DE102008038663B4 - Wärmetauscher mit einem Rohrbündel aus parallel zueinander verlaufenden, aus Kunststoff bestehenden Rohren - Google Patents

Wärmetauscher mit einem Rohrbündel aus parallel zueinander verlaufenden, aus Kunststoff bestehenden Rohren Download PDF

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Abstract

Wärmetauscher mit einem Rohrbündel aus parallel zueinander verlaufenden, aus Kunststoff bestehenden Rohren (6), welche in einem Rahmengestell (5) angeordnet und gehalten sind, wobei zur Halterung Stützrohrkämme (7) verwendet werden, die innerhalb des Rahmengestells (5) in Rohrlängsrichtung mit Abstand von einander angeordnet sind, wobei ein Stützrohrkämme (7) aus einem Querträger (2) und daran rechtwinklig befestigten und parallel geführten Stützstäben (1) gebildet ist, je ein Stützstab (1) sich in einen der zwischen den Rohren (6) befindlichen Zwischenräume (3) erstreckt und die Querträger (2) jeweils lösbar mit dem Rahmengestell (5) verbunden sind und wobei die Stützrohrkämme (7) rechtwinklig zur Rohrlängsachse ausgerichtet sind und zueinander abwechselnd um 90 Grad versetzt ausgerichtet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit einem Rohrbündel aus parallel zueinander verlaufenden, aus Kunststoff bestehenden Rohren.
  • In Wärmetauschern, in welchen eines der Wärmetauschmittel in Rohren geführt wird, müssen Abstandshalter vorgesehen sein, um diese Rohre entsprechend gegeneinander und gegenüber einer Rahmenkonstruktion des Wärmetauschers zu fixieren. Bekannt geworden sind z. B. Rohrabstandsgitter, bei welchen übereinander liegende und sich kreuzende Gitterstäbe in einem ringförmigen Rahmen befestigt sind und die parallel geführten Rohre fixieren. Dazu werden die Rohrabstandsgitter je nach Länge der Rohre der Wärmetauscher in mehreren Etagen angeordnet.
  • Ist der Wärmetauscher besonderen Einsatzbedingungen ausgesetzt, reicht diese Art der Fixierung meist nicht mehr aus. Besondere Einsatzbedingungen treten z. B. auf, wenn eines der Wärmetauschmittel ein aggressives Medium ist und deshalb Materialien zum Einsatz gelangen, welche diesem aggressiven Medium standhalten.
  • So können bei Wärmetauschern, welche z. B. Rauchgas für eine Rückgewinnung noch vorhandene Wärme entziehen (z. B. in so genannten Wärmeverschiebesystemen), Kunststoffe für die Rohre des Wärmetauschers zum Einsatz kommen. Diese haben den Vorteil, dass sie eine gute Resistenz gegen das abzukühlende Rauchgas besitzen, insbesondere dann, wenn eine Abkühlung unter den Säuretaupunkt des Rauchgases vorgenommen wird und das Material dadurch einem Säureangriff standhalten muss. Die Rahmenkonstruktion dieser Wärmetauscher, an welcher auch die Abstandshalter der Rohre befestigt sind, ist meistens aus Edelstahl gefertigt. Bedingt durch verschiedene Betriebsbedingungen des Wärmetauschers kommt es aufgrund sehr unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten der genannten Materialien Kunststoff und Edelstahl zu starken Relativbewegungen zwischen den Rohren aus Kunststoff und der Rahmenkonstruktion aus Edelstahl. Die Schnittstelle liegt hier meistens zwischen den an der Rahmenkonstruktion angebrachten Abstandshaltern (auch Spacer genannt) und den Rohren des Wärmetauschers.
