DE19953612A1

DE19953612A1 - Horizontal heat exchanger with reversal chamber uses line venting chamber descending from topmost possible geodetic point through second medium chamber to chamber on input and output side.

Info

Publication number: DE19953612A1
Application number: DE19953612A
Authority: DE
Inventors: Urs Graf; Joachim Menden; Guenter Schmalzbauer
Original assignee: ABB Alstom Power Switzerland Ltd
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1999-11-08
Filing date: 1999-11-08
Publication date: 2001-05-10

Abstract

To vent the reversal chamber, a line (5) travels from the topmost possible geodetic point of the chamber through to the input side chamber, the input (1) and output (12) chambers being linked by nearly horizontal exchanger tubes (31,41) to the reversal chamber (13). The tubes run through the chamber (20) for the second medium so the surfaces form exchange surfaces between first and second media. The tubes (31,41) form groups (3,4) of parallel tubes arranged at spacing, the line (5) forming part of the upper group (4) or arranged above this group (4) and the interval (n x s) between line (5) and exchanger tubes (31,41) is a whole number multiple of the group tube spacing.

Description

Technical field

Die Erfindung betrifft Wärmetauscher gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to heat exchangers according to the preamble of the claim 1.

State of the art

Wärmetauscher werden häufig als horizontale Rohrwärmetauscher ausgeführt. Bei diesen sind in zwei Rohrböden mehrere nahezu horizontal verlaufende Rohre angeordnet, durch die ein erstes Medium geleitet wird. Zwischen den Rohrböden ist eine Kammer für ein zweites Medium gebildet, welches die Rohre umströmt. Über die Rohroberflächen wird Wärme vom wärmeren zum kühleren der beiden Medien übertragen. Oft werden derartige Wärmetauscher als Umkehrwärmetauscher gebaut. Dabei strömt das erste Medium von einer Eintrittskammer durch eine erste Anzahl von Wärmetauscherrohren in eine Umkehrkammer, und von dort durch eine zweite Anzahl von Wärmetauscherrohren in eine Austrittskammer, welche auf der gleichen Seite des Wärmetauschers angeordnet ist wie die Eintrittskammer.Heat exchangers are often designed as horizontal tube heat exchangers. In these, two are almost horizontal in two tube plates Pipes arranged through which a first medium is passed. Between Pipe trays form a chamber for a second medium, which is the Flows around pipes. The pipe surfaces heat from the warmer to cooler of the two media transmitted. Such heat exchangers are often used built as a reverse heat exchanger. The first medium flows from one Entry chamber through a first number of heat exchanger tubes Reversal chamber, and from there by a second number of Heat exchanger tubes in an outlet chamber, which is on the same side of the heat exchanger is arranged like the inlet chamber.

Zu Wartungs- oder Inspektionsarbeiten müssen solche Wärmetauscher im Laufe ihrer Betriebsdauer immer wieder entleert und anschliessend wieder befüllt werden, was eine möglichst vollständige Entlüftung der Umkehrkammer erfordert. Hierzu ist an einer geodätisch am höchsten gelegenen Stelle der Umkehrkammer beispielsweise ein Flansch angeordnet, an dem ein Rohr befestigt werden kann, durch welches Luft aus der Umkehrkammer entweichen kann. Diese Entlüftung kann auch sinnvoll sein, um gegebenenfalls sich im Betrieb bildende Gaspolster aus der Umkehrkartmer abzuführen.Such heat exchangers must be used for maintenance or inspection work Emptied again and again during their operating life and then again be filled, which is a complete ventilation of the reversing chamber required. For this, the geodetically highest point is the Reversal chamber, for example, a flange arranged on which a pipe can be attached through which air can escape from the reversing chamber can. This ventilation can also be useful, if necessary, in the To remove operation-forming gas cushions from the reversing carton.

Andererseits verursachen diese externen Entlüftungsleitungen fertigungs- und montagetechnische Probleme. An der Stelle, an welcher der Flansch angebracht ist, entstehen Nahtstellen der Plattierung respektive Gummierung der Wärmetauscherinnenseite, was zu potentieller Korrosionsanfälligkeit führt.On the other hand, these external ventilation lines cause manufacturing and assembly problems. At the point where the flange is appropriate, seams of the plating or gumming occur the inside of the heat exchanger, which leads to potential susceptibility to corrosion.

Weiterhin wird die externe Entlüftungsleitung bislang bei der Montage des Wärmetauschers auf Platz montiert, auch, um Beschädigungen der Entlüftungsleitung während des Transports zu vermeiden. Dort ist bei aller Sorgfalt die Qualitätsicherung nicht in dem Ausmasse zu gewährleisten wie bei der Montage und Fertigung im Werk.Furthermore, the external ventilation line has so far been used when installing the Heat exchanger mounted in place, also to damage the Avoid ventilation line during transport. There is everyone Care not to guarantee quality assurance to the same extent as in assembly and production in the factory.

