DE1751504B2 - Waermetauschanlage zur erzeugung von dampf aus bei chemischen anlagen abfallender abwaerme - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschanlage zur Erzeugung von Dampf aus bei chemischen Anlagen anfallender Abwärme, bei der eine Dampftrommel mit einem aus Rohren, die von Heizgasen umspült werden, bestehenden Wärmetauscher über ineinanderliegende Eintritts- und Austrittsleitungen verbunden sind.

Es ist bereits eine derartige Wärmetauschanlage bekannt, s. das deutsche Gebrauchsmuster 1827 428.

Dabei ist aber vorgesehen, daß die Rohre nur innerhalb des Kessels ineinanderliegen, jedoch voneinander getrennt den Kessel durchdringen, wodurch unter anderem der Fertigungsaufwand erhöht ist. Außerdem ist durch die größere Anzahl von Schweißstellen an der Stirnwand des Kessels die Festigkeit verringert, so daß der Kessel aus Sicherheitsgründen entsprechend starkwandig ausgeführt sein muß.

Es ist weiter ein Dampferzeuger, insbesondere Abhitzekessel mit einem druckfesten, zylindrischen Mantel und mit innerhalb des Mantels von einem Raum von viereckigem Querschnitt angeordneten, aus Rohrschlangen mit im wesentlichen in Ebenen liegenden Windungen gebildeten, einzelnen Heizflächengruppen bekannt. Die Anordnung der Ein- und Austrittsleitungen ist hier in einem vom Heizgas nicht beauflagten Raum außerhalb der eigentlichen Wärmetauschfläche vorgesehen.

Diese bekannte Wärmetauschanlage ist aber nicht geeignet, mit hohen Drücken zu arbeiten.

Ferner ist auch schon ein Dampferzeuger bekannt, dessen Berührungs-Heizflächen einen in der Mitte der Heizflächen angeordneten Bypaß aufweisen, siehe die deutsche Patentschrift 803 501.

Bei der Verwendung von Hochdruckgasen mit hoher Temperatur treten die Wärmespannungen vor allem durch die Längung des oder der den Wärmetauscher durchdringenden Rohre auf. Besonders dadurch, daß die Wärmetauscher nach dem Stand der Technik starkwandig ausgeführt sein müssen, ist eine der Spannung entsprechende Dehnung des Außenmantels nicht möglich, die der Dehnung der stark erwärmten Rohre entsprechen könnte.

Es ist auch schon bekannt, den Kessel innen mit einem feuerfesten Material auszukleiden, um den Mantel im Bereich der zulässigen Temperaturen zu halten.

Wenn nun aber ein Kracken in dem Mantel erfolgt, besteht immer die Gefahr, daß der Mantel unzulässig erwärmt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Wärmetauschanlage der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß unter Vermeidung eines sehr starkwandigen Außenmantels die gefährlichen Wärmespannungen vermieden werden.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung besteht darin, daß die parallel zur Heizgasströmung geführten Rohre ringförmig um die Wärmetauscherlängsachse gruppiert und dicht nebeneinander angeordnet sind, so daß innerhalb des Ringes ein Bypaß für das Heizgas gebildet wird und die ineinanderliegenden Ein- und Austrittsrohre zwischen dem Ring und dem mit einer hochtemperaturfesten Innenverkleidung versehenen Außenmantel angeordnet sind.

Sowohl die ringförmige Gruppierung der Rohre um den Bypaß als auch die übrigen Merkmale erzielen die Gesamtwirkung, daß übermäßige Wärmespannungen bei geringen Wandstärken des Außenmantels vermieden sind.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung, wobei

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Anlage und

F i g. 2 einen Querschnitt durch die Anlage nach Fig. 1 zeigt.

