DE2008314A1

DE2008314A1 - Druckgefäß

Info

Publication number: DE2008314A1
Application number: DE19702008314
Authority: DE
Inventors: Colin Upper Wahngham Surrey Smith (Großbritannien)
Original assignee: Lummus Co
Current assignee: Lummus Technology LLC
Priority date: 1969-02-25
Filing date: 1970-02-23
Publication date: 1971-02-18
Also published as: US3605880A; BE746526A; FR2032403B1; FR2032403A1; GB1250566A

Description

Dr EMIL VORWERK ^{80illöRa3EN2EU/MÖNCHEN}'23. Februar 1970

PATENTANWALT Mozarts*.v. Telefon 08142,0359

20083U-

Postiditdckonto: MOndien 175459 Bank: Deutsdie Bank München, Zweigst. Maximilianilr., Kto. 41/3(230

L 526/70 DrV/L

THE LUMMUS COMPANY
1515 Broad Street, Blopmfield, New Jersey (V.St.A.)

Druckgefäß

Die Erfindung betrifft Druckgefäße und insbesondere Druckgefäße vom Typ mit Druckmantel und einem oder mehreren darin befindlichen Rohren, bei denen mindestens zwei gasförmige und/oder flüssige Medien, die unterschiedliche Drücke mit einer verhältnismäßig hohen Druckdifferenz zwischen diesen Drücken aufweisen, sich in dem Druckgefäß befinden, oder durch das Druckgefäß geleitet werden. Derartige Druckgefäße dienen z.B. als Erhitzer, Kessel, Wärmeaustauscher, Autoklaven u.dgl., in denen auch chemische Umsetzungen' unter hohen Druckbedingungen durchgeführt werden können.

Verschlußeinrichtungen für derartige Druckgefäße benötigten bisher gewöhnlich Dichtungsringe, -scheiben o.dgl., und wenn derartige Gefäße bei verhältnismäßig hohen Druckdifferenzen betrieben werden, z.B. hohen Druckdifferenzen zwischen Wärmeaustauschmedien, treten nicht selten Mängel durch eine gewisse Medienleckage auf, d.h. in der Hochdruckzone befindliches oder durch diese fließendes Medium tritt in das in der Nieder-

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druckzone befindliche Medium ein und wird mit diesem vermischt. Weiterhin treten bei waagerecht angeordneten Druckgefäßen häufig beträchtliche Schwierigkeiten hinsichtlich einer ordnungsgemäßen Anordnung und Ausrichtung während des Zusammenbaus der Verschlußkopfteile einschließlich der- Dichtungsringe oder -scheiben auf.

Durch die Erfindung werden derartige und ähnliche Mängel beseitigt. Die wesentlichen Gesichtspunkte sowie bevorzugte Merkmale des Erfindungsgegenstandes gehen aus den nachstehenden Erläuterungen in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung hervor. Die Zeichnung zeigt einen Teilschnitt durch ein nach den Regeln der Erfindung ausgebildetes Druckgefäß, wobei als bevorzugtes Ausführungsbeispiel ein Druckgefäß mit einem Druckmantel und in einem Rohrboden geführten Rohren, z.B. ein Wärmeaustauscher, dargestellt ist. In entsprechender Weise kann die Erfindung jedoch auch bei anderen Druckgefäßen der vorstehend angegebenen Art mit voneinander getrennten Druckkammern Anwendung finden. Zur Vereinfachung erfolgt die Erläuterung nachstehend nur in Verbindung mit einem derartigen Wärmeaustauscher, bei einem anderen Druckgefäß der genannten Art gilt Entsprechendes. Die Zeichnung zeigt die Verschlußeinrichtung gemäß der Erfindung in geschlossener Stellung.

