DE2307685A1

DE2307685A1 - Einrichtung zur verstaerkung von trennwaenden bei waermeaustauschern

Info

Publication number: DE2307685A1
Application number: DE19732307685
Authority: DE
Inventors: Armin Dipl-Ing Schopf
Original assignee: Balcke Duerr AG
Current assignee: Balcke Duerr AG
Priority date: 1973-02-16
Filing date: 1973-02-16
Publication date: 1974-08-22

Description

DipUng.E.E.finkener Dipl.-Ing. W. Ernesti

Balcke-Dürr Aktiengesellschaft

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EEP/US

Einrichtung zur Verstärkung von Trennwänden bei Wärmeaustauschern

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Verstärkung für Trennwände, die "bei einem Wärmeaustauscher vorgesehen sind, der einen Austauschraum auf der Mantelseite hat, der mit Austauscherrohren durchsetzt ist, eine oder mehrere !Trenn wände aufweist, z.B. die den Mantelraum in mehrere, im oberen Abschnitt miteinander in Verbindung stehende Kammern unterteilen, sowie mit quer zur Strömungsrichtung des durch die Rohre geführten Mediums angeordneten Leitblechen versehen ist, die sich abwechselnd von sich gegenüberliegenden Wänden, z.B. vom Mantel und von den Trennwänden aus, in den Austauschraum des Wärmeaustauschers erstrecken, um dem in dem Mantelraum strömenden Medium eine quer zur Längsrichtung des Mantels gerichtete Strömung zu erteilen, wobei die Leitbleche und das durch sie hindurchgeführte Rohrbündel sich gegenüber dem Mantel und den Trennwänden frei bewegen können. Beispielsweise ist es bekannt, den Austauschraum eines mit U-förmig gebogenen Austauscherrohren bestückten Wärmeaustauschers mit einer mittleren Trennwand zu versehen, so daß sich zwei durch die mittle re Wandung getrennte, im Querschnitt halbkreisförmige Räume ergeben. Dabei erstrecken sich die Leitbleche abwechselnd von der mittleren Trennwand und der halbkreisförmigen Wandung des Mantels aus In die entsprechenden Austauscherräume·

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Wegen des relativ hohen Durchflußwiderstandes in den einzelnen Räumen sowie der zwischen ihnen herrschenden hohen Temperaturdifferenzen unterliegen die Trennwände beträcht-. liehen Druck- und Wärmebeanspruchungen, die dazu führen, daß sich die Trennwände ausbauchen und verbiegen. Um dies zu vermeiden, ist es bekannt, auf den Trennwänden Verstärkungsrippen anzubringen, die einen strömungstoten Raum verursachen und daher Verfahrensschädlich sind.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegtr, besteht darin, die Trennwände so zu verstärken, daß derartige strömungstote Räume vermieden werden. Eine Einrichtung zur Verstärkung der Trennwand eines Wärmeaustauschers der oben angegebenen Art besteht darin, daß parallel und in geringem Abstand von den Leitblechen, die sich von der Trennwand bzw. den Trennwänden in den Mantelraum erstrecken, Stützwände angeordnet sind, die vorzugsweise etwa die gleiche Größe und Form haben wie die Leitbleche, daß die Durchtrittsöffnungen für die Austauscherrohre in den Stützwänden soviel größer sind als der Außendurchmesser der Rohre, daß sie eine unabhängige Bewegung der Stützwände gegenüber den Rohren gestatten, und daß die Stützwände fest mit der Trennwand bzw. den Trennwänden verbunden sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Stützwände durch eine Schweißverbindung an der Trennwand bzw. den Trennwänden angebracht sind.

Die Stützwände können sowohl auf der der Rohrscheibe zugewandten Seite als auch auf der der Rohrscheibe abgewandten Seite der Leitbleche angeordnet werden. Die Anordnung hängt davon ab, in welcher Richtung sich das Rohrbündel ausdehnt. Wenn das in den Rohren strömende Medium wärmer ist als das das Rohrbündel umgebende Medium, werden die Stützwände erfindungsgemäß auf der der Rohrscheibe zuge-409834/0554

wandten Seite angeordnet. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Stützwände der der Leitbleche.

Der Vorteil der Verstärkungseinrichtung gemäß vorliegender Erfindung ist darin zu.sehen, daß Ausbauchungen der Trennwände infolge hoher Druck- und Temperaturdifferenzen zwischen den durch sie getrennten Räumen vermieden werden, ohne daß strömungstote Räume entstehen.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 eine teilweise Seitenansicht des Innenraumes eines Wärmeaustauschers,

Figur 2 eine Ansicht dieses Teils von oben und

Figur 5 einen Teilschnitt in vergrößerter Darstellung, auf der die Verbindung einer Stützwand mit der Trennwand dargestellt ist.