  • Die Rahmen verleihen den Rohren in Verbindung mit den Abstandshaltern die in der Rauchgasströmung erforderliche Lagestabilität bei gleichzeitiger Erhaltung der in Axialrichtung der Rohre notwendigen Bewegungsfreiheit für ihre temperaturbedingte Längenänderung. Dabei entstehen zwangsläufig durch den quer zur Axialrichtung der Rohre wirkenden, dynamischen Druck des Rauchgases Berührungspunkte zwischen den Rohren und den Abstandshaltern. Durch die genannten unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten kommt es bei Temperaturänderungen zu Relativbewegung zwischen Rohr und Abstandshalterung und damit zu erhöhten Verschleißerscheinungen an Rohren und Abstandshalter. Der Fortschritt des Materialverschleißes wird dabei in starker Maß von der Häufigkeit der Temperaturwechsel beeinflusst. Eine wesentliche Temperaturänderung wird kurzzeitig jeweils bei einer notwendigen Abreinigung der Rohre des Wärmetauschers mit kaltem Wasser, aber auch bei An- und Abfahrvorgängen der Betriebsprozesse, verursacht. Der Materialverschleiß führt dann bis zum Durchbruch der Rohrwandungen.
  • Die DE 195 26 623 C2 zeigt einen Wärmetauscher mit einem Rohrbündel aus parallel zueinander verlaufenden Rohren aus Kunststoff. Diese sind in einem Gehäuse untergebracht, wobei die Rohre geradlinig oder U-förmig gebogen verlaufen können. Um eine Beschädigung der Rohre durch eventuelle Reibung an vorhandenen Abstandshalter aufgrund unterschiedlicher Temperaturausdehnung der Rohre und des Gehäuses zu verhindern, sind die Abstandshalter in Längsrichtung mit den Rohren fest verbunden. Zum Ausgleich der Relativbewegung zwischen den Rohren und den mit ihnen fest verbundenen Abstandshaltern einerseits und dem Gehäuse andererseits sind die Abstandshalter auch an einem Rahmen befestigt, der seinerseits im Gehäuse in Richtung der Längserstreckung der Rohre beweglich geführt ist.
  • Diese Lösung beseitigt zwar die Probleme eines Verschleißes der Rohre durch Reibung an den Abstandshaltern, hat aber neben dem erhöhten apparativen und einem demzufolge auch finanziellen Aufwand weiterhin den Nachteil, dass die Schnittstelle zwischen bewegtem Rahmen (Führungszapfen) und dem feststehenden Gehäuse (Führungsrohre) bei der geringsten Verunreinigung zu Funktionsstörungen führt, was den kompletten Ausfall des Ausgleiches der Relativbewegung zwischen den Rohren und dem Gehäuse bedeuten kann. Auch die in der Schrift angedeutete Reinigung der Führungsrohre mit einer Spülflüssigkeit aus in den Führungsrohren vorhandenen Bohrungen erhöht den Aufwand weiter und leistet einer eventuellen Belagbildung auf den Führungsflächen Vorschub.
  • Die DE 196 06 201 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Halterung von aus Kunststoff bestehenden, parallel zueinander verlaufenden Rohren im Gehäuse eines Wärmeübertragers. Die Halterung ist durch Abstandshalter realisiert, welche jeweils mindestens zwei Rohre miteinander verbindet und in ihrer Lage gegeneinander fixiert. Die stegförmigen Abstandhalter sind an ihren jeweiligen Enden als Klemmen ausgeformt und umschließen das jeweilige Rohr nicht vollumfänglich. Die Klemmkraft, mit denen die Abstandshalter an den Rohren angebracht sind, kompensiert dabei mindestens das Eigengewicht der Abstandshalter. Ein Halterahmen existiert nicht. Die gesamten Rohre werden über die Vielzahl der einzelnen Abstandshalter in ihrer Position im Wärmeübertrager gehalten. Da kein Rahmen vorhanden ist, bedeutet dies, dass die Eigenlast der Schläuche inklusive Befüllung und mögliche Zusatzlasten durch außen anhaftende Verschmutzungen ausschließlich über die Schlauchanschlussstellen am Rohrboden aufgenommen werden muss. Damit ist nicht auszuschließen, dass die Schlauchanschlussstellen übermäßig belastet werden und an diesen Stellen Undichtigkeiten auftreten.
  • In der CH 465654 A werden kammartig ausgebildete Tragstäbe zur Fixierung von Rohrkörpern beschrieben. Hierbei sind sogenannte Zinken um die Einzelrohre gebogen. Diese Lösung lässt selbst beim Trennen der Tragstäbe von den Tragarmen kein Herausziehen der kammartigen Tragstäbe zu. Somit ist eine spätere Verschiebung der Halterungsposition auszuschließen.
