DE2818892A1 - Vorrichtung zum abkuehlen heissen gases - Google Patents

Vorrichtung zum abkuehlen heissen gases

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Description

Patentanwälte Dipl.-lng. C u rt Wal Iach
Dipl.-lng. Günther Koch
** Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach
Dipl.-lng. Rainer Feldkamp
D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d
Datum: 28. April 1978
Unser Zeichen: 16 251
Anmelder: Bronswerk B.V.
Eemstraat w 91
Amersfoort
Niederlande
Titel: Vorrichtung zum Abkühlen
heißen Gases
09845/027?
Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum Abkühlen heissen Gases, die aus einem Gefäss mit einem Röhrenbündel besteht, wobei das heisse Gas durch die Röhren und Kühlwasser oder dgl. um die Röhren herum fliesst und die Röhren mindestens an einem Ende in einer Röhrenplatte befestigt sind, die eine Heissgaszufuhrkammer absperrt· Wenn das abzukühlende, heisse Gas eine sehr hohe Temperatur aufweist, muss die Heissgaszufuhrkammer mit einer Isolierschicht versehen werden, wodurch der isolierte Teil der Innenfläche dieser Kammer nahezu die gleiche Temperatur wie das Gas annimmt. Wenn diese Temperatur zwischen 1000 und 1500°C liegt, wird die Röhrenplatte thermisch sehr schwer beansprucht. Dies bedeutet, dass diese Röhrenplatte keine grössere Dicke als 20 bis 25 mm haben darf. Wenn der Flüssigkeitsraum z.B. zum. Erzeugen von Dampf benutzt wird, wobei hohe Drücke auftreten können, ist diese Röhrenplatte nicht imstande, diesen Drücken Widerstand zu leisten. Dies trifft insbesonder zu, wenn schraubenlinienförmig gewickelte Rohre benutzt werden, welche Röhren keine Kräfte übertragen können. Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zum Abkühlen heissen Gases zu schaffen, bei der unbedenklich eine hohe Gastemperatur auftreten kann und auch im Flüssigkeitsraum ein hoher Druck zulässig ist.
Gemäss der Erfindung ist die Röhrenplatte leicht ausgebildet, liegt unmittelbar hinter dieser Röhrenplatte eine von der Gefässwand abgestützte, schwer ausgebildete Stützplatte, ragen die Röhren durch Oeffnungen in der Stützplatte hin, ruhen die Röhren an der von der Röhrenplatte abgewandten Seite auf der Stützplatte durch an den Röhren befestigte Ringe, die Durchlassöffnungen für das Kühlwasser oder dgl. aufweisen, die sich an rings um die Röhren liegende, durchgehende Spalte anschliessen, und ist der Raum zwischen der Röhrenplatte und der hinter dieser liegenden Stützplatte mit einer Zufuhr für Kühlwasser oder dgl. versehen. Bei einer solchen Konstruktion
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wird die Röhrenplatte von der schwer ausgebildeten Stützplatte abgestützt. Dank dem Spalt zwischen den Röhren und der Wand der Oeffnungen in der Stützplatte werden die Röhren über ihren ganzen Länge effektiv gekühlt. Das Kühlwasser oder dgl. fliesst zwangsweise rings um die Röhren. Die Röhrenplatte wird auch auf der Rückseite effektiv abgekühlt, da das Kühlwasser oder dgl. dieser Seite entlang fliesst.
In einer zweckdienlichen Ausbildung der Erfindung wird die Zufuhr für das Kühlwasser oder dgl., von einen durch eine Oeffnung in der Stützplatte geführtes, in dieser abdichtend befestigtes Rohr gebildet, dessen Ende zur Erhaltung einer zusatzlichen stützenden Wirkung an der Röhrenplatte befestigt ist und das 'in dem zwischen der Röhrenplatte und der Stützplatte liegenden Teil Oeffnungen aufweist. Das Kühlwasser oder dgl. wird somit zentral zugeführt. Wenn mann die Spalte zwischen dem Rohr und der Stützplatte nicht zu weit bemisst, entsteht über diesen Spalten ein Druckverlust, so dass die Kühlflüssigkeit gleichmässig über diesen Spalten und über die Röhrenplatte verteilt wird.