Die externe Entlüftungsleitung ist zudem immer potentiell durch mechanische Einflüsse von aussen gefährdet.The external vent line is also always potential due to mechanical External influences endangered.

Presentation of the invention

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Entlüftung der Umkehrkammer eines Wärmetauschers der eingangs genannten Art zu schaffen, ohne die vorangehend beschriebenen Nachteile einer externe Entlüftungsleitung in Kauf nehmen zu müssen.The invention seeks to remedy this. The invention, as in the Is characterized, the task is based on a possibility to vent the reversal chamber of a heat exchanger at the beginning to create the type mentioned, without the disadvantages described above to have to accept an external ventilation line.

Erreicht wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.This is achieved by the characterizing features of claim 1.

Kern der Erfindung ist also, innerhalb des Wärmetauschers eine Leitung soweit oben liegend als möglich innerhalb des Wärmetauschers anzuordnen, welche Leitung eine geodätisch möglichst weit oben gelegene Stelle der Umkehrkammer mit der oben gelegenen Kammer der Ein-/Austrittsseite des Wärmetauschers verbindet. Die möglichst weit oben gelegene Position ist dabei durch fertigungs- und montagetechnisch bedingte Einschränkungen gegeben, wie unten erläutert.The essence of the invention is thus a line within the heat exchanger to be placed at the top as possible within the heat exchanger, which Direction a geodetically as high as possible point of the Reversal chamber with the upper chamber on the entry / exit side of the Heat exchanger connects. The position as high as possible is thereby due to manufacturing and assembly-related restrictions given as explained below.

Bei einem Wärmetauscher, der über horizontale Wärmetauscherrohre verfügt, die in Rohrböden befestigt sind, wird zur Realisierung der Erfindung wenigstens ein Wärmetauscherrohr mit einem Ende an einer geodätisch weitestmöglich oben gelegenen Position eines umkehrseitigen Rohrbodens angeordnet, und zu einer Kammer der Ein-/Austrittsseite geführt. Dieses Rohr fungiert dann während des Befüllens des Wärmetauschers als Entlüftungsrohr für die Umkehrkammer. Dabei ist die möglichst weit oben gelegene Position durch den fertigungs- und montagetechnisch erforderlichen Abstand des Rohres respektive der Bohrung des Rohrbodens von einer Schweissnaht gegeben, mittels welcher Schweissnaht der Rohrboden in einem Behälter befestigt wird. Daneben ist noch der Platzbedarf eines Einwalzwerkzeuges beim Einwalzen der Rohre in die Rohrböden zu berücksichtigen. Beim Einsatz üblicher Fertigungsmethoden kann als Faustregel ein Mindestabstand der Rohrachse von der Behälterwand von 50 mm angenommen werden, und ein Mindestabstand des Bohrungsrandes von der Behälterwand von etwa 20 mm, wobei diese Masse natürlich mit den Fertigungsmethoden und der Behältergeometrie variieren. Aus dem Mindestabstand resultiert, dass in der Umkehrkammer ein Luftpolster erhalten bleibt, welches jedoch hinreichend klein ist, um keine störenden Effekte auszubilden. Weiterhin kann angenommen werden, dass bei einer hinreichend heftigen Flüssigkeitsströmung dieses Restluftpolster durch dynamische Effekte mitgerissen wird.In the case of a heat exchanger that has horizontal heat exchanger tubes, which are fastened in tube sheets, is used to implement the invention at least one heat exchanger tube with one end on a geodetic position of an inverted tube plate as high as possible arranged, and led to a chamber of the entry / exit side. This pipe then acts as a ventilation pipe during the filling of the heat exchanger for the reversal chamber. The position is as high as possible due to the distance required by the manufacturing and assembly technology Tube or the bore of the tube sheet by a weld given by means of which weld seam the tube sheet in a container is attached. In addition, there is the space requirement of a rolling tool to be taken into account when rolling the tubes into the tube sheets. When using As a rule of thumb, usual manufacturing methods can be a minimum distance Pipe axis of the container wall of 50 mm can be assumed, and a Minimum distance of the edge of the hole from the tank wall of about 20 mm, this mass of course with the manufacturing methods and the Vessel geometry vary. The minimum distance results in that in the Reversal chamber an air cushion remains, which is sufficient is small in order not to produce any disruptive effects. Furthermore can be assumed to be sufficiently violent Liquid flow of this residual air cushion through dynamic effects gets carried away.