  • Die DE 10 2006 001 175 A1 zeigt einen Wärmetauscher, bei welchem die Rohrelemente zwischen den jeweiligen Ein- und Austrittssammler mehrfach um 180° umgelenkt sind. Hierbei wird durch die Art der Ausführung der Umlenkungen mit einem Radius, der größer als der Abstand zwischen den jeweils umgelenkten Rohrabschnitten ist, automatisch ein Zwischenraum zum nächsten Rohrelement geschaffen. Deshalb sind bei diesem Wärmetauscher keine zusätzlichen Abstandshalter zwischen den Rohrabschnitten erforderlich. Ein Zahnriemen bzw. ein kammartiger Abstandshalter hat hierbei nur die Aufgabe, die Rohrelemente insgesamt zu umschlingen und damit die Steifigkeit des Rohrbündels zu erhöhen. Da die außen liegenden Rohrelemente sich nicht gegeneinander abstützen können, ist zur Sicherung ihrer Position beim Umschlingen ein kammartiges Band zweckmäßig. Diese kammartigen Bänder haben jedoch keinerlei Führungsaufgabe bei einer möglichen temperaturbedingten Längenänderung der Rohrabschnitte.
  • Die DE 2251866 A zeigt eine Lösung für eine vereinfachte Montage von Austauscherrohren in Wärmetauschern. Aus den Ausführungen ist zu erkennen, dass es sich hierbei um eine Lösung für liegende Wärmetauscher handelt. Die Halterungen sind deshalb nicht in einem Rahmengestell fixiert. Eine senkrechte Aufstellung, wie sie bei mit Kunststoffrohren bestückten Wärmetauschern auf Grund der geringen Biegesteifigkeit der Rohre erforderlich ist, führt ohne dieses Rahmengestell zu Verschiebungen der Halterungsebenen.
  • Des Weiteren wird bei dieser Lösung das für die Distanzierung der Rohre vorgeschlagene kammartige Werkstück so gefertigt, dass die abgebogenen Zungen ein späteres Herausziehen und Einbringen in einer anderen Position nicht zulassen.
  • Mit dieser Entgegenhaltung wird bei der Betrachtung im dreidimensionalen Raum, und der Rohrlängsachse als Z-Richtung die Fixierung in X- und Y-Richtung von diesem kammartigen Werkstück gleichzeitig realisiert. Bei dem Patentbegehren wird jedoch für die X-Richtung und für die Y-Richtung jeweils ein eigener Stützrohrkamm verwendet, so das die Stützrohrkämme unabhängig voneinander demontiert und montiert werden können, ohne dass das Gesamtsystem seine Stabilität verliert.
  • In der DE 1751179 A wird eine Lösung beschrieben bei der die Abstandshalterung in der Weise realisiert ist, dass aus einem System von Stützträgern und Stützstreben ein Gitter gebildet wird um die Wärmetauscherrohre in einem gleichmäßigen Abstand senkrecht zur Rohrachse voneinander zu positionieren. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Stützträger und die Stützstreben durch die eingearbeiteten Schlitze formschlüssig zusammen gesteckt werden und so ohne zusätzliche Verbindungselemente ein in sich stabiles Gitter ergeben. Im dreidimensionalen Raum betrachtet, wobei die Rohrlängsachse die Z-Richtung darstellt, wird durch die axial versetzte Anordnung der Stützstreben in X-Richtung zu den der Stützstreben in Y-Richtung der freie Querschnitt für die Strömung des Sekundärmediums erheblich vergrößert, jedoch ist durch die formschlüssige Verbindung zwischen Stützträgern und Stützstreben, als auch der Stützträger untereinander eine Demontage/Montage einer einzelnen Halterungsebene nach dem Zusammenbau nicht mehr möglich.
