DD276521A1 - RINGWAERMETAUSCHER - Google Patents

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DD276521A1
DD276521A1 DD32105688A DD32105688A DD276521A1 DD 276521 A1 DD276521 A1 DD 276521A1 DD 32105688 A DD32105688 A DD 32105688A DD 32105688 A DD32105688 A DD 32105688A DD 276521 A1 DD276521 A1 DD 276521A1
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DD
German Democratic Republic
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housing
heat exchange
exchange tubes
collector
heat exchanger
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DD32105688A
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German (de)
Inventor
Manfred Dd Schingnitz
K.-O. Dd Kuhlbrodt
Peter Dd Franke
Ernest Su Gudymov
Vasilij Su Fedotov
Boris Su Rodionov
Original Assignee
Brennstoffinstitut Freiberg,Dd
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    • 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
    • F28D7/06—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 having a single U-bend

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hochtemperatur-Ring-Waermetauscher zur Kuehlung von Gasen im Waermeaustausch mit einem waermeaufnehmenden Medium. Ziel der Erfindung ist ein Waermetauscher, der fuer die Kuehlung von heissen, mit festen Partikeln verunreinigten unter Druck stehenden Gasen unter gleichzeitiger Erzeugung von hochwertigem Dampf geeignet ist. Aufgabe der Erfindung ist die Kuehlung von beispielsweise 900C heissen und unter hohem Druck stehenden Gasen. Erfindungsgemaess sind die Waermetauscherrohre U-foermig und mit unterschiedlichen Biegeradien ausgefuehrt und entlang der Gehaeuseachse angeordnet. Der Fall- und der Steigrohrteil der U-foermigen Rohre liegen auf einem Radialstrahl, wobei die Rohre mit dem geringeren Biegeradius von den Rohren mit dem groesseren Biegeradius umgeben sind. Der Fallrohrteil der Rohre mit dem kleinsten Biegeradius bildet den gasdichten Rohrkuehlschirm. Zwischen dem oberen Teil des Kollektors fuer die Zufuhr des zu erwaermenden Mediums und dem Deckel des Gehaeuses ist ein gasdichter, zylindrischer Mantelschuss angeordnet. FigurThe invention relates to a high-temperature ring heat exchanger for cooling of gases in the heat exchange with a heat-absorbing medium. The aim of the invention is a heat exchanger which is suitable for the cooling of hot, contaminated with solid particles under pressure gases with simultaneous production of high-quality steam. The object of the invention is the cooling of, for example, 900C hot and under high pressure gases. According to the invention, the heat exchanger tubes are U-shaped and designed with different bending radii and arranged along the axis of the housing. The drop and riser sections of the U-shaped tubes lie on a radial jet, with the smaller bend radius tubes surrounded by the larger bend radius tubes. The downcomer part of the tubes with the smallest bend radius forms the gas-tight tube hood. Between the upper part of the collector for the supply of the medium to be heated and the cover of the housing, a gas-tight, cylindrical jacket shot is arranged. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Dio Erfindung betrifft einen Hochtemperatur-Wärmetauscher und kann sowohl in der chemischen Industrie als auch in der energieerzeugenden Industrie zur Kühlung von Gasen mit einer Tomparatur von 650-900"C auf eine Temperatur von 120-25O0C im Wärmeaustausch mit einem vvärmeaufnehmenden Medium genutzt werden. Als wt -meaufnehmendes Medium dient vorzugsweise Wasser oder Dampf, so daß der erfindungsgemäße Ringwfirmetauscher zur Gewinnung von Sattdampf oder überhitztem Dampf mit für die nachfolgende Verwertung interessanten Parametern eingesetzt werden kann.Dio invention relates to a high-temperature heat exchanger and can be used both in the chemical industry as well as in the power generation industries for cooling of gases with a Tomparatur of 650-900 "C to a temperature of 120-25O 0 C in heat exchange with a vvärmeaufnehmenden medium Water or steam is preferably used as the wt-receiving medium, so that the ring-walled iron exchanger according to the invention can be used to obtain saturated steam or superheated steam with parameters of interest for subsequent utilization.