Aus fertigungstechnischen Gründen sind die Wärmetauscherrohre meist in Gruppen parallel verlaufender Rohre zusammengefasst, die untereinander einen konstanten Abstand aufweisen, und im Querschnitt auf einem bevorzugt rautenförmigen Raster angeordnet sind. Bei Neukonstruktionen von Wärmetauschern kann vorneweg vorgesehen werden, dass die geodätisch am weitesten oben liegenden Wärmetauscherrohre beim Befüllen als Entlüftungsrohre wirkbar sind. Hierzu müssen die Wärmetauscherrohre wie beschrieben so weit wie eben möglich an die obere Wand des Wärmetauschers herangelegt werden. Wo dies nicht möglich oder nicht erwünscht wird, wird der Wärmetauscher mit wenigstens einem zusätzlichen internen Rohr versehen, welches in der Einbaulage geodätisch oberhalb der obersten Wärmetauscherrohre angeordnet ist, und somit als Entlüftungsrohr wirkbar ist. Dabei ist es fertigungstechnisch ganz besonders von Vorteil, die Entlüftungsrohre so anzuordnen, dass der Abstand der Entlüftungsrohre untereinander und von den Wärmetauscherrohren einem ganzzahligen Vielfachen des Abstandes der Wärmetauscherrohre untereinander entspricht, und dass die Entlüftungsrohre auf einer Fortsetzung des Rasters der Wärmetauscherrohre angeordnet sind. Auf diese Weise können bereits bestehende Wärmetauscherkonstruktionen mit geringem Aufwand auf die interne Entlüftung umkonstruiert werden. Aus denselben Überlegungen wird eine Anordnung der Entlüftungsrohre parallel zu den Wärmetauscherrohren bevorzugt. Ebenso ist im Sinne einer unproblematischen Herstellung als Entlüftungsrohr ein identisches Rohr wie die Wärmetauscherrohre zu wählen. Bei der Ausführung des Wärmetauschers wird mit Vorteil darauf geachtet, dass die Dichteänderung des ersten Mediums beim Durchströmen der Wärmetauscherrohre die Konvektionsströmung im Wärmetauscher unterstützt. For manufacturing reasons, the heat exchanger tubes are mostly in Groups of parallel pipes are grouped together, one below the other have a constant distance, and preferred in cross section on one diamond-shaped grid are arranged. For new designs of Heat exchangers can be provided in advance that the geodetically on farthest overhead heat exchanger tubes when filling as Vent pipes are effective. To do this, the heat exchanger tubes must be like described as far as possible on the top wall of the Heat exchanger are put on. Where this is not possible or not is desired, the heat exchanger with at least one additional internal pipe, which in the installation position geodetically above the top heat exchanger tubes is arranged, and thus as a vent pipe is real. It is particularly advantageous in terms of production technology that Arrange ventilation pipes so that the distance between the ventilation pipes with each other and from the heat exchanger tubes an integer Corresponds to multiples of the distance between the heat exchanger tubes, and that the ventilation pipes on a continuation of the grid of the Heat exchanger tubes are arranged. That way you can already existing heat exchanger designs with little effort on the internal ventilation to be redesigned. The same reasoning becomes an arrangement of the ventilation pipes parallel to the heat exchanger pipes prefers. Likewise, in the sense of an unproblematic production Breather pipe to choose an identical pipe as the heat exchanger pipes. When executing the heat exchanger, care is taken to ensure that the change in density of the first medium as it flows through the Heat exchanger tubes support the convection flow in the heat exchanger.

Das heisst, wenn das erste Medium beim Durchströmen des Wärmetauschers Wärme aufnimmt, so wird bevorzugt die Austrittskammer geodätisch oberhalb der Eintrittskammer angeordnet. Umgekehrt wird die Austrittskammer bevorzugt unterhalb der Eintrittskammer angeordnet, wenn das erste Medium Wärme abgibt.This means if the first medium flows through the heat exchanger Absorbs heat, the outlet chamber is preferably geodetically above arranged the entrance chamber. The exit chamber is reversed preferably arranged below the inlet chamber when the first medium Emits heat.

Häufig werden die Kondensatoren von Dampfturbinenanlagen als derartige horizontale Rohrwärmetauscher ausgeführt, wobei das erste Medium eine Kühlflüssigkeit, also beispielsweise Kühlwasser, ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, weil das erste Medium dann keinen Phasenübergang innerhalb des Wärmetauschers durchmacht. Daher finden keine dramatischen Volumenänderungen innerhalb der Wärmetauscherrohre statt, was deren Durchströmung gut beherrschbar macht. Umgekehrt bildet die Kammer für das zweite Medium ein hinreichend grosses Volumen, um hier problemlos eine Strömung mit grossen Dichteänderungen beherrschen zu können.The capacitors of steam turbine plants are often used as such horizontal tube heat exchanger, the first medium being a Cooling liquid, for example cooling water. This is particularly so advantageous because the first medium then has no phase transition within the Undergoes heat exchanger. Therefore, do not find any dramatic Volume changes take place within the heat exchanger tubes, what their Makes the flow easily manageable. Conversely, the chamber forms for that second medium a sufficiently large volume to easily add one To be able to control flow with large changes in density.

