DE2442027A1

DE2442027A1 - Roehrenwaermeaustauscher

Info

Publication number: DE2442027A1
Application number: DE2442027A
Authority: DE
Inventors: Horst-Dieter Ing Gra Oldenburg; Klaus Westebbe
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1974-09-03
Filing date: 1974-09-03
Publication date: 1976-03-25

Description

"Röhrenwärmeaustauscher" Die Erfindung betrifft einen Röhrenwärmeaustauscher mit einem allseitig geschlossenen vorzugsweise zylindrischen Gehäuse, einer Vielzahl von mehrschichtigen, zu einem Bündel zusammengefaßter Rohre und mit Trenn-und Leitelementen.
Bekannte Röhrenwarmeaustauscher haben den Nachteil, daß das Trenaelement oder die Trennelemente nicht dicht gegenüber dem Gehäuse des Wärmeaustauschers eingebaut werden können. Unangenehme und rechnerisch kaum zu erfassende Bypass-Strömungen sind die Folge.
Ein optimaler Wärmeaustausch findet somit nicht statt. Die Folge ist, daß der Wärmeaustauscher größer ausgelegt werden muß und somit teurer in der Herstellung wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die bei bekannten Wärmeaustauschern auftretenden Undichtigkeiten zwischen den Trennelementen und dem Gehäuse, die sich als Bypass-Strömungen ergeben, zu vermeiden und einen einwandfreien Wärmeaustausch zu gewährleisten. Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen wiedergegebene Erfindung gelöst.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch eine einfache und verfahrenstechnisch kostengünstig herstellbare Vorrichtung, die bei bekannten Wärmeaustauschern auftretenden Bypass-Strömungen vermieden werden. Durch den Einbau von versetzt angeordneten Leitelementen wird gleichzeitig ein besserer Wärmeaustausch gegeben. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der in dem Gehäuse des Wärmeaustauschers liegende Behälter aus zwei Blechschalen gefertigt werden kann und außerhalb des druckdichten Gehäuses um die Rohre und die Trenn- und Leitelemente angeordnet werden kann, um dann anschließend als Ganzes in das Gehäuse eingeschoben zu werden.
Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren wird die Erfindung an zwei möglichen Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1: einen Röhrenwärmeaustauscher im Schnitt nach der in Fig. 2 gezeigten Linie I-I, Fig. 2: einen Schnitt nach der in Fig. 1 gezeigten Linie 11-11, schematisch dargestellt, Fig. 3: die unlösbare Verbindung der Leitelemente am Behälter und am Trennelement Cgem. Fig. 1 und 2), schematisch dargestellb, Fig. 4: Leitelemente, welche mit dem Behälter nicht verbunden sind, schematisch dargestellt, Fig. 5 a u. b: zwei Möglichkeiten der Montage bereits bekannter Trennelemente, direkt verbunden mit der Gehäuseinnenwand des Wärneaustauschers, schematisch dargestellt.
Wie die Fig. 5 a und b veranschaulichen, war es bisher nicht möglich, das Trennelement 1 dicht an die Innenwandung des Gehäuses 2 anzulegen, da das Gehäuse eine gewisse Unrundheit bzw. Fertigungsungenauigkeit aufweist. Daher war es erforderlich, das Trennelement 1 in einer Führung 3 zu lagern (Fig. 5 a) oder mittels eines Federbleches 4 (Fig. 5 b) gegenüber der Innenwandung abzudichten. Durch diese Maßnahmen wurde eine zwangsläufig auftretende Bypass-Strömung nicht vermieden.
