DE2316937A1 - Waermetauscheranordnung - Google Patents

Description

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DR. K-PL V/. PRANKE Beg.-Nr. P 9k/Z^

B C) ü O M UNCHEN 90 Br.F/F

Asarnstraße 8 k. k. 1973

Waldo W* Hagnauer Waukegan, Illinois 60085, V. St .L·.

Wärmetauscheranordnung

Die Erfindung betrifft eine Wärmetauscheranordnung mit mindestens zwei hintereinander im ELuidstrom liegenden Wärmetauschereinheiten, von denen jede eine Vielzahl von von einem ersten am Wärmeaustausch beteiligten Fluid durchströmten Bahren enthält, die jeweils im Inneren eines an beiden Enden abgeschlossenen und an einem Ende durch eine Bohrplatte begrenzten Gehäuses mit Ein- und Auslassen für ein zweites am Wärmeaustausch beteiligtes Fluid untergebracht und an ihren entgegengesetzten Enden an der Bohrplatte ihres-Gehäuses befestigt sind.

Wärmetauscher der oben erwähnten Art besitzen üblicherweise eine äußere Schale ader ein Gehäuse und ein darin angeordnetes Bündel von langgestreckten Bohren, durch die ein Heiz- oder Kühlfluid hindurchströmt. Das Bohrbündel ist dabei an mindestens einem Ende mit einer ebenen Trennwand oder Bohrplatte verbunden, die den Wärmetauscher in zwei Abteile unterteilt. Eines dieser Abteile dient zur Zuführung eines ersten Fluids zu den Bohren des Bündels, während das zweite Abteil die Umströmung der Außenseite dieser Bohre mit einem wärmeren oder kälteren zweiten Fluid in gutem Wärmekontakt zur Aufheizung oder Abkühlung des in den Bohren strömenden ersten Fluids ermöglicht. Üblicherweise werden solche Wärmetauscher mit Fluiden gespeist und arbeiten bei beachtlich hohen Drucken und Temperaturen.

In den meisten Anlagen wie beispielsweise in Dampfkraftwerken ist für die Vorwärmung des Kesselspeisewassers eine Mehrzähl von Wärme-

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tauschereinheiten erforderlich. Bei Speisewasservorwärmern mit Hochdruckkesseln beispielsweise'für Dampfturbinenanlagen ist es übliche Praxis, das Speisewasser durch die Bohre der Wärmetauschereinheiten zu leiten und Dampf aus einer Turbinenstufe über die Sohre einer Mehrzahl· von Wärmetauschereinheiten abzuziehen,, wobei im allgemeinen zwei oder mehr Wärmetauschereinheiten extern miteinander verbunden und in Serie geschaltet sind. ■

Bei einer Ausführungsform für derartige Wärmetauscher wird das Speisewasser in die Rohre eingeführt und daraus entnommen über an beiden Enden der Bohre angeordnete Fluidkammern oder Sammler. Bei einer anderen Ausführungsform sind die einzelnen Bohre U-förmig gekrümmt, und ihre einlaß- und. auslaßseitigen Enden sind mit einer gemeinsamen Rohrplatte verbunden. Die Fluidkammern für den Einlaß und für den Auslaß des Speisewassers sind dann nebeneinander auf der den Bohren abgewandten Seite der Bohrplatte angeordnet und mit dieser verbunden. Sie können dabei durch Anschweißen eines als einheitliches Schmiedeteil ausgebildeten Gehäuses an die Bohrplatte und Unterteilung des Innenraumes dieses Gehäuses durch eine Trennwand in zwei getrennte Fluidkammern gebildet werden.