Selbstverständlich ist es auch möglich, das zweite Medium zu verdampfen, oder ohne Phasenübergang zu erwärmen oder abzukühlen. Indes wird aus den oben angeführten Gründen zu bevorzugen sein, einen Phasenübergang des die Rohre durchströmenden Mediums im Betrieb zu vermeiden.Of course, it is also possible to evaporate the second medium, or to heat or cool without phase transition. Meanwhile, the reasons given above should be preferred, a phase transition of the to avoid the medium flowing through the pipes during operation.

Brief description of the drawing

Die Erfindung wird durch anhand der Zeichnung illustrierten Ausführungsbeispielen erläutert. Im Einzelnen zeigenThe invention is illustrated by the drawing Exemplary embodiments explained. Show in detail

Fig. 1 und 2 einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch einen Kondensator, der als Wärmetauscher mit den erfindungswesentlichen Merkmalen ausgeführt ist; Fig. 1 and 2, a longitudinal section and a cross section through a capacitor, which is designed as a heat exchanger with the invention essential characteristics;

Fig. 3 und 4 einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung; FIGS. 3 and 4 shows a longitudinal section and a cross section through a further preferred embodiment of the invention;

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Wärmetauschers. Fig. 5 shows a cross section through a further embodiment of an inventive heat exchanger.

