DE2735064A1 - Rohrbuendel-waermeaustauscher-dampftrommel-aggregat - Google Patents
Rohrbuendel-waermeaustauscher-dampftrommel-aggregatInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Rohrbündel-Wärmeaustauscher-Dampf trommel-Aggregat, bestehend aus einem Rohrbündel-Wärmeaustauscher
zum Wärmeaustausch zwischen Stoffen großen Druckunterschiedes und einer Dampftrommel mit einem
Flüssigkeitsraum und einem Dampfraum, wobei der durch die Rohre des Rohrbündel-Wärmeaustauschers strömende Stoff
eine hohe Eingangstemperatur aufweist/ der auf der Zuströmseite des heißen Stoffes liegende Rohrboden dünn ausgebildet
und eine ihn entlastende Einrichtung vorhanden und eine Vorrichtung im Rohrbündel-Wärmeaustauscher angeordnet
und derart gestaltet ist, daß der in den Rohrbündel-Wärmeaustauscher eintretende kältere Stoff an den besagten
dünnen Rohrboden herangeführt wird.
Bei derartigen Rohrbündel-Wärmeaustauscher-Dampftrommel-Aggregaten
ist es erforderlich, zwecks rascherAbkühlung des heißen Stoffes den auf seiner Zuströmseite liegenden
Rohrboden des Rohrbündel-Wärmeaustauschers dünn auszubilden, den dünnen Rohrboden gegen Ausbeulen zufolge des
hohen Druckes des kälteren Stoffes im Mantel des Rohrbündel-Wärmeaustauschers
mit Hilfe einer Einrichtung zu schützen, den eintretenden kälteren Stoff gleichmäßig
verteilt zum besagten dünnen Rohrboden zu leiten und die Zuführung des kälteren Stoffes aus und seine Abführung
nach dem Wärmeaustausch in die Dampftrommel zu bewirken.
Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse den Rohrboden des Rohrbündel-Wärmeaustauschers auf der Zuströmseite
des heißen Stoffes dünn und den Rohrboden an den kalten Enden derRohre normal auszubilden,die entlastende
Einrichtung des dünnen Rohrbodens in dem vom kälteren Stoff durchströmten Bereich mit Abstand von und
durch Anker mit dem dünnen Rohrboden verbunden anzuordnen und mit Leitblechen für eine gleichmäßig verteilte Leitung
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des kälteren Stoffes zum dünnen Rohrboden zu versehen (DT-PS 12 94 981) und eine separate Dampftrommel mit
Fall- und Steigrohren vorzusehen. Der Einbau der entlastenden Einrichtung des dünnen Rohrbodens mit den
Leitblechen für den kälteren Stoff erfordert einen hohen werkstattmäßigen Aufwand, während die Montage der separaten
Dampftrommel mit den Fall- und Steigrohren auf der Baustelle erhebliche Kosten verursacht.
Die Erfindung soll das bessern. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, den Rohrbündel-Wärmeaustauscher mit der Dampftrommel
so zueinander anzuordnen, daß die mit dem besagten dünnen Rohrboden verbundene entlastende Einrichtung in
Wegfall kommt und das Rohrbündel-Wärmeaustauscher-Dampftrommel-Aggregat insgesamt in der Werkstatt und auf der
Baustelle einen geringeren technischen Aufwand erfordert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Rohre des Rohrbündel-Wärmeaustauschers als Rohrbündel quer und mittig durch die Dampftrommel geführt sind, der
Rohrbündel-Wärmeaustauscher und die Dampftrommel eine Einheit
bilden,und die Rohre über den dünnen Rohrboden auf der Zuströmseite des heißen Stoffes mit dem Mantel des
Rohrbündel-Wärmeaust-auschers und auf der Abströmseite des durch die Rohre fließenden Stoffes über einen dünnen
Rohrboden mit der Oberseite des Mantels der Dampftrommel verbunden sind.
Um eine Anlage mit einem oder zwei oder mehr Rohrbündel-Wärmeaustauschern
einfach gestalten zu können, bilden nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein, zwei
oder mehr Rohrbündel-Wärmeaustauscher mit einer einzigen Dampftrommel eine Einheit.
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GRUPPE DEUTSCHE BA8COCK
Besteht nach den gegebenen Druck- und Temperaturverhältnissen im Rohrbündel-Wärmeaustauscher-Dampftrommel-Aggregat die
Möglichkeit zu größeren Ausbeulungen der beiden dünnen Rohrböden nach außen, sind nach der Erfindung die Rohre
unter Zugvorspannung eingebaut.
