DE2814828B2 - Gaskühler mit innenberippten Bleirohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung insbesondere SCVhaltiger Gase, bestehend im wesentlichen aus einem außengekühlten Bündel parallel angeordneter, endseitig in Rohrboden befestigter stranggepreßter Bleirohre mit Innenlängsrippen, einem Gehäuse mit Zu- und Abführleitungen für ein Kühlmittel sowie diffusorartigen Anschlußkanälen für den Gasstrom.

Bei der Auflegung derartiger Gaskühler sind verschiedene Grenzbedingunge:* zu beachten. Der Forderung nach möglichst großen Baueinheiten steht entgegen, daß die Kühler wegen i s hohen Bleianteiis sehr schwer sind und wirtschaftlich nur dann gefertigt, transportiert und montiert werden können, wenn hierzu die üblichen Hebe- und Transporteinrichtungen verwendet werden können und nicht erst teure Sondereinrichtungen bereitgestellt werden müssen. Daraus folgt, daß man bestrebt ist, die Bleirohre mit möglichst geringer Wanddicke auszuführen. Andererseits erlauben die Betriebsbedingungen und die Festigkeitseigel·- schäften des Werkstoffs Blei nicht, bestimmte Wanddikken zu unterschreiten, wenn die geforderten und vom Hersteller zu gewährleistenden Lebensdauerwerte erreicht werden sollen. Schließlich ist es nur begrenzt möglich, die Festigkeitswerte des Werkstoffs legierungstechnisch zu verbessern, da gleichzeitig auf eine unverminderte Korrosionsbeständigkeit geachtet werden muß.

Als Kompromiß zwischen den genannten Anforderungen werden heute vorwiegend stranggepreßte Bleirohre mit einem Außendurchmesser von 70 mm und einer Wanddicke von 6 mm verwendet, die entweder sechs vergleichsweise stabile Innenlängsrippen mit einer Höhe von 13 mm oder aber sechs dünne Rippen gleicher Höhe und dazwischen noch sechs kleinere Rippen mit einer Höhe von 7 mm aufweisen.

Ausgehend von der letztgenannten Rohrform wurden Versuche mit innenberippten Bleirohren durchgeführt, die einen auf 68 mm verminderten Außendurchmesser und eine auf 5 mm reduzierte Wanddicke hatten. Die innere Querschnittsform und Größe wurde beibehalten. Die Änderung des Außendurchmessers entspricht einer Material- und Gewiehtsersparnis von etwa 15%. Diese Rohre wurden unter Betriebsbedingungen im Langzeitversuch getestet, wobei sich herausgestellt hat, daß sie den Anforderungen nicht genügen. Sie gingen innerhalb von ca. 3000 Betriebsstunden zunächst allmählich in eine Ovalform über und wurden danach in kurzer Zeit bis zum gegenseitigen Anliegen der Rippen vollständig zusammengedrückt Es wurde vermutet und durch Messungen bestätigt, daß die Verformung der Rohre unter Betriebsbedingungen stets an den Stellen der Rohrwandung beginnt, die an der unteren Grenze der Wanddickentoleranz liegen. Offenbar lassen sich gewisse Exzentrizitäten des innenwerkzeugs beim Strangpressen nicht vermeiden, so daß Abweichungen der Wanddicke von ±5% durchaus üblich sind.

Es leuchtet ohne weiteres ein, daß ein Gaskühler nicht mehr einwandfrei arbeiten kann, wenn der Gasdurchtrittsquerschnitt einzelner oder gar mehrerer Bleirohre üurch Deformation stark vermindert ist. Die angestrebte Material- und Gewichtsersparnis läßt sich auf diese Weise also nicht erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Verbesserung der eingangs beschriebenen Gaskühler aufzuzeigen, wobei einerseits eine merkliche Gewichtsersparnis erreicht, andererseits aber die Funktionsfähigkeit des Gaskühlers während der vorgegebenen Lebensdauer nicht beeinträchtigt wird.

2Ί Überraschenderweise wurde gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn die Bleirohre senkrecht zu ihrer Längsachse partielle Einbuchtungen aufweisen.

Die Einbuchtungen sind zweckniäßigerweise kalot-

m tenförmig ausgebildet. Nach einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgeebnkens sind die Einbuchtungen als ringförmig umlaufende Vertiefungen ausgebildet.

Aus verschiedenen Druckschriften (u. a. GB 10 69 582 und US 38 26 304) sind zwar Wärmetauscherrohre mit

t^r' eingedrückten Verformungen bekannt, die jedoch ausschließlich dazu vorgesehen sind, die Strömung des Fluids zu beeinflussen und damit den Wärmeübergang zu verbessern. Derartige Verformungen stehen in keiner Beziehung zu der anmeldungsgemäßen Aufga-

Hi benstellung, die sich bei den üblicherweise verwendeten Werkstoffen für Wärmetauscherrohre auch gar nicht stellt, weil diese Werkstoffe eine wesentlich höhere Dauerstandsfestigkeit besitzen und die Frage der Gewiehtsersparnis keine Rolle spielt. Es war auch nicht

4> vorauszusehen, daß eine zum Zwecke der Strömungsbeeinflussung vorgesehene Formgebung von Wärmetauscherrohren zur Lösung des eingang* erwähnten Problems geeignet sein könnte.
Durch die erfindungsgemäßc Nachverformung der

'■'> stranggepreßten Bleirohre, vermögen diese bei gleicher Wanddicke einem vorgegebenen Druck ohne Deformation wesentlich langer oder bei gleicher Lebensdauer einem höheren Druck standzuhalten. Sind umgekehrt Lebensdauer und Außendruck vorgegeben, so können

'<^r> durch die erfindungsgemäße Nachverformung Material- und Gewichtseinspamngen durch verminderte Wanddicke in der Größenordnung von 15% erreicht werden.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

wi Fig. I zeigt einen Bleirohrabschnitt mit Kugeleindrücken,

F i g. 2 /cigt einen Bleirohrabschnitt mit Einschnürungen.

In Fig. 1 ist ein Abschnitt eines Bleirohres 1 in

·'"' Ansicht und Querschnitt dargestellt, bei dem die Nachverformung durch am Umfang um 12(T versetzt angeordnete Eindrücke mittels .Stahlkugeln durchgeführt wurde, bei der sich kartenförmige Vertiefungen 2

ausbilden. Mit den Linien 3 ist die Grenze der Umformbereiche gekennzeichnet

Fig.2 zeigt in Ansicht und Querschnitt einen Bleirohrabschnitt 4, der durch ringförmige Einschnürungen 5 nachverformt wurde. Auf diese Weise erhält das Bleirohr im Längsschnitt gesehen eine Mehrzahl aufeinanderfolgender tonnenföi miger Bereiche 6.

Zur Vereinfachung der Darstellung sind in den F i g. 1 und 2 die Innenlängsrippen der Bleirohre 1, 4 nicht mitgezeichnet worden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   L Vorrichtung zur Kühlung insbesondere SOrhaltiger Gase, bestehend im wesentlichen aus einem außengekühlten Bündel parallel angeordneter, endseitig in Rohrböden befestigter stranggepreßter Bleirohre mit Innenlängsrippen, einem Gehäuse mit Zu- und Abführleitungen für einen Kühlmittel sowie diffusorartigen Anschlußkanälen für den Gasstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleirohre senkrecht zu ihrer Längsachse partielle Einbuchtungen aufweisen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen der Bleirohre kartenförmig ausgebildet sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen der Bleirohre als ringförmig umlaufende Vertiefungen ausgebildet sind.