Way of carrying out the invention

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen vereinfacht dargestellten Kondensator gezeigt, welcher einen Wärmetauscher mit allen erfindungswesentlichen Merkmalen darstellt. Durch einen Eintrittsflansch 111 strömt Kühlwasser in die Eintrittskammer 11 ein. Von dort strömt das Kühlwasser durch die Wärmetauscherrohre 31 einer ersten Rohrgruppe 3 zur Umkehrseite 13 des Wärmetauschers, und von dort durch die Wärmetauscherrohre 41 einer zweiten Rohrgruppe 4 in die Austrittskammer 12. Selbstverständlich können pro Strömungsrichtung auch mehr als eine Rohrgruppe vorhanden sein. Von der Austrittskammer fliesst das Wasser durch einen Austrittsflansch 121 ab. In der Mitte des Kondensators trennen Rohrböden 202 einen Kondensationsraum 20 gegen die Ein-/Austrittsseite und die Umkehrseite ab. Dampf, beispielsweise aus dem Niederdruckteil einer Dampfturbine, strömt durch den Dampfeintrittsflansch 201 in diese Kammer 20 ein, und gibt über die Rohre 31, 41 Wärme an das Kühlwasser ab. Bei entsprechender Auslegung der Wärmetauscherflächen kondensiert der Dampf und schlägt sich am Boden der Kondensatkammer als Kondensat nieder, das über einen nicht dargestellten Kondensatauslass beispielsweise wieder einem Wasser-Dampfkreislauf eines Dampf- oder Kombikraftwerks zugeführt werden kann. Das Kühlwasser wird also beim Durchströmen der Wärmetauscherrohre 31, 41 erwärmt. Durch die Anordnung der Austrittskammer geodätisch oberhalb der Eintrittskammer wird die Strömung des Kühlwassers durch den resultierenden Dichteunterschied unterstützt. Weiterhin strömt das wärmeabgebende Medium in der Kammer 20 von oben nach unten, während das Kühlwasser in den oberen Rohren 41 bereits wärmer ist als in den unteren Rohren 31. Dadurch wird in gewisser Weise eine Gegenstromwärmeübertragung realisiert. Die Wärmetauscherrohre sind durch die Rohrböden hindurchgeführt und beispielsweise durch Einwalzen so befestigt, dass die Durchführöffnungen hermetisch abgedichtet sind. Die Rohrböden 202 selbst sind innerhalb des Kondensators ebenfalls so befestigt, dass die Kondensatkammer 20 hermetisch gegen die Ein- und Austrittskammer 11, 12 und die Umkehrkammer 13 abgedichtet ist. Es findet demnach kein Stoffaustausch zwischen den im Wärmetauscher strömenden Medien statt. Innerhalb der Kondensatkammer sind die Wärmetauscherrohre in Stützplatten 203 gehalten, die den Einbauten der Kondensatkammer eine grössere Steifigkeit verleihen, und insbesondere Schwingungen der Rohre zu vermeiden helfen. Die Stützplatten ihrerseits sind so aufgebaut und in der Kondensatkammer befestigt, dass quer über diese ein Stoffaustausch erfolgen kann, sie also die Kondensatkammer nicht unterteilen. Alle Rohre sind zur Ein-/Austrittsseite hin mit einer leichten Neigung angeordnet. Dies bewirkt, dass beim Entleeren des Kondensators, beispielsweise für Wartungsarbeiten, das Kühlwasser schneller aus der Umkehrseite abfliesst. Bevorzugt kommen innerhalb eines solchen Wärmetauschers identische Rohre zum Einsatz, die zueinander parallel verlaufen. Dies hat bei der Fertigung den Vorteil, in beide Rohrböden und alle Stützplatten mit einem einzigen Werkzeug und mit einem einzigen Bearbeitungsmuster die Bohrungen zur Aufnahme der Rohre einbringen zu können. Zusätzliche Rohre 5 sind in Betriebslage in einer geodätisch weitmöglichst oben liegenden Position angeordnet, und damit als Entlüftungsrohre wirkbar. Die Entlüftungsrohre verlaufen mit Vorteil ebenfalls parallel zu den Wärmetauscherrohren. Beim Befüllen des Kondensators wird Wasser durch den Eintrittsflansch 111 eingebracht, und strömt durch die Rohre 31 auf die Umkehrseite. Von dort verdrängte Luft strömt über nicht vom Wasser bedeckte Rohre in die Austrittskammer 12 und durch den Austrittsflansch 121 ab. Um ein in der Umkehrkammer 13 verbleibendes Restluftpolster möglichst klein zu halten, muss an einer möglichst weit oben liegenden Position der Umkehrkammer eine Entlüftungsmöglichkeit vorgesehen werden, die erfindungsgemäss eben durch die am weitesten oben liegenden Rohre 5 gegeben ist. Die Entlüftung wird aus verschiedenen Gründen in die Austrittskammer geführt; unter anderem spart dies gegenüber einer Entlüftung in die Atmosphäre ein zur Entlüftung zu betätigendes und potentiell störanfälliges Absperrorgan. Weiterhin kann eine in die Austrittskammer geführte Entlüftung permanent wirken: Wenn sich unter ungünstigen Betriebsbedingungen Gaspolster in der Umkehrkammer 13 bilden, werden diese ebenfalls durch die Rohre 5 in die Austrittskammer 12 abgeführt. Inder Praxis können die Entlüftungsrohre 5 nicht unmittelbar bis an den oberen Rand des Rohrbodens herangezogen werden. Zur Herstellung des Kondensators - insbesondere ist an das Einschweissen des Rohrbodens, Korrosionsschutzbeschichtung der Innenwände, und das Einwalzen der Rohre zu denken - muss ein Abstand von im Allgemeinen 30 mm bis 50 mm zu der an einen Rohrboden angrenzenden Behälterwand eingehalten werden. Dadurch verbleibt ein theoretisches Restluftpolster einer Dicke d in der Umkehrkammer. Dieses Polster wird in der Praxis kleiner sein, da bei der Durchströmung der Umkehrkammer mit Kühlwasser damit zu rechnen ist, dass dieses Restluftpolster grossenteils von der Kühlwasserströmung mitgerissen wird. Auf jeden Fall ist bei der erfindungsgemässen Ausführung der Entlüftung das Restluftpolster hinreichend klein, um keine negativen Folgen für die Wirkung des Kondensators zu haben. Hingegen werden die oben zitierten Nachteile einer externen Entlüftungsleitung vermieden.In Fig. 1 is a section through a simplified section capacitor, which represents a heat exchanger with all features essential to the invention. Cooling water flows into the inlet chamber 11 through an inlet flange 111 . From there, the cooling water flows through the heat exchanger tubes 31 of a first tube group 3 to the reverse side 13 of the heat exchanger, and from there through the heat exchanger tubes 41 of a second tube group 4 into the outlet chamber 12 . Of course, there can also be more than one tube group per flow direction. The water flows out of the outlet chamber through an outlet flange 121 . In the middle of the condenser, tube sheets 202 separate a condensation space 20 from the entry / exit side and the reverse side. Steam, for example from the low-pressure part of a steam turbine, flows into the chamber 20 through the steam inlet flange 201 and gives off heat to the cooling water via the pipes 31 , 41 . With an appropriate design of the heat exchanger surfaces, the steam condenses and condenses at the bottom of the condensate chamber as condensate, which can be returned to a water-steam circuit of a steam or combined cycle power plant, for example, via a condensate outlet, not shown. The cooling water is thus heated as it flows through the heat exchanger tubes 31 , 41 . By arranging the outlet chamber geodetically above the inlet chamber, the flow of the cooling water is supported by the resulting difference in density. Furthermore, the heat-emitting medium flows in the chamber 20 from top to bottom, while the cooling water in the upper tubes 41 is already warmer than in the lower tubes 31 . In a way, countercurrent heat transfer is thereby realized. The heat exchanger tubes are passed through the tube sheets and fastened, for example by rolling in, in such a way that the through openings are hermetically sealed. The tube sheets 202 themselves are also fastened within the condenser in such a way that the condensate chamber 20 is hermetically sealed against the inlet and outlet chambers 11 , 12 and the reversing chamber 13 . Accordingly, there is no mass transfer between the media flowing in the heat exchanger. Inside the condensate chamber, the heat exchanger tubes are held in support plates 203 , which give the internals of the condensate chamber greater rigidity, and in particular help to avoid vibrations of the tubes. The support plates in turn are constructed and fastened in the condensate chamber so that a mass transfer can take place across them, that is, they do not subdivide the condensate chamber. All pipes are arranged with a slight inclination towards the entry / exit side. This means that when the condenser is emptied, for example for maintenance work, the cooling water flows out of the reverse side more quickly. Identical tubes which run parallel to one another are preferably used within such a heat exchanger. During production, this has the advantage that the bores for receiving the tubes can be made in both tube plates and all support plates with a single tool and with a single machining pattern. In the operating position, additional pipes 5 are arranged in a position that is as geodesically as possible at the top, and thus can be used as ventilation pipes. The ventilation pipes also advantageously run parallel to the heat exchanger pipes. When the condenser is filled, water is introduced through the inlet flange 111 and flows through the pipes 31 to the reverse side. Air displaced from there flows through pipes not covered by water into the outlet chamber 12 and through the outlet flange 121 . In order to keep a residual air cushion remaining in the reversing chamber 13 as small as possible, a venting possibility must be provided at a position of the reversing chamber that is as high as possible, which according to the invention is given by the pipes 5 lying at the top. The vent is led into the outlet chamber for various reasons; Among other things, this saves a shut-off device that has to be operated for venting and is potentially susceptible to faults compared to venting into the atmosphere. Furthermore, venting into the outlet chamber can have a permanent effect: if gas cushions form in the reversing chamber 13 under unfavorable operating conditions, these are likewise discharged through the pipes 5 into the outlet chamber 12 . In practice, the ventilation pipes 5 cannot be used right up to the upper edge of the tube sheet. For the production of the condenser - in particular the welding of the tube sheet, the anti-corrosion coating of the inner walls and the rolling of the tubes have to be considered - a distance of generally 30 mm to 50 mm to the container wall adjacent to a tube sheet must be maintained. This leaves a theoretical residual air cushion with a thickness d in the reversing chamber. In practice, this cushion will be smaller since cooling water can flow through the reversing chamber so that this residual air cushion is largely carried away by the cooling water flow. In any case, when the vent is designed according to the invention, the residual air cushion is sufficiently small to have no negative consequences for the action of the condenser. On the other hand, the disadvantages of an external ventilation line cited above are avoided.

