DE19630482A1

DE19630482A1 - Heat exchanger

Info

Publication number: DE19630482A1
Application number: DE19630482A
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Dr Hein; Johannes Gaugenmaier
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: Air Liquide Global E&C Solutions Germany GmbH
Priority date: 1996-07-27
Filing date: 1996-07-27
Publication date: 1998-01-29
Also published as: EP0821212B1; DE59705630D1; EP0821212A2; EP0821212A3

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher mit zahlreichen, von einem Kühlfluid durchströmten, etwa parallel zueinander verlaufenden Wärmeaustauschrohren, die in einem von heißem Gas durchströmten Kanal angeordnet sind, wobei jedes Wärmeaustauschrohr gewunden ist.The invention relates to a heat exchanger with numerous flowed through by a cooling fluid, approximately parallel to each other trending heat exchange tubes in one of hot gas flow channel are arranged, each Heat exchange tube is wound.

Die in Wärmeaustauschern dieser Art zu kühlenden Gase enthalten oftmals Staub und auch verschiedenartige Dämpfe, so daß sich während des Betriebs Ablagerungen und Anbackungen auf der Außenseite der Wärmeaustauschrohre bilden. Solche Beläge auf den Rohren verschlechtern den Wärmeübergang.The gases to be cooled in this type of heat exchanger often contain dust and various types of vapors that deposits and caking occur during operation form the outside of the heat exchange tubes. Such toppings heat transfer on the pipes deteriorate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Beläge und Anbackungen auf den Wärmeaustauschrohren auf einfache und wirksame Weise zu beseitigen. Erfindungsgemäß gelingt dies beim Wärmeaustauscher der eingangs genannten Art dadurch, daß die Wärmeaustauschrohre im Bereich ihrer Windungen ortsfest gehalten sind und der Mittelbereich der Wärmeaustauschrohre zwischen den Windungen mit einem Klopfrohr in Berührung steht, wobei ruckartige Bewegungen des Klopfrohrs Schwingungen in den Wärmeaustauschrohren erzeugen. Durch die Schwingungen lösen sich die Beläge und fallen ab. The invention has for its object coverings and Caking on the heat exchange tubes on simple and effective way to eliminate. This is achieved according to the invention in the heat exchanger of the type mentioned in that the heat exchange tubes are stationary in the area of their turns are held and the central area of the heat exchange tubes is in contact with a tap tube between the turns, where jerky movements of the knocking tube vibrations in the Generate heat exchange tubes. Solve through the vibrations the rubbers and fall off.

Das Klopfrohr, das die Schwingungen in den Wärmeaustauschrohren erzeugt, kann auf verschiedenartige Weise ausgebildet sein. Vorteilhafterweise verläuft das Klopfrohr im Bereich der Berührung mit den Wärmeaustauschrohren etwa senkrecht zu den Wärmeaustauschrohren. Dadurch können Stöße auf das Klopfrohr intensive Schwingungen und Vibrationen in den Wärmeaustauschrohren erzeugen.The knock pipe, which vibrates in the Heat exchange tubes can be produced in various ways be trained. The knock pipe advantageously runs in the Area of contact with the heat exchange tubes, for example perpendicular to the heat exchange tubes. This can cause bumps intense vibrations in the knocking tube generate the heat exchange tubes.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß das Klopfrohr mit den Wärmeaustauschrohren verbunden ist, doch ist diese Verbindung zweckmäßig, um eine auch im Dauerbetrieb stabile Anordnung zu haben. Üblicherweise ist das Klopfrohr mehrfach gewunden und elastisch bewegbar ausgebildet, wobei Stöße auf seine Windungen auf die Wärmeaustauschrohre übertragen werden. Dabei ist es möglich, die Wärmeaustauschrohre auch nur abschnittsweise anzustoßen.It is not absolutely necessary that the knock pipe with the Heat exchange tubes is connected, but this connection is expedient to a stable arrangement even in continuous operation to have. Usually, the knock pipe is wound several times and designed to be elastically movable, with impacts on it Turns are transferred to the heat exchange tubes. Here it is possible to only use the heat exchange tubes to initiate in sections.

