DE102018004180A1

DE102018004180A1 - Plattenwärmetauscher und verfahrenstechnische Anlage

Info

Publication number: DE102018004180A1
Application number: DE102018004180.9A
Authority: DE
Inventors: Steffen Brenner
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2019-11-28

Abstract

Ein Plattenwärmetauscher (1) für eine verfahrenstechnische Anlage (2), mit einer Vielzahl an Wärmeübertragungspassagen (37) und einer Einspeiseeinrichtung (17) zum Einspeisen eines Zweiphasenstroms (31) in die Wärmeübertragungspassagen (37), wobei die Einspeiseeinrichtung (17) ein erstes Verteilelement (54) zum gleichmäßigen Verteilen des Zweiphasenstroms (31) auf die Wärmeübertragungspassagen (37) in einer Tiefenrichtung (z) des Plattenwärmetauschers (1) und ein stromabwärts des ersten Verteilelements (54) angeordnetes zweites Verteilelement (68) zum gleichmäßigen Verteilen des Zweiphasenstroms (31) auf Kanäle (43, 44) der Wärmeübertragungspassagen (37) in einer Hochrichtung (y) des Plattenwärmetauschers (1) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher für eine verfahrenstechnische Anlage und eine verfahrenstechnische Anlage mit einem derartigen Plattenwärmetauscher.
Sogenannte Plattenwärmetauscher umfassen eine Vielzahl an Lamellen oder Fins, zwischen denen Trennbleche angeordnet sind. Die Trennbleche trennen benachbarte Wärmeübertragungspassagen derart voneinander, dass ein stofflicher Übergang zwischen den Wärmeübertragungspassagen verhindert, jedoch ein Wärmeübergang ermöglicht wird. Um Prozessmedien in diese Wärmeübertragungspassagen einzuleiten und wieder aus diesen auszuleiten, werden sogenannte Header vorgesehen, die wiederum mit Hilfe eines Anschlussstutzens mit dem Prozessmedium beaufschlagt werden können oder mit deren Hilfe das Prozessmedium abgeführt werden kann. Es gibt dabei mehrere Arten von Prozessmedien, die in einen derartigen Plattenwärmetauscher eingespeist werden können, nämlich Gasströme, Flüssigströme und Zweiphasenströme, die zwei Phasen, nämlich eine Gasphase und eine Flüssigphase, aufweisen.
Bei der Einspeisung eines Zweiphasenstroms in einen Plattenwärmetauscher muss in der Regel dafür gesorgt werden, dass beide Phasen gleichmäßig auf alle dem Zweiphasenstrom zugeordneten Wärmeübertragungspassagen des Plattenwärmetauschers und auf die gesamte aktive Breite der jeweiligen Wärmeübertragungspassage verteilt werden. Das akzeptable Maß der Fehlverteilung ist nicht bei allen Zweiphasenströmen gleich und hängt von mehreren Faktoren, wie beispielsweise dem Anteil des Zweiphasenstroms am gesamten Wärmeumsatz, vom Siedebereich des Zweiphasenstroms, der Abhängigkeit der Komponenten untereinander in Bezug auf die Verdampfung, des Temperaturgangs des Plattenwärmetauschers, der Größe des Plattenwärmetauschers, des Einflusses der Fehlverteilung auf das Temperaturprofil im Plattenwärmetauscher oder dergleichen, ab. Bei kritischen Zweiphasenströmen ist das akzeptable Maß der Fehlverteilung sehr gering. Es gibt dabei mehrere Möglichkeiten, einen Zweiphasenstrom in einen Plattenwärmetauscher einzuspeisen und auf die gesamte aktive Breite der Wärmeübertragungspassagen zu verteilen und so eine geringe Fehlverteilung zu erzielen.
Beispielsweise kann der Zweiphasenstrom in einem separaten Phasentrenner in eine Gasphase und eine Flüssigphase getrennt werden. Beide Phasen werden dann separat in den Plattenwärmetauscher eingespeist und mit Hilfe spezieller Vorrichtungen, wie beispielsweise perforierter Sidebars oder geschlitzter Trennbleche, innerhalb des Plattenwärmetauschers in jeder dem Zweiphasenstrom zugeordneten Wärmeübertragungspassage wieder zusammengeführt. Mit dieser Anordnung kann eine gute Verteilgüte beider Phasen erreicht werden, solange der Dampfgehalt innerhalb eines produktspezifisch zulässigen Bereichs liegt. Die Größe des Bereichs wird dabei sowohl durch die Stoffdaten des entsprechenden Zweiphasenstroms als auch durch die verwendete Vorrichtung beeinflusst. Diese Anordnung ist jedoch konstruktiv aufwendig und kann deutliche Mehrkosten verursachen.
Alternativ kann der Zweiphasenstrom vor dem Einspeisen in den Plattenwärmetauscher nicht getrennt werden, sondern es kann beispielsweise in einem Header eine spezielle Vorrichtung, beispielsweise ein Lochblech, angebracht werden, welche für eine gleichmäßige Verteilung des Zweiphasenstroms auf alle dem Zweiphasenstrom zugeordneten Wärmeübertragungspassagen und auch innerhalb der jeweiligen Wärmeübertragungspassage sorgen soll. Hierfür gibt es prozessbedingt enge Grenzen, innerhalb welcher diese Anordnung verwendet werden kann. Dabei spielt auch die Lage der Einspeisestelle beziehungsweise die Lage des Headers eine Rolle. Für die seitliche Einspeisung gelten besonders enge Grenzen. Durch die horizontale Zuführung des Zweiphasenstroms kommt es zumeist schon im Eintrittsstutzen zu einer teilweisen Trennung beider Phasen, wobei die Flüssigphase infolge des Schwerkrafteinflusses nach unten strömt.
Des Weiteren können Leitbleche im Header zum Verteilen des Zweiphasenstroms eingesetzt werden. Die DE 1 901 475 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Verteilen einer Zweiphasenströmung auf einen Plattenwärmetauscher. Die Vorrichtung umfasst ein Verteilerrohr an einer Wärmeaustauscher-Eintrittsfläche zum Verteilen der Zweiphasenströmung auf die einzelnen Wärmeübertragungspassagen, wobei eine seitliche Zuführung der Zweiphasenströmung in das Verteilerrohr an ein zum Verteilerrohr geneigtes und/oder gekrümmtes Leitblech, welches in der Wärmeaustauscher-Eintrittsfläche und der Verteilerrohrwand mindestens einen kreisförmigen Raum bildet, vorgesehen ist. Für diese Variante gibt es sehr enge Grenzen bei der Einsetzbarkeit. Daher ist diese Variante nur für Einspeisungen unten am Plattenwärmetauscher geeignet.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen verbesserten Plattenwärmetauscher zur Verfügung zu stellen.
Demgemäß wird ein Plattenwärmetauscher für eine verfahrenstechnische Anlage vorgeschlagen. Der Plattenwärmetauscher umfasst eine Vielzahl an Wärmeübertragungspassagen und eine Einspeiseeinrichtung zum Einspeisen eines Zweiphasenstroms in die Wärmeübertragungspassagen, wobei die Einspeiseeinrichtung ein erstes Verteilelement zum gleichmäßigen Verteilen des Zweiphasenstroms auf die Wärmeübertragungspassagen in einer Tiefenrichtung des Plattenwärmetauschers und ein stromabwärts des ersten Verteilelements angeordnetes zweites Verteilelement zum gleichmäßigen Verteilen des Zweiphasenstroms auf Kanäle der Wärmeübertragungspassagen in einer Hochrichtung des Plattenwärmetauschers umfasst.
Dadurch, dass eine funktionale Trennung zwischen dem Verteilen des Zweiphasenstroms in der Tiefenrichtung auf die parallel angeordneten Wärmeübertragungspassagen und dem Verteilen des Zweiphasenstroms auf die einzelnen Kanäle der Wärmeübertragungspassagen vorgesehen ist, kann der Zweiphasenstrom zum einen in der Tiefenrichtung betrachtet auf alle zu beaufschlagenden Wärmeübertragungspassagen gleichmäßig verteilt werden. Zum anderen kann das zweite Verteilelement den Zweiphasenstrom stromabwärts des ersten Verteilelements in die Wärmeübertragungspassagen leiten, wodurch auch in der Hochrichtung des Plattenwärmetauschers und somit über eine gesamte wirksame Breite der jeweiligen Wärmeübertragungspassage eine gleichmäßige Verteilung des Zweiphasenstroms gewährleistet ist. Hierdurch kann vorteilhafterweise auf einen wie einleitend erläuterten separaten Phasentrenner und eine spezielle Vorrichtung zum Zusammenführen der voneinander getrennten Phasen innerhalb des Plattenwärmetauschers verzichtet werden, da die Verteilgüte gegenüber bekannten Systemen auch ohne Phasentrenner deutlich verbessert wird. Dies ermöglicht einen einfacheren und damit kostengünstigeren Aufbau des Plattenwärmetauschers.
