DE19920441A1

DE19920441A1 - Aufhängung für einen zylindrischen Wärmetauscher

Info

Publication number: DE19920441A1
Application number: DE1999120441
Authority: DE
Inventors: Christoph Ruchti
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1999-05-04
Filing date: 1999-05-04
Publication date: 2000-11-09

Abstract

Die Aufhängung des zylindrischen Wärmetauschers (1) zum Ausgleich der thermischen Ausdehnungen in Zu- und Ableitungen besteht aus drei Stützen (4) und mindestens drei Federn (7), welche sternförmig um den Wärmetauscher (1) angeordnet sind, ihn nach unten ziehen und so eine Drehbarkeit um die eigene Achse verhindern. Eine stabile Lagerung des Wärmetauschers (1) wird dadurch sichergestellt.

Description

TECHNISCHES GEBIET

Bei der Erfindung handelt es sich um eine Aufhängung für einen zylindrischen Wärmetauscher.

STAND DER TECHNIK

Wärmetauscher, also beispielsweise Kühler der Kühlluft einer Gasturbine, unterliegen den thermischen Schwankungen, welche durch die zugeführten Medien entstehen. Die mit den thermischen Schwankungen verbundenen Ausdehnungen in den Zu- und Ableitungen müssen durch eine adäquate Kesselaufhängung ausgeglichen werden. Zudem muss die Auslenkung des Wärmetauschers beispielsweise im Erdbebenfall durch die Aufhängung begrenzt werden. Um diesen Aufgaben gerecht zu werden werden im allgemeinen die Wärmetauscher pendelnd an einem starren Gerüst durch Federhänger aufhängt. Zusätzlich sind Stossbremsen vorgesehen, welche die seitliche Auslenkung begrenzen. Nachteil dieser Aufhängung ist allerdings, dass sie relativ aufwendig ist.

Es sind auch Kompensatoren bekannt, welche in die Zu- und Ableitungen eingebaut sind. Diese Kompensatoren sind aber verhältnismässig teuer und auch reparaturanfällig. Dadurch beeinträchtigen sie die Verfügbarkeit der gesamten Anlage.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfache und kostengünstige Aufhängung für einen zylindrischen Wärmetauscher zu konstruieren, um die thermischen Ausdehnungen, welche in den Zu- und Ableitungen auftreten, auszugleichen. Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Wärmetauscher auf drei Stützen beweglich gelagert ist und der Wärmetauscher zusätzlich mit mindestens drei Federn nach unten gehalten ist.

Das aus dem Stand der Technik bekannte starre Gerüst mit der pendelnden Aufhängung und den Stossbremsen entfällt vorteilhaft. Es handelt sich bei der Erfindung um eine kostengünstige und einfache Konstruktion.

Weitere Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Wärmetauschers, welcher durch eine erfindungsgemässe Aufhängung gelagert ist und

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Wärmetauscher, welcher durch eine erfindungsgemässe Aufhängung gelagert ist.

Es werden nur die für die Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt. Gleiche Elemente sind in verschiedenen Zeichnungen gleich bezeichnet.

WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In der Fig. 1 wird ein zylindrischer Wärmetauscher 1 dargestellt. Es kann dabei sich beispielsweise um einen Kühler der Kühlluft einer Gasturbine handeln. Die Wand 8 dieses Wärmetauschers 1 ist verhältnismässig massiv ausgeführt, da im Ausführungsbeispiel komprimierte Druckluft zugeführt wird. Die Druckluft wird im Wärmetauscher 1 abgekühlt. Bei dem Wärmetauscher 1 wird durch den Einlass 2 die Druckluft eingelassen und sie entweicht durch den Auslass 3. Die Strömungsrichtung der Druckluft ist in der Fig. 1 durch Pfeile angedeutet. Die Anschlüsse für Zu- und Ablauf des Wassers, welches im Gegenzug im Wärmetauscher 1 erhitzt wird, sowie die Art der Wärmeübertragung innerhalb des Wärmetauschers 1 sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Erfindungsgemäss ist der Wärmetauscher 1 auf drei Stützen 4 gelagert, welche gleichmässig über den Umfang des Wärmetauschers 1 verteilt sind und von denen in der Fig. 1 zwei sichtbar sind. Die Stützen 4 sind am oberen Ende des Wärmetauschers 1 an oberen Pratzen 5 bewegbar angebracht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen den Stützen 4 und den oberen Pratzen 5 Gelenkpfannen 6 angeordnet. Die Stützen 4 sind am Boden ebenfalls mit Gelenkpfannen 6 angebracht. Die Gelenkpfannen 6 lassen Bewegungen des Wärmetauschers 1 in jede Richtung zu, wobei die Distanz zwischen dem Boden und den oberen Pratzen 5 durch die Stützen 4 immer konstant gehalten wird. Die Konstruktion ist so ausgelegt, dass der Wärmetauscher 1 ohne weitere Befestigungsmittel umfallen würde. Daher sind zum Zweck der Befestigung Federn 7 am unteren Ende des Wärmetauschers 1 an unteren Pratzen 5a angebracht. Handelsübliche Federhänger, wie sie zur Aufhängung von Leitungen und Komponenten im Anlagenbau eingesetzt werden, können für diesen Zweck auch eingesetzt werden. Die Anzahl der Federn 7 ist variabel. Im Ausführungsbeispiel sind sechs dargestellt, von denen in der Fig. 1 drei sichtbar sind. Am anderen Ende können die Federn 7 am Boden 9 oder am bodennahen Ende der Stützen 4 angebracht sein.