Charakteristik der bekannten technischen LosungenCharacteristic of the known technical solutions

Bekannt ist ein Wärmetauscher mit einem zylindrischen Gehäuse mit Stutzen zur Zuführung und Abführung eines Heizmediums, einem mit einer zweigeteilten Kammer versehenen Gehäusedeckel mit Stutzen zur Zuführung und Abführung des wärmeaufnohmenden Mediums sowie mit LMörmigon Wärmeaustauschrohren, deren Enden mit der zweigeteilten Kammer dos Gehäusedeckels verbunden sind. Die genannte Kammer wird nach dem Innenraum dos Gehäuses zu durch einen ebenen Boden abgeschk ssen, der senkrecht zur Gehäuseachse angeordnet ist und in dem die Enden der Wärmeaustauschrohre befestigt sind. Die Zweiteilung der Kammer wird durch eine ebene, längs der Achse zwischen Gehäusedeckel und ebenem Boden angeordneten Platte erreicht. Außerdem sind über die Länge des Gehäuses verteilte Segment-Trennwände zur Strömungsführung dos Heizmediums vorgesehen. (Grigor'ev V. Α., ΚοΙλα T. A. u. a. Kratkij spravoonik po teploobmennym apparatam (Kleines Nachschlagewerk zu Wärmetauschern), Gosenergoizdat, 1962, S.51) Dieser Wärmetauscher hat folgende Nachteile:A heat exchanger is known with a cylindrical housing with nozzles for supplying and discharging a heating medium, a housing provided with a two-part chamber cover with nozzle for supplying and discharging the heat-sensitive medium and with LMörmigon heat exchange tubes whose ends are connected to the two-part chamber dos housing cover. The said chamber is abgeschk after the interior dos housing by a flat bottom Ssen, which is arranged perpendicular to the housing axis and in which the ends of the heat exchange tubes are attached. The division of the chamber is achieved by a flat, arranged along the axis between the housing cover and flat bottom plate. In addition, distributed over the length of the housing segment dividing walls are provided for flow guidance dos heating medium. (Grigor'ev V. Α., ΚοΙλα T. A. et al., Kratkij spravoonik po teploobmennym apparatam (small reference book on heat exchangers), Gosenergoizdat, 1962, p.51) This heat exchanger has the following disadvantages:

1. Weil die zweigeteilte Kammer des Gehäusedecke's aus einem ebenen Boden und ei·,or plattenförmigen Trennwand gebildet ist, hat der Wärmetauscher nur eine geringe Zuverlässigkeit beim Betrieb mit einerr Heizmedium hoher Temperatur oder bei großen Temperaturdifferenzen zwischen Ein- und Ausgang aufgrund auftretender Verformung von Trennwänden und Boden.1. Because the two-compartment chamber of the housing cover's is formed of a flat bottom and ei or or plate-shaped partition, the heat exchanger has low reliability when operating with a heating medium high temperature or large temperature differences between input and output due to occurring deformation of partitions and soil.

2. Weil der Wärmetauscher mit Segmenttrennwänden zur Richtungsführung des Heizmittels ausgerüstet ist, ist er bei Heizmitteltemperaturen oberhalb SOO0C nicht mehr einsetzbar, da im Material der Trennwände Schäden auftreten.2. Because the heat exchanger is equipped with segment dividing walls for directional control of the heating means, it is no longer applicable at heating medium temperatures above SOO 0 C, since damage occurs in the material of the partitions.

