DE1601167B2 - Mischwärmetauscher - Google Patents
MischwärmetauscherInfo
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- DE1601167B2 DE1601167B2 DE1967B0095516 DEB0095516A DE1601167B2 DE 1601167 B2 DE1601167 B2 DE 1601167B2 DE 1967B0095516 DE1967B0095516 DE 1967B0095516 DE B0095516 A DEB0095516 A DE B0095516A DE 1601167 B2 DE1601167 B2 DE 1601167B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
- F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
- F28C3/04—Other direct-contact heat-exchange apparatus the heat-exchange media both being liquids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements
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Description
Die Erfindung betrifft einen Mischwärmetauscher für Medien mit hohen Wärmeübergangszahlen, bei welchem
das als Wärmeträger dienende Medium sich in zwei durch eine wärmeleitende Trennwand getrennten'
Kanälen, in verschiedenen Temperaturbereichen befindet
Zu den zahlreichen bei der Herstellung von Wärmetauschern zu beachtenden Schwierigkeiten zählt
die Belastung des Materials durch die an den Wärmeübergangsstellen auftretenden Wärmedehnungsspannungen.
Besonders bei der Verwendung von flüssigen Metallen als Medium, wie sie sich in
Kernreaktorenanlagen in zunehmendem Maße einbürgert, hat man infolge der für tlüssige Metalle
charakteristischen hohen Wärmeübergangszahlen schon bei relativ geringen Temperaturdifferenzen mit
überaus hohen Materialbelastungen zu rechnen. Aus diesem Grund ist die Frage der höchstzulässigen
Temperaturdifferenz und damit der höchstmöglichen Leistung vor allem eine Materialfrage, die bisher nur in
einem sehr unzureichenden Maße gelöst werden konnte. to
Es ist ein aus mehreren übereinander angeordneten Mänteln bestehendes Metallrohr für Wärmeaustauschvorrichtungen
bekannt, die der Einwirkung korrodierender Mittel ausgesetzt sind, wobei alle einzelnen
Mäntel aus schraubenförmig gewundenen Bändern hergestellt sind. Es ist jedoch nicht bekanntgeworden,
daß zwischen den einzelnen Schraubenwindungen ein- und desselben Mantels eine materielle Berührung
vermieden werden soll. Nur unter dieser Voraussetzung würde aber ein schraubenförmig um den Mantel
verlaufender Schlitz entstehen, der imstande wäre, Wärmedehnungsspannungen aufzunehmen. Durch die
bloße Tatsache, daß die einzelnen Mäntel durch schraubenförmiges Aufwickeln von Bändern erzeugt
werden, ist die Erreichung dieses Zieles noch keineswegs gewährleistet.
Es sind für Erhitzer und Kühler dienende, glatt und fugenlos aneinanderliegende Rohrteile bekanntgeworden,
die keinen in deren Längsrichtung verlaufenden Spalt, sondern lediglich eine in dieser Richtung
verlaufende Nut aufweisen. Bei ebenfalls bekannten, für Luftvorwärmer dienenden zwei Rohrteilen ist nur der
innere mit einem Spalt versehen.
Mittels der eben erwähnten Einrichtungen bzw. Rohrteile lassen sich die vorstehend angeführten
Schwierigkeiten keineswegs vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu beseitigen und einen Mischwärmetauscher
zu schaffen, bei welchem die in der Trennwand zwischen den verschiedenen Temperaturbereichen des
Wärmeträgers auftretenden Wärmedehnungen vollständig kompensiert werden.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Mischwärmetauscher der eingangs genannten Art dadurch erreicht,
daß die Trennwand zwischen den verschiedenen Temperaturbereichen des Wärmeträgers aus mindestens
zwei konzentrisch, spaltfrei ineinandergepaßten Rohren besteht, von denen jedes einen Längsschlitz
aufweist, wobei diese Längsschlitze gegeneinander versetzt angeordnet sind.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß bei Mischwärmetauschern eine vollständige materielle
Trennung des kühleren Mediums vom heißerem Medium infolge des angewendeten Mischungsprinzips
nicht unbedingt erforderlich ist.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher bietet gegenüber den bekannten Mischwärmetauschern den beträchtlichen
Vorteil, daß beim ersteren die in der Trennwand zwischen den verschiedenen Temperaturbereichen
des Wärmeträgers auftretenden Wärmedehnungen vollständig kompensiert werden.
Ferner wird die Möglichkeit geboten, insbesondere bei Anwendung von Medien mit hohen Wärmeübergangszahlen
mit größeren Temperaturdifferenzen als bisher zu arbeiten und damit höhere Leistungen zu
erreichen.
Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen in einem Ausführungsbeispiel erläutert, das durch die
Zeichnung in schematischer Darstellung veranschaulicht ist.
Die F i g. 1 zeigt einen Mischwärmetauscher im Längsschnitt und
die F i g. 2 die erfindungsgemäße Trennwand in einem größeren Maßstab in perspektivischer Darstellung.