Die Drucke, mit denen Speisewasser und Dampf durch die Wärmetauscher hindurchströmen, machen es erforderlich, daß die Bohrplatten sehr hohen Drucken standzuhalten vermögen. In einem modernen Dampfkraftwerk können für hachbeanspruchte Bohrplatten Wandstärken zwischen 3d und h^> cm erforderlich sein, damit diese aus dem Fluiddruck in den Fluxdkammern resultierenden Druckunterschieden von mehreren hundext Atmosphären zwischen ihren beiden Seiten zu widerstehen vermögen. TJm solche Drucke auszuhalten sind, spezielle .und. starke Konstruktionen für die Eluidr-•kammern wie, beispielsweise eine kugelförmige ader halbkugelförmige. Gestaltung erforderlich. Wegen der Wandstärke der Bohrplatten und der für die Eluidkammern erforderlichen Sonderbauformen kommen diese Bauteile der bekannten Wärmetauschereinheiten in der F-ertigung sehr teuer, und sie bereiten auch erheiliche heratellungstechnische Schwierigkeiten, die den Bau solcher Wärmetauschereinheiten überhaupt stark erschweren.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wärmetauscheranordnung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sich eine erhebliche Vereinfachung im Bau der Fluidkammern und eine Verkleinerung der Anzahl der für mehrere Wärmetauschereinheiten erforderlichen Fluidkammern und Zubehöreinrichtungen wie externen Anschlußleitungen sowie eine Verminderung der Wandstärke für die Rohrplatten erzielen lassen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohrplatten zweier hintereinander im Strom des ihre Rohre durchströmenden ersten Fluids liegender Wärmetauschereinheiten zwei einander gegenüberstehende Begrenzungswände für eine außerdem durch ein Verbindungsglied begrenzte Fluidkammer bilden, die jeweils ein Ende der Rohre der einen Wärmetauschereinheit und ein Ende der Rohre der anderen Wärmetauschereinheit für das erste Fluid miteinander verbindet, einen Einlaß und einen davon getrennten Auslaß für das erste Fluid aufweist und ein mit den einander gegenüberstehenden Rohrplatten verbundenes Versteifungselement für deren Versteifung gegen Durchbiegungen aufgrund von beiderseits davon_vauftretenden Druckunterschieden enthält.

In einer erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmetauscheranordnung sind jeweils mehrere Wärmetauschereinheiten an ihren einander zugewandten Enden über ein Verbindungsglied miteinander verbunden, und ihre Rohrplatten bilden gemeinsam mit den Wänden der Verbindungsglieder eine den betreffenden Wärmetauschereinheiten gemeinsame Fluidkammer, die als Verbindungsleitung für den Übertritt des ersten am Wärmeaustausch beteiligten Fluids von einer Wärmetauschereinheit zur anderen dient. Ein zwischen den Rohrplatten der einzelnen Wärmetauschereinheiten in der Fluidkammer angeordnetes.Versteifungselement nimmt einen großen Teil der durch den Fluiddruck in den Rohrplatten erzeugten Biegespannungen auf und ergibt damit eine wesentliche Entlastung für deren Material. Entsprechend lassen sich die Rohrplatten der Wärmetauschereinheiten mit verminderter Wandstärke und daher mit geringeren Kosten als bisher herstellen. Im allgemeinen wird jeweils eine Fluidkammer zu einem Paar von Wärmetauschereinheiten gehören, es sind jedoch auch Ausführungen mit mehreren Paaren von Wärmetauschereinheiten je Fluidkammer möglich.

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Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung, die insgesamt zu einer einfacher und preisgünstiger herstellbaren Wärmetauscheranordnung mit mehreren Wärmetauschereinheiten führt, sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung läßt sich ganz allgemein bei Wärmetauscheranordnungen für beliebige AnwendungsfälLe nutzbar machen, wobei insbesondere auch Kühleinrichtungen mit eingeschlossen sind, und sie wird Lediglich zur Vereinfachung der Darstellung im folgenden in Verbindung mit Wärme-, tauscheranordnungen für Heizzwecke diskutiert, die eine hohe Wärmeaustauschkapazität bei hohem Eluiddruck zeigen.

Für die weitere Erläuterung der Erfindung wird, nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen, in der bevorzugte Äiisführungsbeispiele für erfindungsgemäß ausgebildete Wärmetauscheranordnungen veranschaulicht sind, die deren Merkmale und Vorteile deutlich werden lassen.