Es ist weiter ein Ringwärmetauscher bekannt, der aus einem innen isolierten Gehäuse mit Stutzen für dio Zuführung und .Abführung des Heizmediums und Wärmeaustauschrohren besteht, die mit einem Ende an einem Eingangskollektor, mit dem anderen Ende an einem Ausgangskolloktor angeschlossen sind. Eingangs- und Ausgangskollektoren dienen der Zu- bzw. Abführung des wärmeaufnehmenden Mediums. Sie haben die Form von Rohren unterschiedlicher Länge, die koaxi&l ineinander geschachtelt, von einer zylinderfötmigen Isolationsschicht umgeben, längs der Gehäuseachse durch einen Deckel nach außen geführt und dort mit entsprechenden Anschlußstutzen versohen sind. Die Wärmeaustauschrohre sind in Form vonThere is also known a ring heat exchanger consisting of an internally insulated housing with nozzles for the supply and discharge of the heating medium and heat exchange tubes which are connected at one end to an inlet collector and at the other end to an outlet colloctor. Input and output collectors serve to supply and discharge of the heat-absorbing medium. They have the form of pipes of different lengths, the koaxi & l nested in each other, surrounded by a cylinder-insulating layer, along the housing axis through a cover outwards and there are versohen with corresponding connection piece. The heat exchange tubes are in the form of

spiralförmigen Rohrschlangen mit gleicher Windungszahl und gleichem Windur.gsabstand ausgeführt und in koaxiale Pakete zusammengefaßt, die in der Mitte Übergangsstücke in Form sich kreuzender Rohre aufweisen, wobei die Wärmeaustauschrohre mit den Kollektoren über Verbindungsrohre verbunden sind, die radial die zylinderförmige Isolationsschicht durchdringen (UdSSR Urheberschein Nr. 1139219, KL.G28D, 7/02,1985).helical coils with the same number of turns and the same Windur.gsabstand performed and summarized in coaxial packages, which have in the middle of transition pieces in the form of crossing tubes, the heat exchange tubes are connected to the collectors via connecting tubes which penetrate radially the cylindrical insulating layer (USSR copyright no 1139219, KL.G28D, 7 / 02,1985).

Dieser Wärmetauscher ist für den vorgesehenen Einsatzfall geeignet, ist aber konstruktiv sehr kompliziert und demzufolge teuer ir. der Herstellung, der Mor.age und bei Reparaturen.This heat exchanger is suitable for the intended application, but is structurally very complicated and therefore expensive ir. The production, the Mor.age and repairs.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmetauscher, der für die Kühlung von heißen, mit festen Partikeln verunreinigten, unter Druck stehenden Gasen unter gleichzeitiger Erzeugung von hochwertigem Dampf geeignet ist, und der sich durch einfache Konstruktion, relativ geringem Fertigungs- und Montageaufwand und niedrigem Wartungs- und Instandhaltungsaufwand auszeichnet.The aim of the present invention is a heat exchanger which is suitable for the cooling of hot, contaminated with solid particles, pressurized gases with simultaneous production of high-quality steam, and which is characterized by simple construction, relatively low production and assembly costs and low maintenance and maintenance costs.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für die Kühlung von beispielsweise 900"C heißen und unter hohem DruckThe invention is based on the object, one for the cooling of, for example, 900 "C hot and under high pressure

stehenden Gasen geeigneten Ringwftrmetautcher unter Verwertung an sich bekannter Elemente derstanding gas suitable Ringwftrmetautcher utilizing known per se elements of the

Wärmeübertragungstechnik zu schaffen, der einerseits die kostengünstige Fertigung und die kompakte Montage undHeat transfer technology to create, on the one hand, the cost-effective production and compact assembly and Demontage der Wärmeaustauschflächen erlaubt, andererseits die effektive Gegenstromführung von Heizmedien undDisassembly of the heat exchange surfaces allowed, on the other hand, the effective countercurrent flow of heating media and

wärmeaufnehmondon Medien sowie die Abscheidung von festen Verunreinigungen aus den Heizmedien und dessen Austragermöglicht.heat-absorbing media as well as the deposition of solid impurities from the heating media and its output possible.