Die Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Röhrenwärmeaustauscher im Längsschnitt. Der Wärmeaustauscher besteht aus dem Gehäuse 2 mit den Endabdeckungen 5, 6 und dem Flansch 6' als Rohrhalterung. Innerhalb des druck- und gasdichten Gehäuses 2 ist der an einer Seite mit Öffnungen 7 versehene Mantel 8 angeordnet, der mit dem Flansch 6' fest verbunden ist. Innerhalb des Mantels 8 sind eine Vielzahl von mehrschichtig zu einem Bündel zusammengefaßter Rohre 9 angeordnet, die in einem Teil, hier die obere Hälfte, hin- und im anderen Teil, hier die untere Hälfte, zurückgeführt werden und bei 10 ihre Umkehrung erfahren. Innerhalb des Behälters 8 sind das rennelement 1 und die Leitelemente 11 angeordnet. Dabei können die Leit-elemente 11 zueinander versetzt angeordnet und entweder direkt mit dem Eantel 8 und mit Trennelement 4 verbunden sein (Fig. 3) oder nur mit dem Trennelement, wobei der Mantel 8 eine durchgehende Einheit bildet (Fig 4).
Die Wirkungsweise des Röhrenwärmeaustauschers ist nun folgende: Das wärmeabgebende und mit einem höheren Druck als das wärmeaufnehmende Medium wird über den Stutzen 12 in den Sammelraum 13 geführt und gelangt in die in dem Flansch 6' dicht eingelassenen Rohre 9 und wird somit in einem Teil des Wärmeaustauschers hin, bei 10 durch die Krizmmung der Rohre umgeleitet und im anderen Teil des Wärmeaustauschers zurückgeführt, gelangt in den Sammelraum 14 und wird anschließend durch den Stutzen 15 aus dem Wärineanstausoher, nunmehr abgekühlt, abgeführt. Die Rohre 9 werden dabei durch die Öffnungen 7 im Bereich von 10 durch den Mantel 8 geführt.
Das wärmeaufnehmende Medium gelangt über die Einlaßöffnungen 16 des Gehäuses 2 und über die Einlaßöffnung 17 des Mantels 8, welche miteinander dicht verschweißt sind, in den Mantel 8 und wird dort durch ciie mittige Anbringung des Trennelementes 1 entlang der Rohre 9, in vorliegenden Beispiel nach links, geführt und tritt durch die Spalte zwischen den Rohren 9 und der Wand 18 des Mantels 8 in den Raum 10 ein. Nach der RichtunUsumkehrung wird das wärme aufnehmende Medium durch die Auslaßöffnungen 19 des Mantels 8 und die Auslaßöffnung 20 des Gehäuses 2, welche ebenfalls miteinander dicht verbunden sind, aus dem Wärmeaustauscher ausgeführt. Durch die versetzte Anordnung der Leitelemente 11 wird das wärmeaufnehmende Medium gezwungen, einen gewundenen Weg zu nehmen und damit sichergestellt, daß alle Rohre 9 gleichmäßig umspült werden. Durch die Öffnung 7 der Wandung 18 des Mantels 8 wird ein DruckausglEich im Inneren des Ringraumes 21 gewahrleistet.
Die Erfindung ist nicht auf das vorliegende Beispiel beschränkt. So ist es durchaus möglich, das wärmeaufnehmende Medium durch die Rohre 9 und das wärmeabgebende Medium durch den Mantel 8 zu führen, wobei beide Medien unterschiedliche Drücke aufweisen können. Weiterhin ist es möglich, daß mehrere Trennelemente in dem Mantel 8 anordbar sind.

Claims

Schutzansprüche

4,)Röhrenwärteaustauscher mit einem allseitig geschlossenen, vorzugsweise zylindrischen Gehäuse, einer Vielzahl von mehrschichtigen, zu einem Bündel zusammengefaßter Rohre und mit Trenn- und Leitelementen, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h ne t, daß das Rohrbündel (9) und die Trenn- und Leitelemente (1, 11) von einem mit Einlaß- und Auslaßöffnung (17, 19) versehenen Mantel (8) umgeben sind, dessen äußerer Durchmesser kleiner als der innere Durchmesser des Gehäuses (2) des Wärmeaustauschers ist.
2. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen der Innenwandung des Gehäuses (2) des Wärmeaustauschers und des äußeren Durchmessers des Mantels (8) ein Ringraum (21) angeordnet ist.
3. Röhrenwärmeaustauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Leitelemente (11) zueinander versetzt angeordnet sind.
4. Röhrenwärmeaustauscher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen (16, 20) des Gehäuses (2) die Einlaß- und AuslaBöffnungen (17, 19) des mantels (8) eine dichte Einheit bilden.

L e e r s e i t e