Insbesondere ist die Einspeiseeinrichtung dazu eingerichtet, den Zweiphasenstrom lediglich in dem Zweiphasenstrom zugeordnete Wärmeübertragungspassagen einzuspeisen. Mit anderen Worten werden insbesondere von der Vielzahl an Wärmeübertragungspassagen nur die dem Zweiphasenstrom zugeordneten Wärmeübertragungspassagen mit Hilfe der Einspeiseeinrichtung mit dem Zweiphasenstrom beaufschlagt. Das heißt insbesondere, dass auch Wärmeübertragungspassagen vorgesehen sein können, in die der Zweiphasenstrom nicht eingespeist wird. Demgemäß kann der Plattenwärmetauscher die Vielzahl an Wärmeübertragungspassagen und die Einspeiseeinrichtung zum Einspeisen des Zweiphasenstroms in die dem Zweiphasenstrom zugeordneten Wärmeübertragungspassagen umfassen. Dabei weist die Einspeiseeinrichtung das erste Verteilelement zum gleichmäßigen Verteilen des Zweiphasenstroms auf die dem Zweiphasenstrom zugeordneten Wärmeübertragungspassagen in der Tiefenrichtung des Plattenwärmetauschers und das stromabwärts des ersten Verteilelements angeordnete zweite Verteilelement zum gleichmäßigen Verteilen des Zweiphasenstroms auf Kanäle der dem Zweiphasenstrom zugeordneten Wärmeübertragungspassagen in der Hochrichtung des Plattenwärmetauschers auf.
Der Zweiphasenstrom kann auch als Strom bezeichnet werden. Insbesondere ist dem Plattenwärmetauscher eine Vielzahl an Strömen, insbesondere an Zweiphasenströmen, Gasströmen und/oder Flüssigströmen, zugeordnet, die in Wärmeaustausch stehen können. Ein Stoffaustausch zwischen den unterschiedlichen Strömen ist bevorzugt nicht möglich. Die Wärmeübertragungspassagen können auch Ströme umfassen, die nicht der Einspeiseeinrichtung zugeordnet sind.
Insbesondere tritt im Betrieb des Plattenwärmetauschers der gesamte Zweiphasenstrom durch das erste Verteilelement hindurch. Bypass-Strömungen an dem ersten Verteilelement vorbei sind bevorzugt nicht vorgesehen. Die Einspeiseeinrichtung ist insbesondere für eine seitliche Einspeisung in den Plattenwärmetauscher geeignet. Bevorzugt ist das erste Verteilelement geeignet, eine flüssige Phase des Zweiphasenstroms in der Tiefenrichtung gleichmäßig zu verteilen. Das zweite Verteilelement kann auch als Leitelement bezeichnet werden. Der Plattenwärmetauscher kann als Plattenwärmeübertrager bezeichnet werden. Der Plattenwärmetauscher ist insbesondere ein sogenannter Plate Fin Heat Exchanger (PFHE) oder kann als solcher bezeichnet werden. Der Plattenwärmetauscher ist bevorzugt aus Aluminium gefertigt. Daher kann der Plattenwärmetauscher auch als Aluminium-Plattenwärmetauscher oder als Aluminium-Plattenwärmeübertrager bezeichnet werden. „Stromaufwärts“ und „stromabwärts“ ist vorliegend im Hinblick auf eine Durchströmungsrichtung des Zweiphasenstroms durch den Plattenwärmetauscher hindurch zu verstehen.
Vorzugsweise sind das erste Verteilelement und das zweite Verteilelement zwei voneinander getrennte Bauteile. Das schließt jedoch nicht aus, dass das erste Verteilelement und das zweite Verteilelement fest miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt, sind. Bevorzugt sind das erste Verteilelement und das zweite Verteilelement funktional voneinander getrennt. Unter „funktional getrennt“ ist vorliegend zu verstehen, dass das erste Verteilelement und das zweite Verteilelement unterschiedliche und voneinander getrennte Funktionen erfüllen. Das erste Verteilelement erfüllt dabei insbesondere nur die Funktion des gleichmäßigen Verteilens des Zweiphasenstroms, insbesondere der flüssigen Phase desselben, in der Tiefenrichtung. Das erste Verteilelement weist jedoch nicht die dem zweiten Verteilelement zugeordnete Funktion des gleichmäßigen Verteilens des Zweiphasenstroms in der Hochrichtung auf. Das zweite Verteilelement wiederum erfüllt nicht die Funktion des Verteilens des Zweiphasenstroms beziehungsweise der flüssigen Phase desselben in der Tiefenrichtung, sondern nur die Funktion des gleichmäßigen Verteilens des Zweiphasenstroms in die Wärmeübertragungspassagen in der Hochrichtung.
Unter einem Zweiphasenstrom ist vorliegend ein Gemisch aus einer flüssigen Phase und einer gasförmigen Phase eines Prozessmediums zu verstehen. Die flüssige Phase kann auch als Flüssigphase, und die gasförmige Phase kann auch als Gasphase bezeichnet werden. Die flüssige Phase kann in die gasförmige Phase übergehen. Die gasförmige Phase kann in die flüssige Phase übergehen. Es kann somit ein Phasenübergang oder ein Wechsel des Aggregatzustands erfolgen. Der Zweiphasenstrom kann bei einem Durchgang durch die jeweilige Wärmeübertragungspassage Wärme auf ein in einer parallelen Wärmeübertragungspassage geführtes Prozessmedium abgeben oder Wärme von diesem aufnehmen. Der Zweiphasenstrom kann somit im Betrieb des Plattenwärmetauschers abgekühlt oder erwärmt werden beziehungsweise insbesondere bei isothermen Vorgängen kondensiert oder verdampft werden.
Bevorzugt umfasst der Plattenwärmetauscher eine beliebige Anzahl an Wärmeübertragungspassagen. Dabei ist der Einspeiseeinrichtung jedoch nur ein Teil einer Gesamtzahl der Wärmeübertragungspassagen des Plattenwärmetauschers zugeordnet. Dabei kann zwischen zwei Wärmeübertragungspassagen, die der Einspeiseeinrichtung zugeordnet sind, eine beliebige Anzahl an weiteren Wärmeübertragungspassagen vorgesehen sein, die nicht in Fluidverbindung mit der zuvor erwähnten Einspeiseeinrichtung, sondern mit einer weiteren Einspeiseeinrichtung sind. Hierdurch kann zwischen den unterschiedlichen Wärmeübertragungspassagen Wärme übertragen werden. Ein Stoffaustausch zwischen Wärmeübertragungspassagen, die der zuvor erwähnten Einspeiseeinrichtung zugeordnet sind, und weiteren Wärmeübertragungspassagen, die der anderen Einspeiseeinrichtung zugeordnet sind, ist somit nicht möglich. In der Tiefenrichtung betrachtet sind beliebig viele der Einspeiseeinrichtung zugeordnete Wärmeübertragungspassagen parallel zueinander angeordnet. Jeder dieser Wärmeübertragungspassagen kann eine beliebige Anzahl an Kanälen zugeordnet sein, auf die der Zweiphasenstrom mit Hilfe des zweiten Verteilelements gleichmäßig verteilt wird. Die Kanäle sind in der Hochrichtung betrachtet insbesondere übereinander angeordnet.
Bevorzugt weist jede Wärmeübertragungspassage eine Eintrittsöffnung auf, die in Fluidverbindung mit der Einspeiseeinrichtung ist. Zwischen den jeweiligen Eintrittsöffnungen sind, wie zuvor erwähnt, Wärmeübertragungspassagen vorgesehen, die nicht in Fluidverbindung mit der Einspeiseeinrichtung sind. Dementsprechend weisen diese Wärmeübertragungspassagen im Bereich der Einspeiseeinrichtung auch keine Eintrittsöffnungen auf. Darunter, dass die Eintrittsöffnungen in „Fluidverbindung“ mit der Einspeiseeinrichtung sind, ist insbesondere zu verstehen, dass der Zweiphasenstrom von der Einspeiseeinrichtung durch die jeweilige Eintrittsöffnung in die der Eintrittsöffnung zugeordnete Wärmeübertragungspassage einströmen kann.
Dem Plattenwärmetauscher ist insbesondere ein Koordinatensystem mit einer x-Richtung oder Breitenrichtung, einer y-Richtung oder Hochrichtung und einer z-Richtung oder Tiefenrichtung zugeordnet. Die Richtungen sind dabei senkrecht zueinander orientiert. Die Breitenrichtung ist dabei definiert als eine Richtung, in der Kanäle einer Wärmeübertragungspassage, insbesondere Kanäle einer sogenannten Lamelle der Wärmeübertragungspassage, nebeneinander angeordnet sind. Die Hochrichtung ist definiert als eine Richtung, in der die zuvor erwähnten Kanäle verlaufen. Die Hochrichtung kann mit einer Schwerkraftrichtung übereinstimmen. Die Tiefenrichtung ist definiert als eine Richtung, in der die Vielzahl an Wärmeübertragungspassagen nebeneinander angeordnet sind.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Wärmeübertragungspassage jeweils mit Hilfe einer zwischen zwei Deckplatten angeordneten Lamelle gebildet, wobei stromaufwärts der Lamelle ein Eintrittsverteiler der Wärmeübertragungspassage vorgesehen ist.