Die Erfindung geht aus von einem Ringwärmetauscher, bestehend aus einem isolierten Gehäuse mit einem Deckel und mitThe invention relates to a ring heat exchanger consisting of an insulated housing with a lid and with Stutzen zur Zuführung und Abführung eines Heizmediums, einem Eingangs- und einem Ausgangskollektor für die ZuführungNozzle for the supply and discharge of a heating medium, an inlet and an outlet collector for the supply

und die Abführung eines aufzuwärmenden Mediums, die innerhalb des Gehäuses in dessen oberem Teil angeordnet sind, undand the discharge of a medium to be heated, which are disposed within the housing in the upper part, and

U-förmigen Wärmeaustauschrohren, die jeweils mit einem Schenkel mit dem Eingangskollektor und mit dem anderen SchenkelU-shaped heat exchange tubes, each with one leg to the input collector and with the other leg

mit dem Ausgangskollektor verbunden sind.connected to the output collector.

Erfindungsgernäß bestehen sowohl der Eingangskollektor als auch der Ausgangskollektor jeweils aus zwei zum GehäuseAccording to the invention, both the input collector and the output collector each consist of two to the housing

koaxialen, zylindrischen Mantelschüssen mit halbtoroidalen Boden.coaxial cylindrical shell shots with semi-toroidal bottom.

Der Eingangskollektor ist längs seines vollen Umfanges mit dem Kopf seines Gehäuses gasdicht verbunden, beispielsweiseThe input collector is connected gas-tight along its full circumference with the head of its housing, for example

durch einen mit dem oberen Boden des Eingangskollektors und dem Kopf des Gehäuses verschweißten zylindrischenby a cylindrical welded to the upper bottom of the input collector and the head of the housing

Mantelschuß als Zwischenstück.Jacket shot as an intermediate piece. F.rfindungsgemäß sind weiter die U-förmigen Wärmeaustauschrohre mit unterschiedlichem Biegeradius ausgeführt, wobei dieF. According to the invention, the U-shaped heat exchange tubes are further designed with different bending radius, wherein the Wärmeaustauschrohre mit geringerem Bieceradius von denen mit größerem Biegeradius umgeben sind.Heat exchange tubes with a lower bending radius are surrounded by those with a larger bending radius. Die an dem Eingangskollektor angeschlossenen und als Fallrohrteil dienenden Schenkel der U-förmigen WärmeaustauschrohreThe connected to the input collector and serving as a downpipe part legs of the U-shaped heat exchange tubes

mit dem geringsten Biepjradius sind auf einer koaxial zum Gehäuse liegenden Zylinderfläche angeordnet und zu einergasdichten Membrf»- ./and verbunden. Das kann beispielsweise in bekannter Weise durch Verschweißon mit Zwischenstegenerfolgen. Die Mf .oranwand unterteilt den Innenraum des Gehäuses in zwei koaxiale Züge, wobei der erste Zug mit dem Stutzenzur Zuführur _, des Heizmediums vorsehen ist und die an den Ausgangskollektor angeschlossenen und als Steigrohrteildienenden' .chenkel der Wärmeaustauschrohre aufnimmt, und der zweite Zug mit dem Stutzen zur Abführung des Heizmediumsversehen is und dio als Fallrohrteil dienenden, an den Eingangskollektor angeschlossene η Schenkel der Wärmeaustauschiohreaufnimmt, ine Verbindung zwischen den beiden Zügen besteht nur unterhalb der Membranwand, im unteren Teil deswith the smallest Biepjradius are arranged on a coaxial with the housing cylindrical surface and connected to a gas-tight Membrf »- ./and. This can, for example, in a known manner by Verschweißon with Zwischenstegenfolgen. The Mf.oranwand divides the interior of the housing into two coaxial trains, the first train with the stub to feeder _, the heating medium is provided and the connected to the output collector and as riser 'ends' .chenkel of the heat exchange tubes receives, and the second train with the Socket for the discharge of the heating medium is ver and the dehumidifier connected to the input collector η leg of the Wärmeaustauschiohr receives, ine connection between the two trains exists only below the diaphragm wall, in the lower part of the