In der Zeichnung zeigen: .

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste £usführungsform für eine erfindungsgemäß ausgebildete Wärmetauscheranordnung mit zwei Wärmetauschereinheiten und einer dazwischen eingefügten gemeinsamen Fluidkammer,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Wärmetauscheranordnung von Fig. 1 entlang der Schnittlinie 2 — 2 in Fig. 1,

Fig. 2A einen der Darstellung in Fig. 2 ähnlichen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel mit abgewandelter Ausbildung der zwischen die Bohrplatten der beiden Wätmetauschereinheiten eingefügten Versteifungsstange,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform für eine erfindungsgemäß ausgebildete Wärmetauscheranordnung,

Fig. h einen Querschnitt durch die Wärmetauscheranordnung von Fig. 3 entlang der Schnittlinie k - k in Fig. 3 und

Fig. 5 bis 7 axiale Teilschnitte durch die Verbindungsstelle zwischen einer Eohrplatte und der zwei Rohrplatten gegeneinander abstützenden Versteifungss.tange für drei verschiedene Ausführungsformen der Versteifungsstange.

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Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Wärmetauscheranordnung 10 umfaßt zwei Wärmetauschereinheiten 11 und 12, die in Tandem- oder Ende-anEnde-Bauweise zusammengefaßt und durch ein preisgünstiges und in hohem Maße zugfestes zylindrisches Koppel- oder Verbindungsglied 13 miteinander verbunden sind, das mittels Schweißung oder sonst einer geeigneten Befestigungsmethode an die Außenseiten 15 und 16 von zu den Wärmetauschereinheiten 11 und 12 gehörigen Bohrplatten 17 bzw. 18 angesetzt ist.

Jede der beiden Wärmetausehereinheiten 11 und 12 besitzt ein langgestrecktes zylindrisches Gehäuse 20 bzw. 21, das an seinem offenen Ende durch die eine bzw. die andere der beiden ebenen Bohrplatten 17 bzw. 18 abgeschlossen wird, die mit den Stirnkanten der an den äußeren Gehäuseeriden jeweils halbkugelförmig ausgebildeten Wände 23 bzw. 2h dieser Gehäuse 20 bzw. 21 dicht verbunden, beispielsweise verschweißt, sind.

Die Gehäuse 20 und 21 und die Innenseiten 25 und 26 der Rohrplatten 17 bzw. 18 lassen getrennte Hohlräume 28 bzw. 29 entstehen, die über Einlaßöffnungen 3° bzw. 31 in der Oberseite der Gehäuse 20 bzw. 21 mit einer Qiielle für ein am Wärmeaustausch teilnehmendes Fluid verbunden sind, das nach dem Wärmeaustausch über Auslaßöffnungen 33 bzw. 3^ an der Unterseite der Gehäuse 20 bzw. 211 aus den Hohlräumen 28 bzw. 29 abgezogen wird.

Die ausgerichteten und einander mit Abstand gegenüberstehenden Außenseiten 15 und 16 der Bohrplatten 17 bzw. 18 und die Wände des Verbindungsgliedes 13 bilden zwischen den beiden Wärmetauschereinheiten 11 und 12 eine diesen gemeinsame Eluidkammer 35 für die FJLuidverteilung, die eine Fluidverbindung zwischen Bohren 59 eines Bohrbündels 57 in der einen Wärmetauschereinheit 11 und Bohren 60 eines Bohrbündels 58 in der anderen Wärmetauschereinheit 12 schafft.