Der Begriff „Lamelle“ kann durch den Begriff „Fin“ oder „Finplatte“ ersetzt werden. Das heißt, die Lamelle ist ein Fin beziehungsweise eine Finplatte oder kann als Fin beziehungsweise als Finplatte bezeichnet werden. In einem aktiven Bereich der Wärmeübertragungspassage kann die Lamelle insbesondere als Hauptfin bezeichnet werden. Bevorzugt ist stromabwärts der Lamelle ein Austrittsverteiler der Wärmeübertragungspassage vorgesehen. Bevorzugt sind eine Vielzahl an Trennplatten und eine Vielzahl an Lamellen vorgesehen, wobei zwischen zwei Trennplatten jeweils eine Lamelle und zwischen zwei Lamellen jeweils eine Trennplatte vorgesehen ist. Die Lamellen und die Trennplatten sind in der Tiefenrichtung betrachtet abwechselnd angeordnet. Die Vielzahl an Lamellen und Trennplatten ist dabei zwischen zwei Deckplatten des Plattenwärmetauschers vorgesehen. Die Deckplatten schließen den Plattenwärmetauscher zu einer Umgebung hin ab. Die Lamellen sind bevorzugt als gewellte oder geriffelte Bleche ausgebildet. Zwischen Riffeln oder Wellen einer jeweiligen Lamelle sind die zuvor erwähnten Kanäle der Wärmeübertragungspassage vorgesehen. Die Riffel oder Wellen können auch als Finstege oder Rippen bezeichnet werden. Dabei können die Lamellen auch perforiert sein, so dass ein Stoffaustausch zwischen den einzelnen Kanälen der jeweiligen Lamelle möglich ist. Vorzugsweise verlaufen die Riffel oder Wellen der Lamelle in der Hochrichtung des Plattenwärmetauschers. Der Eintrittsverteiler und der Austrittsverteiler weisen vorzugsweise ebenfalls Riffel oder Wellen auf beziehungsweise sind als gewellte oder geriffelte Bleche ausgebildet. Das heißt, der Eintrittsverteiler und der Austrittsverteiler können identisch wie die Lamelle ausgebildet sein. Im Bereich des Eintrittsverteilers und des Austrittsverteilers werden zur Herstellung des Eintrittsverteilers oder des Austrittsverteilers verwendete Lamellen als Verteilerfins bezeichnet. Somit weisen auch der Eintrittsverteiler sowie der Austrittsverteiler Kanäle auf, die in Fluidverbindung mit den Kanälen der Lamelle sind. Die Kanäle des Eintrittsverteilers sowie des Austrittsverteilers verlaufen dabei jeweils bevorzugt schräg zu den Kanälen der Lamelle. Jede Wärmeübertragungspassage wird durch die der jeweiligen Wärmeübertragungspassage zugeordneten Kanäle der Lamelle sowie die Kanäle des Eintrittsverteilers und die Kanäle des Austrittsverteilers gebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zweite Verteilelement dazu eingerichtet, den Zweiphasenstrom gleichmäßig auf Kanäle des Eintrittsverteilers zu verteilen.
Insbesondere sind die Kanäle des Eintrittsverteilers in der Hochrichtung übereinander positioniert. Wie zuvor erwähnt, ist das zweite Verteilelement dazu eingerichtet, den Zweiphasenstrom in der Hochrichtung gleichmäßig auf Kanäle derjenigen Wärmeübertragungspassagen zu verteilen, die der Einspeiseeinrichtung zugeordnet sind. Zwischen den Kanälen des Eintrittsverteilers ist bevorzugt kein Stoffaustausch möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Eintrittsverteiler dazu eingerichtet, den Zweiphasenstrom in einer Breitenrichtung des Plattenwärmetauschers gleichmäßig auf Kanäle der Lamelle zu verteilen.
In der Breitenrichtung betrachtet sind die Kanäle der Lamelle nebeneinander und bevorzugt parallel zueinander angeordnet. Der Eintrittsverteiler ermöglicht es somit, die Wärmeübertragungspassage in ihrer vollständigen aktiven Breite, das heißt, in der Breitenrichtung, gleichmäßig mit dem Zweiphasenstrom zu beaufschlagen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das erste Verteilelement einen Lochabschnitt mit einer Perforation und einen unperforierten Versteifungsabschnitt auf.
Die Perforation kann eine beliebige Anzahl an Durchbrüchen, Bohrungen, Schlitzen oder dergleichen umfassen, die es ermöglichen, dass insbesondere die flüssige Phase des Zweiphasenstroms gleichmäßig in der Tiefenrichtung verteilt wird. Die Durchbrüche sind dabei jedoch so bemessen, dass ein Druckabfall zwischen einem Bereich stromaufwärts des Lochabschnitts und einem Bereich stromabwärts des Lochabschnitts erreicht wird. Dadurch wird eine gleichmäßige Durchströmung der Perforation erreicht. Der Lochabschnitt kann des Weiteren auch lochfreie Bereiche ohne eine derartige Perforation aufweisen. Beispielsweise sind diese Bereiche zwischen den Eintrittsöffnungen der Wärmeübertragungspassagen vorgesehen. Des Weiteren kann das erste Verteilelement anstatt einen Lochabschnitt zu umfassen auch als Sprührohr ausgebildet sein oder ein Sprührohr umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Lochabschnitt senkrecht zu dem Versteifungsabschnitt angeordnet.
Hierdurch ist das erste Verteilelement besonders steif. Dadurch kann beispielsweise ein Aufschwingen des ersten Verteilelements bei Vibrationen zuverlässig verhindert werden. Insbesondere ist der Lochabschnitt senkrecht zu der Hochrichtung des Plattenwärmetauschers angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung der flüssigen Phase auf dem Lochabschnitt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform spannt der Lochabschnitt eine sich in der Tiefenrichtung und in einer Breitenrichtung des Plattenwärmetauschers erstreckende Ebene auf, wobei der Lochabschnitt dazu eingerichtet ist, den Zweiphasenstrom gleichmäßig auf die Ebene zu verteilen.
Insbesondere ist der Lochabschnitt geeignet, die flüssige Phase des Zweiphasenstroms auf die Ebene zu verteilen. Das heißt, der Lochabschnitt verteilt insbesondere die flüssige Phase gleichmäßig sowohl in der Tiefenrichtung als auch in der Breitenrichtung. Insbesondere verteilt der Lochabschnitt die flüssige Phase gleichmäßig auf das zweite Verteilelement.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind Seitenkanten des ersten Verteilelements fluiddicht mit einem Gehäuse der Einspeiseeinrichtung verbunden.
Hierdurch werden Bypass-Strömungen verhindert. Dies zwingt den gesamten Zweiphasenstrom durch den Lochabschnitt des ersten Verteilelements hindurch. Das Gehäuse weist vorzugweise die Form eines Halbrohres auf. Stirnseiten des Gehäuses sind fluiddicht mit Hilfe von Deckeln verschlossen. Das erste Verteilelement ist vorzugsweise mit dem Gehäuse und den Deckeln stoffschlüssig verbunden, beispielsweise verschweißt oder verlötet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zweite Verteilelement in einem Neigungswinkel relativ zu der Hochrichtung geneigt, wobei der Neigungswinkel 30° bis 50°, bevorzugt 35° bis 45°, weiter bevorzugt 40° beträgt.
Hierdurch wird erreicht, dass ein freier Strömungsquerschnitt unterhalb des ersten Verteilelements in der Hochrichtung beziehungsweise in der Schwerkraftrichtung betrachtet sukzessive verringert wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Zweiphasenstroms in der Hochrichtung betrachtet nicht geringer wird, obwohl stets ein Teil des Zweiphasenstroms in den Plattenwärmetauscher eintritt. Durch die Beibehaltung der Strömungsgeschwindigkeit wird dafür gesorgt, dass die flüssige Phase von der gasförmigen Phase mitgerissen und dadurch eine Trennung von flüssiger Phase und gasförmiger Phase verhindert beziehungsweise zumindest deutlich reduziert wird. Das zweite Verteilelement weist vorzugsweise Druckausgleichsöffnungen, beispielsweise in Form von Durchbrüchen, auf, die insbesondere in einem unteren Bereich des zweiten Verteilelements vorgesehen sind. Hierdurch wird sichergestellt, dass keine Flüssigkeit durch das zweite Verteilelement in der Einspeiseeinrichtung zurückgehalten wird. Ebenfalls wird durch die Durchbrüche an geeigneten Stellen sichergestellt, dass durch das zweite Verteilelement kein abgeschlossener Druckraum in dem Gehäuse entsteht. Das zweite Verteilelement ist somit kein drucktragendes Bauteil. Seine Geometrie kann daher ohne Einfluss auf seine Festigkeit frei gestaltet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das zweite Verteilelement eine Vielzahl an Leitabschnitten, die parallel zueinander und beabstandet voneinander positioniert sind.