Ausgestaltungsmöglichkeiten des Wärmeaustauschers werden mit Hilfe der Zeichnung erläutert. Es zeigt:Design options for the heat exchanger are included Help explained in the drawing. It shows:

Fig. 1 einen Horizontalschnitt nach der Linie I-I in Fig. 2 durch einen vertikal durchströmten Gaskanal mit Wärmeaustauschrohren und einem Klopfrohr in der Sicht von oben, Fig. 1 is a horizontal section along the line II in Fig. 2 by a vertical flow gas duct having heat exchange tubes and a tube knock in the view from above,

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 is a vertical section along the line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt nach der Linie III-III in den Fig. 1 und 2 Fig. 3 is a vertical section along the line III-III in Figs. 1 and 2

Fig. 4 eine Sicht analog zu Fig. 3 auf eine Variante eines Klopfrohrs in schematischer Darstellung und Fig. 4 is a view analogous to Fig. 3 of a variant of a knock pipe in a schematic representation and

Fig. 5 ein Klopfrohr, das mit zwei Wärmeaustauschrohren zusammenwirkt, in perspektivischer Darstellung. Fig. 5 shows a knock pipe, which cooperates with two heat exchange pipes, in a perspective view.

Der in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte, von heißen Gasen aufwärts durchströmte Gaskanal (1) weist im Innern mehrere Wärmeaustauschrohre (2) auf. Im senkrechten Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 durch den Kanal (1) wird ein einzelnes Wärmeaustauschrohr (2) sichtbar und es ist in Fig. 2 in seiner Form mit mehreren Windungen (2a), (2b) und (2c) zu erkennen. Im Bereich der Windungen sind die Wärmeaustauschrohre (2) an Auflagern (3) befestigt, die selbst wieder mit vertikalen Tragrohren (4) verbunden sind. In Fig. 1 ist die Verbindung zwischen den Auflagern (3) und den Wärmeaustauschrohren (2) der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Die Wärmeaustauschrohre (2) stehen in Verbindung mit Sammelkammern (6) und (7) für die Zu- und Abfuhr von Kühlfluid, z. B. Wasserdampf, Wasser, Luft oder Öl.The gas duct ( 1 ) shown in cross section in FIG. 1 and flowed through by hot gases has a plurality of heat exchange tubes ( 2 ) on the inside. In the vertical section along the line II-II in Fig. 1 through the channel ( 1 ), a single heat exchange tube ( 2 ) is visible and it is in Fig. 2 in its form with several turns ( 2 a), ( 2 b) and ( 2 c). In the area of the turns, the heat exchange tubes ( 2 ) are attached to supports ( 3 ) which are themselves connected to vertical support tubes ( 4 ). In Fig. 1, the connection between the supports ( 3 ) and the heat exchange tubes ( 2 ) is not shown for better clarity. The heat exchange tubes ( 2 ) are in connection with collecting chambers ( 6 ) and ( 7 ) for the supply and discharge of cooling fluid, for. B. steam, water, air or oil.

Ein Klopfrohr (8), das in Ansicht in Fig. 3 dargestellt ist, verläuft senkrecht zu den Wärmeaustauschrohren (2) und ist mit diesen gekoppelt. Im vorliegenden Fall besteht die Kopplung aus Laschen (9), die mit dem Klopfrohr (8) und einem etwa horizontal verlaufenden Teil eines Wärmeaustauschrohr verschweißt sind. In Fig. 1 sind die Laschen der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Anstelle von Laschen können z. B. auch Hülsen verwendet werden.A tapping tube ( 8 ), which is shown in view in Fig. 3, runs perpendicular to the heat exchange tubes ( 2 ) and is coupled to them. In the present case, the coupling consists of tabs ( 9 ) which are welded to the knocking tube ( 8 ) and an approximately horizontal part of a heat exchange tube. In Fig. 1 the tabs are not shown for clarity. Instead of tabs z. B. sleeves can also be used.