Gehäuses, it. dem auch die die beiden Schenkel der U-förmigen Wärmeaustauschrohre verbindenden Rohrkrümmer angeordnetHousing, it. which also arranged the two legs of the U-shaped heat exchange tubes connecting pipe bend

sind. Dazu ist die Membranwand gasdicht mit dem Einyangskollektor verbunden.are. For this purpose, the membrane wall is gas-tightly connected to the single-axis collector.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Schenkel der U-förmigen Wärmeaustauschrohre im überwiegendenIn a preferred embodiment of the invention, the legs of the U-shaped heat exchange tubes are predominantly Teil ihrer Länge parallel zur Gehäuseachse angeordnet. Die beiden Schenkel jedes U-förmigen Wärmeaustauschrohres liegenPart of their length arranged parallel to the housing axis. The two legs of each U-shaped heat exchange tube lie

vorzugsweise in einer radial zum Gehäuse orientierten Ebene, wobei die Vorteile besonders dann zur Geltung kommen, wenndergenannte erste Schuß außen liegt, also als Ringraum den zweiten Schuß umgibt.Preferably, in a plane oriented radially to the housing, the advantages are particularly effective when the first shot is outside, so surrounds the second shot as an annular space.

Die U-förmigen Wärmeausteuschrohre, die Membranwand, die den Innenraum des Gehäuses in zwei Züge unterteilt, und dieThe U-shaped Wärmeausteuschrohre, the membrane wall, which divides the interior of the housing into two trains, and the Anordnung der Stoigrohrteile der U-förmigen Wärmeaustauschrohre in dem ersten Zug, der Fallrohrtoilo im zwoiton ZugArrangement of the Stoigrohrteile the U-shaped heat exchange tubes in the first train, the downpipe toozo in zwoiton train

gewährleisten eine Seibetkompensation der thermischen Dehnung dieser Bauteile, die Gegenstromführung von Heizmedienund watmeaufnehmendon Medien und einfache Bauweise.ensure a Seibetkompensation the thermal expansion of these components, the countercurrent flow of heating media and watmeaufnehmendon media and simple construction.

Dio Umlenkung der Gasströmung unterhalb der Membranwand führt durch Flienkraftwirkung zur Ausschoidung mitgeführterDio deflection of the gas flow below the membrane wall leads by Flienkraftwirkung to Ausschoidung entrained

fetter Partikel aus dem Strom des Heizmediums. Die abgetrennten Partikel können einfach über einen Stutzen Im Boden desFat particles from the flow of the heating medium. The separated particles can easily be connected via a nozzle in the bottom of the

Gehäuses ausgetragen werden. Die Ausführung von Eingangs- und Ausgangskollektoren aus koaxialen zylindrischenHousing be discharged. The design of input and output panels made of coaxial cylindrical Mantelschüssen und halbtoroidalen Böden bietet dio günstigste Möglichkeit der Einbindung der Wärmeaustauschrohrs in dieMantelschüssen and halbbtoroidalen floors dio offers the most favorable possibility of integration of the heat exchange tube in the Kollektoren und der Anordnung der Kollektoren im Oberteil des Gehäuses. Beides führt zu einer sehr kompakten Konstruktiv -ι,Collectors and the arrangement of the collectors in the upper part of the housing. Both lead to a very compact design -ι,

erleichtert die Zuführung bzw. Abführung des wärmeaufnenmenden Mediums zu bzw. von den Kollektoren und bietet &'. facilitates the supply or discharge of the heat-emitting medium to and from the collectors and provides &'.

Möglichkeit, die Kollektoren und die Wärmeaustauschrohre als geschlossenes Paket zu montieren.Possibility to mount the collectors and the heat exchange tubes as a closed package. Der gasdichte Schuß zwischen Membranwand, Eingangskollektor und Kopf des Gehäuses verhindert sicher Nebenströme vonThe gastight wedge between the diaphragm wall, inlet collector and head of the housing reliably prevents secondary flows of

heißem Heizmedium an der Wand des Gehäuses und damit Hochtempersturkorrosionen am Werkstoff dos Gehäuses.Hot heating medium on the wall of the housing and thus high-temperature corrosion on the material dos housing.