  • Aus der DE 42 17 923 A1 ist eine Vorrichtung zur Distanzierung von Wärmetauscherrohren bekannt. Hierbei werden die Wärmetauscherrohre aus Kunststoff mittels eines rasterförmig ausgebildeten Hülsenfeldes, welches in Längserstreckung des Wärmetauschers in mehreren Ebenen vorhanden ist, geführt. Die Hülsen, ebenfalls aus Kunststoff, sind auf Stäbe gefädelt, welche wiederum an Rahmenleisten befestigt sind. Die Rahmenleisten selbst werden verschiebbar an dem Rahmen des Wärmetauschers angebracht. Die nebeneinander befindlichen Hülsen bilden sternförmige Lücken, durch welche die Wärmetauscherrohre hindurchgeführt sind. Dabei wird jedes Rohr von vier umgebenden Hülsen eingeklemmt. Mit jeder Hülse hat das Rohr eine Berührungslinie, deren Länge genau der Höhe einer Hülse entspricht. Somit hat jedes Rohr vier Berührungslinien mit seinen umliegenden Hülsen.
  • Eine Verschiebung eines gesamten Hülsenfeldes ist trotz verschiebbarer Rahmenleisten nicht möglich, da der zur Verschiebung notwendige Krafteintrag durch die zu geringe Biegesteifigkeit der Drähte, auf denen die Hülsen aufgefädelt sind, nicht gleichmäßig auf das Hülsenfeld übertragen werden kann.
  • Von Nachteil ist, dass sich hierbei während des Betriebes ein Verschleiß an den Berührungsstellen der Rohre mit den Hülsen einstellt. Er wird sichtbar durch jeweils 4 in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Abriebstreifen sowohl an den Rohren wie auch an den Hülsen. Erwartungsgemäß führt dieser Verschleiß bis zum Durchbruch der Rohrwandung mit der Folge, dass ab diesem Zeitpunkt ein permanenter Austritt des in den Rohren geführten Mediums an dieser Schadstelle stattfindet. So kommt es bei einem Wärmetauscher, welcher die Wärme des Rauchgases eines mit Kohle gefeuerten Dampfkessels vor Eintritt in eine Rauchgasentschwefelungsanlage auf das in den Rohren geführte Wasser überträgt, zu gravierenden Betriebsstörungen. Auf Grund der Anfangs sehr kleinen Löcher an der Schadstelle der Rohre wird das austretende Wasser sehr fein zerstäubt und es entfaltet sich eine ungewollte Rauchgaswäsche mit der daraus resultierenden Gipsbildung und deren Ablagerung. Die entstehenden Gipspartikel verstopfen schnell die freien Querschnitte, die zwischen den einzelnen Rohren und den sie umgebenden Hülsen vorhanden sind. Ein Ablaufen des Wassers nach unter wird mit fortschreitender Betriebszeit immer schwieriger, bis an vielen Öffnungen die totale Verstopfung eintritt. Die Folge ist eine irreversible Verschmutzung zwischen den eng beieinander geführten Rohren des Wärmetauschers durch ein schnelles Aufwachsen der Ablagerungen aus Gips. Dies geschieht über jedem einzelnen Hülsenfeld. Eine nachträglich komplette Beseitigung der Ablagerungen aus Gips ist selbst bei dem aus dem Rauchgastrom entfernten Wärmetauscher nicht mehr möglich, da hierzu die Hülsenfelder demontiert werden müssten, um zwischen den Rohren eine gründliche Beseitigung der Ablagerungen aus Gips vornehmen zu können. Sind die Hülsenfelder erst einmal demontiert, ist eine spätere Montage nicht mehr möglich.
  • Alle bisher bekannten konstruktiven Lösungen des Systems Abstandshalter – Rohr haben den Nachteil, dass keine Möglichkeit besteht, diese in der Einbaulage der Rohre mit ihren Abstandshaltern zu demontieren und zu montieren. Der Wärmetauscher wird somit nach vergleichsweise kurzer Betriebszeit unbrauchbar.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nutzungsdauer der Rohre wesentlich zu erhöhen.
  • Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass als Abstandshalter Stützrohrkämme innerhalb des Rahmengestells mit Abstand voneinander angeordnet sind, wobei ein Stützrohrkamm aus einem Querträger und daran rechtwinklig befestigten und parallel geführten Stützstäben gebildet ist, je ein Stützstab sich in einen der zwischen den Rohren befindlichen Zwischenräume erstreckt und die Querträger jeweils lösbar mit dem Rahmengestell verbunden sind und wobei die Stützrohrkämme über die Höhe innerhalb des Rahmengestells derart angeordnet sind, dass ihre Stützstäbe abwechselnd in oder quer zur Strömungsrichtung des die Rohre anströmenden Wärmeträgermediums ausgerichtet sind.
  • Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die freien Enden der Stützstäbe gelagert sind.
  • Weiterhin ist es zweckmäßig, für die Stützstäbe, welche quer zur Strömungsrichtung des die Rohre anströmenden Wärmeträgermediums angeordnet sind, zusätzliche Stützstellen vorzusehen, um eine Durchbiegung der Stützstäbe zu verhindern.
  • Ebenfalls günstig ist es, die sich zwischen den Ebenen in die Zwischenräume der Rohre erstreckende Stützstäbe mit einem Gefälle zur Austrittsseite des Wärmeträgermediums aus dem Wärmetauscher anzuordnen. Dies ist deshalb von Vorteil, weil Reinigungswässer aus dem Wärmetauscher dadurch besser ablaufen.
  • Die Erfindung zeigt eine konstruktive Lösung eines Wärmetauschers, die es ermöglicht, bereits vor Eintritt von Leckagen an den Rohren des Wärmetauschers die Abstandshalterungen in der Einbaulage des Wärmetauschers zu demontieren, den Wärmetauscher zu reinigen und die Abstandshalterung außerhalb der vorgeschädigten Bereiche neu zu montieren. Grundgedanke der Erfindung ist es, rechtzeitig die Verschleißposition an den Rohren des Wärmetauschers an einen anderen Ort zu verlegen und damit die Gesamtlebensdauer der Rohre des Wärmetauschers wesentlich zu erhöhen. Die räumliche Entzerrung der Halterungsebenen sichert gleichzeitig einen vergleichsweise großen freien Querschnitt zur Ableitung der bei der Abreinigung anfallenden Schmutzwässer unter Beibehaltung der gleichen Abstände zwischen den Halterungsebenen sowohl längs als auch quer zur Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums.
  • Die Abstandshalterung der Rohre des Wärmetauschers kann durch Stützstäbe, vorzugsweise mit rundem Querschnitt, z. B. durch Rohre aus Kunststoff, realisiert werden, deren Außendurchmesser genau dem lichten Abstand zwischen zwei benachbarten Rohren des Wärmetauschers entspricht. Dabei können die Stützstäbe in Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums (z. B. Rauchgas) auch geneigt zur Senkrechten der Rohrachse eingebaut werden.
  • Die gesamte konstruktive Lösung ermöglicht im Gegensatz zu allen bisher bekannten Konstruktionen eine Demontage und Montage der Abstandshalterung auch nach der Fertigstellung der Wärmetauscher (mobile Halterung). Somit kann der Wärmetauscher auch nach längeren Betriebszeiten bei Verschmutzung und Verschleiß durch gezielte Aufarbeitung mit geringem Aufwand weiterhin eingesetzt werden. Dadurch kann eine wesentliche Lebensdauererhöhung der Wärmetauscher erzielt werden.
  • Nachstehend soll an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen
  • 1: eine Prinzipdarstellung eines Wärmetauschers mit U-förmigen Rohren
  • 2: eine Draufsicht auf den Wärmetauscher ohne Rohrboden
  • 3: ein Detail aus 2 als perspektivische Darstellung eines Teils des Rahmens vom Wärmetauscher mit der Anordnung der Stützrohrkämme
  • In einem braunkohlegefeuerten Kraftwerk ist zur besseren Ausnutzung vorhandener Wärme des Rauchgases im Rauchgaskanal vor der Rauchgasentschwefelungsanlage ein Rauchgaswärmeverschiebesystem installiert. Dieses besteht im Wesentlichen aus mehreren, im Rauchgaskanal parallel montierten Wärmetauschern, welche Wärme vom ca. 170°C heißen Rauchgas an das in den Rohren (6) des Wärmetauschers zirkulierende Wasser übertragen. Das Rauchgas wird dabei auf ca. 130°C abgekühlt. Das erwärmte Wasser dient der Kondensataufwärmung.