Eine an Flanschen V? und k6 am unteren Abschnitt der Außenseite der Bohrplatte 18 fluiddicht befestigte Trennwand 43 teilt von der

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gemeinsamen Fluidkammej? 35 eine Fluideinlaßkammer 48 ab, die über eine Einlaßöffnung 52 in der Unterseite des Verbindungsgliedes 13, in die der Flansch 46 mit einem Eingstutzen fluiddicht hineinragt, und eine anschließende Zuführungsleitung 51 'mit einer Quelle für ein weiteres am Wärmeaustausch teilnehmendes Fluid in Verbindung steht. In analoger Weise teilt eine an Flanschen 37 und 38 am oberen Abschnitt der Außenseite 15 der Rohrpla-tte 17 fluiddicht befestigte Trennwand 36 von der gemeinsamen Fluidkammer 35 eine Fluidauslaßkammer 40 ab, aus der das über die Zuführungsleitung 51 in die Wärmetauscheranordnung 10 eingeführte Fluid über eine Auslaßöffnung 55 in der Oberseite des Verbindungsgliedes 13» in die der. Flansch 38 mit einem Eingstutzen fluiddicht hineinragt, und eine anschließende. Abführungsleitung 5^ nach außen abgeführt wird. ~

Die Eohrbündel 57 und 58» die jeweils eine Vielzahl von Rohren 59 bzw. 60 umfassen, sind in den Hohlräumen 28 bzw. 29 innerhalb der Gehäuse 20 bzw. 21 angeordnet, und die einzelnen Bohre-59 und 60.sind der Form der die Hohlräume 28 und 29 begrenzenden Wände 23 bzw. 24 angepaßt, indem sie jeweils aus zwei zueinander' und zur Längsachse der Gehäuse 20 und 21 parallelen geraden Abschnitten und einem diese Abschnitte miteinander verbindenden U-Bogen 61 bzw. 62"bestehen, dessen Bogenradius für verschiedene Rohre 59 bzw. 60 verschieden groß ist. An ihren entgegengesetzten Enden 63 und 64 bzw. 65 und. 66 sind die Bohre 59 bzw. 60 in geeigneter Weise wie etwa mittels Einziehen, Schweißen oder dergl. in den entsprechenden Rohrplatten 17 bzw. 18 befestigt« Dabei sind die Eohre 59 so in die Rohrplatte 17 eingesetzt, daß ihre Enden 63 mit der Fluidauslaßkammer 40 und ihre Enden 64 mit der Fluidkammer 35 in Verbindung stehen. Entsprechend sitzen die Rohre 60 so in der Rohrplatte 18, daß ihre Enden 65 zur Fluidkammer 35 und ihre Enden 66 zur Fluideinlaßkammer 48 Eluidverbindung haben.

Bei dieser Anordnung strömt das erste am Wärmeaustausch beteiligte und über die Zuführungsleitung 51 angelieferte Eluid über die Einlaßöffnung 52 in die Fluideinlaßkammer 48, gelangt dort über die Enden

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in die Rohre 60, durchströmt diese und tritt an ihren Enden 65 in die Fluidkamnier 35 ein. Über diese gelangt das Fluid zu den im unteren Abschnitt der Bohrplatte 17 sitzenden Enden 6^ der Eohre 59* tritt in .üiese ein und durchströmt sie bis zu ihren im oberen Abschnitt der Rohrplatte 17 sitzenden Enden 63. Aus diesen tritt das Fluid in die angrenzende Fluidauslaßkammer kO aus und verläßt schließlich über die Auslaßöffnung 55 und die anschließende Abführungsleitung 5k die Wärmetauscheranordnung 10. Für dieses erste am Wärmeaustausch beteiligte Fluid liegen also die Wärmetauschereinheiten 12 und 11 mit den Rohren 60 und 59 hintereinander oder in Serie im Fluidstrom.

Gleichzeitig mit dem Durchströmen der Rohre 59 und 60 durch das erste Fluid aus der mit der Zuführungsleitung 5I verbundenen Quelle wird über die Einlaßöffnungen J>0 und 3I das zweite am Wärmeaustausch beteiligte Fluid in die Hohlräume 28 bzw. 29 der Gehäuse 20 und 21 eingeleitet und tritt dort durch die Wandungen de'r Rohre 59 bzw. 60 hindurch in Wärmeaustausch mit dem in den Rohren 59 und 60 strömenden ersten Fluid. Anschließend an den Wärmeaustausch verläßt das zweite Fluid die Hohlräume 28 bzw. 29 der Gehäuse 2Q und 21 über die Auslaßöffnungen 33 bzw. J>k.