Um die Rohre über ihre ganze Länge und den dünnen Rohrboden auf der Zuströmseite des heißen Stoffes gut kühlen
zu können, sind erfindungsgemäß die Rohre von einem zylindrischen Innenmantel umgeben, der gegen den Rohrboden
auf der Zuströmseite des heißen Stoffes zwei Aussparungen für eine räumliche Verbindung zwischen dem Wasserraum
außerhalb des Innenmantels und dem Dampf-Wasser-Raum
innerhalb des Innenmantels und eine Ausparung gegen den Rohrboden auf der kalten Seite der Rohre für eine räumliche
Verbindung zwischen dem Dampf-Wasser-Raum und dem Dampfraum aufweist, wobei ein Strömungskanal für das vom Wasser-raum
in den Dampf-Wasser-Raum fließende kalte Wasser durch die
erste Aussparung in Strömungsrichtung des kalten Wassers, ein parallel zum Rohrboden befindliches, kreisförmiges
Leitblech, die gegenüber der ersten Aussparung vorhandene zweite Aussparung, zwei axial verlaufende Trennbleche und
ein parallel zum Leitblech eingesetztes Trennblech -alle drei Trennbleche zwischen dem Innenmantel und dem
Mantel des Rohrbündel-Wärmeaustauschers - gebildet ist,
während ein Strömungskanal für den Auslaß des Dampf-Wasser-Gemisches aus dem Dampf-Wasser-Raum in den Dampfraum der
Dampftrommel durch eine - auf den Umfang des Innenmantels bezogene - teilweise, radiale Erweiterung mit Ummantelung des
Innenmantels gegen den Rohrboden auf der kalten Seite der
kreisförmiges Leitblech und die Aussparung im Innenmantel gegeben/st.
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Zur Vermeidung von festhaftenden Ablagerungen auf dem Rohrbodenrand des Rohrbodens auf der Zuströmseite des heißen
Stoffes im Wasserraum des Rohrbündel-Wärmeaustauschers /
und um Ablagerungen abschlämmen zu können, besit-zt nach ferneren Ausbildungen der Erfindung die Eintrittshaube
für den heißen Stoff des Rohrbündel-Wärmeaustauschers eine Innenisolierungsschlcht, die den Rohrbodenrand des besagten
Rohrbodens isolierend abdeckt, wobei dicht oberhalb des Rohrbodenrandes,im radialen Bereich der zweiten Aussparung
des Innenmantels im Mantel des Rohrbündel-Wärmeaustauschers ein oder mehrere Abschlämmstutzen mit Absperrorganen vorgesehen sind.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine entlastende Einrichtung für den
dünnen Rohrboden auf der Zuströmseite des heißen Stoffes in Form von aufwendigen Einbauten entfällt, da die erfindungsgemäße entlastende Einrichtung durch den Zusammenbau des Rohrbündel-Wärmeaustauschers und der quer dazu
angeordneten Dampftrommel dadurch gegeben ist, daß der
eine dünne Rohrboden mit dem Mantel des Rohrbündel-Wärmeaustauschers und der andere dünne Rohrboden mit der
Oberseite des Mantels der Dampftrommel verbunden ist, wodurch bei entsprechender Dimensionierung der Rohre und
beider Mäntel und bei hohem Druck des kälteren Stoffes
um die Rohre die entgegengesetzt wirkende Längsdehnung
der Rohre und die Längskürzung des Rohrbündel-Wärmeaustauscher-Mantels durch die entsprechend große Querdehnung
des Dampftrommel-Mantels völlig aufgehoben werden. Geringe
Längendifferenzen von z.B. ein paar zehntel Millimetern,
die infolge von Temperaturdifferenzen zwischen den Mänteln
und den Rohren auftreten, werden von den beiden dünnen Böden, die bekannterweise am äußeren Rand der Böden als
Membran wirken, aufgenommen. Sind größere Längendifferenzen durch größere Temperaturdifferenzen möglich, werden die
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GRUPPE DEUTSCHE BABCOCK
Der dünne Rohrboden auf der Abströmseite des zu kühlenden Stoffes ist also nach derErfindung notwendig. Er ist bedeutend billiger als ein normaler Rohrboden, und er kann sich
bei bisweilen auftretenden hohen Ausgangstemperaturen des zu kühlenden Stoffes nicht so hoch aufheizen, daß die
zulässigen Festigkeitswerte überschritten werden.
Der Innenmantel um die Rohre sorgt für eine Kühlung der Rohre über die ganze Länge.
