DE2709027A1

DE2709027A1 - PIPE HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: DE2709027A1
Application number: DE19772709027
Authority: DE
Inventors: Walter Wedel
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1977-03-02
Filing date: 1977-03-02
Publication date: 1978-09-07
Also published as: DE2709027B2; DE2709027C3; GB1572777A; FR2382668B1; FR2382668A1

Description

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JENAer GLASWERK SCHOTT ε GEN.JENAer GLASWERK SCHOTT ε GEN.

Hattenbergstraße IO 6500 MainzHattenbergstrasse IO 6500 Mainz

RohrbundPipe collar e1wa rroeta uschere1wa rroeta uscher

Die Erfindung betrifft Rohrbündelwärmetauscher mit Bündel- rohren aus Glas oder ahnlichem Material mit beiderseits zwei Rohrboden. Der erfindungsgemäße Rohrbündelwärmetauscher ist so konstruiert, daß bei gegebenenfalls auftretenden Leckagen, sowohl mantel- als auch hauben- seitig (produkt- und serviceseitig) zwischen Rohren des Rohrbundeis und den Rohr boden keine dieser Leckagen in den Raum des anderen Mediums, in den Rohrboden gelangen kann, sondern in den Zwischenraum zwischen den beiden Rohrboden eintritt. The invention relates to tube bundle heat exchangers with bundle tubes made of glass or similar material with two tube sheets on both sides. The tube bundle heat exchanger according to the invention is designed so that if leaks occur, both shell and hood side (product and service side) between the tubes of the tube bundle and the tube bottom, none of these leaks can get into the space of the other medium, into the tube sheet , but enters the space between the two tube sheets.

Das Prinzip des beiderseitigen Doppelbodens ist schon lange bekannt und wird oft angewendet beim Bau von Rohrbündelwärme tauschern aus Metall. Hierbei sind die Rohre in die Rohrboden eingewalzt,eingeschweißt, eingelotet oder mit einzelnen Stopfbuchsen abgedichtet. The principle of the double floor on both sides has been known for a long time and is often used in the construction of tube bundle heat exchangers made of metal. Here, the pipes are rolled, welded, soldered or sealed with individual stuffing boxes into the pipe sheet.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Seit einiger Zeit sind Rohrbündelwärmetauscher bekannt, bei denen die Rohre aus Gtas oder einem ähnlichen Material bestehen, die Stirnplatten aus Kunststoff gefertigt sind und die Rohre in ihnen mit einem Dichtungsmaterial abgedichtet sind (DT-GM 7 hOk 6l6). Bei Undichtheit dieser Rohrabdichtungen gelangt das austretende Medium in das auf der anderen Seite der Stirnplatte befindliche Medium. Diese Vermischung der Medien ist immer dann unerwünscht, wenn dadurch eine Verunreinigung oder Schädigung der Medien oder eine chemische oder physikalische Reaktion zwischen beiden auftreten kann, oder wenn gefährliche giftige, brennbare, gesundheitsschädliche Stoffe in den falschen Leitungsweg gelangen können. Dieser Übertritt des Mediums in den Raum des anderen Mediums wird mit völliger Sicherheit durch den Doppelboden verhindert.Shell and tube heat exchangers have been known for some time in which the tubes are made of Gtas or a similar material, the end plates are made of plastic and the tubes are sealed in them with a sealing material (DT-GM 7 HOK 6l6). In the event of a leak in these pipe seals, the escaping medium enters the medium on the other side of the faceplate. This mixing of the media is always undesirable if it can result in contamination or damage to the media or a chemical or physical reaction between the two, or if dangerous, poisonous, flammable, harmful substances can get into the wrong line. This transfer of the medium into the space of the other medium is completely prevented by the double floor.