Der Kondensator ist in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt. Dabei ist die Anordnung der Wärmetauscherrohre 31, 41 jeder Gruppe auf einem rautenförmigen Raster eine Vorzugsvariante. Die Rauten schliessen bevorzugt die Winkel 60° und 120° ein. Entlang der durch diese Winkel vorgegebenen Linien ist der Abstand s zwischen zwei Wärmetauscherrohren einer Gruppe immer gleich. Die Entlüftungsrohre 5 sind ebenfalls auf einer Fortsetzung dieses Rasters angeordnet, so, dass der Abstand zu den Wärmetauscherrohren entlang diese Linien ein ganzzahliges Vielfaches des Rastermasses s ist. Weiterhin werden alle Rohrgruppen bevorzugt so angeordnet, dass das Anordnungsraster einer Rohrgruppe unmittelbar aus dem Raster einer anderen Rohrgruppe hervorgeht. Aufgrund der Anordnung aller Rohre auf einem einheitlichem Raster, und deren parallelem Verlauf, können die Bohrungen für die Rohre in den Rohrböden und den Stützplatten besonders einfach auf einer NC-Bohrmaschine hergestellt werden.The capacitor is shown in cross section in FIG. 2. The arrangement of the heat exchanger tubes 31 , 41 of each group on a diamond-shaped grid is a preferred variant. The diamonds preferably enclose the angles 60 ° and 120 °. Along the lines defined by these angles, the distance s between two heat exchanger tubes in a group is always the same. The ventilation pipes 5 are also arranged on a continuation of this grid, so that the distance to the heat exchanger pipes along these lines is an integral multiple of the grid dimension s. Furthermore, all pipe groups are preferably arranged in such a way that the arrangement grid of one pipe group emerges directly from the grid of another pipe group. Due to the arrangement of all tubes on a uniform grid, and their parallel course, the holes for the tubes in the tube sheets and the support plates can be made particularly easily on an NC drilling machine.