Ebenso wie die Wärmeaustauschrohre können sowohl die Tragrohre (4) als auch das Klopfrohr (8) von Kühlfluid durchflossen ausgebildet sein. Das Klopfrohr (8) besitzt durch seine gewundene Form, vergl. Fig. 3, eine gewisse Elastizität in Richtung senkrecht zu den Wärmeaustauschrohren (2). Mit dem Klopfrohr ist ein Stößel (10) verbunden, der durch die Wand des Kanals (1) nach außen geführt ist. Durch stoßartige Bewegungen des Stößels (10), z. B. durch Schläge mit einem Hammer, werden die mit dem Klopfrohr (8) verbundenen Wärmeaustauschrohre (2) senkrecht zu ihrer Längsachse angestoßen und dadurch in kurze Schwingungen versetzt. Diese Schwingungen bewirken das Ablösen von Belägen auf der Außenseite der Wärmeaustauschrohre (2). Das ruckartige Bewegen des Klopfrohrs (8) von außen kann nicht nur mechanisch sondern z. B. auch pneumatisch oder elektromagnetisch erfolgen.Just like the heat exchange tubes, both the support tubes ( 4 ) and the knock tube ( 8 ) can be designed with cooling fluid flowing through them. The knocking tube ( 8 ) has a certain elasticity in the direction perpendicular to the heat exchange tubes ( 2 ) due to its sinuous shape, see FIG. 3. A tappet ( 10 ) is connected to the tapping tube and is guided through the wall of the channel ( 1 ) to the outside. By sudden movements of the plunger ( 10 ), for. B. by blows with a hammer, the heat exchange tubes ( 2 ) connected to the knock tube ( 8 ) are pushed perpendicular to their longitudinal axis and thereby set in short vibrations. These vibrations cause deposits on the outside of the heat exchange tubes ( 2 ) to come off. The jerky movement of the tapping tube ( 8 ) from the outside can not only mechanically but z. B. also be done pneumatically or electromagnetically.

Das in Fig. 4 schematisch dargestellte Klopfrohr (8a) ist mehrfach gewunden und weist mehrere, nach außen geführte Stößel (10) auf. Die Verbindung dieses Klopfrohrs (8a) mit den zugehörigen Wärmeaustauschrohren, die analog zu Fig. 3 zu denken ist, wurde in Fig. 4 weggelassen. Durch Anstoßen von nur einem von mehreren vorhandenen Stößeln (10) können nur einzelne Bereiche der Wärmeaustauschrohre in Schwingungen versetzt und dadurch abgereinigt werden.The tapping tube ( 8 a) shown schematically in Fig. 4 is wound several times and has a plurality of plungers ( 10 ) guided outwards. The connection of this tapping tube ( 8 a) with the associated heat exchange tubes, which is to be considered analogously to FIG. 3, was omitted in FIG. 4. By bumping only one of several plungers ( 10 ) present, only individual areas of the heat exchange tubes can be vibrated and thereby cleaned.

Die in Fig. 5 darstellte Variante eines Klopfrohrs (8b) zeigt die im Bereich der Windungen (18) abgeknickte Führung des Klopfrohrs (8b). Durch diese Form der Windungen wird erreicht, daß das Anstoßen eines einzelnen Stößels zu Vibrationen im Klopfrohr führt, die nicht auch auf andere Bereiche des Klopfrohrs übertragen werden. Im übrigen haben die Bezugsziffern in Fig. 5 die bereits zuvor erläuterte Bedeutung.The variant of a knock pipe ( 8 b) shown in FIG. 5 shows the guidance of the knock pipe ( 8 b) which is kinked in the area of the windings ( 18 ). This shape of the turns ensures that the impact of a single tappet leads to vibrations in the knock tube, which are not also transmitted to other areas of the knock tube. Otherwise, the reference numerals in FIG. 5 have the meaning already explained above.

Die erfindungsgemäße Klopfung der Wärmeaustauschrohre kann sowohl für horizontal als auch für vertikal durchströmte Kanäle oder Kessel verwendet werden.The tapping of the heat exchange tubes according to the invention can for both horizontal and vertical flow Channels or boilers can be used.

Claims

1. Heat exchanger with numerous heat exchange tubes through which a cooling fluid flows, approximately parallel to one another and arranged in a channel through which hot gas flows, each heat exchange tube being wound, characterized in that the heat exchange tubes are held stationary in the area of their turns and the area the heat exchange tubes between the turns is in contact with a knock tube, jerky movements of the knock tube producing vibrations in the heat exchange tubes.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the tap tube in the area of contact with the Heat exchange tubes approximately perpendicular to the Heat exchange tubes runs.

3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the tap tube with the Heat exchange tubes is connected.

4. Heat exchanger according to claim 1 or one of the following, characterized in that the tapping tube is wound several times and is designed to be elastically movable.