  • Der Wärmetauscher ist aus einem rechteckigen, gehäuseartigen Rahmengestell 5 mittels Winkelprofilen aus Edelstahl gefertigt, innerhalb dem parallel geführte Rohre 6 aus Kunststoff (Polytetrafluorethylen) aufgehängt sind (1). Die Rohre 6 sind dabei U-förmig ausgeführt und die Enden der Rohre 6 in einem am oberen Ende des Rahmengestells 5 angebrachten Rohrboden 9 verankert. Zur Führung und Abstandshalterung der Rohre 6 kommen Stützstäbe 1 zum Einsatz. Diese Stützstäbe 1 sind Rohre aus Kunststoff, Stäbe aus Kunststoff, es können aber auch kunststoffummantelte Drähte aus Metall oder eine beliebige Kombination dieser Ausführungen verwendet werden. Vorteilhaft ist eine Ausführung mit hoher Biegesteifigkeit, d. h. kunststoffummantelte Drähte aus Metall. Der Außendurchmesser der Stützstäbe 1 entspricht dabei genau dem lichten Abstand zwischen zwei benachbarten Rohren 6 des Wärmetauschers.
  • Die parallel zueinander geführten Stützstäbe 1 sind rechtwinklig an je einem Querträger 2 befestigt. Ein Querträger 2 mit den daran befestigten Stützstäben 1 bilden dabei jeweils einen Stützrohrkamm 7. Die Anzahl der Stützstäbe 1, welche an einem Stützrohrkamm 7 befestigt sind, richtet sich dabei jeweils nach der Anzahl der Zwischenräume 3 zwischen den Rohren 6 des Wärmetauschers. Das Rahmengestell 5 des Wärmetauschers ist mittels Querverstrebungen (in den Zeichnungen nicht dargestellt), welche der Stabilisierung dienen, in seiner Gesamthöhe in mehrere Ebenen 4 unterteilt. Die Ebenen 4 haben dabei zueinander einen Abstand von ca. 0,8 m. Auf jeder dieser Ebenen ist je ein Stützrohrkamm 7 am Rahmengestell 5 angeordnet. Dabei sind von Ebene zu Ebene die Stützrohrkämme 7 mit ihren Stützstäben 1 jeweils wechselnd in und quer zur Strömungsrichtung des die Rohre anströmenden Wärmeträgermediums 8, d. h. des Rauchgases, ausgerichtet (3).
  • Die Gitterfunktion des längs und quer zur Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums 8 (Rauchgasströmung) eingebauten Stützrohrkämme 7 wird in 2 deutlich, wobei in der perspektivischen Detailansicht (3) zu erkennen ist, dass in vertikaler Richtung diese Gitter, durch den höhenversetzten Einbau der Stützrohrkämme 7, räumlich aufgelöst sind. Damit wird ein ungehinderter Ablauf der Reinigungswässer sichergestellt. Zur Erhöhung der Übersichtlichkeit sind in den 2 und 3 nur ein Teil der Rohre 6 und Stützstäbe 1 dargestellt.
  • Die waagerechte Anordnung der Stützstäbe 1 innerhalb des Rahmengestells 5 erfolgt dabei in der Weise, dass je ein Stützstab 1 in einen Zwischenraume 3 zwischen je zwei Rohre 6 eingeschoben wird. Jeder der Querträger 2 ist lösbar am Rahmengestell 5 befestigt. Die freien Enden der Stützstäbe 1 werden dabei durch Flacheisenprofile 10 abgestützt, welche waagerecht am Rahmengestell 5 lösbar befestigt sind. Anstelle der Flacheisenprofile 10 können auch geteilte Profileisen eingesetzt werden, die zur Aufnahme der Stützstäbe entsprechende Aussparungen in ihrem Ober- und Unterteil aufweisen.
