DE2247490A1

DE2247490A1 - Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE2247490A1
Application number: DE19722247490
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl-Ing Ehle
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1972-09-28
Filing date: 1972-09-28
Publication date: 1974-04-11

Description

Wärmeaustauscher Dçe Erfindung betrifft einen Wärmeavstauscher bestehend aus einem im wesentlichen zylindrischen Außenrohr und mindestens einem axial darin angeordneten Innenrohr, das an seinem einen Ende mit dem Außenrohr fest und seinem anderen Ende axial verschiebbar verbunden ist.
Die axiale Verschiebbarkeit an einem Ende ist erforderlich, um Wärmespannungen zwischen dem Außen- und dem Innenrohr von Wtirmeaustauschem zu vermeiden. Bei bekannten Wärmeaustauschem, bei denen die Innenrohre in dem Außenrohr des Wärmeaustauschers an deren beiden Enden fest eingespannt sind, werden zur Vermeidung von Längendifferenzen infolge Wärmedehnung zwischen Innen rohren und Außenrohr in dem Mantel des Außenrohrs Kompensatoren vorgesehen. Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß ein Ausbau der Kompensatoren praktisch nicht oder nur sehr schwierig möglich ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Kompensator in dem Außenrohr zu einer Erhöhung der Axialkräfte im Außenrohrmantel führt.
Das Problem der unterschiedlichen langenausdehnung zwischen Innen-und Außenrohr eines Wärmeaushuschers wird bei bekannten Wtirmeaustauschers auch dadurch gelöst, daß die Innen rohre in einem sogenannten Schwimmkopfrohrboden zusammengefaßt werden, wobei jedoch jeweils zwei Hauben benötigt werden, und zwar eine Haube für die Umlenkung des die Innenrohre durchströmenden Mediums und eine Aussenhaube als Abschluß des Außenrohres. Bei dieser Konstruktion kann sich der schwimmende Rohrboden mit der daran befestigten inneren Haube in der Außenhaube des Außenrohres frei bewegen. Diese Ausfthrungsform erfordert einen relativ komplizierten konstruktiven Aufbau.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obengenannten Nachteile bei der Ausbildung von \tärmeaushuschern zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nun dadurch gelost, daß die eine Axialverschiebung ermöglichende Verbindung zwischen Außen-und Innenrohren aus einer oder mehreren in radialer Ebene zwischen Innen- und Außenrohr angeordneten und mit dem Innen- und dem Außenrohr jeweils fest und dicht verbundenen kreisringfbrmigen Federscheiben bzw. Federscheiben aufgebaut ist, wobei diese Federscheiben jeweils eine radial verlaufende Sicke aufweisen.
Besteht der Wdrmeaustauscher aus einem Außenrohr und mehreren darin befindlichen Innenrohren und sind diese Innenrohre wie Ublich an ihren Enden jeweils in einem Rohrboden zusammengefaßt, so sind die kreisringförmigen Federscheiben jeweils zwischen einem der beiden Rohrböden und dem Außenrohr angeordnet.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die jeweils in den Federscheiben radial verlaufenden Sicken etwa entlang des j jeweiligen mittleren Federsc heibendurchmessers angeordnet.
Zum Ausgleich hoher Spannungsunterschiede zwischen Innen- und Außenrohr hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, zusätzlich zu den am Außen- und Innenrohr bzw. Rohrboden fest eingespannten Federscheiben noch weitere auf diesen aufliegende, jedoch an den Einspannstellen radial verschiebbare und keine radialen Sicken aufweisende Federschei ben anzuordnen Bei der Verwendung mehrerer übereinander liegender Federscheiben kann die dem Inneren des Wärmeaustauschers zugewandte Federscheibe aus korrosionsbeständigem Werkstoff hergestellt sein, während die darüber liegenden Scheiben aus entsprechend mechanisch hochfesten Werkstoffen ausgeführt werden können.
Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 einen stehenden Wörmeaustauscher teils im Schnitt, Fig. 2 die Federscheiben als Dellailansicht aus Fig. 1.
Die wesentlichen Teile des Wärmeaustauschers sind das Außenrohr 1 und die Innenrohre 2, die in einem festen unteren Rohrboden 3 und einem axial verschiebbaren oberen Rohrboden 4 zusammengefaßt sind.
Der obere Rohrboden 4 bildet mit dem oberen Einlauf 5 des Wärmeaustauschers eine bauliche Einheit. An dem fest mit dem Rohrboden 4 verbundenen Einlauf 5 befindet sich ein Flansch 6, auf dem die Federscheiben 7 aufliegen. Die Federscheiben stUtzen sich an dem Außenrohr auf dessen Flansch 8. Zwischen den Flanschen 6 und 8 und der unteren Federscheibe 7 sind jeweils noch Dichtungen 9 vorgesehen. Von oben wird die untere Federscheibe 7 jeweils von den kreisringförmigen Flanschen 10 und 11 fest und dicht mit den unteren Flanschen 6 und 8 verbunden, indem die Flansche 10 und 10 an den Stellen 12 und 13 auf die unteren Flansche 6 und 8 aufgeschraubt werden0 Die untere Federscheibe 7 ist aus korrosionsfestem Material und weist eine Sicke 14 auf. Die Sicke 14 sorgt bei der an dem Außenrohr und dem Innenrohrboden fest eingesponnten unteren Federscheibe 7 fUr einen Dehnungsausgleich bei auftretender Axiatverschiebung zwischen Außenrohr 1 und oberem Rohrboden 4 der Innenrohre. Die fest auf der unteren Federscheibe 7 noch aufliegenden weiteren Federscheiben dienen zur Versteifung der fedemden Verbindung zwischen Außenrohr 1 und oberem Innenrohrboden 4. Diese Federscheiben sind an den kreisringförmigen Flanschen 10 und 11 derart angeordnet, daß zwischen ihnen einerseits und den kreisringförmigen Flanschen 10 und 11 andererseits Verschiebungen in radio leer Ebene möglich sind. Durch die Verwendung einer genügend großen Anzahl an Federscheiben 7 lassen sich auch höchste Druckspannungen zwischen Außen- und Innenrohr auf einfache Weise ausgleichen.
Die erfindungsgemöße Lbsung weist insbesondere den großen Vorteil auf, einzelne schadhafte Innenrohre durch Öffnen des WEUlrmaxlustauschers an den Federscheiben rasch auswechseln zu k2innen.