Diese aus metallischen Werkstoffen herstellbaren Konstruktionen sind bei der Verwendung von spröden Materialien für die Austauschrohre nicht anwendbar, weil bei noch so genauer Herstellung der Rohrboden und fluchtender Montage die einzelnen Rohre geringfQgige Achsabweichungen an den Enden aufweisen, die beim Einbau und der Abdichtung mittels radialer Dichtelemente zu Verspannungen oder gar zu Brüchen führen.These constructions, which can be made from metallic materials, cannot be used for the replacement pipes when brittle materials are used, because no matter how precise the pipe sheet is and the installation is flush, the individual pipes have slight axial deviations at the ends, which occur during installation and sealing by means of radial sealing elements Tension or even lead to fractures.

Dieses Problem wird bei der erfindungsgemäßen Konstruktion dadurch umgangen, daß an den beiden Enden des Rohrbündels auf eine zweifache radiale Abdichtung der Rohre verzichtet wird. Dies wird erreicht durch eine Doppelbodenkonstruktion, bei der in dem ersten, zum Mantel raum hin gelegenen Boden eine radiale Abdichtung mittels Stopfbuchse und in dem zweiten, zur äußeren Abschlußhaube hin gelegenen Boden eine achsiale Abdichtung mittels rohrstirnseitig verstellbarer Buchsen mit elastischen Dichtelernenten erfolgt.This problem arises in the construction according to the invention circumvented the fact that a double radial sealing of the tubes is dispensed with at the two ends of the tube bundle. This is achieved through a raised floor construction, in which in the first, a radial seal by means of a stuffing box and located in the second, to the outer cover hood towards the shell space towards the bottom Bottom an axial seal by means of the pipe face adjustable bushings with elastic sealing elements.

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Unter Verwendung von Rohren aus Glas oder einem ähnlichen Werkstoff erfolgt deshalb die Abdichtung dieser Rohre in der zum Mantel raum gelegenen Stirnplatte in bekannter Weise mittels Dichtungsmaterials in Stopfbuchsen, während die Abdichtung der Rohre gegen den zur Haube gelegenen Rohrboden durch auf die Stirnseite der Rohrenden aufgesetzte Dichtlippenringe erfolgt, die durch Schraubbuchsen angedruckt werden, weiche in dem letztgenannten Rohrboden eingeschraubt und mit einer Dichtmasse abgedichtet sind.Using tubes made of glass or the like Material is therefore the sealing of these pipes in the face plate located to the shell space in a known manner by means of sealing material in stuffing boxes, while the The pipes are sealed against the pipe sheet facing the hood by means of sealing lip rings placed on the face of the pipe ends, which are pressed on by screw sockets, soft are screwed into the latter tube sheet and sealed with a sealant.

Die Erfindung wird durch die Zeichnung näher erläutert:The invention is explained in more detail by the drawing: Figur 1 zeigt einen Rohrbündelwärmetauscher, bestehend ausFigure 1 shows a tube bundle heat exchanger, consisting of

dem Mantel -1- mit den Ein- und Austrittsstutzen -2-för das eine Medium und den beiden Hauben ~3~, in weiche das andere Medium über die Stutzen -k- ein- bzw. austritt. In dem Mantel -1- befindet sich das Rohrbündel, das aus vielen einzelnen Röhren besteht, welche in den beiden Doppel rohrboden ~5" gemäß der Erfindung abgedichtet sind;the jacket -1- with the inlet and outlet nozzles -2-for one medium and the two hoods ~ 3 ~, into which the other medium enters and exits via the nozzles -k-. In the jacket -1- is the tube bundle, which consists of many individual tubes, which are sealed in the two double tube plates ~ 5 "according to the invention;