Gewünschtenfalls können die Hohlräume 28 und- 29 auch mit zwei verschiedenen Fluiden von insbesondere unterschiedlicher Temperatur gespeist werden, die nacheinander mit- dem in den Rohren 59 und 60 strömenden ersten Fluid in Wärmeaustausch treten sollen.

Vorzugsweise ist" in der in Fig. 1 gezeigten Weise in der Fluidkammer 35 wenigstens eine in Längsrichtung verlaufende Versteifungsstange 70 vorgesehen, die an ihren entgegengesetzten Enden beispielsweise durch Schweißen mit den Außenseiten 15 und 16 der Rohrplatten 17 bzw. 18 verbunden ist. Die Versteifungsstange 70 verläuft senkrecht zu den Rohrplatten 17 und 18 und bildet gemeinsam damit einen im Querschnitt H-förmigen Stützrahmen, der zu einer extrem steifen Struktur führt, die durch Bindung von Kräften den durch das unter hohem Druck stehende Fluid in der Fluidkammer 35 auf die Rohrplatten

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17 und 18 ausgeübten Durchbiegungseffekt auf einem Minimum hält. Die Minimalisierung der auf die Rohrplatten 17 und 18 einwirkenden ßpannungskräfte vermindert die Anforderungen an die Festigkeit der Rohrplatten 17 und 18 und ermöglicht eine erhebliche Verkleinerung ihrer Wandstärke. Diese verringerte Wandstärke der Rohrplatten 17 und 18 wiederum führt ihrerseits zu einer wesentlichen Einsparung bei den Fertigungskosten für die gesamte Wärmetauscheranordnung* Wegen der dünneren Ausführung der Rohrplatten 17 und 18 vermag die Wärmetauscheranordnung 10 auch rasche Änderungen in den Betriebsbedingungen und insbesondere schnelle Temperaturschwankungen zwischen den dünnwandigen Rohren' 59 und 60 einerseits und den schweren Rohrplatten 17 und 18 andererseits ohne Schaden hinzunehmen.

Die Gesamtkonstruktion für die Fluidkammer 35 > die Versteifungsstange 70, Dicke und Durchmesser der Rohrplatten 17 und 18, die Anzahl der Rohre 59 und 60, der sich aus dem Rohrabst'and ergebende Bindungsabstand und andere derartige Parameter werden mit Hilfe eines Elektronenrechners bestimmt, um eine optimale Konstruktion für die jeweiligen Bedingungen zu erhalten.

Da die Versteifungsstange 70 den im Fluidstrom herrschenden Bedingungen allseitig ausgesetzt ist, während das. Verbindungsglied 13 nur auf seiner Innenseite mit Fluid in Berührung steht, muß das Ansprechen der Versteifungsstange 70 auf die Fluidtemperatur in der Eluidkammer 35 nicht immer das gleiche sein wie das des Verbindungsgliedes 13· Die lemperaturempfindlichkeit der Versteifungsstange 70 kann durch geeignete Maßnahmen und Mittel eingestellt werden. So kann zwecks Angleichung der durch das Fluid in der Fluidkammer 35 veranlaßten Expansion und Kontraktion der Versteifungsstange 70 einerseits und der Wandung des Verbindungsgliedes 13. andererseits die Dicke der Versteifungsstange 70 vergrößert werden, um die Differenz in der dem Eluid ausgesetzten Fläche zu kompensieren. Zur weiteren Kompensation für den Unterschied in der dem Fluid ausgesetzten Fläche oder als Alternative zur Verwendung einer Versteifungsstange 70" mit entsprechend der Struktur des Verbindungsgliedes 13 variierter Dicke gemäß

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der Darstellung in Fig. 7 kann die Versteifungsstange 70 auch, entsprechend Fig. 5 in einer Hülse 70A oder einer geeigneten Wärmeisolierung eingeschlossen werden, um eine ausgeglichene Expansion und Kontraktion mit der Änderung dex Fluidtemperatur zu ermöglichen.

