DE2746457A1 - Rohrplatte, die zwei mit zwischenraum aufgestellte plattenfoermige teile umfasst - waermetaucher, der wenigstens eine solche rohrplatte umfasst - Google Patents

Description

14. Oktober 1977 31 840 B

B.V. NERATOOM

Laan van Nieuw Oost Indie 129-135, 's-Gravenhage - Niederlande

Rohrplatte, die zwei mit Zwischenraum aufgestellte plattenförmige Teile umfasst; Wärmetauscher, der wenigstens eine solche Rohrplatte umfasst.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrplatte, umfassend zwei parallele, mit Zwischenraum aufgestellte plattenförmige Teile, versehen mit jeweils in Flucht liegenden Bohrungen, durch welche sich, wenigstens teilweise unter Zwischenfügung von Hülsen, Rohre oder Rohrteile erstrecken, wobei die Hülsen innere Kammern aufweisen, die durch Offnungen in der Hülsenwand mit dem Raum zwischen den plattenförmigen Teilen in Verbindung stehen, sowie auf einen Wärmetauscher, der wenigstens eine solche Rohrplatte umfasst.

Eine solche Rohrplatte ist aus der französischen Patentschrift 65Ο.Ο58 bekannt. Diese Veröffentlichung bezieht sich auf einen Wärmetauscher mit aus zwei parallelen Plattenteilen bestehenden Rohrplatten, wobei sich in dem Raum zwischen den plattenförmigen Rohrplattenteilen ein in bezug auf das Rohrmedium und das Mantelmedium inertes drittes Medium unter einem höheren Druck als beide anderen Medien befindet. An der Stelle der Rohrplattenöffnung befindet sich eine Hülse, versehen mit einer Kammer, die mit dem Raum zwischen den plattenförmigen Rohrplattenteilen verbunden ist. Die Hülse erstreckt sich nur über einen Teil der beiden plattenförmigen Rohrplattenteile und wird an einem Ende über eine Kunststoff-Füllung durch einen vorstehenden Teil des inneren

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plattenförmigen Rohrplattenteils begrenzt. An dem anderen Ende der Hülse befindet sich ein Abschlussorgan, versehen mit einem Innengewinde, wodurch eine Abdichtung zwischen dem Raum ausserhalb der Rohrplatte, dem Raum innerhalb der Rohrplatte und dem Raum zwischen den plattenförmigen Rohrplattenteilen erhalten wird. Ähnliche Vorrichtungen werden in der franzosischen Patentschrift U85.126 und der britischen Patentschrift 273.605 beschrieben.

Ein Nachteil dieser Vorrichtungen ist ihre geringe Beständigkeit gegen thermische Stösse. Weiter lässt die Abdichtung durch ein Abschlussorgan, das mit einem Schraubengewinde und einer Kunststoff-Füllung gegen die Hülse gedrückt wird, zu wünschen übrig. Für bestimmte, noch zu nennende Anwendungen ist eine solche Abdichtung völlig unzulässig.

Aus der niederländischen Patentanmeldung 72.17027 ist eine Vorrichtung bekannt, die mit einer Rohrplatte versehen ist, durch welche sich eine Anzahl paralleler Rohre erstreckt. In dieser Vorrichtung befindet sich innerhalb der Rohrplatte eine zu der Rohrplatte parallele Membranplatte, welche an den sich darin befindenen öffnungen, durch die sich die Rohre erstrecken, kreisförmige Wellen aufweist. Die Rohrplatte ist mit Hülsen mit einem S-förmigen Profil versehen, die sich in den Rohrplattenöffnungen befinden und die Rohre mit der Rohrplatte verbinden.

Aus der Deutschen Auslegeschrift 1.205.121 ist eine ähnliche Vorrichtung bekannt, die jedoch statt einer Membranplatte mit kreisförmigen Wellen eine Abstandsplatte enthält. Die Hülsen mit S-formigem Profil befinden sich in dieser Vorrichtung innerhalb der Bqhrungen in der Abstandsplatte, durch welche die Rohre sich erstrecken, und verbinden die Rohre mit dieser Abstandsplatte.

Die aus der niederländischen Patentanmeldung 72.17027 und der Deutschen Auslegeschrift bekannten Vorrichtungen haben im Vergleich mit den obenbeschriebenen Vorrichtungen eine ziemlich schlaffe Konstruktion. Ausserdem ist deren Herstellung verhältnismässig arbeitsintensiv, u.a. weil die plattenförmigen Teile der Rohrplatte Bohrungen mit einem verschiedenen Durchmesser haben.

Der Zweck der Erfindung ist die Beschaffung einer Rohrplatte, die zur Anwendung in Wärmetauschern geeignet ist, welche zur Wärmeübertragung zwischen Medien, die an Temperatur und/oder Druck stark verschieden sind und/oder die explosiv

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reagieren, wenn sie miteinander in Berührung kommen. Bei solchen Wärmetauschern ist es von grosser Bedeutung, dass die Verbindungen zwischen den Rohren des Rohren-Systems und der Rohrplatte sehr hohen Anforderungen entsprechen. Beispiele von Wärmetauschern, die solchen hohen Anforderungen entsprechen sollen, sind Wärmetauscher, die in den petrochemisehen Anlagen angewendet werden, und Wärmetauschern, die in dem Kühlsystem von mit Natrium gekühlten Kernreaktoren benutzt werden. Bei den mit Natrium gekühlten Kernreaktoren werden die Wärmetauscher für die Wärmeübertragung zwischen radioaktivem Natrium und nicht-radioaktivem Natrium und für die Wärmeübertragung zwischen Natrium und Wasser benutzt. In letzterem Fall spricht man wohl von einem Dampfgenerator. Es wird klar sein, dass das Natriumkühlsystem der Kernreaktoren die strengsten Sicherheitsvorschriften erfüllen soll, was daher besonders hohe Forderungen an die Konstruktion der Rohrplatten stellt. Dies gilt um so mehr als der Druck- und Temperaturunterschied zwischen dem Natrium und dem Dampf sehr hoch ist.

