DE1817043A1 - Rohrboden fuer Heissgaskuehler fuer hohe Differenzdruecke - Google Patents

Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG ί ο ί

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Unser Zeichen: O.Z. 25 9^3 P/Km

6700 Ludwigshafen, 23.12.1968 Rohrboden für Heißgaskühler für hohe Differenzdrucke

Zusatz zu Patent . ... ... (Patentanmeldung P 17 51 Ο85.9 = O.Z. 25 485)

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Wärmetauscher für heiße Gase und betrifft im besonderen einen druckfesten Rohrboden für Heißgaskühler, dessen Rohre im Gaseintrittsbereich zusätzlich gekühlt sind.

Im Patent (Patentanmeldung P 17 51 085.9) ist bereits

ein Rohrboden für Heißgaskühler für hohe Differenzdrucke zwischen dem Gas und dem Kühlmittel beschrieben, der zur Kühlung von mit hoher Geschwindigkeit durch die Rohre strömenden heißen Gasen dient. Bei diesem Rohrboden sind die das zu kühlende Gas aufnehmenden Rohre an den Eintrittsstellen doppelwandig ausgebildet und in die entstehenden ringförmigen Hohlräume sind Leitrohre eingeschoben, wobei der diese Leitrohre umgebende Raum zwischen dem. Rohrboden und dem den Gasraum zugewandten Rohrboden über den durch die Leitrohre gebildeten Ringspalt mit dem Außenraum des Heißgaskühlers in Verbindung steht. Der in diesen Spalten fließende Kühlmittelstrom ermöglicht eine definiert gleichmäßige Kühlung der Eintrittsstelle der Gase in die Rohre. Eine intensive Kühlung dieser Stellen ist erforderlich wegen der an den Eintrittsstellen auftretenden hohen Gasgeschwindigkeiten und der dadurch verursachten hohen Wärmestromdichten, zu denen noch korrosive und erosive Einflüsse treten können.

In extremen Fällen kommt es aber vor, daß die an den Einlaufstellen in die Rauchrohre auftretende Wärmestromdichte nur dann nicht zu übermäßiger Erwärmung der Einlaufstelle führt, wenn diese durch ein Kühlmittel mit verhältnismäßig niedriger Temperatur gekühlt wird. Mit dem Rohrboden nach dem Hauptpatent wäre dies beispielsweise dadurch möglich, daß man als Kühlmittel der Einlaufstellen kaltes Speisewasser verwendet, wobei aber für die weitere Erwärmung des Speisewassers Wärme von hoher Temperatur verbraucht würde, die 678/68 - 2 -

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dann der nachfolgenden Dampferzeugung verloren geht.

Der Erfindung liegt nun die weitere Aufgabe zugrunde, die in einem dickwandigen Rohrboden angeordneten Eintrittsstellen eines Heißgaskühlers, an dem hohe Gasgeschwindigkeiten auftreten und die ferner zusätzlich einem korrosiven und/oder erosiven Angriff ausgesetzt sein können, wirksam und mit einem definiert gleichmäßigen Kühlmittelstrom zu kühlen, ohne gleichzeitig die bei hoher Temperatur gewinnbare Wärmemenge nennenswert zu vermindern.

Ausgehend von den Lehren des Hauptpatentes wird die weiterreichende Aufgabe dadurch gelöst, daß die ringförmigen Hohlräume für das Kühlmittel gegenüber dem-Außenraum des Wärmeaustauschers abgeschlossen sind und daß für die Zu- und Abfühung des in diesen Bäumen in erzwungener oder freier Strömung fließenden Kühlmittels getrennte Strömungskanäle vorgesehen sind. - Vorzugsweise wird ein derartiger Rohrboden für einen Heißgaskühler so betrieben, daß in die ringförmigen Hohlräume ein Kühlmittel eingeführt wird, dessen Temperatur wesentlich unter derjenigen des Kühlmittels bzw. Wärmeübertragungsmittels im eigentlichen Wärmeaustauscher liegt*

Uach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die das kältere Kühlmittel aus dem Ringraum abführenden Leitungen als Steigleitungen ausgebildet und vom wärmeren Kühlmittel aus dem Außenraum des Wärmeaustauschers umgeben sind.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, die ein Äusführungsbeispiel schematisch wiedergibt.