Die Darstellung in Fig. .1 zeigt zwar' eine Versteifungsstange 70 von gleichförmigem Querschnitt, bei Verwendung von Rohrplatten 17 und 18 mit ungleicher Große oder ungleichem Querschnitt in einer Wärmetauscheranordnung 10 liegt es aber durchaus im Rahmen der Erfindung, Versteifungsstangen mit variierendem Querschnitt wie beispielsweise Versteifungsstangen mit konischem, ovalem, rohrförmigem oder anderem Querschnitt zu verwenden, wenn dies erforderlich oder wünschenswert sein sollte. Eine Ausführungsform mit Ausbildung der Versteifungsstange als Rohr 70a oder 70' ist in Fig. 2A bzw. Fig. 6 dargestellt, wobei der Innenraum 7OB dieses Rohres noch, die zusätzliche Funktion eines Kaskadenventils zwischen einander gegenüberliegenden Wärmetauschereinheiteri übernehmen kann, die dann über diesen Innenraum und dazu koaxiale Bohrungen in ihren Rohrplatten eine Fluidverbindung zwischen ihren Gehäusen bzw. deren Innerem aufweisen.

TJm für Inspektion, Reparatur und Reinigung einen Zugang zu den Rohren 59 und 60 zu ermöglichen ist die Fluidkammer bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit einem üblichen verschließbaren Mannloch 71 versehen. Die Trennwände 3° und kj sind als abnehmbare Platten ausgebildet, die mit den entsprechenden Flanschen 37 und 38 bzw. V? und k6 beispielsweise mittels Schrauben lösbar verbunden sind und nach ihrer Abnahme die in der Fluideinlaßkammer k8 und in der Fluidauslaßkammer ^fO mündenden Enden 66 bzw. 63 der Bohre 60 und 59 von der Fluidkammer 35 aus zugänglich werden lassen.

Das in Fig. 3 und k dargestellte weitere Ausführungsbeispiel für die Erfindung unterscheidet sich von dem nach Eig. .1 und 2 nur in der Ausbildung der Fluidkammer 35 > während die Wärmetauschereinheiten 11 und 12'in beiden Fällen gleich ausgebildet sind. Gleiche Bauteile sind in Fig. 3 und h mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet

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wie in Fig. 1 und 2, und die nachstehende Beschreibung des Äusführungsbeispiels nach Eig. 3 und A beschränkt sich im wesentlichen auf die Erläuterung von dessen Unterschieden gegnüber dem £usführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2.

In Eig» 3 und k werden in der Eluidkaxnmer 35 durch eine zentral angeordnete und zur Aufnahme von Kräften dienende horizontale Trennplatte 76» die an die Außenseiten 15 und 16 der Rohrplatten 17 bzw. 18 und an die Wandung des VerbüKUingsgliedes- 13 angeschweißt oder sonst fluiddicht daran befestigt ist, eine Kammer 75 und durch eine vertikal verlaufende- Trennplatte 80, die in der Mitte der Eluidkammer 35 angeordnet und mit der Unterseite der Trennplatte 76 und mit der unteren Wandung des Verbindungsgliedes 13 verschweißt oder sonst fluiddicht verbunden ist, zwei weitere Kammern 78 und 79 abgeteilt. · ' ·

Die Trennplatten 76 und 80 dienen dem doppelten Zweck einer- Unterteilung der zwischen den Wärmetauschereinheiten liegenden Fluidkammer 35 in die Kammern 75» 78 und 79 und einer Versteifung der Rohrplatten 17 und. 18, so daß diese stark genug werden, um-den darauf durch den Druck des in die Eluidkammer 35 einströmenden Fluids, ausgeübten Biegekräften standzuhalten. Insoweit übernehmen die Trennplatten 76 und 8Q also die gleiche Eunktion wie. die Zugkräfte aufnehmende Versteifungsr stange 70 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2.