Claims

Paten ta n sprUc h e

rmeaustauscher, bestehend aus einem im wesentlichen zylindrischen Außenrohr und mindestens einem axial darin angeordneten Innenrohr, das an seinem einen Ende mit dem Außenrohr fest und seinem anderen Ende axial verschiebbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Axialverschiebung ermöglichende Verbindung aus einer oder mehreren in radialer Ebene zwischen Innen- und Außenrohr (0 bzw. 2) angeordneten und mit dem Außenrohr (1) und den Innenrohren (2) jeweils fest und dicht verbundenen kreisringförmigen Federscheibe (7) bzw0 Federscheiben (7) aufgebaut ist, wobei diese Federscheibe (7) jeweils eine radial verlaufende Sicke (14) aufweisen.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 mit mehreren Innenrohren, bei den die Innenrohre (2) an ihren Enden jeweils zu einem Rohrboden (3, 4) zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisringförmigen Federscheiben (7) zwischen dem Rohrboden (4) und dem Außenrohr (1) angeordnet sind.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils radial verlaufende Sicke ;(14) in den Federscheiben (7) etwa entlang des jeweils mittleren Federscheibendurchmessers verläuft.
4. Wärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den am Außen-(1) und Innenrohr (2) bzw. Innenrohrboden (4) fest eingespannten Federscheiben (7) noch weitere auf diesen aufliegende, jedoch an den Einspannstellen radial verschiebbore und keine radialen Sicken (14) aufweisende Federscheiben (7) angeordnet sind.

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