Die Leitabschnitte sind vorzugweise als Bleche ausgebildet. Die Leitabschnitte können auch zueinander unterschiedlich geneigt sein. Die Anzahl der Leitabschnitte und ein Abstand zwischen den Leitabschnitten an einem Eintritt und an einem Austritt des zweiten Verteilelements ist frei wählbar. Die Verteilgüte kann dabei über die Anzahl, Geometrie und/oder Neigung der Leitabschnitte beeinflusst werden. Je mehr Leitabschnitte vorhanden sind, desto geringer ist die Fehlverteilung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zweite Verteilelement gekrümmt, insbesondere kreisbogenförmig gekrümmt.
Das zweite Verteilelement kann jedoch eine beliebige Geometrie aufweisen. Vorzugsweise ist das zweite Verteilelement gegensätzlich zu einer Krümmung des Gehäuses gekrümmt. Beispielsweise ist das Gehäuse im Querschnitt konvex gekrümmt und das zweite Verteilelement ist im Querschnitt konkav gekrümmt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zweite Verteilelement in Richtung auf das erste Verteilelement zu gekrümmt.
Hierdurch kann, wie schon zuvor betreffend ein ungekrümmtes zweites Verteilelement erläutert, gewährleistet werden, dass eine Strömungsgeschwindigkeit in der Schwerkraftrichtung betrachtet nicht geringer wird und der Zweiphasenstrom ohne eine Trennung der Phasen auf die Kanäle des Eintrittsverteilers verteilt wird. Durch die gekrümmte Geometrie des ersten Verteilelements kann die Strömungsgeschwindigkeit besonders gut beeinflusst werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Einspeiseeinrichtung einen Eintrittsstutzen, der mittig oder außermittig an der Einspeiseeinrichtung angebracht ist.
„Mittig“ und „außermittig“ kann sich sowohl auf die Hochrichtung als auch auf die Tiefenrichtung beziehen. Für eine seitliche Einspeisung ist hauptsächlich die außermittige Anordnung in der Hochrichtung von Bedeutung. Zum Einspeisen oder Ausspeisen eines Stromes bei einem Plattenwärmetauscher wird bevorzugt eine Header-Stutzen-Kombination eingesetzt. Die Einspeiseeinrichtung ist jedoch nicht auf eine derartige Header-Stutzen-Kombination beschränkt. Bevorzugt ist das erste Verteilelement stromabwärts des Eintrittsstutzens angeordnet. Der Zweiphasenstrom tritt durch den Eintrittsstutzen hindurch in die Einspeiseeinrichtung ein. Durch die außermittige Anbringung ist eine größere Flexibilität einer Verrohrung des Plattenwärmetauschers und bei der Anbindung des Eintrittsstutzens an diese möglich.
Es können auch mehrere Eintrittsstutzen vorgesehen sein. Diese sind dann bevorzugt symmetrisch verrohrt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Eintrittsstutzen senkrecht zu der Hochrichtung oder in einem Neigungswinkel relativ zu der Hochrichtung geneigt, wobei der Neigungswinkel 30° bis 60°, bevorzugt 40° bis 45°, weiter bevorzugt 45°, beträgt.
Dies ermöglicht eine größere Flexibilität bei der Anbindung des Eintrittsstutzens an die Verrohrung des Plattenwärmetauschers.
Ferner wird eine verfahrenstechnische Anlage mit einem derartigen Plattenwärmetauscher vorgeschlagen.
Die verfahrenstechnische Anlage kann beispielsweise eine Anlage zur Luftzerlegung, zur Flüssiggaserzeugung oder eine in der petrochemischen Industrie eingesetzte Anlage sein. Die verfahrenstechnische Anlage kann eine Vielzahl derartiger Plattenwärmetauscher umfassen.
Weitere mögliche Implementierungen des Plattenwärmetauschers und/oder der verfahrenstechnischen Anlage umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform des Plattenwärmetauschers und/oder der verfahrenstechnischen Anlage hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte des Plattenwärmetauschers und/oder der verfahrenstechnischen Anlage sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele des Plattenwärmetauschers und/oder der verfahrenstechnischen Anlage. Im Weiteren werden der Plattenwärmetauscher und/oder die verfahrenstechnische Anlage anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Plattenwärmetauschers;
2 zeigt eine weitere schematische perspektivische Ansicht des Plattenwärmetauschers gemäß 1;
3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Plattenwärmetauschers;
4 zeigt die Ansicht IV gemäß 3;
5 zeigt eine schematische Aufsicht einer Ausführungsform eines ersten Verteilelements für den Plattenwärmetauscher gemäß 3;
6 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Einspeiseeinrichtung für den Plattenwärmetauscher gemäß 3;
7 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Einspeiseeinrichtung für den Plattenwärmetauscher gemäß 3; und
8 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Einspeiseeinrichtung für den Plattenwärmetauscher gemäß 3.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
Die 1 und 2 zeigen jeweils eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Plattenwärmeübertragers oder Plattenwärmetauschers 1. Der Plattenwärmetauscher 1 ist insbesondere ein Plate Fin Heat Exchanger (PFHE) oder kann als solcher bezeichnet werden. Der Plattenwärmetauscher 1 kann Teil einer verfahrenstechnischen Anlage 2 sein. Die verfahrenstechnische Anlage 2 kann beispielsweise eine Anlage zur Luftzerlegung, zur Herstellung von Flüssiggas (Engl.: Liquefied Natural Gas, LNG), eine in der petrochemischen Industrie eingesetzte Anlage oder dergleichen sein. Die verfahrenstechnische Anlage 2 kann eine Vielzahl derartiger Plattenwärmetauscher 1 umfassen.
Der Plattenwärmetauscher 1 ist quaderförmig oder blockförmig aufgebaut und umfasst eine Vielzahl an Lamellen 3, 4 sowie eine Vielzahl an Trennplatten 5. Die Lamellen 3, 4 sind sogenannte Fins oder Heatfins, insbesondere Heat Transfer Fins, oder können als Fins oder Heatfins bezeichnet werden. Die Lamellen 3, 4 können auch als Finplatten bezeichnet werden. Die Lamellen 3, 4 können als gewellte, gelochte und/oder gerippte Bleche, beispielsweise als Aluminiumbleche oder Stahlbleche, insbesondere als Edelstahlbleche, ausgebildet sein. Die Trennplatten 5 sind Trennbleche oder können als Trennbleche bezeichnet werden. Die Trennplatten 5 können beispielsweise aus Aluminium oder Stahl, insbesondere aus Edelstahl, gefertigt sein. Bevorzugt jedoch sind sowohl die Lamellen 3, 4 als auch die Trennplatten 5 aus Aluminium gefertigt. Die Anzahl der Lamellen 3, 4 und die Anzahl der Trennplatten 5 ist beliebig. Der Plattenwärmetauscher 1 kann auch als Block bezeichnet werden. Ein Koordinatensystem des Plattenwärmetauschers 1 umfasst eine x-Richtung oder Breitenrichtung x, eine y-Richtung oder Hochrichtung y und eine z-Richtung oder Tiefenrichtung z.
Der Plattenwärmetauscher 1 umfasst weiterhin Deckplatten 6, 7, zwischen denen die Vielzahl an Lamellen 3, 4 und die Vielzahl an Trennplatten 5 angeordnet sind. Weiterhin umfasst der Plattenwärmetauscher 1 sogenannte Sidebars oder Randleisten 8, 9, die die Lamellen 3, 4 seitlich begrenzen. Die Deckplatten 6, 7 und die Randleisten 8, 9 können ebenfalls aus Stahl oder Aluminium gefertigt sein. Bevorzugt jedoch sind sowohl die Deckplatten 6, 7 als auch die Randleisten 8, 9 aus Aluminium gefertigt. Die Randleisten 8, 9 können mit den Trennplatten 5 stoffschlüssig verbunden, beispielsweise verlötet oder verschweißt, sein. Bei stoffschlüssigen Verbindungen werden die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten. Stoffschlüssige Verbindungen sind nicht lösbare Verbindungen, die sich nur durch Zerstörung der Verbindungsmittel und/oder der Verbindungspartner trennen lassen.
Die Lamellen 3, 4 und die Trennplatten 5 sind abwechselnd angeordnet. Das heißt, zwischen zwei Lamellen 3, 4 ist jeweils eine Trennplatte 5 und zwischen zwei Trennplatten 5 ist jeweils eine Lamelle 3, 4 positioniert. Die Lamellen 3, 4 und die Trennplatten 5 können dabei stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Beispielsweise können die Lamellen 3, 4 und die Trennplatten 5 miteinander verlötet oder verschweißt sein. Die Anzahl der Lamellen 3, 4 und die Anzahl der Trennplatten 5 ist dabei, wie zuvor erwähnt, beliebig. Die Deckplatten 6, 7 sind dabei außenseitig auf einer jeweils äußersten Lamelle 3, 4 positioniert und schließen den Plattenwärmetauscher 1 somit in der Orientierung der 1 und 2 nach vorne und hinten beziehungsweise in der Tiefenrichtung z ab.
