Claims (6)
Patentansprüche:Patent claims:
1. Rohrbündel-Wärmetauscher, bei dem das wärmeabgebende
Fluid in Rohrbündeln geführt ist und die Wärme an das im Wärmetauscherbehälter befindliche
wärmeaufnehmende Fluid abgibt, wobei das wärmeabgebende Fluid über eine dem Wärmetauscherbehälter
vorgelagerte Kopfkammer eingeführt und von dort über das in einem Rohrboden eingesetzte Rohrbündel weitergeleitet wird, wobei
von dem Rohrboden ausgehend der Mantel der Kopfkammer innen mit einer Wärmedämmung versehen
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die aus keramischem Baustoff bestehende Wärmedämmung
aus mindestens drei SchichJen (6,7,8) besteht,
von denen die innere Schicht (6) und die mittlere Schicht (7) aus Baustoff unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit
und Dichte bestehen, wobei nahe dem Behälterboden die aneinanderstoßenden Fiächen
der inneren, mittleren und äußeren Schicht zum Rohrboden hin divergierend verlaufen und
zwischen dem Ende der Wärmedämmschichten und dem Rohrboden (4) eine aus feuerfesten Faserstoffen
bestehende Pufferschicht (13) angeordnet ist.1. Tube bundle heat exchanger in which the heat emitting
Fluid is guided in tube bundles and the heat is transferred to that in the heat exchanger tank
emits heat-absorbing fluid, wherein the heat-emitting fluid via one of the heat exchanger container
upstream head chamber is introduced and passed on from there via the tube bundle inserted in a tube sheet, wherein
starting from the tube sheet, the jacket of the head chamber is provided with thermal insulation on the inside
is, characterized in that the thermal insulation consisting of ceramic building material
consists of at least three layers (6,7,8),
of which the inner layer (6) and the middle layer (7) made of building material of different thermal conductivity
and density exist, with the abutting surfaces near the container bottom
the inner, middle and outer layers diverge towards the tube sheet and
between the end of the thermal insulation layers and the tube sheet (4) one made of refractory fibrous materials
existing buffer layer (13) is arranged.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nahe dem Rohrboden (4) gelegenen
Bereiche der inneren und der mittLren Wärmedämmschicht mittels ihrer divergierend ausgebildeten
Begrenzungsflächen selbsttragend gestaltet sind.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the near the tube sheet (4) located
Areas of the inner and the middle thermal insulation layer by means of their divergent design
Boundary surfaces are designed to be self-supporting.
3. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wärmedämmschicht
(8) durch in der Innenwandung eines vom Behälterboden ausgehenden Stutzens (5) eingelassene
Halterungselemente (14) befestigt ist.3. Heat exchanger according to claims 1 and 2, characterized in that the outer thermal insulation layer
(8) through in the inner wall of a connecting piece (5) extending from the container bottom
Holding elements (14) is attached.
4. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungswinkel
der äußeren Begrenzungsfläche der Innenschicht (6), der Begrenzungsflächen der mittleren Schicht4. Heat exchanger according to claims 1 to 3, characterized in that the angle of inclination
the outer boundary surface of the inner layer (6), the boundary surfaces of the middle layer
(7) sowie der inneren Begrenzungsfläche der äußeren Schicht (8) mindestens 5° gegenüber der Längsachse
der Vorkammer betragen.(7) and the inner boundary surface of the outer layer (8) at least 5 ° with respect to the longitudinal axis
the antechamber.
5. Wärmetauscher nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wärmedämmschicht
(6) aus dichtem Korundmaterial, die mittlere Wärmedämmschicht (7) aus Hohlkugel-Korundmaterial
oder anderen keramischen Baustoffen bestehen.5. Heat exchanger according to claims I to 4, characterized in that the inner thermal insulation layer
(6) made of dense corundum material, the middle thermal insulation layer (7) made of hollow spherical corundum material
or other ceramic building materials.
6. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 5, so
dadurch gekennzeichnet, daß die nahe dem Rohrboden (4) liegenden Schichtbereiche aus Formsteinen
aufgebaut sind, von denen die Formsteine der innenliegenden Wärmedämmschicht (6) an ihrer Innenseite
parallel zur Längsachse der Vorkammer verlaufende Begrenzungsflächen aufweisen, während
die gegenüberliegenden, nach außen geneigten Begrenzungsflächen mit den inneren Begrenzungsflächen der mittleren Wärmedämmschicht (7) korrespondieren
und die äußeren Begrenzungsflächen dieser Schicht unter dem gleichen oder einem anderen
Winkel nach außen geneigt sind und mit den inneren Flächen der äußeren Wärmedämmschicht6. Heat exchanger according to claims 1 to 5, so
characterized in that the layer areas lying near the tube sheet (4) are made of shaped stones
are constructed, of which the shaped stones of the inner thermal insulation layer (6) on their inside
have boundary surfaces running parallel to the longitudinal axis of the antechamber, while
the opposite, outwardly inclined boundary surfaces correspond to the inner boundary surfaces of the central thermal insulation layer (7)
and the outer peripheral surfaces of this layer under the same or another
Angle are inclined outwards and with the inner surfaces of the outer thermal insulation layer
(8) korrespondieren.(8) correspond.
65 Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.65 The invention relates to a heat exchanger according to
the preamble of claim 1.