Eine von unten an die Wandung des. Verbindungsgliedes. 13 angesetzte Zuführungsleitung 8i verbindet die Kammer 79 über eine Einlaßöffnung 82 mit einer Quelle für das erste am Wärmeaustausch beteiligte Fluid. Das sich anschließend an xlen Wärmeaustausch in den Wärmeaustauschereinheiten 11 und 12 ansammelnde erste Fluid in der Kammer 78 wird daraus über eine Auslaßöffnung 8k und eine anschließende Abführungsleitung 83 abgezogen. Die Kammer 75 schafft eine Verbindung für den Übertritt des ersten Fluids von den Rohren 60 der Wärmetauschereinheit 12 zu den Rohren 59 der Wärmetauschereinheit 11.

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Beim Betriebe der Wärmetauscheranordnung 10 von Fig. 3 wird das erste am Wärmeaustausch beteiligte Fluid über die Zuführungsleitung 81 in die Kammer 79 eingespeist und tritt von dort an den Enden 66 in die Eohre 60 der Wärmetauschereinheit 12 ein. Nach Durchströmen der Rohre 6O tritt das erste Fluid an deren Enden 65 in die Kammer 75 aus und gelangt über diese zu den Enden 63 der Rohre 59 der Wärmetauschereinheit 11. Nach Durchströmen auch dieser Rohre 59 gelangt das erste Fluid über die Enden Sk der Rohre 59 in die Kammer 78 und wird daraus über die Abführungsleitung 83 abgezogen. Das zweite - und gegebenenfalls das dritte - am Wärmeaustausch beteiligte Fluid wird den Wärmetauschereinheiten 11 und 12 in der gleichen Weise zugeführt, wie dies oben für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 erläutert ist, und tritt wieder über die Wandung der Rohre 59 und 60 hinweg in Wärmeaustausch mit dem darin strömenden ersten Fluid.

Um die Fluidkammer 35 und „die Rohre 59 und 60 für Reparatur und Wartung zugänglich zu machen ist an der Oberseite des Verbindungsgliedes 13 ein mit einem abnehmbaren Deckel 87 verschließbares Mannloch 86 vorgesehen, das den Zugang zur Kammer 75 ermöglicht. Von der Kammer 75 führen zwei weitere, durch abnehmbare Deckel 91 bzw. 92 verschließbare Mannlöcher 88 und 89 in der Trennplatte 76 zu den Kammern 78 bzw« 79· Die Deckel 87, 91 und 92 werden durch Klammern 93, Sk und 95 an ihrem Platz in den Mannlöchern 86, 88 und 89 gehalten, wobei Schrauben 96, 97 und 98 für einen festen und doch lösbaren Sitz der Deckel 87, 91 und 92 in den Mannlöchern 86, 88 und 89 und Dichtungsringe 100 für eine fluiddichte Abdichtung sorgen.

Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß die Erfindung zu einer Wärmetauscheranardnung führt, die einfach und preisgünstig zu. erstellen und für Wartungs- und Reparaturarbeiten leicht -zugänglich ist. Dabei, macht die Anordnung der gemeinsamen Eluidkammer zwischen zusammengehörigen Wärmetauschereinheiten die Ausbildung einer Vielzahl von Fluidkammern und Abschlüssen mit spezieller und teurer Konstruktion entbehrlich, was; sich ebenso, wie der gleichfalls verminderte Bedarf an externen Verbindungsleitungen zwischen den

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einzelnen Wärmetauschereinheiten und die Verringerung der für die Rohrplatten aus Festigkeitsgründen erforderlichen Wandstärke günstig auf die Gestehungskosten für die Wärmetauscheranordnung auswirkt.