Mit Hilfe der Lamellen 3, 4 und der Trennplatten 5 bildet der Plattenwärmetauscher 1 eine Vielzahl an parallelen Wärmeübertragungspassagen aus, in denen Prozessmedien strömen können und indirekt Wärme auf in benachbarten Wärmeübertragungspassagen geführte Prozessmedien übertragen können. Ein Stoffaustausch zwischen den parallelen Wärmeübertragungspassagen ist jedoch nicht möglich. Die einzelnen Wärmeübertragungspassagen können mit Hilfe von Eintritts- oder Austrittsstutzen 10 bis 16 und Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtungen 17 bis 26 jeweils mit einem Strom eines Prozessmediums beschickt werden. Die Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtungen 17 bis 26 können auch als Header, insbesondere als Eintritts- oder Austrittsheader, bezeichnet werden. Die Eintritts- oder Austrittsstutzen 10 bis 16 sind jeweils entweder als Eintrittsstutzen oder als Austrittsstutzen ausgebildet. Demgemäß sind auch die Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtungen 17 bis 26 entweder als Einspeiseeinrichtungen oder als Ausspeiseeinrichtungen ausgebildet.
Jeder Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung 17 bis 26 kann eine Vielzahl an Eintritts- oder Austrittsöffnungen 27 bis 30 zugeordnet sein. In der 2 sind nur die der Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung 17 zugeordneten Eintritts- oder Austrittsöffnungen 27 bis 30 mit einem Bezugszeichen versehen. Zwischen zwei benachbarten Eintritts- oder Austrittsöffnungen 27 bis 30 ist vorzugsweise zumindest eine Wärmeübertragungspassage, bevorzugt jedoch mehrere Wärmeübertragungspassagen, angeordnet, die keine der entsprechenden Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung 17 bis 26 zugeordnete Eintritts- oder Austrittsöffnung 27 bis 30 aufweist. Das heißt, mit Hilfe der Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtungen 17 bis 26 kann ein Prozessmedium jeweils selektiv einzelnen Wärmeübertragungspassagen des Plattenwärmetauschers 1 zugeführt werden.
Die 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Plattenwärmetauschers 1. Der Plattenwärmetauscher 1 gemäß der 3 unterscheidet sich von dem Plattenwärmetauscher 1 gemäß den 1 und 2 nur dadurch, dass die Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung 17 nicht, wie in der 1 gezeigt, oberseitig an dem Plattenwärmetauscher 1, sondern mittig an diesem angeordnet ist. In der 3 ist weiterhin ein Schnitt durch die Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung 17 zu sehen. Nachfolgend wird nur auf die Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung 17 eingegangen. Die Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtungen 18 bis 26 können jedoch grundsätzlich analog zu der Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung 17 aufgebaut sein.
Die Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung 17 ist insbesondere als reine Einspeiseeinrichtung ausgebildet und wird nachfolgend auch als solche bezeichnet. Mit Hilfe der Einspeiseeinrichtung 17 ist dem Plattenwärmetauscher 1 ein Zweiphasenstrom 31 zuführbar. Unter einem „Zweiphasenstrom“ ist vorliegend ein Strom eines Gemisches aus zwei Phasen, nämlich aus einer flüssigen Phase und einer gasförmigen Phase, eines Prozessmediums zu verstehen. Die flüssige Phase kann auch als Flüssigphase, und die gasförmige Phase kann auch als Gasphase bezeichnet werden. Die flüssige Phase kann auch in die gasförmige Phase übergehen und die gasförmige Phase kann in die flüssige Phase übergehen. Es kann somit ein Phasenübergang oder ein Wechsel des Aggregatzustands erfolgen.
Der Zweiphasenstrom 31 durchtritt eine Wärmeübertragungspassage des Plattenwärmetauschers 1 und gibt dabei beispielsweise Wärme auf ein anderes Prozessmedium, das ebenfalls ein Zweiphasenstrom sein kann und das durch eine parallele Wärmeübertragungspassage geführt wird, ab. Der abgekühlte Zweiphasenstrom, der aus der Wärmeübertragungspassage wieder austritt, ist in der 3 mit dem Bezugszeichen 31' bezeichnet. Umgekehrt kann der Zweiphasenstrom 31 bei dem Durchtritt durch die Wärmeübertragungspassage auch Wärme von dem anderen Prozessmedium aufnehmen. In diesem Fall wird der Zweiphasenstrom 31 nicht abgekühlt, sondern erwärmt. Das heißt, die Einspeiseeinrichtung 17 kann sowohl für einen warmen als auch für einen kalten Zweiphasenstrom 31 verwendet werden. Eine Wärmeübertragungspassage wird dabei mit Hilfe einer Lamelle 3 gebildet, die zwischen zwei Trennplatten 5 und zwei Randleisten 8, 9 angeordnet ist.
Die Lamelle 3 weist dabei eine Vielzahl in der 3 nur schematisch angedeuteter Riffel oder Wellen 32 bis 34 auf, die in der Orientierung der 3 von oben nach unten beziehungsweise in einer Schwerkraftrichtung g orientiert sind. Die Wellen 32 bis 34 können auch als Rippen oder Finstege bezeichnet werden. Die Wellen 32 bis 34 bilden dabei eine Vielzahl in der Schwerkraftrichtung g verlaufender Kanäle 35, 36. Die Gesamtheit der Kanäle 35, 36 der Lamelle 3 bilden zumindest einen Teil einer Wärmeübertragungspassage 37 des Plattenwärmetauschers 1. Insbesondere legen die Kanäle 35, 36 einen durchströmbaren Bereich der Wärmeübertragungspassage 37 fest. Mechanisch und für die Wärmeübertragung sind jedoch auch die Wellen 32 bis 34 sowie die Trennplatten 5 von Bedeutung. Die Kanäle 35, 36 können senkrecht zu der Schwerkraftrichtung g, das heißt, in der Breitenrichtung x, untereinander in Fluidverbindung sein. Hierzu können die Wellen 32 bis 34 beispielsweise Lochungen oder Perforationen aufweisen, die einen Stoffaustausch zwischen den Kanälen 35, 36 ermöglichen.
Der Lamelle 3 sind noch ein Eintrittsverteiler 38 sowie ein Austrittsverteiler 39 zugeordnet. Der Eintrittsverteiler 38 und der Austrittsverteiler 39 sind jeweils ebenfalls als gewellte oder geriffelte Bleche, insbesondere als Verteilerfins, ausgebildet. Das heißt, der Eintrittsverteiler 38 umfasst eine Vielzahl an Riffeln oder Wellen 40 bis 42, zwischen denen Kanäle 43, 44 ausgebildet sind, die schräg zu den Kanälen 35, 36 verlaufen. Die Wellen 40 bis 42 können auch als Rippen oder Finstege bezeichnet werden. Die Kanäle 43, 44 sind mit den Kanälen 35, 36 in Fluidverbindung. Die Kanäle 43, 44 sind Teil der Wärmeübertragungspassage 37. Dementsprechend weist auch der Austrittsverteiler 39 Riffel oder Wellen 45 bis 47 auf, zwischen denen Kanäle 48, 49 ausgebildet sind. Die Kanäle 35, 36 sind mit den Kanälen 48, 49 in Fluidverbindung. Die Kanäle 48, 49 sind wie die Kanäle 43, 44 relativ zu den Kanälen 35, 36 geneigt. Die Kanäle 48, 49 sind bevorzugt Teil der Wärmeübertragungspassage 37.
Bei der Ausführungsform der Einspeiseeinrichtung 17 gemäß der 3 ist der Eintritts- oder Austrittsstutzen 10 als reiner Eintrittsstutzen ausgebildet und wird nachfolgend auch als solcher bezeichnet. Die Einspeiseeinrichtung 17 umfasst ein Gehäuse 50. Das Gehäuse 50 kann stoffschlüssig mit dem Plattenwärmetauscher 1 verbunden sein. Beispielsweise ist das Gehäuse 50 mit dem Plattenwärmetauscher 1 verlötet oder verschweißt. Das Gehäuse 50 ist beispielsweise aus Aluminium oder Stahl gefertigt. Das Gehäuse 50 deckt die in der 2 gezeigten Eintritts- oder Austrittsöffnungen 27 bis 30 ab. Die Eintritts- oder Austrittsöffnungen 27 bis 30 sind dabei als reine Eintrittsöffnungen ausgebildet und werden auch nachfolgend als solche bezeichnet. Jeder Eintrittsöffnung 27 bis 30 ist dabei eine Wärmeübertragungspassage 37 zugeordnet.
Die 4 zeigt die Ansicht IV gemäß der 3. Insbesondere zeigt die 4 eine Ansicht der Eintrittsöffnungen 27 bis 30. Beispielsweise können zehn Eintrittsöffnungen 27 bis 30 und dementsprechend auch zehn Wärmeübertragungspassagen 37 vorgesehen sein, wobei in der 4 nur vier Eintrittsöffnungen 27 bis 30 mit einem Bezugszeichen versehen sind. Zwischen zwei benachbarten Eintrittsöffnungen 27 bis 30 ist eine Vielzahl an Wärmeübertragungspassagen vorgesehen, die im Bereich der Einspeiseeinrichtung 17 keine derartigen Eintrittsöffnung 27 bis 30 aufweisen und daher auch nicht von der Einspeiseeinrichtung 17 mit dem Zweiphasenstrom 31 beaufschlagt werden können.