Bei Wärmeta,üseBern dieser Art ist es, je nach den
■ wärmetauschehdenjJFJuiden, nötig, den Rohrboden des
Wärmetauscherbehiiters und die Kopfkammer gegen
eine übermäßige Wärmebelastung abzuschirmen. Dies gilt insbesondere bei Wärmetauschern, wie sie in der
chemischen Verfahrenstechnik Verwendung finden und in denen z. B. hoch temperierte Spaltgase auf die für
den weiteren Arbeitsprozeß notwendige Temperatur abgekühlt werden.With heat exchangers of this type it is, depending on the
■ WärmetauschehdenjJFJuiden, necessary, the tube sheet of the
Heat exchanger heater and the head chamber against
shield an excessive heat load. This is especially true for heat exchangers, as they are in the
chemical engineering use and in which z. B. high temperature fission gases on the for
The temperature required for the further work process must be cooled.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für den Randbereich des Rohrbodens und den Mantel der
Kopfkammer die Wärmedämmung so auszubilden, daß sie die unter der Wärmebelastung auftretenden Längsund
Querdehnungen aufnehmen kann, ohne einerseits den Rohrboden und andererseits den Mantel der Kopfkammer,
bzw. in einer besonderen Ausgestaltung einen entsprechenden, vom Behälterboden ausgehenden
Stutzen, zu belasten.The object of the invention is for the edge region of the tube sheet and the jacket of the
Head chamber to form the thermal insulation in such a way that it accommodates the longitudinal and occurring under the thermal load
Can absorb transverse expansions without, on the one hand, the tube sheet and, on the other hand, the jacket of the head chamber,
or in a special embodiment a corresponding one starting from the container bottom
Pruning to strain.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im kennzeichnenden Teil des; Anspruchs 1 angeführten Merkmale
vorgesehen.To solve this problem, the in the characterizing part of the; Claim 1 cited features
intended.
Dabei kann die äußere Wärmedämmschicht durch Halterungselemente befestigt werden, die an der Innenseite
des an den Behälterboden angesetzten Flanschstutzens eingelassen sind.The outer thermal insulation layer can be attached by mounting elements on the inside
of the flange nozzle attached to the tank bottom.
Um die bei den verschiedenen Wärmebelastungen auftretenden Längs- und Querdehnungen sicher kompensieren
zu können, hat sich nahe dem Rohrboden ein Neigungswinkel der Innen- bzw. Außenflächen der
Wärmedämmschichten von mindestens 5° als zweckmäßig erwiesen. Dabei ist dieser Winkel von 5° als untere
Grenze anzusehen.In order to safely compensate for the longitudinal and transverse expansions that occur with the various thermal loads
to be able to, has an angle of inclination of the inner and outer surfaces of the tube sheet
Thermal insulation layers of at least 5 ° have proven to be useful. This angle of 5 ° is the lower one
Limit.
Für die innenliegende Wärmedämmschicht wird vorzugsweise ein dichtes Korundmaterial verwendet. Die
mittlere Wärmedämmschicht besteht vorzugsweise aus Hohlkugel-Korundmaterial. Die äußere Wärmedämmschicht
kann ebenfalls aus Hoh.lkugel-Korundmaterial bestehen; es können aber auch ähnliche keramische
Baustoffe Verwendung finden. Der Einsatz von Korundmaterial als Wärmedämmschicht ist besonders
vorteilhaft für in der chemischen Verfahrenstechnik anfallende Spaltgase, weil derartige Materialien eine hohe
Widerstandsfähigkeit gegen thermische und chemische Einflüsse aufweisen.A dense corundum material is preferably used for the internal thermal insulation layer. the
middle thermal insulation layer is preferably made of hollow spherical corundum material. The outer thermal insulation layer
can also consist of hollow spherical corundum material; but similar ceramic ones can also be used
Find building materials use. The use of corundum material as a thermal insulation layer is special
advantageous for fission gases occurring in chemical process engineering, because such materials have a high
Have resistance to thermal and chemical influences.
Um die Längs- und Querdehnungen bei Wärmebelastung sicher auffangen zu können, ist in Ausgestaltung
der Erfindung vorgesehen, die nahe dem Rohrboden liegenden Schichtbereiche aus Formsteinen aufzubauen,
von denen die Formsteine der innenliegenden Wärmedämmschicht an ihrer Innenseite parallel zur
Längsachse der Vorkammer verlaufende Begrenzungsflächen aufweisen, während die gegenüberliegenden,
nach außen geneigten Begrenzungsflächen mit den inneren Begrenzungsflächen der mittleren Wärmedämmschicht
korrespondieren und die äußeren Begrenzungsflächen dieser Schicht unter dem gleichen oder einem
anderen Winkel nach außen geneigt sind und mit den inneren Flächen der äußeren Wärmedämmschicht korrespondieren.
In order to be able to safely absorb the longitudinal and transverse expansions when exposed to heat, is being developed
the invention provides to build up the layer areas lying close to the tube sheet from shaped stones,
of which the shaped stones of the internal thermal insulation layer are parallel to the inside
Have boundary surfaces extending along the longitudinal axis of the antechamber, while the opposite,
outwardly inclined boundary surfaces with the inner boundary surfaces of the middle thermal insulation layer
correspond and the outer boundary surfaces of this layer under the same or one
other angle are inclined outwards and correspond to the inner surfaces of the outer thermal insulation layer.
An Hand der in der Zeichnung dargestellten Figuren ist die Erfindung an einem möglichen Ausführungsbeispiel
erläutert.With reference to the figures shown in the drawing, the invention is based on a possible embodiment
explained.
F i g. 1 stellt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher dar, wie er beispielsweise
in der chemischen Verfahrenstechnik Anwendung findet;F i g. 1 shows a longitudinal section through a heat exchanger according to the invention, as it is for example
is used in chemical process engineering;