Figur 2 zeigt im vergrößerten Schnitt einen Teil eines Doppelrohrbodens -5". Er besteht aus dem mantel seit igen Boden -6-, dem haubenseitigen Boden -J- und der Laterne -8-. Diese ist in der Darstellung mit dem Boden -7~ unlösbar verbunden; sie kann auch lösbar zwischen die beiden Böden -6- und ~7~ eingespannt sein. Der Doppelboden S- ist zwischen den Mantel -1- und den Hauben -3~ mittels einer Flanschverbindung in bekannter Weise eingespannt und durch die Dichtungen -10- und -11- abgedichtet. Die Rohre -12- des Rohrbündels sind in dem Rohrboden -6- mittels Stopfbuchsen -13" und Packungsschnur -17- in bekannter Weise abgedichtet. Auf beiden Enden der Röhre -12- sind stirnseitig Dichtringe -\k- aus elastischem Werkstoff angeordnet.FIG. 2 shows in an enlarged section a part of a double tube base -5 ". It consists of the jacket-side base -6-, the hood-side base -J- and the lantern -8-. This is shown in the illustration with the base -7 ~ undetachably connected; it can also be releasably clamped between the two floors -6- and ~ 7 ~ . The double floor S- is clamped in a known manner between the jacket -1- and the hoods -3 ~ by means of a flange connection and through the seals - The tubes -12- of the tube bundle are sealed in the tube sheet -6- by means of stuffing boxes -13 "and packing cord -17- in a known manner. On both ends of the tube -12-, sealing rings - \ k- made of elastic material are arranged on the end face.

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Ir hler dargestellten Falle bestehen die Dichtringe aus auf das Rohrende gesteckten Lippenringen. In dem Boden -7" sind Gewindedurchgangs löcher in der gleichen Teilung und Anordnung wie die Bohrungen In Boden -6- angebracht, in welche Gewindebuchsen -15" eingeschraubt sind. Die Abdichtung der Gewindebuchsen -15~ in dem Boden -J- erfolgt Mittels dauerelastischem Dichtungsmaterial. Die Stirnseite -16- der Gewindebuchsen -15- preßt den Dichtring -14- zusammen und erzeugt die erforderliche Dichtkraft.In the case shown, the sealing rings consist of lip rings placed on the pipe end. In the base -7 "there are threaded through holes in the same pitch and arrangement as the holes in the base -6-, into which threaded sockets -15" are screwed. The threaded bushings -15 ~ in the base -J- are sealed by means of permanently elastic sealing material. The face -16- of the threaded bushes -15- presses the sealing ring -14- together and generates the required sealing force.

Hit dieser Konstruktion ergeben sich folgende Worteile:The following parts of the word result from this construction:

Die stirnseitige Abdichtung der Rohre gegen den Boden -7~ erzeugt keine radial gerichteten Kräfte auf die Enden und vermeidet somit Biegezugspannungen, die zu Brüchen führen.The frontal sealing of the pipes against the floor -7 ~ does not generate any radial forces on the ends and thus avoids bending tensile stresses that lead to breaks.

FOr das Rohrbündel können handelsübliche Rohre -12- mit den in den Normen festgelegten Durchmessertoleranzen verwendet werden, da Durchmesserunterschiede wegen der Abdichtung durch die Packungsschnur -17- und die stirnseitige Abdichtung -\k- sich auf die Dichtheit nicht auswirken.Commercially available tubes -12- with the diameter tolerances specified in the standards can be used for the tube bundle, since differences in diameter due to the sealing by the packing cord -17- and the sealing at the end - \ k- do not affect the tightness.

LSngentoleranzen der Rohre -12- werden durch die Einschraublange der Buchse -15- ausgeglichen.The length tolerances of the pipes -12- are compensated for by the screw-in length of the socket -15-.

