DE1601163A1 - Rohrbuendelwaermetauscher mit Zwangsumlauf zur Ausfuehrung von endo- und exothermen Reaktionen - Google Patents

Description

• Rohrbündelwärmetauscher.mit Zwangsumlauf zur Ausführung von endo- und exothermen.Reaktionen

  Zusatz zu Patent . ... ... (Patentanmeldung B 94 311 1 /17f - 5106

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  0.Z. 25 090)

  In der Hauptanmeldung B 94.311-1a/!7f - 0.Z. 25 090 -'ist ein Rohrbündelwärmetaüscher zur Ausführung von endo- und exothermen Reaktionen mit Zwangsumwälzung des die Rohre umspülenden Wärmeübertragungsmitteln durch eine neben dem Wärmetauscher angeordnete Fördereinrichtung beschrieben, wobei die Anströmung der den Gesamtquerschnitt annähernd ausfüllenden Rohre durch etwa quer zur Rohrachse angeordnete und durchbrochene Zeitbleche beeinflußbar ist und bei dem ferner der Mantel des Rohrbündelwärmetauschers von je einer Ringleitung für die Zu- und Abführung des von außen herangeführten Wärmeübertragungsmttels umgeben ist, wobei der Mantel in der Höhe der Ringleitung Öffnungen besitzt, die auf seinem Umfang verteilt-sind und ferner'die etwa quer; zur Hohrbündelaehse. liegenden Zeitbleche Durchbrechungen aufweisen, die einzelne oder gruppenweise nebemeinanderliegende Röhre des Bündels: allseitig umgeben. Bei der praktischen Ausführung eines solchen Rohrbündelwärmetausehers mit durchbrochenen Zeitblechen kommen sowohl Durchbreähungen gleicher Querschhttafläche über den Gesamtquerschnitt des Rohrbündels hinweg in Betracht-, als auch Durchbreehungen mit von außen nach innen zunehmenden Querschnittsflächen.
• In Rohrbündelwärmetauschern der eingangs genannten Art sind häufig mehrere tausend einzelner Rohre über den gesamten Querschnitt zu verteilen, woraus sich bei mehreren etwa quer zur Rohrachse,--angeordneten -Zei.tblechen eine entsprechend große Zahl von Durchbrechungen ergibt; deren Quersuhnittsflächen möglichst exakt = zu= bemessen shd .- Im,-#Interesse - einer rationellen Herstellung .liegt es Jäher; - wenn diese Dürchbreehungen über= das gesamte Rohrbündel hinweg kongruent und gleich groß ausgeführt werden.-=: Nach den hehren des Hauptpatents läßt -sieb.` hei. einer solchen Ausführung der unterschiedliche Druckverlust durch in radialer Richtung unterschiedliche Abstandsbemessung der Zeitbleche gegenüber dem benachbarten Rohrboden beeinflussen. Will man indes verformte, z.B. kegel- oder kalottenförmig gestaltete Zeitbleche vermeiden und sämtliche Zeitbleche eben ausführen, so sind zur Gewährleistung der gleichen-axialen Anströmung aller Einzelrohre andere Maßnahmen erforderlich: Es wurde nun weiter gefunden; daß man eine über den Gesamtquer,-schnitt des Apparats hinweg gleichmäßige. axiale _Anströmung der Rohre des Rohrbündels erreichtet, wenn in der Nähe der den- Rohrböden benaehbart liegenden ebenen, den gesamten Hohrbündelquerschnitt ausfüllenden Zeitbleche mit glechgroßer Bemessung sämtlicher Durahbrechungen weitere ebene Zeitbleche von kleinerer Gesamtfläche mit.in sieh gleichbleibend großen Durchbre:---chungen angeordnet sind. Nach einem weiteren Merkmal dieser Erfindung sind die den übenden Gesamtquerschnitt hinweg angeordneten Zeitblechen benachbarten zusätzlichen- Zeitbleche kleinerer Fläche als Kreisringflächen ausgebildet, deren Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Apparatemantels gleich ist, Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Gemäß Fig: 1 und dem entsprechenden Querschnitt in Fig. 2` wird das Wärmeübertragungsmittelmit der Fördereinrichtung 3a. durch eine außerhalb des Wärmetauschermantels 2 angeordnete Ringleitung -4 über den gesamten'Mantelumfang hinweg'durch die Öffnungen 9 gleichmäßig radial in den das Rohrbündel 1 umgebenden Raum gedrückt-. -Die