Die vorangehend beschriebene und in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung eignet sich besonders dann, wenn die Erfindung bei einer Revision einer bereits vorhandenen Konstruktion implementiert werden soll. Die Erfindung kann durch Anbringen der Entlüftungsrohre 5 sehr einfach implementiert werden, ohne dass eine vollständige Neukonstruktion und eine Umstellung der Fertigung und der Logistik notwendig ist. Bei der Fertigung der Rohrböden und der Stützplatten kann das Bohrungsbild für die Wärmetauscherrohre ohne jegliche Änderungen übernommen werden; es müssen lediglich zusätzliche Bohrungen für die Entlüftungsrohre gefertigt werden. Da die Entlüftungsrohre auf dem gleichen Raster angeordnet werden wie die Wärmetauscherrohre, können die zusätzlich notwendigen Bohrungen auf einer NC-Bohrmaschine einfach hergestellt werden. In Bezug auf den zusätzlichen Fertigungsaufwand ist festzustellen, dass eine Entlüftungsleitung ohnehin notwendig ist. Dem Aufwand für die Implementation der internen Leitung direkt im Werk steht die Montage einer externen Leitung am Installationsort gegenüber, was im allgemeinen ungleich aufwendiger ist, und wobei sich der Fertigungsprozess einer umfassenden Qualitätskontrolle, wie sie im Werk gewährleistet wird, leicht entziehen kann. Bei der Umrüstung bestehender Konstruktionen ist zu beachten, dass die zusätzlich implementierten Rohre im Betrieb des Wärmetauschers auch als Wärmetauscherrohre wirken. Die Anzahl installierter zusätzlicher interner Entlüftungsrohre sollte daher nicht unnötig hoch ausfallen, um die Wärmebilanzen des Wärmetauschers nicht unnötig von der ursprünglichen Auslegung zu verschieben. Im Extremfall kann hierbei ein einzelnes Rohr genügen; um jedoch bei einem eventuellen Verstopfen eines internen Entlüftungsrohres eine gewisse Redundanz zu haben - und auch, um das Befüllen des Wärmetauschers zu beschleunigen -, werden zwei oder drei zusätzliche interne Entlüftungsrohre eine gute Wahl darstellen. The embodiment of the invention described above and shown in FIGS. 1 and 2 is particularly suitable when the invention is to be implemented when revising an already existing construction. The invention can be implemented very simply by attaching the ventilation pipes 5 without a completely new construction and a change in the production and the logistics being necessary. When manufacturing the tube sheets and the support plates, the hole pattern for the heat exchanger tubes can be adopted without any changes; only additional holes for the ventilation pipes have to be made. Since the ventilation pipes are arranged on the same grid as the heat exchanger pipes, the additional holes required can be easily made on an NC drilling machine. With regard to the additional manufacturing effort, it should be noted that a ventilation line is necessary anyway. The effort for the implementation of the internal line directly in the factory is offset by the installation of an external line at the installation site, which is generally much more complex, and the manufacturing process can easily be avoided by a comprehensive quality control, as is guaranteed in the factory. When converting existing constructions, it should be noted that the additionally implemented pipes also act as heat exchanger pipes when the heat exchanger is in operation. The number of additional internal ventilation pipes installed should therefore not be unnecessarily high in order not to unnecessarily shift the heat balances of the heat exchanger from the original design. In extreme cases, a single pipe can suffice; however, in order to have some redundancy in the event of an internal ventilation pipe becoming blocked - and also to speed up the filling of the heat exchanger - two or three additional internal ventilation pipes will be a good choice.

Bei der Neukonstruktion eines Wärmetauschers kann die Erfindung unmittelbar berücksichtigt werden. Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Beispiel sind die Wärmetauscherrohre 41 einer obersten Gruppe 4 auf der Umkehrseite möglichst nahe, das heisst bis auf den fertigungs- und montagebedingten Abstand d, an die Oberkante der Umkehrkammer 13 herangezogen. Auf diese Weise wirken die geodätisch am weitesten oben angeordneten Wärmetauscherrohre 41 beim Befüllen des Wärmetauschers unmittelbar als Entlüftungsrohre 5. Wiederum sind alle Rohre im Querschnitt auf einem einheitlichen rautenförmigen Raster angeordnet.The invention can be taken into account immediately when redesigning a heat exchanger. In the example shown in FIGS . 3 and 4, the heat exchanger tubes 41 are as close as possible to an uppermost group 4 on the reversing side, that is to say up to the manufacturing and assembly-related distance d, are drawn to the upper edge of the reversing chamber 13 . In this way, the heat exchanger tubes 41 , which are located at the top geodesically, act directly as ventilation tubes 5 when the heat exchanger is filled. Again, all tubes are arranged in cross-section on a uniform diamond-shaped grid.

Schliesslich kann die Erfindung selbstverständlich nicht nur in Wärmetauschern mit rechteckigem Querschnitt realisiert werden, sondern es sind selbstverständlich auch andere Querschnittsformen, wie zum Beispiel Ovale, Ellipsen, oder, in Fig. 5 dargestellt, Kreisquerschnitte möglich. In Fig. 5 erkennbar, können auch hier alle erfindungsrelevanten Merkmale der vorangehend dargestellten Ausführungsbeispiele realisiert werden.Finally, the invention can of course not only be implemented in heat exchangers with a rectangular cross-section, but other cross-sectional shapes, such as ovals, ellipses, or, as shown in FIG. 5, circular cross-sections are of course also possible. Seen in Fig. 5, all relevant to the invention features of the embodiments shown above can also be implemented here.

