DE1103091B - Verdraengungskoerper, insbesondere fuer Schwerwasser-Waermetauscher - Google Patents

Description

• Verdrängungskörper, insbesondere für Schwerwasser-Wärmetauscher Bei Schwerwasser-Wärmetauschern wird die Forderung gestellt, wegen des hohen Preises des schweren Wassers das Volumen der mit Schwerwasser zu füllenden Hohlräume so klein wie möglich zu halten. Andererseits ist es zur Vermeidung unnötiger Kosten erforderlich, die Wärmetauscher, d. h. ihre druckfesten Außenmäntel und insbesondere die Anschlußkammern für das Schwerwasser aus fertigungstechnisch einfachen Elementen zu bauen und die Schweißnähte zwischen den Rohren und den Rohrplatten bzw. Kammerwänden von den Anschlußkammern aus leicht zugänglich zu halten. Diese Forderungen lassen sich miteinander nur vereinbaren; wenn man Verdrängungskörper in den Ein- und Austrittssammelräumen für die Schwerwasser-Wärmetauscher vorsieht. Die Verwendung von Verdrängungskörpern in Wärmetauschern ist zwar an sich bekannt, diese Verdrängungskörper hatten aber bisher nur die Aufgabe, den Ouerschnitt der Strömungswege innerhalb der Wärmetauscher zu verringern und dadurch die Strömungsgeschwindigkeit zwecks Erhöhung des konvektiven Wärmeübergangs zu vergrößern.
• Um Korrosionen zu vermeiden, wird gefordert, daß alle mit schwerem Wasser in Berührung kommenden Flächen aus rostfreiem Stahl bestehen. Massive Körper aus diesem Werkstoff sind sehr teuer und schwer. Hohlkörper müßten wegen des herrschenden Druckes mit kostspieligen Aussteifungen versehen werden. Sie unterliegen ferner hohen Anforderungen an ihre Dichtheit.
• Erfindungsgemäß werden alle diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß man die Verdrängungskörper aus rostfreiem Stahlblech herstellt und mit einer Leichtmetallegierung ausgießt.
• Vorzugsweise verwendet man hierzu eine korrosionsbeständige Aluminium-Silizium-Legierung, die den gleichen oder einen etwas niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten hat als das rostfreie Außenblech. Zugspannungen im Außenblech infolge unterschiedlicher Wärmedehnung von Mantel und Ausgußmetall können dann nicht auftreten. Außerdem sind die vorgeschlagenen Verdrängungskörper verhältnismäßig einfach und billig herzustellen.
• Besonders vorteilhaft ist bei einer solchen Ausführung, daß die Leichtmetallfüllung beim Undichtwerden der Hülle des Verdrängungskörpers als katholischer Schutz für den rostfreien Stahl des Wärmetauschers wirkt. Dies hat vor allem Bedeutung beim Auftreten von Spannungskorrosionen, z. B. infolge kurzzeitigen Versagens der Wasseraufbereitung.
• Erfindungsgemäße Verdrängungskörper können außer bei Schwerwasser-Wärmetauschern auch bei anderen technischen unter Druch stehenden Apparaten Verwendung finden, bei denen es darauf ankommt, das Volumen von mit kostbaren Flüssigkeiten zu füllenden Hohlräumen möglichst klein zu halten.
• In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch das eine Ende eines zweiflutigen Wärmetauschers und Fig.2 ein Schrägbild eines Verdrängungskörpers. Bei dem dargestellten Wärmetauscher bezeichnet 1 die Rohrplatte mit Rohrbündel 2 und Außengefäß 3. Eine haubenförmige Anschlußkammer 4, welche mittels eines Flansches 5 an die Rohrplatte 1 gepreßt wird, nimmt das Eintrittsrohr 6 und das Austrittsrohr 16 für das Schwerwasser auf. Das unter höherem Druck stehende Schwerwasser fließt durch die Rohre des Rohrbündels 2, welche außen von dem Kühlmittel umströmt werden. Um das Flüssigkeitsvolumen innerhalb der Anschlußkammer 4 möglichst klein zu halten. sind Verdrängungskörper 7 bzw. 17 vorgesehen, von denen einer in Fig. 2 vergrößert herausgezeichnet ist. Sie bestehen aus einem korrosionsbeständigen Außenblech 8, das mit einer Leichtmetallegierung etwa gleichen Wärmeausdehnungsverhaltens gefüllt ist. Das Eingießen des Leichtmetalls geschieht mittels eines Füllstutzens 10, der zusammen mit dem verlorenen Kopf nach dem Vollgießen entfernt wird. Die verbleibende Öffnung im Außenblech wird durch einen zusätzlichen Blechstreifen 11 geschlossen, der gleichzeitig zum Befestigen des Verdrängungskörpers an dem mittleren, in Fig. 1 dargestellten Trennblech 12 der Haube 4 dient. Der dargestellte Verdrängungskörper 7 besitzt einen zylindrischen Durchtritt 9 für das Eintrittsrohr 6 bzw. das Austrittsrohr 16.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Von Schwerwasser oder einem ähnlich kostbaren, korrosiven Medium unter hohem Druck durchströmter Hohlkörper, insbesondere Schwerwasser-Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllvolumen des aus Herstellungsgründen größer als betriebsnotwendig gestalteten Innenraumes des Hohlkörpers (4) durch Verdrängungskörper (7, 17) aus korrosionsbeständigem Edelstahlbleich, die mit einer Leichtmetallegierung ausgegossen sind, auf die im Betrieb erforderliche Form und Größe vermindert ist.
2. 2. Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängungskörper (7, 17) mit einer korrosionsbeständigen Aluminum-Silizium-Legierung ausgegossen sind, die den gleichen oder einen etwas niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten besitzt wie die Edelstahlblechhülle. In Betracht gezogene Druckschriften Britische Patentschrift Nr. 547 263 deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1689 274.