AuslührungsbelspielAuslührungsbelspiel

Die Erfindung und ihre Wirkungsweise sei an einem Ausführungsbeispiel und der zugehörigen Figur näher erläutert. Dabei zeigt die Figur einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ringwärmetauscher.The invention and its mode of action will be explained in more detail on an embodiment and the associated figure. The figure shows a longitudinal section through a ring heat exchanger according to the invention.

Der Wärmetauscher besteht aus dem Gehäuse 1 mit der inneren Isolation und dem als Deckel 3 gestalteten Gehäusekopf. Der Deckel 3 mit einem gewölbten Bodon ist durch in der Figur nicht dargestellte Flansche mit dem zylindrischen Teil des Gehäuses 1 verbunden. Weiter ist seitlich am Gehäuse 1 unterhalb des Deckels 3, der Stutzen 4 für die Zufuhr des Heizmediums und in der Mitte des Deckels 3 der Stutzen 5 zur Abführung des Heizmediums angeordnet. Im unteren Teil des Gehäuses 1 befindet sich der Stutzen 6 zum Austrag von abgeschiedenen festen Verunreinigungen. Im oberen Teil des Gehäuses 1 sind der Eingangskollektor 7, der über das Verbindungsstück 9 in Form eines zylindrischen Mantelschusses gasdicht mit dem Deckel 3 verbunden ist, und der Ausgangskollektor 8 angeordnet. Die U-förmigen Wärmeaustauschrohre 10, die mit Biegeradius unterschiedlichen Durchmessers ausgeführt sind, sind mit den Enden ii.rer Schenkel in die innen liegenden Mantelflächen der Kollektoren eingebunden und hängend so angeordnet, daß die Wärmeaustauschrohre mit dem geringsten Biegeradius von den Wärmeaustauschrohren mit dem größten Biegeradius umgeben sind, und daß die in den Eingangskollektor 7 eingebundenen Schenkel der Wärmeaustauschrohre mit dem geringsten Biegeradius in einer koaxialen Zylinderfläche liegen und durch eingeschweißte Verbindungsstege zu einer gasdichten Membranwand 11 verbunden sind. Die Schenkel der U-förmigen Wärmeaustausc'trohre 10 verlaufen auf dem überwiegenden Teil ihrer Länge parallel zur Gehäuseachse, wobei die beiden Schenkel eines Wärmeaustauschrohres 10 jeweils in einer radial zum Gehäuse orientierten Ebene angeordnet sind. Dem Eingangskollektor 7 wird das aufzuwärmende Medium, in der Regel Speisewasser, zugeführt. Es durchströmt die U-förmigen Wärmeaustauschrohre zunächst in fallender, dann in steigender Richtung, wird dabei erwärmt oder !eilweise verdampft, tritt in den Ausgangskollektor 8 und wird von dort aus einem Verbraucher oder einer Ausdampftrommel zugeleitet. Über den Stutzen 4 wird heißes mit festen Aschepartikeln beladenes, in einem Gasgenerator erzeugtes Gae als Heizmedium zugeführt, strömt in einem ersten, durch die innere Isolation 2 des Gehäuses 1 und die Membranwand 11 begrenzton Zug abwärts, wird unterhalb der Membranwand 11 umgelenkt, strömt durch den zweiten, inneren Zug nach unten und wird über den Stutzen 5 aus dem Wärmetauscher abgeführt. Auf diesem Wege entlang der U-förmigen Wärmeaustauschrohre 10 gibt das Heizmedium seine Wärme an das im Gegenstrom geführte wärmeaufnehmende Medium ab. Bei der Umlenkung der Gasströmung unterhalb der Unterkantn der Membranwand 11 fällt ein bedeutender Teil der mitgeführten festen Partikel aus und wird über den Stutzen 6 ausgetragen. Die gasdichte Verbindung zwischen der Membranwand 11 und dem Eingangskollektor 7 sowie zwischen diesem und dem als Deckel 3 ausgebildeten Kopf des Gehäuses 1 verhindert einen möglichen Nebenstrom von heißem Gas entlang der Gehäusewand beziehungsweise durch die Isolation unter Umgehung des Kontaktes mit den Wärmeaustauschrohren 10.The heat exchanger consists of the housing 1 with the inner insulation and designed as a cover 3 housing head. The lid 3 with a curved Bodon is connected by not shown in the figure flanges with the cylindrical part of the housing 1. Next side of the housing 1 below the lid 3, the nozzle 4 for the supply of the heating medium and in the middle of the lid 3 of the nozzle 5 is arranged for the discharge of the heating medium. In the lower part of the housing 1, the nozzle 6 is for discharging separated solid impurities. In the upper part of the housing 1, the input collector 7, which is connected via the connecting piece 9 in the form of a cylindrical jacket shot gas-tight with the lid 3, and the output collector 8 are arranged. The U-shaped heat exchange tubes 10, which are designed with bending radius of different diameters are integrated with the ends ii.rer leg in the inner lateral surfaces of the collectors and arranged so arranged that the heat exchange tubes with the lowest bending radius of the heat exchange tubes with the largest bending radius are surrounded, and that the integrated into the input collector 7 legs of the heat exchange tubes with the lowest bending radius in a coaxial cylindrical surface and are connected by welded connecting webs to a gas-tight membrane wall 11. The legs of the U-shaped Wärmeaustausc'trohre 10 extend over the majority of their length parallel to the housing axis, wherein the two legs of a heat exchange tube 10 are each arranged in a radially oriented to the housing plane. The input collector 7, the warming up medium, usually feed water, fed. It flows through the U-shaped heat exchange tubes initially in falling, then in the rising direction, is thereby heated or vaporized in part, enters the output collector 8 and is fed from there to a consumer or an evaporation drum. About the nozzle 4 hot loaded with solid ash particles, generated in a gas generator Gae is supplied as a heating medium, flows in a first, by the inner insulation 2 of the housing 1 and the membrane wall 11 grenzton train downward, is deflected below the membrane wall 11, flows through the second, inner train down and is discharged through the nozzle 5 from the heat exchanger. In this way, along the U-shaped heat exchange tubes 10, the heating medium releases its heat to the countercurrent heat-absorbing medium. During the deflection of the gas flow below the lower edge of the membrane wall 11, a significant portion of the entrained solid particles precipitates and is discharged via the connecting piece 6. The gas-tight connection between the diaphragm wall 11 and the input collector 7 and between this and the cover 3 formed as the head of the housing 1 prevents a possible side stream of hot gas along the housing wall or through the insulation, bypassing the contact with the heat exchange tubes 10th