Die Figur zeigt einen Querschnitt durch den Rohrbodenbereich und die Gaseinlaufstutzen des Heißgaskühlers. Der Rohrboden 1 befindet sieh in einem beidseitig mit Planschen versehenen Mantel* über dem Plansch A ist der Rohrboden mit dem Vergasungsraum, über dem Plansch B mit dem Raum E für das Kühlmittel bzw. das Wärmeübertragungsmittel für die Wiedergewinnung der Wärme lösbar verbunden.-Im Rohrboden sind Rohrabschnitte 2 nach geeigneten herkömmlichen Verfahren befestigt, die sowohl in den GaLraum als auch in den Raum für das Kühlmedium vorstehen. Die vom Heißgas durchströmten, im Raum D ·

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außen von, dem Kühlmedium umflossenen Rauchrohre 3 sind in diese Rohrstücke 2 koaxial eingeschoben, so daß über die Länge deß Rohrabschnitte 2 doppelwandige Rohre bzw. ringspaltförmige Hohlräume C entstehen. An beiden Enden der Rohrabschnitte 2 sind diese mit den Rauehrohren 3 verschweißt.

In die ringspaltförmigen Räume sind Leitrohre 4 koaxial eingeschoben, die über einen Steg 5 mit den Rohrabschnitten 2 verbunden sind. Die Leitrohre 4 enden beiderseits nahe dem einlaufseitigen Ende der Räume C und begrenzen damit den Durchtrittsquerschnitt für das über die Leitung 6 eintretende und über Leitung 7 austretende kältere Kühlmedium, mit dem erfindungsgemäß die Eintrittsstellen des Gases in die Rauchrohre 3 unabhängig vom Wärmetausch im Raum E gekühlt werden. Die AbfluSleitungen 7 für dieses kältere Kühlme- ( dium können eine gewisse Strecke durch den Raum für das relativ wärmere Kühlmedium geführt werden. Die dabei aufgenommene Wärme unterstützt den Naturumlauf durch die Leitungen 6 wid 7 für das kältere Kühlmedium..

Die von dem kälteren Kühlmedium in den ringspaltförmigen Räumen aufgenommene Wärmemenge ist zweckmäßig zu begrenzen, da sie das Temperaturniveau der im Raum E wiedergewinnbaren Wärme herabsetzt. Deshalb wird das auf die beschriebene Weise separat gekühlte Stück der Rohre 2 nicht länger ausgeführt, als es mit Rücksicht auf die Herstellbarkeit und genügenden Schutz der Rauchrohre 3 notwendig ist. Dabei kann es zweckmäßig sein,die den Kühlmantel ^ bildenden Rohrstücke 2 unterschiedlich lang auszuführen und/oder auch die Eintrittsstellen des Gases in die Rauchrohre 3 in axialer Richtung zu staffeln.

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Claims (3)

Patentansprüche O.Z. 25 943

1. Rohrboden für Heißgaskühler für hohe Differenzdrucke zwischen dem Gas und dem Kühlmittel zur Kühlung von mit hoher Geschwindigkeit durch die Rohre strömenden heißen Gasen, bei dem die das zu kühlende Gas aufnehmenden Rohre an den Eintrittsstellen doppelwandig ausgebildet und in die entstehenden ringförmigen · Hohlräume Leitrohre eingeschoben sind nach Patent . ... ... (Patentanmeldung P 17 51 085.9), dadurch.gekennzeichnet, daß die ringförmigen Hohlräume (C) für das Kühlmedium gegenüber dem Außenraum (E) des Wärmeaustauschers abgeschlossen sind und daß für die Zu- und Abführung des in diesen Räumen in erzwungener oder freier Strömung fließenden Kühlmittels getrennte Leitungen (6, 7) vorgesehen sind.

2. Rohrboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das kältere Kühlmedium aus den Ringräumen C abführenden Leitungen (7) al3 Steigleitungen ausgebildet und vom relativ wärmeren Kühlmedium aus dem Außenraum (E) des Wärmeaustauschers umgeben sind.

3. Rohrboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kühlmedium aufnehmenden Hohlräume (C) unterschiedlich lang ausgeführt sind.

Zeichng. Badische Anilin- & Soda-Pabrik AG

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