Die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemässen Wärmetauscher 1. Sichtbar sind die drei Stützen 4 und die Federn 7, welche in ihrer Anzahl variieren können und beispielsweise mit sechs angegeben sind. Sowohl die Stützen 4 als auch die Federn 7 sind an den oberen und unteren Pratzen 5, 5a am Wärmetauscher 1 angebracht. Die Stützen 4 sind dabei an den oberen Pratzen 5 durch die Gelenkpfanne 6 angebracht. Das untere Ende der Stützen 4 ist am Boden 9 ebenfalls mit Gelenkpfannen 6 angebracht. Der Boden 9 ist in der Fig. 2 gepunktet angedeutet. Die Federn 7 sind wahlweise an dem unteren Ende der Stützen 4 angebracht oder am Boden 9.

Die Federn 7 ziehen den Wärmetauscher 1 nach unten und schränken ihn dadurch in seiner Beweglichkeit deutlich ein. Zu diesem Zweck sind die Federn 7 sternförmig um den Wärmetauscher 1 angeordnet. Es sind mindestens drei Federn 7 notwendig. In einer vorteilhaften Ausführungsform greifen die mindestens drei Federn 7 im unteren Bereich der zylindrischen Wand 8 des Wärmetauschers 1 schräg nach zum Boden 9 an, so dass die übertragene Kraft mehr in tangentiale als in radiale Richtung wirkt. Die freie Drehbarkeit des Wärmetauschers 1 um seine eigene Längsachse ist durch die Federn 7 soweit eingeschränkt, dass eine stabile Ruhiglage entsteht. Die erfindungsgemässe Aufhängung schränkt auch die Pedelbewegung des Wärmetauschers 1 ein, so dass eine allseitige und dennoch genügend flexible Aufhängung daraus resultiert. Bei der Auslegung der Federkonstanten der Federn 7 ist darauf zu achten, dass sowohl die durch die thermischen Ausdehnungen des Einlasses 2 und des Auslasses 3 auftretenden Kräfte aufgenommen werden können als auch die statistischen Erdbebenanforderungen erfüllt werden können. Zudem werden die Federn 7 mit einem Wegbegrenzer versehen, um eine maximale Auslenkung der Zu- und Ableitungen nicht zu überschreiten. Die Lage der oberen Pratzen 5 zur Befestigung der Stützen 4 ist so zu wählen, dass die unterschiedlichen thermische Ausdehnungen zwischen dem heissen Einlass 2 und dem kalten Auslass 3 gut ausgeglichen werden können.

BEZUGSZEICHNENLISTE

1

Wärmetauscher

2

Einlass

3

Auslass

4

Stützen

5

Obere Pratzen

5

a Untere Pratzen

6

Gelenkpfanne

7

Feder, Federhänger

8

Wand

9

Boden

Claims

1. Aufhängung für einen zylindrischen Wärmetauscher (1) zum Ausgleich der thermischen Ausdehnung der Zu- und Ableitungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1) auf drei Stützen (4) beweglich gelagert ist und der Wärmetauscher (1) zusätzlich mit mindestens drei Federn (7) nach unten gehalten ist.

2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Federn (7) zwischen dem Boden (9) und dem Wärmetauscher (1) angebracht sind.

3. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Stützen (4) als auch die Federn (7) an Pratzen (5, 5a) am Wärmetauscher (1) angebracht sind und zwischen den Stützen (4) und den Pratzen (5) Gelenkpfannen (6) angeordnet sind.

4. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Federn (7) im unteren Bereich des zylindrischen Wärmetauschers (1) schräg nach unten angreifen, so dass die übertragene Kraft mehr in tangentiale als in radiale Richtung wirkt.

5. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1) ein Kühler für Kühlluft einer Gasturbine ist.