Nun zurückkehrend zu der 3 kann das Gehäuse 50 beispielsweise eine halbrohrförmige Geometrie aufweisen. Das heißt, das Gehäuse 50 weist eine halbzylinderförmige Geometrie auf. Stirnseitig kann das Gehäuse 50 mit Deckeln 51 (1) fluiddicht abgeschlossen sein. An dem Gehäuse 50 oder an dem Plattenwärmetauscher 1 sind eine erste Schweißunterlage 52 sowie eine zweite Schweißunterlage 53 vorgesehen. Die Schweißunterlagen 52, 53 sind beispielsweise als Leisten ausgebildet, die sich in der Tiefenrichtung z erstrecken. Die Schweißunterlagen 52, 53 sind innerhalb des Gehäuses 50 angeordnet.
Im Betrieb des Plattenwärmetauschers 1 tritt der Zweiphasenstrom 31 durch den Eintrittsstutzen 10 hindurch in die Einspeiseeinrichtung 17 und insbesondere in das Gehäuse 50 ein. Stromabwärts des Eintrittsstutzens 10 ist in dem Gehäuse 50 ein erstes Verteilelement 54 vorgesehen. Das erste Verteilelement 54 umfasst einen ersten Abschnitt oder Lochabschnitt 55 und einen zweiten Abschnitt oder Versteifungsabschnitt 56. Der Versteifungsabschnitt 56 und der Lochabschnitt 55 können in einem Winkel von 90° zueinander orientiert sein. Beispielsweise kann das erste Verteilelement 54 ein abgekantetes Blech sein.
Das erste Verteilelement 54 kann ein Aluminiumblech oder ein Stahlblech, insbesondere ein Edelstahlblech, sein. Der Lochabschnitt 55 kann ein Lochblech sein. Der Versteifungsabschnitt 56 ist bevorzugt ungelocht. Das erste Verteilelement 54 ist vorzugsweise mit der Schweißunterlage 53 fest verbunden. Darüber hinaus kann das erste Verteilelement 54 auch fest mit dem Gehäuse 50 verbunden sein. Das erste Verteilelement 54 ist geeignet, eine Strömung des Zweiphasenstroms 31 zu vergleichmäßigen.
In der Orientierung der 3 befindet sich der Eintrittsstutzen 10 oberhalb des ersten Verteilelements 54. Der Eintrittsstutzen 10 kann gegenüber der Hochrichtung y beziehungsweise gegenüber der Schwerkraftrichtung g in einem Neigungswinkel α geneigt sein. Der Neigungswinkel α kann beispielsweise 30° bis 60°, weiter bevorzugt 40° bis 50°, weiter bevorzugt 45°, betragen.
Der Eintrittsstutzen 10 ist so dimensioniert, dass eine von dem Eintrittsstutzen 10 aufgeprägte Fehlverteilung des Zweiphasenstroms 31 sehr gering ist und sich die flüssige Phase des Zweiphasenstroms 31 auf dem Lochabschnitt 55 gleichmäßig verteilen kann. Insbesondere spannt der Lochabschnitt 55 eine sich in der Breitenrichtung x und in der Tiefenrichtung z erstreckende Ebene E (5) auf. Dabei ist das erste Verteilelement 54 randseitig fluiddicht mit dem Gehäuse 50 verbunden. Das heißt, der gesamte Zweiphasenstrom 31 strömt durch das erste Verteilelement 54 hindurch. Bypass-Strömungen sind vorzugsweise nicht vorgesehen.
Das erste Verteilelement 54 befindet sich in der Hochrichtung y betrachtet oberhalb der Eintrittsöffnungen 27 bis 30 der zu beaufschlagenden Wärmeübertragungspassagen 37. Der Versteifungsabschnitt 56 des ersten Verteilelements 54 ist, wie zuvor erwähnt, bevorzugt nicht perforiert. Der Versteifungsabschnitt 56 unterstützt die mechanische Stabilität des ersten Verteilelements 54, beispielsweise zur Vermeidung von Schwingungen. Die Perforation des Lochabschnitts 55 wird so ausgeführt, dass sich die flüssige Phase des Zweiphasenstroms 31 gleichmäßig auf dem Lochabschnitt 55 verteilen kann und eine gleichmäßige Durchströmung der Perforation gewährleistet ist. Letzteres wird durch einen ausreichend großen Druckverlust beim Durchströmen der Perforation sichergestellt. Das heißt, das erste Verteilelement 54 ist dazu geeignet, einen Druckabfall zwischen einem Bereich 57 des Gehäuses 50, der stromaufwärts des Lochabschnitts 55 angeordnet ist, und einem Bereich 58 des Gehäuses 50, der stromabwärts des Lochabschnitts 55 angeordnet ist, zu erzeugen.
Die 5 zeigt hierzu eine schematische Aufsicht einer Ausführungsform des ersten Verteilelements 54. Das erste Verteilelement 54 umfasst, wie zuvor erwähnt, eine Perforation 59, die eine beliebige Anzahl an Durchbrüchen 60, 61 umfasst. Die Durchbrüche 60, 61 können beispielsweise als kreisrunde Bohrungen ausgeführt sein. Des Weiteren können die Durchbrüche 60, 61 auch als Schlitze oder Rechtecke ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die Durchbrüche 60, 61 jedoch kreisrunde Bohrungen.
Der Druckverlust des Zweiphasenstroms 31 beim Durchströmen der Perforation 59 kann nun dadurch eingestellt werden, dass der Durchmesser der Durchbrüche 60, 61 und/oder die Anzahl der Durchbrüche 60, 61 variiert wird. Sind nur wenige Eintrittsöffnungen 27 bis 30 an dem Plattenwärmetauscher 1 vorgesehen, können zusätzlich auch an dem Lochabschnitt 55 nicht perforierte Bereiche 62, 63 vorgesehen sein. Diese lochfreien oder nicht perforierten Bereiche 62, 63 sind vorzugsweise in Abschnitten des ersten Verteilelements 54 vorgesehen, an denen keine Eintrittsöffnungen 27 bis 30 vorgesehen sind. Wie zuvor erwähnt, sind Seitenkanten 64 bis 67 des ersten Verteilelements 54 fluiddicht verschlossen. Hierzu können die Seitenkanten 64 bis 67 beispielsweise mit dem Gehäuse 50 und der Schweißunterlage 53 verschweißt sein. Somit wird der gesamte Zweiphasenstrom 31 durch die Perforation 59 hindurchgezwungen.
Wie zuvor erwähnt, spannt der Lochabschnitt 55 die sich in der Breitenrichtung x und in der Tiefenrichtung z erstreckende Ebene E auf. Mit Hilfe des ersten Verteilelements 54 kann der Zweiphasenstrom 31, insbesondere dessen flüssige Phase, gleichmäßig auf die Ebene E, das heißt, sowohl gleichmäßig in der Breitenrichtung x als auch in der Tiefenrichtung z, verteilt werden. Eine Ungleichverteilung oder Maldistribution der flüssigen Phase sowohl in der Breitenrichtung x als auch in der Tiefenrichtung z wird hierdurch vermieden oder zumindest deutlich reduziert.
Nun erneut zurückkehrend zu der 3 umfasst die Einspeiseeinrichtung 17 weiterhin ein stromabwärts des ersten Verteilelements 54 und von diesem funktional getrenntes zweites Verteilelement 68. Das zweite Verteilelement 68 kann auch als Leitelement bezeichnet werden. Darunter, dass das zweite Verteilelement 68 von dem ersten Verteilelement 54 „funktional getrennt“ ist, ist zu verstehen, dass das zweite Verteilelement 68 und das erste Verteilelement 54 unterschiedliche Funktionen erfüllen. Das erste Verteilelement 54 ist, wie zuvor erläutert, dazu geeignet, den Zweiphasenstrom 31, insbesondere dessen flüssige Phase, in der Tiefenrichtung z gleichmäßig auf die unterschiedlichen Wärmeübertragungspassagen 37 zu verteilen.
Das zweites Verteilelement 68 weist im Gegensatz hierzu keine Verteilfunktion in der Tiefenrichtung z, sondern eine Verteilfunktion in der Hochrichtung y auf. Das zweite Verteilelement 68 ist nämlich, wie nachfolgend noch erläutert wird, dazu geeignet, den Eintrittsöffnungen 27 bis 30 und insbesondere den Kanälen 43, 44 des Eintrittsverteilers 38 den Zweiphasenstrom 31 zuzuleiten. Das erste Verteilelement 54 weist keine derartige Verteilfunktion in der Hochrichtung y, sondern nur die zuvor erläuterte Verteilfunktion in der Tiefenrichtung z auf. Darüber hinaus können das erste Verteilelement 54 und das zweite Verteilelement 68 auch zwei voneinander getrennte Bauteile sein.