Durch die Anordnung des Strömungskanals über dem Rohrboden auf der Zuströmseite des heißen Stoffes wird eine gezielte
Querströmung über diesem Rohrboden erreicht, welche evtl. anfallende Feststoffe von dem wärmebelasteten Teil des Rohrbodens zum Rohrbodenrand spült, der von der Isolierungs-
schicht der Eintrittshaube für den heißen Stoff abgedeckt ist. Hier können Feststoffablagerungen keinen Schaden anrichten und leicht über Abschlämmstutzen abgezogen werden.
Durch die Konstruktion eines oder mehrerer Rohrbündel-Wärmeaustauscher mit einer Dampftrommel als Einheit
werden umfangreiche Teile - z.B. Fall- und Steigleitungen - und bedeutende Montagearbeiten uiter Baustellenbedingungen
eingespart.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein schematisch dargestelltes, senkrecht stehendes Rohrbündel-Wärmeaustauscher-Dampftrommel-Aggregat mit Wasser als kälteren Stoff hohen
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- 9 -Druckes entlang der Linie I-I in Fig. 2,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. I
und
besteht aus dem Rohrbündel-Wärmeaustauscher 1 mit Mantel 2 und der Dampftrommel 3 mit Mantel 4, wobei die Mäntel 2, 4
fest miteinander verbunden sind. Die vom heißen, zu kühlenden Stoff durchströmten Rohre 5 sind auf der Zuström
seite des heißen Stoffes in dem mit dem Mantel 2 verbundenen,
dünnen Rohrboden 6 und auf der Abströmseite des gekühlten Stoffes in dem mit der Oberseite des Mantels 4 verbundenen,
dünnen Rohrboden 7 befestigt. Die im Bündel angeordneten Rohre 5 sind von dem zylindrischen Innenmantel 8 umgeben,
der auf dem Rohrboden 6 steht und oben bis zum Rohrboden 7 geführt ist. Der Innenmantel 8 ist am Rohrboden 6 mit der
Aussparung 9 versehen. Auf der gegenüberliegenden Seite der Aussparung 9 zeigt der Innenmantel 8 am Rohrboden 6 die
andere Aussparung 1o, die doppelt so hoch ist wie die Aus
sparung 9. Das kreisförmige, parallel zum Rohrboden 6 im
Innenmantel 8 eingefügte Leitblech 11 bewirkt eine gezielte Strömung des kalten Wassers entlang dem Rohrboden 6.
Das kreisringsektorförmige Trennblech 12 und die beiden rechteckigen Trennbleche 13 bilden eine Umlenkkammer, die
zum Wasserraum 14 keine Verbindung hat. Am oberen Ende des Innenmantels 8 ist auf der einen Seite die teilweise,
radiale Erweiterung 15 des Innenmantels 8 für den Austritt
des aufsteigenden Dampf-Wasser-Gemisches vorgesehen, die
mit Hilfe der Ummantelung 16 gegenüber dem Dampfraum 17
der Dampftrommel 3 abgeschlossen ist, so daß das Dampf-Wasser—Gemisch zwischen dem Rohrboden 7 und dem parallel
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B<g>RSIG
- 1o -
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zu diesem Rohrboden angeordneten,kreisförmigen Leitblech
als gezielte Strömung am Rohrboden 7 entlangfließen kann, wodurch stehende Dampfpolster in diesem Bereich vermieden
werden. Der Austritt des Dampf-Wasser-Gemisches aus dem Dampf-Wasser-Raum 19, dem Raum innerhalb des Innenmantels 8,
in den Dampfraum 17 erfolgt durch die Aussparung 2o des Innenmantels 8. Der Wasserstand in der Dampftrommel 3 ist
mit 21 bezeichnet. Durch den Eintriitsstutzen 22 wird Wasser in die Dampftrommel 3 gedrückt, während der Dampf
die Dampftrommel 3 durch den Austrittsstutzen 23 verläßt. Der heiße Stoff wird in Richtung des Pfeiles 24 in die
Eintrittshaube 25, die mit der Innenisolierungsschicht 26 versehen ist und den Rohrbodenrand 27 des Rohrbodens 6
isolierend abdeckt, eingeleitet, durchströmt die Rohre 5
und verläßt durch den Austrittsstutzen 28 das Aggregat
in Richtung des Pfeiles 29. Das Wasser fließt im Wasserraum 14 in Richtung des Pfeiles 29 auf den Rohrboden 6 zu
und weiter in Richtung des Pfeiles 3o durch den Strömungskanal an diesem Rohrboden in den Dampf-Wasser-Raum 19 und
von dort als Dampf-Wasser-Gemisch in Richtung des Pfeiles in den Dampfraum 17. Die Abschlämmstutzen im Mantel 2
sind mit 32 und der-en Absperrorgane mit 33 bezeichnet.