— Patentansprüche -

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   .) Wärmetauscheranordnung mit mindestens zwei hintereinander im Fluidstrom liegenden Wärmetauschereinheiten, von denen jede eine Vielzahl von von einem ersten am Wärmeaustausch beteiligten Fluid durchströmten Rohren enthält, die jeweils im Inneren eines an beiden Enden abgeschlossenen und an einem Ende durch eine Rohrplatte begrenzten Gehäuses mit Ein- und Auslässen für ein zweites am Wärmeaustausch beteiligtes Fluid untergebracht und an ihren entgegengesetzten Enden an der Rohrplatte ihres Gehäuses befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrplatten (17 bzw. 18) zweier hintereinander im Strom des ihre Rohre (59 bzw. 60) durchströmenden ersten Fluids liegender Wärmetauschereinheiten (11 und 12) zwei einander gegenüberstehende Begrenzungswände für· eine außerdem durch ein Verbindungsglied (13) begrenzte Fluidkammer (35) bilden, die jeweils ein Ende (6k; 63) der Rohre (59) der einen Wärmetauschereinheit (11) und ein Ende (65) der Rohre (60) der anderen Wärmetauschereinheit (12) für das erste Fluid miteinander verbindet, einen Einlaß (51» 52; 8i, 82) und einen davon getrennten Auslaß (5^» 55; 83, 8k) für das erste Fluid aufweist und ein mit den einander gegenüberstehenden Rohrplatten (17 und 18) verbundenes Versteifungselement (70; 70^fj 70"; 70a; 76, 80) für deren Versteifung gegen Durchbiegungen aufgrund von beiderseits davon auftretenden Druckunterschieden enthält.

   2» Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fluidkammer (35) getrennte Kammern (k8 und kO; 79 und 78) abgeteilt sind, die mit den Rohren (59 oder 60) jeweils an deren nicht miteinander in Verbindungjstehenden Enden verbunden sind und als Einlaß- und Auslaßkammern für die Zuführung bzw. die Ableitung des ersten Fluids vor bzw. nach dessen Wärmeaustausch mit dem zweiten Fluid dienen.

   3. Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fluidkammer (35) als Versteifungselement für die Rohrplatten (17 und 18) eine damit verbundene Trennwand (76)

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   vorgesehen ist, die in der Fluidkammer (35) eine die Rohre (59 und 6O) der beiden Wärmetauschereinheiten (.11 und 1Z) jeweils an einem ihrex Enden für das erste Eluid miteinander verbindende Kammer (75) abteilt.

   4. Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 3j. dadurch gekennzeichnet,

   daß von der Trennwand (76) eine damit und mit dem Verbindungsglied (13) verbundene zweite Trennwand (80) abgeht, die in der Fluidkammer (35) zwei als Einlaßkammer bzw. als A~uslaßkammer für das erste ELuid dienende Kammern (79 bzw. 78) abteilt.

   5. Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fluidkammer (35) als Versteifungselement für die Bohrplatten (17 und i8) eine damit verbundene Zugstange (70; 70'; 70"-; 70a) angeordnet ist, die in Längsrichtung von einer Rohrplatte zur anderen verläuft. .

   6. Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (7O; 70'; 7O"; 70a) senkrecht zu den Rohrplatten (17 und 18) verläuft und gemeinsam damit einen im Querschnitt H-förmigen Rahmen bildet.

   7. Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (70) von einer die Wärmeübertragung verzögernden Hülle (7OA.) umgeben ist. .

   8. Wärmetauscheranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (70'; 70a) als Rohrkörper ausgebildet ist, dessen innerer Hohlraum' (70B) ein das Innere (28 bzw. 29) der Gehäuse (20 bzw. 21) der beiden Wärmetauschereinheiten (11 und 12) miteinander für das zweite Fluid verbindendes Kaskadenventil bildet.

   9. Wärmetauscheranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Zugstange (70") in Entsprechung zur Ausführung des Verbindungsgliedes ("I3) variiert.

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   10. Wärmetauscheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9j dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Rohrplatten (17 und 18) endseitig verbundenen Rohre (59 bzw. 60) jeweils U-förmig ausgebildet sind.

   11. »«armetauscheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidkammer (35) und gegebenenfalls die darin vorgesehenen Trennwände (76, 80). Mannlöcher (86, 88, 89) enthalten, die durch abnehmbare Deckel (87, 91 j 92) fluiddicht verschließbar sind und einen Zugang zu den Enden (63, 64, 65, 66) der Rohre (59 und 60) ermöglichen.

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