Das zweite Verteilelement 68 ist beispielsweise ein schräg zu der Schwerkraftrichtung g oder zu der Hochrichtung y orientiertes Blech. Beispielsweise kann das zweite Verteilelement 68 mit der Schweißunterlage 52 und mit der Seitenkante 67 des ersten Verteilelements 54 verschweißt oder verlötet sein. Das zweite Verteilelement 68 stellt dabei eine gute Verteilung des Zweiphasenstroms 31 an den Eintrittsöffnungen 27 bis 30 in der Hochrichtung y sicher. Das zweite Verteilelement 68 kann gegenüber der Hochrichtung y beziehungsweise gegenüber der Schwerkraftrichtung g in einem Neigungswinkel β geneigt sein. Der Neigungswinkel β kann beispielsweise 30° bis 50°, weiter bevorzugt 35° bis 45°, weiter bevorzugt 40°, betragen.
Mit Hilfe des zweiten Verteilelements 68 wird ein freier Strömungsquerschnitt, nämlich der Bereich 58, unterhalb des ersten Verteilelements 54 in der Schwerkraftrichtung g betrachtet sukzessive von oben nach unten verringert. Somit ist sichergestellt, dass die Strömungsgeschwindigkeit in der Schwerkraftrichtung g betrachtet nicht geringer wird, obwohl stets ein Teil des Zweiphasenstroms 31 über die Eintrittsöffnungen 27 bis 30 in den Plattenwärmetauscher 1 eintritt. Durch die Beibehaltung der Strömungsgeschwindigkeit wird dafür gesorgt, dass die flüssige Phase des Zweiphasenstroms 31 von der gasförmigen Phase mitgerissen und dadurch eine Trennung von gasförmiger Phase und flüssiger Phase verhindert beziehungsweise deutlich reduziert wird. Ferner wird der Zweiphasenstrom 31 dadurch auch in der Hochrichtung y betrachtet gleichmäßig auf die Kanäle 43, 44 des Eintrittsverteilers 38 verteilt. Über den Eintrittsverteiler 38 wiederrum wird der Zweiphasenstrom 31 in der Breitenrichtung x betrachtet gleichmäßig auf die Kanäle 35, 36 der Lamelle 3 verteilt.
Das zweite Verteilelement 68 ist bevorzugt nicht fluiddicht, so dass eine Fluidverbindung zwischen dem Bereich 58 und einem zwischen dem Gehäuse 50 und dem zweiten Verteilelement 68 vorgesehenen Bereich 69 vorhanden ist. Beispielsweise kann das zweite Verteilelement 68 einen oder mehrere Durchbrüche aufweisen. Das zweite Verteilelement 68 ist somit ein nicht drucktragendes Bauteil. Auch das erste Verteilelement 54 ist bevorzugt ein nicht drucktragendes Bauteil, da es von dem Zweiphasenstrom 31 durchströmt wird. Der Druckabfall an dem ersten Verteilelement 54 ist bevorzugt immer im Bereich von weniger als 1 bar. Somit wird auch das erste Verteilelement 54 als nicht drucktragend betrachtet.
Sobald der Zweiphasenstrom 31 durch die Eintrittsöffnungen 27 bis 30 in den Plattenwärmetauscher 1 eingetreten ist, lenkt der Eintrittsverteiler 38 den Zweiphasenstrom 31 in Richtung der Schwerkraftrichtung g nach unten um und verteilt diesen in der Breitenrichtung x betrachtet auf die gesamte Breite der jeweiligen Lamelle 3, das heißt, gleichmäßig auf die Kanäle 35, 36. Innerhalb des Eintrittsverteilers 38, das heißt, innerhalb der vielen parallelen Kanäle 43, 44 findet praktisch keine Trennung der beiden Phasen des Zweiphasenstroms 31 statt. Nach dem Durchgang durch die Kanäle 35, 36 lenkt der Austrittsverteiler 39 den Zweiphasenstrom 31 erneut um. Der Zweiphasenstrom 31 kann nun aus dem Plattenwärmetauscher 1 abgeführt werden.
Die 6 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Einspeiseeinrichtung 17. Die Einspeiseeinrichtung 17 gemäß der 6 unterscheidet sich von der Einspeiseeinrichtung 17 gemäß der 3 nur dadurch, dass eine alternative Ausgestaltung des zweiten Verteilelements 68 vorgesehen ist. Das zweite Verteilelement 68 gemäß der 6 umfasst eine Vielzahl parallel zueinander und beabstandet voneinander angeordneter Leitbleche oder Leitabschnitte 70 bis 72. Die Anzahl der Leitabschnitte 70 bis 72 ist beliebig. Zwischen den Leitabschnitten 70 bis 72 sind Kanäle 73, 74 gebildet. Die Leitabschnitte 70 bis 72 können in dem zuvor erwähnten Neigungswinkel β relativ zu der Hochrichtung y beziehungsweise zu der Schwerkraftrichtung g orientiert sein. Die Leitabschnitte 70 bis 72 können parallel zueinander oder schräg zueinander orientiert sein.
Mit Hilfe des zweiten Verteilelements 68 wird der Zweiphasenstrom 31, wie zuvor schon erläutert, umgelenkt und in der Hochrichtung y verteilt. Durch die Anzahl der Leitabschnitte 70 bis 72 und den Abstand zwischen den Leitabschnitten 70 bis 72 an einem Eintritt 75 und an einem Austritt 76 des zweiten Verteilelements 68 wird der Zweiphasenstrom 31 in der Hochrichtung y betrachtet den Eintrittsöffnungen 27 bis 30 in verschiedenen Abschnitten zugeführt. Die Verteilgüte kann dabei über die Anzahl der Leitabschnitte 70 bis 72 beeinflusst werden. Je mehr Leitabschnitte 70 bis 72 vorgesehen sind, desto geringer ist die zu erwartende Fehlverteilung.
Die 7 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Einspeiseeinrichtung 17. Bei dieser Ausführungsform der Einspeiseeinrichtung 17 ist im Gegensatz zu der Ausführungsform der Einspeiseeinrichtung 17 gemäß der 3 der Eintrittsstutzen 10 in der Tiefenrichtung z betrachtet außermittig an dem Gehäuse 50 angebracht. Dies ermöglicht eine größere Flexibilität bei der Anbindung des Eintrittsstutzens 10 an die Verrohrung. Des Weiteren ist der Eintrittsstutzen 10 in einem Neigungswinkel α von 90° relativ zu der Hochrichtung y geneigt. Das heißt, der Eintrittsstutzen 10 ist parallel zu der Breitenrichtung x orientiert. Der Neigungswinkel α kann jedoch frei gewählt werden.
Die 8 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Einspeiseeinrichtung 17. Bei dieser Ausführungsform der Einspeiseeinrichtung 17 gemäß der 8 ist im Unterschied zu der Einspeiseeinrichtung 17 gemäß der 3 das zweite Verteilelement 68 bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig, gekrümmt. Des Weiteren kann eine dritte Schweißunterlage 77 vorgesehen sein, mit der das erste Verteilelement 54 und/oder das zweite Verteilelement 68 verschweißt sein können. Das zweite Verteilelement 68 kann jedoch beliebig profiliert sein. Wie die 8 zeigt, ist das zweite Verteilelement 68 in einer entgegengesetzten Richtung gekrümmt wie das Gehäuse 50.
Mit Hilfe der unterschiedlichen Ausführungsformen der Einspeiseeinrichtung 17 kann auch bei einer wie zuvor erläuterten seitlichen Einspeisung des Zweiphasenstroms 31 in den Plattenwärmetauscher 1 auf einen wie einleitend erläuterten separaten Phasentrenner und eine spezielle Vorrichtung zum Zusammenführen der voneinander getrennten Phasen innerhalb des Plattenwärmetauschers 1 verzichtet werden, da die Verteilgüte gegenüber bekannten Systemen auch ohne Phasentrenner deutlich verbessert wird. Weiterhin steht mit der Einspeiseeinrichtung 17 ein System zum Einspeisen eines Zweiphasenstroms 31 zur Verfügung, dass für den Fall eingesetzt werden kann, dass der zulässige Bereich bei der Verwendung eines Phasentrenners mit einer speziellen Vorrichtung zum Zusammenführen der voneinander getrennten Phasen im Plattenwärmetauscher 1 nicht die Prozessanforderungen abdecken kann.
Durch die freie Gestaltbarkeit des ersten Verteilelements 54, beispielsweise mit Bereichen 62, 63 ohne Perforation 59, und durch ein fluiddichtes Verschließen der Seitenkanten 64 bis 67 werden Bypass-Strömungen zuverlässig verhindert. Das erste Verteilelement 54 wird bevorzugt an dem Gehäuse 50 angeschweißt oder angelötet. Hierzu können die Schweißunterlagen 52, 53, 77 vorgesehen sein. Hierdurch kann die Einspeiseeinrichtung 17 vor der Komplettierung des Plattenwärmetauschers 1, das heißt, vor dem Verbinden, insbesondere dem Anschweißen oder Anlöten, der Einspeiseeinrichtung 17 mit dem Plattenwärmetauscher 1, vormontiert werden.