Aus der Zeichnung ist zu ersehen, nach welchem Prinzip der Mischwärmetauscher arbeitet. Das auf
höherer Temperatur befindliche Medium strömt durch ein Innenrohr 1 in eine Kammer 3. Gleichzeitig strömt
ein kühles Medium durch einen Eintrittsstutzen 2 ebenfalls in die Kammer 3. In dieser Kammer 3 erfolgt
die Mischung des kalten Mediums mit dem heißen Medium, bis eine gewünschte Endtemperatur erreicht
ist, welche mehr oder weniger tief unter der Temperatur des heißen Mediums liegt. Im Gegenstromprinzip wird
nun das in der Kammer 3 gemischte kühlere Medium an dem das heißere Medium enthaltenden Innenrohr 1
vorbeigeführt, erwärmt sich weiter an ihm und verläßt durch einen Austrittsstutzen 4 das System. Der Bauteil
10 stellt einen aus einer Spirale bestehenden Abstandshalter des Schutzrohres 11 dar. Das geschlitzte
Schutzrohr 11 im Bereich der Kammer 3 so'll das durchführende Rohr 5 vor lokalen Wärmeschocks
infolge des Mischungsprozesses schützen.
Das Innenrohr 1, dessen Wandung das heißere Medium gegen das kühlere abgrenzt, besteht aus
mindestens zwei ineinandergepreßten konzentrischen Rohren 11 und 12, deren jedes mindestens einen
vorzugsweise über die ganze Rohrlänge laufenden Schlitz 13 zur Aufnahme der Wärmedehnung erhält. Um
einen Austritt des heißeren Mediums aus dem Rohr 1 möglichst weitgehend zu verhindern, werden die beiden
konzentrisch ineinandergepreßten Rohre 11 und 12 um ihre gemeinsame Achse so gegeneinander verdreht, daß
eine Abdeckung der Schlitze 13 erfolgt, wie es in der F i g. 2 im Detail dargestellt ist.
Um eine möglichst elastische Abdichtung der beiden
Um eine möglichst elastische Abdichtung der beiden
Strömungsräume an der Eintrittsstelle des heißen Mediums zu erreichen, wurde der folgende Weg
gewählt: Anstelle einer starren Verbindung zwischen den beiden Rohren 1 und 5 wurde eine Serie, mindestens
aber zwei aneinandergeschichtete, zwischen die Rohre 1 und 5 eingepreßter gelochter und vorzugsweise
geschlitzter Scheiben 6 verwendet, wobei nur eine dieser Scheiben 6 mit dem Mantel des Wärmetauschers
ganz oder partiell verschweißt war. Die Fixierung dieser Scheiben 6 erfolgte, wie F i g. 1 zeigt, durch Aufbörde-
lung 7 mindestens eines der äußeren, die Trennwand zwischen den beiden Temperaturbereichen bildenden
konzentrischen geschlitzten Rohren an die Innenfläche der innersten der Scheiben, während mindestens eines
der inneren Rohre durch zentrale deckungsgleiche Löcher in den Scheiben hindurchgeführt und mit dem
betreffenden Ende 8 auf die Außenfläche der äußeren Scheibe aufgebördelt ist. Die Verbindung an der
Austrittstelle des heißeren Mediums 9 ist gleichfalls durch Verbördelung durchgeführt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1
Patentanspruch:
Patentanspruch:
Mischwärmetauscher für Medien mit hohen Wärmeübergangszahlen bei welchem das als Wärmeträger
dienende Medium sich in zwei durch eine wärmeleitende Trennwand getrennten Kanälen, in
verschiedenen Temperaturbereichen befindet, d a durch gekennzeichnet, daß die Trennwand
zwischen den verschiedenen Temperaturbereichen des Wärmeträgers aus mindestens zwei konzentrisch,
spaltfrei ineinandergepaßten Rohren (11, 12) besteht, von denen jedes einen Längsschlitz (13)
aufweist, wobei diese Längsschlitze (13) gegeneinander versetzt angeordnet sind.
15
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT1101266A AT294872B (de) | 1966-11-29 | 1966-11-29 | Mischwärmetauscher für Medien mit hohen Wärmeübergangszahlen, wie z.B. für flüssige Metalle |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1601167A1 DE1601167A1 (de) | 1970-11-26 |
DE1601167B2 true DE1601167B2 (de) | 1979-05-03 |
DE1601167C3 DE1601167C3 (de) | 1979-12-20 |
Family
ID=3626209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1967B0095516 Expired DE1601167C3 (de) | 1966-11-29 | 1967-11-22 | Mischwärmetauscher |
Country Status (5)
Country | Link |
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DE (1) | DE1601167C3 (de) |
GB (1) | GB1155338A (de) |
NL (1) | NL6716157A (de) |
SE (1) | SE335364B (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3735789A1 (de) * | 1987-10-22 | 1989-05-03 | Schloemann Siemag Ag | Verfahren zur waermeuebertragung |
-
1966
- 1966-11-29 AT AT1101266A patent/AT294872B/de not_active IP Right Cessation
-
1967
- 1967-11-22 DE DE1967B0095516 patent/DE1601167C3/de not_active Expired
- 1967-11-28 NL NL6716157A patent/NL6716157A/xx unknown
- 1967-11-28 SE SE1632967A patent/SE335364B/xx unknown
- 1967-11-29 GB GB5431367A patent/GB1155338A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AT294872B (de) | 1971-12-10 |
DE1601167A1 (de) | 1970-11-26 |
GB1155338A (en) | 1969-06-18 |
DE1601167C3 (de) | 1979-12-20 |
SE335364B (de) | 1971-05-24 |
NL6716157A (de) | 1968-05-30 |
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