DE1061804B

DE1061804B - Roehren-Waermetauscher

Info

Publication number: DE1061804B
Application number: DES49210A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Bernd Logermann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-06-26
Filing date: 1956-06-26
Publication date: 1959-07-23

Description

Röhren-Wärmetauscher Es sind Röhren-Wärmetauscher in stehender Bauweise bekannt, bei denen die Heizrohre von einem zentralen Tragrohr gehalten werden, das achsparallel zu den Heizrohren verläuft und in einen Umkehrboden einmündet. Auch die Heizrohre münden in den Umkehrboden ein, so daß das Tragrohr zur Zu- oder Ableitung des durch die Röhre strömenden Mediums mitbenutzt wird.
Durch die Verwendung des Tragrohres werden die Heizrohre weitgehend von mechanischem Zug entlastet. Zugleich wird durch die freie Aufhängung eine gute Längsbeweglichkeit der Rohre bei Wärmedehnungen erreicht. Außerdem bringt die Bauweise eine leichte Auseinandernehmbarkeit des Wärmetauschers und Zugänglichkeit der Rohre bei Instandsetzungsarbeiten mit sich.
Bei den genannten Röhren-Wärmetauschern sind die einzelnen Heizrohre mit ihrem Ein- und Austrittsende in starre Böden eingelassen. Das bedeutet, daß eine unterschiedliche Wärmeausdehnung der einzelnen Rohre, von innen nach außen gesehen, nicht ohne Durchbiegen der Rohre aufgenommen werden kann. Ferner ist ein selektives Auswechseln schadhafter Rohre oder Rohrgruppen praktisch nicht durchführbar.
Gegenstand der Erfindung ist ein Röhren-Wärmetauscher, mit zentralem Tragrohr, achsparallelen Heizrohren und gemeinsamen Umkehrboden, bei dem die Vorteile dieser Bauweise noch vermehrt sind um die Möglichkeiten der individuellen Ausdehnbarkeit und Auswechselbarkeit einzelner Rohre und Rohrbündel. Die Lösung besteht darin, daß die Rohrbündel an ihrem unteren Ende mit Registersammlern verbunden sind, die strahlenförmig nach allen Seiten vom Umkehrboden ausgehen, und daß sie an ihrem oberen Ende an hängebügelartige Registersammler angeschlossen sind, die ihrerseits ebenfalls strahlenförmig in einen gemeinsamen Ringsammler einmünden, der mit nach außen führenden Anschlußrohren verbunden ist.
Durch die besondere Art der Aufhängung werden praktisch alle vorkommenden Wärmeausdehnungen verschiedenerRichtungaufgenommen. DieAuswechselbarkeit ganzer Rohrbündel ist bei dieser Anordnung schon durch Auftrennen von nur zwei Sammleranschlüssen möglich.
Die Lage und Anbringung der Anschlußrohre und des Ringsammlers gestattet auch eine relativ einfache Ergänzung des Wärmetausches um ein überhitzerpaket.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel. Es zeigt Fig. 1 den neuen Wärmetauscher im Lotrechtschnitt, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Hälfte des Waagerechtschnittes nach der Linie II-II des Wärmetauschers nach Fig. 1, Fig. 3 einen Wärmetauscher mit kombiniertem Verdampfer- und Überhitzerteil, Fig.4 einen Waagerechtschnitt nach der Linie IV-IV durch den Wärmetauscher nach Fig. 3.