Neben den bereits dargestellten Vorteilen bietet die fast ausschließlich längs der Wärmeaustauschrohre geführte Gasströmung günstigste Bedingungen zur Einschränkung von Ascheansätzen an den Wärmeaustauschrohren. Dem gleichen Zweck kommt zugute, daß im als Ringraum ausgebildeten ersten Zug, in dem das Heizmedium mit der höchsten Temperatur und dem höchsten Verunreinigungsgrad strömt, die Abstände zwischen den Wärmeaustauschrohren größer sind als im zweiten Zug. Schließlich erlauben die zylindrischen Mantelschüsse der Kollektoren eine beliebig große Anzahl von Reihen U-förmiger Wärmeaustauschrohre einzubinden. Die Böden garantieren ausreichende Festigkeit der Kollektoren bei geringer Wandstärke.In addition to the advantages already described, the gas flow guided almost exclusively along the heat exchange tubes offers the most favorable conditions for limiting ash deposits on the heat exchange tubes. The same purpose is beneficial in that formed in the annulus as the first train in which the heating medium flows at the highest temperature and the highest degree of contamination, the distances between the heat exchange tubes are greater than in the second train. Finally, allow the cylindrical shell sections of the collectors to incorporate any number of rows of U-shaped heat exchange tubes. The floors guarantee sufficient strength of the collectors with low wall thickness.