  • Für die quer zur Strömungsrichtung des die Rohre 6 anströmenden Wärmeträgermediums 8 angeordneten Stützstäbe 1 sind zusätzlich zwei Stützstellen vorgesehen, welche als Flacheisen 11 unterhalb der Stützstäbe 1 in die Zwischenräume 3 der Rohre 6 des Wärmetauschers gesteckt und am Querträger 2 und am Flacheisenprofil 10 befestigt sind. Damit wird einem möglichen Durchbiegen der Stützstäbe 1 entgegengewirkt.
  • Die Stützrohrkämme 7, bei denen die Stützstäbe 1 in Strömungsrichtung des die Rohre anströmenden Wärmeträgermediums 8 ausgerichtet sind, können die Stützstäbe 1 neben der waagerechten Ausrichtung auch mit einem Gefälle zur stromabgewandten Seite des Wärmetauschers ausgerichtet sein. Diese Ausrichtung der betreffenden Stützstäbe 1 fördert eine bessere Ableitung des in die Wärmetauscher eingespritzten Wassers bei dessen Abreinigung.
  • Während des Betriebes des Wärmetauschers mit sich ändernden Betriebsbedingungen (durch Temperaturänderungen aufgrund Laständerungen des Kraftwerksblockes oder durch Abreinigung der Rohre) entstehen an den Berührungspunkten zwischen den Rohren 6 und Stützstäben 1 aufgrund der unterschiedlich wirkenden Längenausdehnungskoeffizienten Relativbewegungen. Die Folge ist ein Abrieb an den Rohren 6 und Stützstäben 1. Ohne Einflussnahme führt dieser Mechanismus zu Leckagen und damit zur Stillsetzung des Wärmetauschers (Reparaturmöglichkeiten an den Leckagestellen sind außerordentlich eingeschränkt nur an den außen liegenden Rohren 6 möglich). Aufgrund der Kenntnis des Verschleißmechanismus kann eine gezielte Bewertung des Zustandes der Rohre 6 des Wärmetauschers erfolgen und mittels der erfindungsgemäßen Lösung rechtzeitig durch folgende Maßnahme der Verschleißort verlagert werden. Für eine optimale Durchführung der Maßnahme ist eine Demontage des Wärmetauschers aus dem Rauchgaskanal zweckmäßig. Nach erfolgter Demontage wird der Wärmetauscher in Einbaulage in ein entsprechendes Arbeitsgerüst eingehangen. Das Arbeitsgerüst dient der umfassenden Begehbarkeit des Wärmetauschers von außen. Nunmehr werden die Verschraubungen der Querträger 2 vom Rahmengestell 5 gelöst. In Abhängigkeit des Verschmutzungszustandes kann ein Stützrohrkamm 7, bestehend aus Querträger 2 mit seinen Stützstäben 1, aus. dem Bündel gezogen und ca. 8–10 cm ober- oder unterhalb der bisherigen Einbaustelle wieder in das Bündel eingesetzt und der Querträger 2 wieder am Rahmen verschraubt werden. Das die freien Enden der Stützstäbe 1 abstützende Flacheisenprofil 10 wird ebenfalls nach oben oder unten verschoben und am Rahmengestell 5 wieder montiert.
  • Bei geringerer Verschmutzung kann der Stützrohrkamm 7 nach dem Lösen des Querträgers 2 vom Rahmen in seiner Position mit den Stützstäben 1 direkt zwischen den Rohren 6 nach oben oder unten verschoben und wieder befestigt werden.
  • Dieser Vorgang wiederholt sich für alle Stützträger 7 in gleicher Weise, d. h. die Abstände zwischen den Ebenen 4 sind nach dem beschriebenen Vorgang wieder gleich denen vor der Demontage.