Querschnitte der Öffnungen 9-in-der Höhe der Eintrittsringleitung und entsprechend diejenigen, der Öffnungen-12 in der Höhe der Austrittsrngletung 7 nehmen zum.Ausgleich unterschiedlicher Druckverluste auf dem Weg von der Fördereinriehtung 3a bis zum Eintritt in das Rohrbündel zweckmäßig vom Einmündungs- bzW. Austrittspunkt des Wärmeübertragungsmittels in die bzw. aus der Ringleitung bis zur gegenüberliegenden Seite des Mantelumfangs zu. , Ein nahe dem unteren-Rohrboden 8 angeordnetes Zeitblech 5, das den Gesamtquerschnitt des Rohrbündels 1 ausfüllt und weitere vorzugsweise parallel dazu angeordnete Zeitbleche 5' und 5't-, die als@Kreisringe ausgebildet sind, haben eine Anzahl von in sich gleichbleibend großen Durchbrechungen 10, 10' und 10 ",-die so bemessen sind, daß das Wärmeübertragungsmittel mit einer Geschwindigkeit, die über den ganzen Querschnitt des. Rohrbündels gleich ist, längs des Rohrbündels 1 bis zu den oberen Zeitblechen 6, 6' und 611 strömt. Zweckmäßig sind die Durchbrechungen 10, 10' und 10"° außer mit gleicher Fläche auch geometrisch formgleich, d:h. kongruent ausgeführt.-Nach Passieren der Durchbrechungen der Zeitbleche: 6; 6' und 6'' tritt das Wärmeübertragungsmittel durch die Öffnungen 12-i_ im Mantel-2 in die obere Ringleitung 7 ein und wird:von dort zur Fördereinrichtung 3a zurückgeführt.
• Die Öffnungen 9 im Mantel 2 in der Höhe der Ringleitung 4 sind so bemessen, daß die Summe des Druckverlustes aus der Strömung in der Ringleitung und dem Durchtritt durch die Öffnungen für alle»Stromfäden gleich ist. Es wird dadurch das Wärmeübertragungsmittel auf den ganzen Umfang des Mantels 2 verteilt und sein gleichmäßiger radialer Eintritt in das Rohrbündel gewährleistet. Für den Austritt des Wärmeübertragungsmittels durch die oberen Öffnungen 12 des Mantels 2 in die Ringleitung 7 gilt diese vom meßbaren Druckverlust abgeleitete Querschnittsbemessung in gleicher Weise. Die Durchbrechungen 10, 1l/' und 10'' in den Zeitblechen 5, 51,-5'' und 6, 6'; 6'' sind entsprechend der Zehre des Hauptpatents so zu bemessen, daß die Summe der Druckverluste aus der Querströmung durch das Rohrbündel 1 und der Strömung-durch die Durchbrechungen 10, 10' und 10'' für alle Strolnfädengleich ist.' Es strömen dann zwischen den Zeitblechen 5,-5' und 5 und 6, 6' und 6'' durch gleiche Flächen des Rohrbündelquerschnittes gleiche. Mengen des Wärmeübertragungsmittels.
• Die Anpassung an die über das gesamte Rohrbündel-hinweg unterschiedlichen Druckverluste kann schließlich auch durch Verändern der wirksamen hänge der Durchbrechungen 10' erfolgen. Praktisch erfolgt dies so, daß.bei gleichbleibenden Querschnittsflächen der Durchbrechungen die Stärke der Leitblechevon außen nach innen kleiner gemacht wird. Es können z.Bdie kreisringförmigen Zeitbleche 5' und 5'' und 6' und 6-'1 urimittelbar auf die Zeitbleche 5 bzw. 6 aufgeschweißt werden. Die von außen nach innen verringerte Blechstärke-,ist dabei wiederum so zu bemessen, daß die Summe der Druckverluste aus der Quer-Strömung durch: das Rohrbündel l und-die Strömung durch: die Durehbrechungen 10 für sämtliche Stromfäden gleich ist.-S'ofern-bei der Ausführung eines.solehen Hohrbündelwärmetauschers mit gleich -großen Durchbrebhungen 10-in- 'den Leitblechen 5 bzw.-6 im zentralen Bereich des Rohrbündels - summiert betrachtet -größere Durchbr chungsquerschnitte zum Aungleich-gemessener._ Druckverluste erforderlich. sind, kann man- zwischen den die `Einzelrohre 13 als Kreisringe-umgebenden Durchbrechungen 10 weitere Durchbrechungen, vorzugsweise Bohrungen kleineren Querschnitts.zusätzlich anbringen. -fin diesem Fall besitzen die Zeitbleche 5 bzw. 6 je Flächeneinheit eine von außen nach innen zunehmende Anzahl von Durchbrechungen.