In der Zeichnung ist ein Druckgefäß vom Typ eines Rohrbündelwärmeaustauschers mit in Rohrböden geführten Rohren zusammenfassend mit 10 bezeichnet; es umfaßt eine zylindrische Kammer 11, an der ein zylindrischer Kanal- oder kammerartiger Verschlußteil 12 angebracht ist, z.B. durch Schweißen. Der kanalartige Verschlußteil 12 weist Einlaß- und Auslaßleitungen 13 und m mit eingepaßten Einsätzen 15 auf und dient zur Aufnahme einer nachstehend näher erläuterten Abdichtungseinrichtung. Die innere Oberfläche des kanalartigen Verschlußteils 12 ist mit einer ersten Widerlagerschulter 15a und einer zweiten Widerlagerschulter 16, einem um den Umfang laufenden Anschlag oder Grat sowie einer ersten um den Umfang laufenden Nut 18 und einer zwei-

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ten ebenfalls üb den Umfang laufenden Nut 19 versehen. Der innere Durchmesser der zweiten Widerlagerschulter 16 let größer als der innere Durchmesser der Widerlagersehulter 15a, der Durchmesser des Grate 17 ist etwas größer als der Äußere Durchmesser der ersten Widerlagerschulter 15a und etwas kleiner als der innere Durchmesser der zweiten Widerlagerschulter 1$.

Das DruckgefSÄ 10 wird geschlossen, indem zunächst ein platten- oder scheihe^iSreiger Rohrboden 30 (mit den darin geführten und befestigten Rohren 31) in den kanalartigen Verschlußteil 12 eingeschoben wird, bii der Rohrboden 3p an der ersten Wider-. lagerschulter ISa anliegt. Der Rohrboden bildet die Trennwand | zwischen den getrennten Druckkammern. Der Rohrboden 30 hat einen generell etwa rechteckigen Querschnitt und weist eine zylindrisch geformte Schulter 32 mit einem vorspringenden Armstumpf 32a gegenüber der Stelle auf, wo sich die Nut 18 in dem kanalartigen Verschlußteil 12 befindet. Ein Verriegelungsspaltring 33 von etwa rechteckigem Querschnitt befindet sich in der Nut 18 des kanalartigen Verschlußteils 12 und wird in der Nut 18 durch einen keilförmigen Haltering 33a, der mit der Schulter 32 des Rohrbodens30 in Eingriff steht, gehalten. Eine axiale Einwärtsbewegung des Rohrbodens 30 wird durch Anschlag der inneren Oberfläche des Rohrbodens 30 an die Schulter 15a des kanalartigen Verschlußteils 12 verhindert, während eine Bewegung in der entgegengesetzten Richtung durch den in der Nut 18 angeordneten Ver- I riegelungsspaltring 33, der durch den mit der Schulter 32 des Rohrbodens 30 in Eingriff stehenden Haltering 33a in seiner Lage gehalten wird, verhindert wird.

Ein ausgebauchter starrer und fester Sammelring 34 von konkav gewölbtem Querschnitt ist in dem kanalförmigen Verschlußteil 12 anliegend an den Grat 17 angeordnet und an diesem Grat und dem Armstumpf 32a des Rohrbodens 30 befestigt, z.B. durch Schweißen; er bildet somit eine Sammelzone A zur Aufnahme und Rückhaltung jeglicher Anteile an gasförmigem und/oder flüssigem

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Medium, die aus dem Innern des Druckgefäßes, hier also der Kammer 11, um die Umflache des Rohrbodens heraussickern mögen.

Bei der dargestellten Ausführungsform kann dann eine ' Teilungswand 35 angebracht werden, z.B. durch Anschweißen an den Rohrboden 30 und den kanalartigen Verschlußteil 12, um eine mit der Einlaßleitung 13 in kommunizierender Verbindung stehende Einlaßzone 36 und eine mit der Auslaßleitung IH in kommunizierender Verbindung stehende Auslaßzone 37 voneinander abzuteilen.

} Ein platten- oder scheibenförmiger Deckel 38 für den

kanalartigen Verschlußteil 12 wird in den kanalartigen Verschlußteil eingeschoben, bis der Deckel 38 an der zweiten Widerlagerschulter 16 anliegt. Der Deckel 38 hat einen generell rechteckigen.Querschnitt und ist mit einer zylindrisch geformten Schulter 39 und einem vorstehenden Armstumpf 39a gegenüber der Stelle, wo sich die Nut 19 in dem kanalartigen Verschlußteil 12 befindet, versehen. Ein L-förmiger Verriegelungsspaltring HO wird in die Nut 19 des kanalartigen Verschlußteils 12 eingelegt und durch einen keilförmigen Haltering HOa, der mit der Schulter 39 des Deckels 38 in Eingriff tritt, darin gehalten. Eine axiale Einwärtsbewegung des Verschlußdeckels 38 wird durch Anlage der inneren Oberfläche des Deckels 38 an die Schulter 16 des kanal-