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Claims (7)
- Patentansprüche:(1 .J Rohrbündel-Wärmeaustauscher-Dampf tronunel-Aggregat, bestehend aus einem Rohrbündel-Wärmeaustauscher zum Wärmeaustausch zwischen Stoffen großen Druckunterschiedes und einer Dampftrommel mit einem Flüssigkeitsraum und einem Dampfraum, wobei der durch die Rohre des Rohrbündel-Wärmeaustauschers strömende Stoff eine hohe Eingangstemperatur aufweist, der auf der Zuströmseite des heißen Stoffes liegende Rohrboden dünn ausgebildet und eine ihn entlaste-nde Einrichtung vorhanden und eine Vorrichtung im Rohrbündel-Wärmeaustauscher angeordnet und derart gestaltet ist, daß der in den Rohrbündel-Wärmeaustauscher eintretende kältere Stoff an den besagten dünnen Rohrboden herangeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieRohre (5) des Rohrbündel-Wärmeaustauschers (1) alsRohrbündel quer und mittig durch die Dampftrommel (3) geführt sind, der Rohrbündel-Wärmeaustauscher (1) und die Dampftrommel (3) eine Einheit bilden, und die Rohre (5) über den dünnen Rohrboden (6) auf der Zuströmseite des heißen Stoffes mit dem Mantel (2) des Rohrbünde1-Wärmeaustauschers (1) und auf der Abströmseite des durch.über die Rohre (5) fließenden Stoffes/einen dünnen Rohrboden(7) mit der Oberseite des Mantels (4) der Dampftrommel (3) verbunden sind.809886/0501GRUPPE DEUTSCHE BABCOCK
- 2. Rohrbündel-Wärmeaustauscher-Dampftrommel-Aggregat nach Anspruch "!,dadurch gekennzeichnet, daß ein, zwei oder mehr Rohrbündel-Wärmeaustauscher (1) mit einer einzigen Dampftrommel (3) eine Einheit bilden.
- 3. Rohrbündel-Wärmeaustauscher-Dampftrommel-Aggregat nach Anspruch 1 und 2,dadurch gekennzeichnet daß die Rohre (5) unter Zugvorspannung eingebaut sind.
- 4. Rohrbündel-Wärmeaustauscher-Dampftrommel-Aggregat nach Anspruch 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (5) von einem zylindrischen Innenmantel (8) umgeben sind, der gegen den Rohrboden (6) Aussparungen (9, 1o) für eine räumliche Verbindung zwischen dem Wasserraum (14) außerhalb des Innenmantels (8) und dem Dampf-Wasser-Raum (19) innerhalb des Innenmantels (8) und eine Aussparung (2o) gegen den Rohrboden (7) für eine räumliche Verbindung zwischen dem Dampf-Wasser-Raum (19) und dem Dampfraum (17) aufweist.
- 5. Rohrbündel-Wärmeaustauscher-Dampftrommel-Aggregat nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß ein Strömungskanal für das vom Wasserraum (14) in den Dampf-Wasser-Raum (19) fließende kalte Wasser durch die Aussparung (9), ein parallel zum Rohrboden (6) befindliches, kreisförmiges Leitblech (11), die gegenüber der Aussparung (9) vorhandene Aussparung (1o), zwei axial verlaufende Trennbleche (13) und ein parallel zum Leitblech (11) eingesetztes Trennblech (12) gebildet ist, während ein Strömungskanal für den Auslaß des Dampf-Wasser-Gemisches aus dem Dampf-Wasser-Raum (19) in den Dampfraum (17) durch eine - auf den Umfang des Innenmantels (8) bezogene - teilweise, radiale Erweiterung (15) mit Ummantelung (16) des Innenmantels (8) gegen den Rohrboden (7), ein parallel zum Rohrboden (7) angeordnetes, kreisförmiges Leitblech (18)809886/0501273506AGRUPPE DEUTSCHE BABCOCKund die Aussparung (2o) gegeben ist.
- 6. Rohrbündel-Wärmeaustauscher-Dampftrommel-Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittshaube (25) für den heißen Stoff des Rohrbündel-Wärmeaustauschers (1) eine Innenisolierungsschicht (26) besitzt, die den Rohrbodenrand (27) des Rohrbodens (6) isolierend abdeckt.
- 7. Rohrbündel-Wärmeaustauscher-Dampftrommel-Aggregat nach Anspruch 4 bis 6,dadurch gekennzeich net, daß dicht oberhalb des Rohrbodenrandes (27), im radialen Bereich der Aussparung (1o) des Innenmantels (8) im Mantel (2) des Rohrbündel-Wärmeaustauschers (1) ein oder mehrere Abschlämmstutzen (32) mit Absperrorganen (33) vorgesehen sind.809886/0501
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