Claims (4)

1. Ringwärmetauscher, bestehend aus einem isolierten Gehäuse mit Stutzen zur Zuführung und Abführung eines Heizmediums, einem Eingangs- und einem Ausganyskollektor für die Zuführung und die Abführung eines aufzuwärmenden Mediums, welche innerhalb des Gehäuses in dessen oberem Teil angeordnet sind, und U-förmigen Wärmeaustauschrohren, die jeweils mit dem Eingangs- und mit dem Ausgangskollektor verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangskollektor 7 und der Ausgangskollektor 8 aus zu dem Gehäuse 1 koaxialen zylindrischen Mantelschüssen mit halbtoroidalen Böden bestehen, der Eingangskollektor 7 auf seinem vollen Umfang mit dem Kopf des Gehäuses 1 gasdicht verbunden ist, die U-förmigen Wärmeaustauschrohre 10 mit unterschiedlichem Biegeradius ausgeführt sind, wobei die Wärmeaustauschrohre mit geringerem Biegeradius von denen mit größerem Ringeradius umgeben sind, die an den Eingangskollektor 7 angeschlossenen und als Fallrohrteile dienenden Schenkel der U-förmigen Wärmeaustauschrohre 10 mit dem geringsten Biegeradius auf einer koaxial zum Gehäuse liegenden Zylinderfiäche angeordnet und zu einer gasdichten Membranwand 11 verbunden sind, wobei zwei koaxiale Züge gebildet werden, von denen der erste Zug mix dem Stutzen 4 zur Zuführung des Heizmediums versehen ist und die an den Ausgangskollektor 8 angeschlossenen und als Steigrohrteil dienenden Schenkel der Wäirneausteuschrohre 10 aufnimmt und der zweite Zug die an den Eingangskollektor 7 angeschlossenen Schenkel enthält und mit dem Stutzen 5 zur Abführung des Heizmediums versehen ist.1. ring heat exchanger, consisting of an insulated housing with nozzle for supplying and discharging a heating medium, an input and a Ausganyskollektor for the supply and discharge of a medium to be heated, which are disposed within the housing in the upper part, and U-shaped heat exchange tubes , which are respectively connected to the input and the output collector, characterized in that the input collector 7 and the output collector 8 consist of coaxial with the housing cylindrical shell shots with halbbtoroidalen floors, the input collector 7 on its full circumference with the head of the housing 1 gas-tight, the U-shaped heat exchange tubes 10 are designed with different bending radius, wherein the heat exchange tubes are surrounded with a smaller radius of curvature of those with a larger Ringeradius, connected to the input collector 7 and serving as a downer tube legs of the Uf örmigen heat exchange tubes 10 are arranged with the smallest bending radius on a coaxial with the housing Zylinderfiäche and connected to a gas-tight membrane wall 11, wherein two coaxial trains are formed, of which the first train mix is provided to the nozzle 4 for supplying the heating medium and to the Output collector 8 connected and serving as a riser part leg of the Wäirneausteuschrohre 10 receives and the second train contains the connected to the input collector 7 leg and is provided with the nozzle 5 for discharging the heating medium. 2. Ringwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die .Schenkel der U-förmigen Wärmeaustauschrohre 10 im überwiegenden Teil ihrer Länge parallel zur Gehäuseachse angeordnet sind.2. Ring heat exchanger according to claim 1, characterized in that the .Schenkel of the U-shaped heat exchange tubes 10 are arranged in the majority of their length parallel to the housing axis. 3. Ring Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel der U-förmigen Wärmeaustauschrohre jeweils in einer radial zum Gehäuse orientierten Ebene liegen.3. Ring heat exchanger according to claim 2, characterized in that the two legs of the U-shaped heat exchange tubes are each in a radially oriented to the housing plane. 4. Ringwärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte erste Zug den zweiten Zug als Ringraum umgibt.4. Ring heat exchanger according to claim 3, characterized in that said first train surrounds the second train as an annular space.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3406998A1 (en) * 2017-05-24 2018-11-28 Cockerill Maintenance & Ingenierie S.A. Heat exchanger for molten salt steam generator in concentrated solar power plant

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EP3406998A1 (en) * 2017-05-24 2018-11-28 Cockerill Maintenance & Ingenierie S.A. Heat exchanger for molten salt steam generator in concentrated solar power plant
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