Claims (1)

1. _ Patentansprüche 1 : Rohr-bündelwärmetauscher zur Ausführung von endo- und- exo-° thermen Reaktionen mit-Zwangsumwälzung des die Rohre umspülenden Wärmeübertragungsmittels mit sin.er neben dem Wärmetauscher angeordneten Fördereinrichtung, wobei die Anströmung der den Gesamtquerschnitt annähernd ausfüllenden Rohre durch etwa quer zur Rohrachse angeordnete und -durchbrochene Zeitbleche beeinflußbar ist und ferner der Mantel des Rohrbündelwärmetauschers von je einer Ringleitung für die Zu- und Abführung des von der außenliegenden Fördereinrichtung herangeführten Wärmeübertragungsmittels umgeben@ist, wobei der Mantel in der Höhe der Ringleitungen Öffnungen besitzt, die auf' seinem Umfang verteilt sind und ferner die etwa a_uer zur Rohrbündelachse liegenden Zeitbleche Durchbrechungen aufweisen, die einzelne oder gruppenweise -nebeneinanderliegende Rohre des Bündels allseitig umgebent nach-Patent : ... . (Patentanmeldung B 94 311 la/17f), dadurch gekennzeichnet,-daß.in der Nähe der den Rohr-Böden (8, 11) benachbart'liegenden 'ebenen, den gesamten Rohrbündelquerschnitt ausfüllenden Zeitbleche (5, 6) mit Bleichgroßer Bemessung sämtlicher Durchbrechungen (10) weitere ebene Zeitbleche (5',6;5'-;6°') von kleinerer Gesamtfläche mit in sich gleichbleibend großen Durchbrechungen (10) arge-, . ordnet sind. _ ?. hohrbürdelwärmetauscne.r nach Anspruch-1, dadurch gekennzeichnet- dar die den über den Gesamtquerschnitt hinweg angeordneten heitblec'Le 5, 6' benachbarten Leitbleche {t)',f,>",6")klenerer FZFtche als Krelsringflächen ausgebildet sind, deren Auf3endurchmesser etwa den: nrendurchmesser des Mantels _(2) gleich -st. @-:cirfz;@de? @r.ra@e ;auscher nach Anspruch 1 und 2, dadurch Ge- kern zeichnet, dar mehrere den Zeitblechen (5, 6; benachbar- ..ei t Che 5' , 6' ur d h" ` , 6' ' mit zunehmendem Abstand vom jeweiligen Rohrboden (8' 11- mit stufenweise abnehmenden, i;resr-nf?ächen und jeweils in sich gleich groP bemessenen ,zrc hbre chur:gen 00', 10' ' ausgeführt sind 4.r.hrr_i:t?e.i@rämeajzscher nach Anspruch ', dadurch Eekenn- ze,-ch;et da= die- icer deresamt!luersahni t t hinweg ange- c#i#::P:e@< Leitbleche t5, 6mit Durchbrechungen (10) gleich- und von au!er: nach innen kleiner @aer rräer'iechstärke ausgeführt sind. 5 . ?:ohr'ttindel :,rär-etausc,-aer nach _rspruch ' , dadurch gekenn- zec_:-e t, dar die über den üesamtquersehritt h-rweg arge- ,@rdre'.e ei',-?eche " i5 -e =läcrereirheit eine von außer, @-. e__ @nrer ?;-,rehTer_de @'_rzahl vor. Durchbrechungen aufweisen.