Bei der Anordnung nach den Fig. 1 und 2 mündet das zentrale Tragrohr 1, das mit dem Deckel 2 des zylindrischen Behälters 3 fest verbunden ist und diesen durchdringt, in einen Umkehrboden 4 ein, mit dem es druckdicht verbunden ist. Erfindungsgemäß sind nun die parallel zum Tragrohr 1 verlaufenden Wärmeaustauschrohrbündel6 an ihrem unteren Ende mit Registersammlern 5 verbunden, die strahlenförmig nach allen Seiten vom Umkehrboden ausgehen (vgl. Fig. 2). An ihrem oberen Ende sind sie sodann an die hängebügelartigen S-förmigen Registersammler 7 angeschlossen, die ihrerseits ebenfalls strahlenförmig in einen gemeinsamen Ringsammler 8 einmünden. Der Ringsammler 8 kann auch geteilt, d. h. zweiteilig ausgeführ sein. Er ist an die nach außen führenden Rohrstutzen 9,10 angeschlossen, die ihrerseits den Deckel 2 durchdringen und fest mit diesem verbunden sind. Die Rohrstutzen 9, 10 für den Dampf entlasten zusätzlich das Tragrohr 1. Der Deckel 2 trägt ferner einen Einlaßstutzen11, der tangential an der Seite des Deckels 2 angebracht ist. Der Wärmetauscher weist an der Unterseite ein zentrales Austrittsrohr 12 auf.
Die ganze Konstruktion kann gegebenenfalls geschweißt werden, insbesondere die Flanschverbindung 13, 14, die eine Schweißdichtung 15 enthält. Das Auswechseln der Rohrbündel ist - wie schon erwähnt -durch Auftrennen der Sammleranschlüsse am Ringsammler 8 und am Umkehrboden 4 möglich.
Das heiße (primäre) Medium, z. B. Na, tritt durch den Einlaßstutzen 11 in den Wärmetauscher ein und verläßt diesen durch das Austrittsrohr 12. Als sekundäres Medium tritt Wasser in das Tragrohr 1 ein und verläßt, nach Durchströmen der Rohrbündel durch die Rohrstutzen 9,10 den Wärmetauscher als Dampf. Der Primärkreislauf ist in diesem Falle der Niederdruckteil, da das flüssige Alkalimetall auch im aufgeheizten Zustand praktisch drucklos ist.
Der bisher beschriebene Wärmetauscher weist bei den Anordnungen nach den Fig. 3 und 4 noch einen Überhitzer auf. Der Ringsammler 8 ist statt mit den Rohrstutzen 9, 10 mit dem Umkehrsammler 16 verbunden. Von diesem gehen horizontal geschichtete, an sich bekannte bifilare Rohrschlangen 18 aus (vgl. Fig. 4), die im Austrittssammler 17 zusammengefaßt sind. Es ergibt sich auf diese Weise ein Spiralrohrpaket. Der Austrittssammler 17 ist durch den Deckel 2 wie der Rohrstutzen 10 nach Fig. 1 herausgeführt.
Während im unteren vertikalen System eine Aufwärmung und Verdampfung des Sekundärmittels, also des Wassers, eintritt, findet im oberen bifilaren System eine Überhitzung des entwickelten Dampfes statt. Zur Entlastung des zentralen Tragrohres 1 können noch Traggerüste vorgesehen -sein, die vorteilhaft an der Innenwand des Behälters 3 befestigt sind und den Ringsammler abstützen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Röhren-Wärmetauscher mit einem zur Zuführung des die Rohre durchströmenden Mittels dienenden, senkrecht angeordneten zentralen Tragrohr, das in einen unteren Umkehrboden einmündet, aus welchem parallel zum Tragrohr verlaufende Rohrbündel eingespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrbündel (6) an ihrem unteren Ende mit Registersammlern (5) verbunden sind, die strahlenförmig nach allen Seiten vom Umkehrboden (4) ausgehen, und daß sie an ihrem oberen Ende an hängebügelartige Registersammler (7) angeschlossen sind, die ihrerseits ebenfalls strahlenförmig in einen gemeinsamen Ringsammler (8) einmünden, der mit nach außen führenden Anschlußrohren (10) verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 20 209 vom Jahre 1910; USA.-Patentschriften Nr. 2 594 761, 267 797; Dr. Friedrich M ü n z i n g e r, Atomkraft, Springer-Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg, 1955, S. 13, Abb. 11.