Auf Figur 1 ist eine Hälfte eines zylindrischen Wärmeaustauschers dargestellt, der durch eine mittlere Trennwand 1 in zwei im Querschnitt halbkreisförmige Austauschrohre unterteilt ist. Der Mantel ist mit 5 bezeichnet. In dem Austauschraum ist ein Schenkel eines U-Rohrbündels angeordnet, dessen anderer Schenkel in dem anderen, nicht dargestellten Austauschraum verläuft. Einige Rohre 4 des Rohrbündels sind auf der Zeichnung dargestellt. Sowohl von der Trennwand 1, als auch von dem halbkreisförmigen Mantel 5 (vergl. Figur 2) erstrecken sich abwechselnd übereinander angeordnete Leitbleche 2 und 3» wobei die Leitbleche 2 sich von dem Mantel 5, mit dem sie nicht verbunden sind, in den Austauschraum erstrecken, während die Leitbleche 3 von der Trennwand 1 ausgehend, mit der eben-

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falls keine feste Verbindung besteht, in den Austauschraum hineinragen. Im mittleren Abschnitt überschneiden sich die Leitbleche 2 und 3» so daß das in dem Austauschraum strömende Medium eine Querströmung erfährt.

Oberhalb der sich von der Trennwand 1 in den Mantelraum erstreckenden Leitbleche 3 sind die die Verstärkung bildenden Stützwände 6 angeordnet, die an die Trennwand 1 angeschweißt sind und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die gleiche Größe und Form haben wie die in geringem Abstand darunter angeordneten Leitbleche 3. Die in den Leitblechen angebrachten Bohrungen für den Durchtritt der Eohre 4 entsprechen in etwa dem Außendurchmesser der Rohre, so daß diese durch das Leitblechsystem gehaltert werden. Dagegen sind die Durchtrittsöffnungen für die Rohre in den Stützwänden 6 um soviel größer als der Durchmesser der Rohre, daß eine unabhängige Bewegung der Stützwände gegenüber den Rohren gewährleistet ist. In diesem Zusammenhang wird auf Figur 3 verwiesen.

Die Verstärkungseinrichtung gemäß vorliegender Erfindung ist allgemein für Wärmeaustauscher verwendbar, bei denen die Trennwand bzw. Trennwände zwischen Kammern, in denen unterschiedliche Druck- und Temperaturverhältnisse herrschen, gegen Ausbauchen und Verbiegen gesichert werden müssen. Dies ist beispielsweise auch bei Dampferzeugern mit U-förmig gebogenen Austauscherrohren der Fall, die mit einem Vorwärmraum zur Vorwärmung von Speisewasser versehen sind. Dieser Vorwärmraum wird häufig durch ein mittleres Trennblech gegenüber dem benachbarten Raum, in dem bereits eine Verdampfung erfolgt, abgedichtet. Das Trennblech, das mit in den Vorwärmraum hineinragenden Leitblechen versehen ist, unterliegt daher beträchtlichen Druck- und Wärmebeanspruchungen und kann in einfacher Weise durch die Einrichtung gemäß vorliegender Erfindung verstärkt werden.

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Claims

Patentansprüche

1Λ Einrichtung zur Verstärkung von Trennwänden bei einem HJarmeaustauscher, der einen Austauschraum auf der Mantelseite hat, der mit Austauscherrohren durchsetzt ist, eine oder mehrere Trennwände aufweist, sowie mit quer zur Strömungseinrichtung des durch die Rohre geführten Mediums angeordneten Leitblechen versehen ist, die sich abwechselnd von sich gegenüberliegenden Wänden aus in den Austauschraum des Wärmeaustauschers erstrecken, wobei die Leitbleche und das durch sie hindurchgeführte Rohrbündel sich gegenüber den Trennwänden frei bewegen können, dadurch gekennzeichnet, daß parallel und in geringem Abstand von den Leitblechen (3)» die sich von der Trennwand (1) bzw. den Trennwänden in den Mantelraum erstrecken, Stützwände (6) angeordnet sind, die vorzugsweise die gleiche Größe und Form haben wie die Leitbleche (3)j daß die Durchtrittsöffnungen für die Austauscherrohre (4) in den Stützwänden (6) soviel größer sind als der Außendurchmesser der Rohre (4), daß sie eine unabhängige Bewegung der Stützwände gegenüber den Rohren gestatten und daß die Stützwände (6) fest mit der Trennwand (1) bzw. den Trennwänden verbunden sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwände (6) durch eine Schweißverbindung an der Trennwand (1) bzw. den Trennwänden angebracht sind.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwände auf der der Rohrscheibe zugewandten Seite der Leitbleche angeordnet sind.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3« dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Stützwände (6) der Anzahl der Leitbleche (3) entspricht.

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