Unvermeidliche Abweichungen der Rohrleitungen in den beiden Böden -6- und -7- werden durch die mittels der stirnseitigen Abdichtung -16- ermöglichte seitliche Verschiebbarkeit kompensiert;Inevitable deviations in the pipelines in the both floors -6- and -7- are through the means of the frontal sealing -16- enabled lateral displacement compensated;

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Figur 3 zeigt einen Doppel rohrboden -5-, bei dem der haubenseitige Boden -18- aus einer Lochplatte besteht, in deren Bohrungen Dichtungsringscheiben -19- versenkt eingelegt sind, welche gegen die Stirnseiten der Rohre -12- drücken.Figure 3 shows a double tube base -5-, in which the hood-side base -18- consists of a perforated plate consists, in the bores of which sealing washers -19- are sunk, which Press against the ends of the pipes -12-.

Es ergeben sich folgende Möglichkeiten fur den Zusammenbau der Rohrbündelwärmetauscher:The following options are available for assembling the tube bundle heat exchanger:

1. beide haubenseitige Böden mit Gewindebuchsen,1. both hood-side bottoms with threaded sockets,

2. ein haubenseitiger Boden mit Gewindebuchsen, der andere haubenseitige Boden mit eingelegten Dichtungsscheiben, und2. a hood-side base with threaded sockets, the other hood-side base with inlaid sealing washers, and

3. beide haubenseitige Böden mit eingelegten D ichtungssche i ben.3. Both hood-side bottoms with inlaid Sealing washers.

Bei der Ausführung nach Figur 3 müssen die Bündel rohre auf genaue Lange zugerichtet sein.In the embodiment according to Figure 3, the bundle tubes must be trimmed to the exact length.

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Claims

■ Patentansprüche ■ Claims

\\λ Rohrbündelwärmetauscher mit beidseitig doppeltem Rohrboden, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils zum Hantelraum gelegene Rohrboden mit radial wirkenden Abdichtungen der einzelnen Rohre ausgestattet ist, während der jeweils zu den äußeren Hauben hin gelegene Rohrboden achsial wirkende Abdichtungen aufweist. \\ λ Tube bundle heat exchanger with double tube sheets on both sides, characterized in that the tube sheet facing the dumbbell space is equipped with radially acting seals of the individual tubes, while the tube sheet facing the outer hoods has axially acting seals.

2. Rohrbündelwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die achsiale Abdichtung der Rohre durch einzelne Gewindebuchsen erfolgt, die durch ihre veränderbare Einbautiefe die Anpassung an unterschiedliche Rohrlängen oder Lage der Rohrenden gestatten.2. Tube bundle heat exchanger according to claim 1, characterized in that the axial sealing of the tubes through Individual threaded sockets are made, which can be adapted to different due to their changeable installation depth Allow pipe lengths or position of pipe ends.

3. Rohrbündelwärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebuchsen plane Stirnflächen aufweisen, so daß bei seitlicher Verschiebung, also bei Achsversatz zwischen Rohr und Gewindebuchse, eine ringförmige Dichtlinie zwischen der Stirnfläche und der Ringdichtung gewährleistet ist.3. Tube bundle heat exchanger according to claim 2, characterized in that the threaded bushings have flat end faces, so that with lateral displacement, so at Axial offset between the pipe and the threaded bushing, an annular sealing line between the face and the Ring seal is guaranteed.

k. Rohrbündelwärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide haubenseitige Boden mit einzelnen Gewindebuchsen versehen sind. k. Tube bundle heat exchanger according to claim 2, characterized in that both hood-side bases are provided with individual threaded bushings.

5. Rohrbündelwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine haubenseitige Rohrboden mit einzelnen Gewindebuchsen versehen ist, während der andere haubenseitige Rohrboden mit eingelegten Dichtungsringen ausgerüstet ist.5. tube bundle heat exchanger according to claim 1, characterized in that the one hood-side tube sheet with individual Threaded sockets is provided, while the other hood-side The tube sheet is equipped with inserted sealing rings.

6. Rohrbünderwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide haubenseitigs Rohrboden mit eingelegten Dichtungsringen ausgerüstet sind.6. Shell and tube heat exchanger according to claim 1, characterized in that both tube sheets on the hood side are equipped with inserted sealing rings.

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