In den Ausführungsbeispielen wurde die Erfindung anhand von Kondensatoren dargestellt, bei denen das die Rohre durchströmende Medium Wärme aufnimmt. Für den Fachmann ist ohne weiteres ersichtlich, dass die Erfindung auch realisiert werden kann, wenn das die Rohre durchströmende Medium Wärme abgibt. In diesem Falle ist es sinnvoll, die Eintrittskammer geodätisch oberhalb der Austrittskammer anzuordnen. Die Erfindung kann selbstverständlich auch ohne Phasenübergang in der Kammer 20 realisiert werden. Hingegen wird es aus fluidmechanischen Gründen von Vorteil sein, aber nicht zwingend, wenn das die Rohre durchströmende Medium eine Flüssigkeit ist, und innerhalb des Wärmetauschers keinen Phasenübergang vollzieht. Dem Fachmann offenbart sich im Lichte der vorangehenden Ausführungen eine Vielfalt unterschiedlicher Ausgestaltungen der durch die Ansprüche gekennzeichneten Erfindung. In the exemplary embodiments, the invention has been illustrated with the aid of capacitors in which the medium flowing through the tubes absorbs heat. It is readily apparent to the person skilled in the art that the invention can also be implemented if the medium flowing through the tubes gives off heat. In this case it makes sense to arrange the inlet chamber geodetically above the outlet chamber. The invention can of course also be implemented without a phase transition in the chamber 20 . On the other hand, it will be advantageous for fluid mechanical reasons, but not mandatory, if the medium flowing through the pipes is a liquid and does not undergo a phase transition within the heat exchanger. A variety of different configurations of the invention characterized by the claims will be apparent to those skilled in the art in the light of the foregoing.

Reference list

33rd

erste Rohrgruppe
first tube group

44th

zweite Rohrgruppe
second pipe group

55

Entlüftungsrohre
Ventilation pipes

1111

Eintrittskammer
Entry chamber

1212th

Austrittskammer
Exit chamber

1313

Umkehrkammer
Reversal chamber

1414

Trennsteg
Separator

2020th

Kammer
chamber

3131

Wärmetauscherrohre der ersten Rohrgruppe
Heat exchanger tubes of the first tube group

4141

Wärmetauscherrohre der zweiten Rohrgruppe
Heat exchanger tubes of the second tube group

111111

Kühlwasser-Eintrittsflansch
Cooling water inlet flange

121121

Kühlwasser-Austrittsflansch
Cooling water outlet flange

201201

Dampf-Eintrittsflansch
Steam inlet flange

202202

Rohrboden
Tube sheet

203203

Stützplatte
d maximale Dicke des verbleibenden Luftpolsters
n ganze Zahl
s Abstand zweier Wärmetauscherrohre, Rastermass
Support plate
d maximum thickness of the remaining air cushion
n integer
s Distance between two heat exchanger tubes, grid dimension

Claims

1. Horizontal heat exchanger comprising an inlet and an outlet chamber ( 11 , 12 ) and a reversing chamber ( 13 ) for a first medium, the inlet and outlet chambers being arranged on an inlet and outlet side of the heat exchanger, and the reversing chamber is arranged on a reverse side of the heat exchanger, and a chamber ( 20 ) for a second medium, which chamber is arranged between the inlet and outlet sides and the reverse side, characterized in that a line ( 5 ) within the heat exchanger from one for venting the reverse chamber geodetically as far as possible the top of the reversing chamber is guided through the chamber for the second medium into a chamber on the inlet and outlet side.

2. Heat exchanger according to claim 1, in which heat exchanger a number of almost horizontally extending heat exchanger tubes ( 31 , 41 ) connect the inlet chamber ( 11 ) and the outlet chamber ( 12 ) with the reversing chamber ( 13 ), which tubes through the chamber ( 20 ) for pass the second medium, and their surfaces act as heat exchanger surfaces between the first and the second medium.

3. Heat exchanger according to claim 2, in which the heat exchanger, the heat exchanger tubes are combined into groups ( 3 , 4 ) of parallel tubes, and the tubes within a group are at a fixed distance (s) from one another.

4. Heat exchanger according to claim 3, wherein the geodetically uppermost pipes ( 5 ) of a uppermost pipe group ( 4 ) are arranged as a device for venting the reversing chamber on a geodetically highest part of the reversing chamber.

5. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that for venting the reversing chamber at least one vent pipe ( 5 ) is arranged geodetically above an uppermost pipe group ( 4 ).

6. Heat exchanger according to claim 5, characterized in that the Vent pipe runs parallel to the heat exchanger pipes.

7. Heat exchanger according to claim 5, characterized in that the distance (n × s) of a ventilation tube ( 5 ) from a heat exchanger tube ( 31 , 41 ) is an integer multiple (n) of the distance (s) of the heat exchanger tubes of a group from one another.

8. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the first Medium is heated, and the inlet chamber geodetically below the Outlet chamber is arranged.

9. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the first Medium is cooled, and the inlet chamber geodetically above the Outlet chamber is arranged.

10. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the first Medium is a liquid and none in the heat exchanger Phase transition takes place.

11. Heat exchanger according to claim 9, characterized in that the Heat exchanger is an evaporator for the second medium.

12. Heat exchanger according to claim 8, characterized in that the Heat exchanger is a condenser for the second medium.