Solche Sicherheitsvorschriften implizieren namentlich, dass die in den Wärmetauschern vorhandenen Rohrplatten gegen thermische Stösse beständig sind und die Verbindungen zwischen den Rohren und den Rohrplatten möglichst zuverlässig sind und leicht nachgesehen werden können.

Der Zweck der Erfindung ist daher die Beschaffung einer Rohrplatte, die den strengsten Sicherheitsanforderungen enspricht.

Dieser Zweck wird verwirklicht durch eine Rohrplatte, umfassend zwei parallele, mit Zwischenraum aufgestellte plattenformige Teile, versehen mit jeweils in Flucht liegenden Bohrungen, durch welche sich, wenigstens teilweise unter Zwischenfügung von Hülsen, Rohre oder Rohrteile erstrecken, wobei die Hülsen mit inneren Kammern versehen sind, die durch Offnungen in der Hülsenwand mit dem Raum zwischen den plattenförmigen Teilen verbunden sind, welche Rohrplatte gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet wird, dass die inneren Kammern sich an wenigstens einem der plattenförmigen Teile vorbei erstrecken.

Gemäss einer Vorzugsausführungsform befinden sich innerhalb der Hülsen Rohrteile. Die Verbindungen zwischen den Hülsen und den plattenförmigen Teilen und zwischen den Hülsen und den Rohrteilen können dann nämlich mittels einem Lotmaterial mit einer einzigen Erhitzungsbehandlung zustande gebracht werden.

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Damit die Rohrteile leicht und betriebssicher mit Rohren verbunden werden können, z.B. über eine "internal-bore"-Schweissverbindung, ist es weiter vorteilhaft, dass die Rohrteile sich an mindestens einem von beiden äussersten plattenförmigen Teilen vorbei erstrecken, so dass vermieden werden kann, dass die Rohrplatte sich infolge der Wärmeentwicklung beim Schweissen zieht und eine bessere Schweissverbindung zustande gebracht werden kann.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung wird ein Schnitt eines Teiles einer Vorzugsausführungsform der Rohrplatte gemäss der Erfindung wiedergegeben, wobei mit den Bezugsziffern 1 und 2 die plattenförmigen Teile, mit 3 der Detektierraum, mit k eine mit einer Kammer versehene Hülse, mit 5 ein in der Hülse angeordneter Rohrteil, mit 6 eine öffnung in der Wand der Hülse und mit 7 ein mantelförmiger Raum angegeben wird, der über die öffnungen 6 mit dem Detektierraum 3 zwischen den palttenförmigen Teilen 1 und 2 in offener Verbindung steht.

Bei Anwendung in einem Dampfgenerator, der in einem Kühlsystem eines mit Natrium gekühlten Kernreaktors angeordnet ist, befindet sich nun in dem Rohrteil b und oberhalb des plattenförmigen Teils 1 Wasser und/oder Dampf, während unterhalb des plattenförmigen Teils 2 das abzukühlende Natrium vorhanden ist, das gleichfalls die unter dem plattenförmigen Teil 2 vorstehenden Teile der Hülse k und des Rohrteiles 5 umgibt. Zwischen den plattenförmigen Teilen 1 und 2 sowie in dem mantelförmigen Raum 7» der mit dem Detektierraum 3 zwischen den plattenförmigen Teilen in offener Verbindung steht, kann sich Luft oder ein Inertgas befinden, das erwünschtenfalls unter erhöhtem Druck gehalten werden kann. Bei auftretender Leckage einer Verbindung 8-11 zwischen den verschiedenen Teilen, die in dem vorliegenden Fall Lotverbindungen sind, kommt das Natrium nicht mit dem Wasser und/oder dem Dampf in Kontakt. Weiter kann durch eine Verbindung leckendes Natrium oder Wasser und/oder Dampf über den mantelförmigen Raum 7 und/oder den Detektierraum 3 leicht detektiert werden. Diese Detektion kann in jeder beliebigen, geeigneten Weise durchgeführt werden. Auch wird durch das Vorhandensein der Hülse k und des mantelförmigen Raums 7 eine gute Beständigkeit gegen gegebenenfalls auftretende thermische Stösse erhalten, weil der thermisch am schwersten belastete plattenförmige Teil 2 durch den mantelförmigen Raum von dem Medium in dem Rohrteil 5 isoliert ist.

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L e e r s e i t e

Claims (2)

1. ANSPRUECH E:

   /1yRohrplatte, umfassend zwei parallele, mit Zwischenraum aufgestellte plattenformige Teile, versehen mit jeweils in Flucht liegenden Bohrungen, durch welche sich, wenigstens teilweise unter Zwischenfügung von Hülsen, Rohre oder Rohrteile erstrecken, wobei die Hülsen mit inneren Kammern versehen sind, die durch öffnungen in der Hülsenwand mit dem Raum zwischen den plattenförmigen Teilen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Kammern sich an wenigstens einem der plattenförmigen Teile vorbei erstrecken.
2. 2. Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, dass dieser wenigstens eine Rohrplatte nach Anspruch 1 umfasst.

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