P artigen Verschlußteils 12 verbindet, während eine Bewegung in der entgegengesetzten Richtung durch den in der Nut 19 angeordneten Verriegelungsring HO, der durch den mit der Schulter 39 des Deckels 38 zusammenarbeitenden Haltering HOa in seiner Lage gehalten wird, verhindert wird. Ein ausgebauchter fester starrer Sammelring H2 von etwa halbkreisförmigem Querschnitt ist über dem Schulterbereich des Deckels 38 angeordnet und an dem Armstumpf 3Sa des Deckels 38 und dem kanalartigen Verschlußteil 12 befestigt, z.B. durch Schweißen; er bildet somit eine Sammelzone B zur Aufnahme und Rückhaltung jeglicher Anteile an gasförmigem und/oder flüssigem Medium, die gegebenenfalls aus den Zonen

z.B. L-förmige

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36 und 37 um die Umflache des Deckels 38 an der Dichteinrichtung heraussickern mögen.

Es ist ersichtlich, daß die Notwendigkeit zur Anordnung von Dichtungsscheiben oder Dichtungsringen bekannter Art, wie sie bisher erforderlich waren, durch die Ausbildung gemäß der Erfindung mit den Sammelringen 34 und 12 beseitigt wird. Die Anwendung der Halteringe 33a und HOa reicht völlig aus, um die Verriegelungsspaltringe 33 und fO in den Nuten 18 bzw. 19 zu halten. Die Ausbildung gemäß der Erfindung gestattet eine Verwendung von gering legiertem Stahl für das Druckgefäß 11 und ' den kammerartigen Verschlußteil 12 und beseitigt somit die Notwendigkeit zur Ausbildung aus hochlegiertem rostfreien Stahl. Ein Druckgefäß gemäß der Erfindung ist in der Lage, hohe Druckdifferenzen zwischen dem Medium in der Kammer 11 und dem Medium in den Zonen 36 und 37 einwandfrei auszuhalten.

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Claims

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Patentansprüche

Druckgefäß ait voneinander getrennten Kauern, insbesondere vom Typ mit Druckmantel.und einem oder mehreren darin befindlichen Rohren, bei dem die Kammern durch eine in einem Verschlußteil des Druckgefäßes angeordnete Trennwand voneinander getrennt sind und sich eine Druckkammer zwischen der Trennwand und einem an dem Verschlußteil befestigten Deckel befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußteil (12) eine Schulter (15a) aufweist und die Trennwand (30) gegen die Schulter liegt, eine Verankerungseinrichtung (33, 33a) im Umfang um die äußere Oberfläche der Trennwand und in einer in dem Verschlußteil gebildeten Nut (18) angeordnet ist, und ein im Umfang die Verankerungsexnrichtung fiberdeckender fester Samm^ering (3H) an der Trennwand (30) und dem Verschlußteil (12) zur Bildung einer Sammelzone (A) in dem Sammelring befestigt ist.
2. Druckgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelring (3H) gewölbten Querschnitt aufweist.
3. Druckgefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußteil (12) eine zweite Schulter (16) aufweist und die nach innen gerichtete Oberfläche des Deckels (38) an die Schulter (16) anliegt.
H. Druckgefäß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Verankerungseinrichtung (10, 10a) zur Verhinderung einer Auswärtsbewegung des Deckels (38) im Umfang um die äußere Oberfläche des Deckels und in dem Verschlußteil (12) angeordnet ist.
5. Druckgefäß nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter, im Umfang die zweite Verankerungseinrichtung (40, HOa) überdeckender fester Sammelring (12) an dem Deckel

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(38) und demVersehluftteil (12) zur Bildung einer zweiten Sanme 1 zone (B) in diesem Samaelring befestigt ist.
6. DruckgefU nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der «weite Sammelring (42) etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. .
7. Druckgefäßnach einem der Ansprüche 1 -6, dadurch gekennzeichnet, daft die an die Schulter (15a) anliegende Trennwand von einem DurchfIuirohre tragenden Rohrboden (30) gebildet wird und der Verschluftteil (12) zwischen dem Rohrboden (30) und dem Deckel (3D eine Hedieneinlafi- und/oder Medienauslaßkammer _v (36, 37) mit durch den ferichlufiteil führenden Einlaß- und/oder AuslaÄleitungen (13, IH) aufweist.

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