen durch gefährliche Spannungszustände.

Claims (3)

1. Elastische Stutzendurchführung für Doppelmantelbehälter mit in oder auf dem Innenmantel mündenden, mit einer Dichtung versehenen Innenstutzen und koaxial darüber auf dem Außenmantel aufgesetzten Außenstutzen, gekennzeichnet dadurch, daß bei radialer Stutzenanordnung der Bereich um die Öffnung (11) am Innenmantel (10) vorzugsweise als ebene Fläche (12) ausgebildet ist und der Innenstutzen (6) mit einem an seiner Mündung gehalterten Dichtungselement (9) an dieser ebenen Fläche (12) anliegt, während die Gegenseite des Innenstutzens (6) einen Flansch (7) aufweist, der mit dem Flansch (5) des Außenstutzens (3) verschraubt ist, wobei einer oder beide Stutzen (3; 6) mit einem Dehnungsausgleicher versehen ist bzw. sind.

2. Elastische Stutzendurchführung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Innenstutzen (6) vorzugsweise mit einem Axial-Wellrohr-Dehnungsausgleicher (16) ausgerüstet ist.

3. Elastische Stutzendurchführung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Außenstutzen (3) vorzugsweise mit einem linsenförmigen Axial-Dehnungsausgleicher (4) ausgerüstet ist.