Von der Dampftrommel 1 führt ein Eintrittsrohr 2 nach unten in ein Austrittsrohr 3 in dem Wärmetauscher. Hierbei durchdringt das Austrittsrohr 3 den Außenmantel 4 des Wärmetausebers, in dem das erwähnte, np.ch unten führende Eintrittsrohr 2 angeordnet ist, so daß Ein- und Austrittsrohre ineinander liegen.

Das Austrittsrohr 3 ist mit einem ringförmigen gemeinsamen Verteilerkopf 6 am unte^ren Teil des Wärmetauschers verbunden. Das Wasser der Dampftrommel fließt nun durch das Eintrittsrohr 2 zu dem erwähnten Verteilerkopf 6 nach unten und wird hierdurch zu der außenliegenden Wand 7 geleitet, die parallel zu dem Gasstrom in unmittelbarer Nähe der Abdeckung der Innenwand des Außenmantels angeordnet ist. Parallel hierzu und zur Heizgasströmung sind Rohre 5 ringförmig um die Wärmetauschachse gruppiert und dicht nebeneinander angeordnet.

Innerhalb dieses aus den Rohren bestehenden Ringes ist ein Bypaß für das Heizgas gebildet. Außerdem ist der Außenmantel mit einer hochtemperaturfesten Innenverkleidung versehen.

Das der chemischen Anlage entnommene Gas strömt nun durch den Einlaß 9 in den Wärmetauscher parallel zu den Rohren 8, wobei der Wärmeaustausch erfolgt.

Danach wird das Gas oben über den Auslaß 10 dem nächsten Verfahrensschritt zugeleitet.

Bezüglich der Gasführung ist auch eine Umgehung der erwähnten Strömungsrichtung möglich.

Das durch die Wand 7 und die Rohre 8 erwärmte Wasser steigt nun in einem Mischzustand von Dampf und Wasser nach oben, sammelt sich dort in dem oberen Teil des Ringes 11, steigt weiter durch das Austrittsrohr 3 und kehrt zu der Dampftrommel 1 über die Leitung 12 zurück.

In F i g. 1 ist auch noch die hochtemperaturfeste Innenverkleidung 13 zum Schutz des Außenmantels 4 dargestellt.

Bei der dargestellten Ausführungsvorschrift sind die Rohre 8 so nah beieinander angeordnet, daß der Jn S der Mitte liegende Bypaß durch eine Regelklappe am Ende des Rohres gesteuert werden kann, um die Temperatur des Gases am Auslaß 10 zu ändern.

Durch die erwähnten erfindungsgemäßen Maßnahmen wird die Wärmespannung, die durch die Langung der Rohre 8 verursacht wird, vermieden.

Es ist nicht nur die Innenfläche des Außenmantels 4 durch die hochtemperaturfeste Innenverkleidung geschützt, sondern der größte TeU des Außenmantels ist auch noch mit der Wand? abgedeckt, so daß dann, wenn ein Kracken der hochtemperaturfesten Innenverkleidung erfolgt, die Gefahr vermieden ist daß der Außenmantel 4 teilweise erwärmt wird.

Außerdem zeigt der Außenmantel zu diesem Zweck einen kleinen Innendurchmesser. Darüber hinaus ist durch die Erfindung nicht erforderlich, daß der Außenmantel 4 starkwandig ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Wärmetauschanlage zur Erzeugung von Dampf aus bei chemischen Anlagen anfallender Abwärme, bei der eine Dampftrommel mit einem aus Rohren, die von Heizgasen umspült werden, bestehenden Wärmetauscher über inemanderliegende Eintritts- und Austrittsleitungen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Heizgasströmung geführten Rohre ringförmig um die Wärmetauscherlängsachse gruppiert und dicht nebeneinander angeordnet sind, so daß innerhalb des Ringes ein Bypaß für das Heizgas gebildet wird und die ineinanderliegenden Ein- und Austrittsrohre zwischen dem Ring und dem mit einer hochtemperaturfesten Innenverkleidung versehenen Außenmantel angeordnet sind.