Durch Öffnungen oder Durchbrüche an in der Hochrichtung y betrachtet einer tiefsten Stelle des zweiten Verteilelements 68 kann zusätzlich sichergestellt werden, dass keine Flüssigkeit durch das zweite Verteilelement 68 in dem Gehäuse 50 zurückgehalten wird. Ebenfalls wird durch diese Durchbrüche sichergestellt, dass durch das zweite Verteilelement 68 kein abgeschlossener Druckraum in dem Gehäuse 50 entsteht. Das heißt, es ist ein Druckausgleich zwischen den Bereichen 58, 69 möglich. Das zweite Verteilelement 68 ist somit ein nicht drucktragendes Bauteil. Seine Geometrie kann daher ohne Einfluss auf seine Festigkeit frei gestaltet werden. Das zweite Verteilelement 68 ist beziehungsweise die Leitabschnitte 70 bis 72 sind bevorzugt an dem Gehäuse 50 angeschweißt. Hierzu kann die Schweißunterlage 52 dienen. Hierdurch ist eine Komplettierung der Einspeiseeinrichtung 17 vor der Montage derselben an dem Plattenwärmetauscher 1 möglich.
Es können auch mehrere, parallel angeordnete Eintrittsstutzen 10 an dem Gehäuse 50 angebracht werden. Diese werden dann bevorzugt symmetrisch verrohrt. Als erstes Verteilelement 54 können auch geeignete andere Vorrichtungen eingesetzt werden. Dabei ist darauf zu achten, dass sich die flüssige Phase gleichmäßig verteilen kann und eine Fehlverteilung der beiden Phasen vermieden wird. Beispielsweise sind in dem Gehäuse ein sich an den Einlassstutzen 10 anschließenden Übergangsstück und ein horizontal verlaufendes Sprührohr vorgesehen. Dieses erstreckt sich dann über die gesamte Tiefenrichtung z und ist im unteren Bereich entsprechend perforiert. Die Enden des Sprührohrs sind verschlossen.
Die Leitabschnitte 70 bis 72 des zweiten Verteilelements 68 können an einem oder mehreren Rahmen fixiert werden. Dieser Rahmen kann dann an das Gehäuse 50 angeschweißt werden. Die Form, Größe und Anzahl der verwendeten Leitabschnitte 70 bis 72 kann sowohl nach fertigungstechnischen als auch nach verfahrenstechnischen Gesichtspunkten gestaltet werden. Dabei kann auch auf anlagenspezifische Besonderheiten eingegangen werden. Jeder der Leitabschnitte 70 bis 72 kann dabei individuell gestaltet werden. Das zweite Verteilelement 68 kann sowohl aus Blech als auch aus weiteren geeigneten Elementen, wie beispielsweise bearbeiteten Rohren oder Rohrsegmenten, bearbeiteten Vollmaterialien, Formgussteilen oder Strangpressprofilen gefertigt sein. Auch die Kombination unterschiedlicher Elemente ist möglich. Falls Bleche Teil des zweiten Verteilelements 68 sind, können diese sowohl flach als auch profiliert sein.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
Bezugszeichenliste

1: Plattenwärmetauscher
2: verfahrenstechnische Anlage
3: Lamelle
4: Lamelle
5: Trennplatte
6: Deckplatte
7: Deckplatte
8: Randleiste
9: Randleiste
10: Eintritts- oder Austrittsstutzen
11: Eintritts- oder Austrittsstutzen
12: Eintritts- oder Austrittsstutzen
13: Eintritts- oder Austrittsstutzen
14: Eintritts- oder Austrittsstutzen
15: Eintritts- oder Austrittsstutzen
16: Eintritts- oder Austrittsstutzen
17: Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung
18: Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung
19: Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung
20: Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung
21: Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung
22: Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung
23: Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung
24: Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung
25: Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung
26: Einspeise- oder Ausspeiseeinrichtung
27: Eintritts- oder Austrittsöffnung
28: Eintritts- oder Austrittsöffnung
29: Eintritts- oder Austrittsöffnung
30: Eintritts- oder Austrittsöffnung
31: Zweiphasenstrom
31': Zweiphasenstrom
32: Welle
33: Welle
34: Welle
35: Kanal
36: Kanal
37: Wärmeübertragungspassage
38: Eintrittsverteiler
39: Austrittsverteiler
40: Welle
41: Welle
42: Welle
43: Kanal
44: Kanal
45: Welle
46: Welle
47: Welle
48: Kanal
49: Kanal
50: Gehäuse
51: Deckel
52: Schweißunterlage
53: Schweißunterlage
54: erstes Verteilelement
55: Lochabschnitt
56: Versteifungsabschnitt
57: Bereich
58: Bereich
59: Perforation
60: Durchbruch
61: Durchbruch
62: Bereich
63: Bereich
64: Seitenkante
65: Seitenkante
66: Seitenkante
67: Seitenkante
68: zweites Verteilelement
69: Bereich
70: Leitabschnitt
71: Leitabschnitt
72: Leitabschnitt
73: Kanal
74: Kanal
75: Eintritt
76: Austritt
77: Schweißunterlage
g: Schwerkraftrichtung
x: Breitenrichtung
y: Hochrichtung
z: Tiefenrichtung
α: Neigungswinkel
β: Neigungswinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1901475 A1 [0006]

Claims

Plattenwärmetauscher (1) für eine verfahrenstechnische Anlage (2), mit einer Vielzahl an Wärmeübertragungspassagen (37) und einer Einspeiseeinrichtung (17) zum Einspeisen eines Zweiphasenstroms (31) in die Wärmeübertragungspassagen (37), wobei die Einspeiseeinrichtung (17) ein erstes Verteilelement (54) zum gleichmäßigen Verteilen des Zweiphasenstroms (31) auf die Wärmeübertragungspassagen (37) in einer Tiefenrichtung (z) des Plattenwärmetauschers (1) und ein stromabwärts des ersten Verteilelements (54) angeordnetes zweites Verteilelement (68) zum gleichmäßigen Verteilen des Zweiphasenstroms (31) auf Kanäle (43, 44) der Wärmeübertragungspassagen (37) in einer Hochrichtung (y) des Plattenwärmetauschers (1) umfasst.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, wobei eine Wärmeübertragungspassage (37) jeweils mit Hilfe einer zwischen zwei Trennplatten (5) angeordneten Lamelle (3, 4) gebildet ist, und wobei stromaufwärts der Lamelle (3, 4) ein Eintrittsverteiler (38) der Wärmeübertragungspassage (37) vorgesehen ist.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 2, wobei das zweite Verteilelement (68) dazu eingerichtet ist, den Zweiphasenstrom (31) gleichmäßig auf Kanäle (43, 44) des Eintrittsverteilers (38) zu verteilen.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Eintrittsverteiler (38) dazu eingerichtet ist, den Zweiphasenstrom (31) in einer Breitenrichtung (x) des Plattenwärmetauschers (1) gleichmäßig auf Kanäle (35, 36) der Lamelle (3, 4) zu verteilen.
Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1-4, wobei das erste Verteilelement (54) einen Lochabschnitt (55) mit einer Perforation (59) und einen unperforierten Versteifungsabschnitt (56) aufweist.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 5, wobei der Lochabschnitt (55) senkrecht zu dem Versteifungsabschnitt (56) angeordnet ist.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Lochabschnitt (55) eine sich in der Tiefenrichtung (z) und in einer Breitenrichtung (x) des Plattenwärmetauschers (1) erstreckende Ebene (E) aufspannt, und wobei der Lochabschnitt (55) dazu eingerichtet ist, den Zweiphasenstrom (31) gleichmäßig auf die Ebene (E) zu verteilen.
Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1-7, wobei Seitenkanten (64 - 67) des ersten Verteilelements (54) fluiddicht mit einem Gehäuse (50) der Einspeiseeinrichtung (17) verbunden sind.
Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1-8, wobei das zweite Verteilelement (68) in einem Neigungswinkel (β) relativ zu der Hochrichtung (y) geneigt ist, und wobei der Neigungswinkel (β) 30° bis 50°, bevorzugt 35° bis 45°, weiter bevorzugt 40°, beträgt.
Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1-9, wobei das zweite Verteilelement (68) eine Vielzahl an Leitabschnitten (70 - 72) umfasst, die parallel zueinander und beabstandet voneinander positioniert sind.
Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1-10, wobei das zweite Verteilelement (68) gekrümmt, insbesondere kreisbogenförmig gekrümmt, ist.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 11, wobei das zweite Verteilelement (68) in Richtung auf das Erstes Verteilelement (54) hinzu gekrümmt ist.
Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1-12, wobei die Einspeiseeinrichtung (17) einen Eintrittsstutzen (10) umfasst, der mittig oder außermittig an der Einspeiseeinrichtung (17) angebracht ist.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 13, wobei der Eintrittsstutzen (10) senkrecht zu der Hochrichtung (y) oder in einem Neigungswinkel (α) relativ zu der Hochrichtung (y) geneigt ist, und wobei der Neigungswinkel (α) 30° bis 60°, bevorzugt 40° bis 50°, weiter bevorzugt 45° beträgt.
Verfahrenstechnische Anlage (2) mit einem Plattenwärmetauscher (1) nach einem der Ansprüche 1-14.