  • Alternativ bei entsprechendem Verschleißzustand an den Stützstäben können diese auch gegen neue Stützstäbe ausgetauscht werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Stützstab
    2
    Querträger
    3
    Zwischenraum
    4
    Ebene
    5
    Rahmengestell
    6
    Rohr
    7
    Stützrohrkamm
    8
    Wärmeträgermedium
    9
    Rohrboden
    10
    Flacheisenprofil
    11
    Stützstelle

Claims (4)

  1. Wärmetauscher mit einem Rohrbündel aus parallel zueinander verlaufenden, aus Kunststoff bestehenden Rohren (6), welche in einem Rahmengestell (5) angeordnet und gehalten sind, wobei zur Halterung Stützrohrkämme (7) verwendet werden, die innerhalb des Rahmengestells (5) in Rohrlängsrichtung mit Abstand von einander angeordnet sind, wobei ein Stützrohrkämme (7) aus einem Querträger (2) und daran rechtwinklig befestigten und parallel geführten Stützstäben (1) gebildet ist, je ein Stützstab (1) sich in einen der zwischen den Rohren (6) befindlichen Zwischenräume (3) erstreckt und die Querträger (2) jeweils lösbar mit dem Rahmengestell (5) verbunden sind und wobei die Stützrohrkämme (7) rechtwinklig zur Rohrlängsachse ausgerichtet sind und zueinander abwechselnd um 90 Grad versetzt ausgerichtet sind.
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Stützstäbe (1) gelagert sind.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den quer zur Strömungsrichtung des die Rohre (6) anströmenden Wärmeträgermediums (8) angeordneten Stützstäbe (1) zusätzliche Stützstellen vorgesehen sind.
  4. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstäbe (1) mit Ausrichtung in Strömungsrichtung des die Rohre (6) anströmenden Wärmeträgermediums (8) mit einer Neigung zur Austrittsseite des Wärmeträgermediums (8) aus dem Wärmetauscher angeordnet sind.
DE200810038663 2008-08-13 2008-08-13 Wärmetauscher mit einem Rohrbündel aus parallel zueinander verlaufenden, aus Kunststoff bestehenden Rohren Active DE102008038663B4 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016224553A1 (de) 2016-12-09 2018-06-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Wärmeübertrager
CN109237980A (zh) * 2018-10-26 2019-01-18 浙江鸿盛环保科技集团有限公司 换热器及除尘器净气箱

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH465654A (de) * 1966-11-11 1968-11-30 Sulzer Ag Wärmeübertrager
DE1751179A1 (de) * 1967-04-25 1971-12-23 Combustion Eng Verstrebung von in einem Buendel angeordneten Rohren
DE2251866A1 (de) * 1972-10-23 1974-04-25 Balcke Maschbau Ag Vorrichtung zur halterung und distanzierung von rohren in einem waermetauscher
DE4217923A1 (de) * 1992-05-30 1993-12-02 Gea Luftkuehler Happel Gmbh Vorrichtung zur Distanzierung von Wärmetauscherrohren
DE19606201A1 (de) * 1996-02-21 1997-08-28 Balcke Duerr Gmbh Vorrichtung zur Halterung der Rohre eines Rohrbündels
DE19526623C2 (de) * 1995-07-21 2002-10-02 Balcke Duerr Energietech Gmbh Wärmetauscher
DE102006001175A1 (de) * 2006-01-08 2007-12-13 Obrist Engineering Gmbh Wärmetauscher und Wärmetauscher-Verbund

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3630502A1 (de) 1986-09-08 1988-03-10 Gutehoffnungshuette Man Rohrabstandsgitter zum fuehren der rohre von beispielsweise dampferzeugern

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH465654A (de) * 1966-11-11 1968-11-30 Sulzer Ag Wärmeübertrager
DE1751179A1 (de) * 1967-04-25 1971-12-23 Combustion Eng Verstrebung von in einem Buendel angeordneten Rohren
DE2251866A1 (de) * 1972-10-23 1974-04-25 Balcke Maschbau Ag Vorrichtung zur halterung und distanzierung von rohren in einem waermetauscher
DE4217923A1 (de) * 1992-05-30 1993-12-02 Gea Luftkuehler Happel Gmbh Vorrichtung zur Distanzierung von Wärmetauscherrohren
DE19526623C2 (de) * 1995-07-21 2002-10-02 Balcke Duerr Energietech Gmbh Wärmetauscher
DE19606201A1 (de) * 1996-02-21 1997-08-28 Balcke Duerr Gmbh Vorrichtung zur Halterung der Rohre eines Rohrbündels
DE102006001175A1 (de) * 2006-01-08 2007-12-13 Obrist Engineering Gmbh Wärmetauscher und Wärmetauscher-Verbund

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