Ferner ist erfindungsgemäss das Zufuhrrohr für das Kühlwasser oder dgl. nur auf der von der Röhrenplatte abgswandten Seite der Stützplatte mit der Stützplatte verbunden und ist zwischen dem durch die Stützplatte hin ragenden Teil des Rohrs und der Wand der Oeffnung ein umlaufender, an einem Ende offener Spalt vorhanden. Bei einer solchen Ausbildung wird Spaltkorrosion zwischen der Gefässwand und dem Zufuhrrohr vermieden.
Nach der Erfindung kann die Röhrenplatte nahe dem Umfang umgezogen und mit dem Rand an der Stützplatte geschweisst werden. Eine- zusätzliche Planschverbindung zur Befestigung der Röhrenplatte ist dann entbehrlich.
Schliesslich können erfindungsgemäss die Ringe um die Röhren
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ringsum festgeschweisst und durch an diesen festgeschweisste oder mit diesen einheitliche, mantelförmige Ringe mit Durchlassöffnungen zentriert in angemessenen, rings um die Röhren liegenden, vertieften Stellen der Stützplatte abgestützt werden. Dank den vertieften Stellen wird sichergestellt,, dass der Spalt rings um das Rohr überall die gleiche Weite aufweist. Dies ist für eine gute, gleichmässige Abkühlung der Röhre in der Stützplatte wichtig.
Die Erindung wird nachstehend an Hand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
Figur 1 eine Vorrichtung nach der Erfindung im Schnitt,
Figur 2 ein Detail der Figur 1 in vergrössertem Masstab im Schnitt.
Die Vorichtung enthält ein Gefäss 1, in dem schraubenlinienförmige Windungen von Röhren 2 untergebracht sind. Das Gefäss hat eine Abfuhr 3 für Kühlwasser oder dgl. Die Röhren 2 schliessen sich an eine Anzahl von Sammelkasten 4 an, die mit einer Abfuhr 5 für das Gas in Verbindung stehen. Die Röhren ragen durch Oeffnungen 6 in einer schwer ausgebildeten Stützplatte 7· Die Enden der Röhren sind in einer röhrenplatte 8 befestigt, die an den Rändern umgezogen und bei 9 mit den Rändern an der Stützplatte 7 geschweisst ist. Die Stützplatte 7 ist am Gefäss 1 geschweisst. Ferner ruht die Stützplatte auf einem Gefäss 10, das eine Kammer 11 für das heisse Gas bildet. Die Kammer 1T hat eine Zufuhr 12 für dieses heisse Gas. Das Gefäss 10 ist auf der Innenseite mit einer Isolierschicht 13 verkleidet. Diese dient zum Schützen der ¥and des Gefässes 10, die dem hohen Gasdruk widerstandsfähig sein soll.
Dem Raum 14 zwischen der Röhrenplatte 8 und der Stützplatte kann durch ein Rohr 15 Kühlflüssigkeit zugeführt werden. Das Rohr 15 ragt durch eine Oeffnung 16 in der Platte 7 hin.
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Zwischen der Wand der Oeffnung 16 und dem Rohr 15 ist ein "breiter Spalt 17 vorhanden. Nahe dem oberen Rand der Stützplatte ist das Rohr 15 an der Stützplatte 7 gesehweisst. Perner ist das Rohr 15 am Ende bei 18 an der Röhrenplatte 8 festgeschweisst. Das Rohr hat Oeffnungen 19, die im Raum 14 ausmünden. An den Röhren 2 ist ein Ring 20 geschweisst. Eine mantelförmige Ring 22 mit Oeffnungen 25 ist aa Ring 20 festgeschweisst und wird in einer passenden Vertiefung 22 in der Platte 7 abgestützt, so dass der Ring 21 und das Rohr 2 in Bezug auf die Oeffnung 16 zentriert werden.
Durch das Rohr 123 wird heisses Gas zugeführt, das durch die Röhren 5 dem Ablass 5 zufliessen kann. Wenn das Gas eine sehr hohe Temperatur z.B. bis zu 15000C aufweist, wird die Innenwand der Isolierung 13 die gleiche Temperatur annehmen. Infolge des unmittelbaren Kontaktes mit dem Gas und infolge Strahlung wird die Röhrenplatte 8 auf der Seite der Kammer ebenfalls eine hohe Temperatur annehmen. Auf der anderen Seite wird die Platte durch Kühlwasser1 aus der Leitung 15 abgekühlt. Die Platte soll somit nich zu stark sein, da sonst die Warmespannungen zu hoch werden. Wenn das Gefäss 1 einen Innendruck aufweist, werden die auf die dünne Röhrenplatte 8 ausgeübte Druckkräfte durch die Röhren 2 und die Ringe 20 und 21 auf die Platte 7 übertragen. Diese Stützplatte ergibt somit die erforderliche Widerstandsfähigkeit. Wenn die sehr heissen Gase durch die Rohre 15 fliessen und durch die leitung 15 Kühlwasser in den Raum .14 eingeführt wird, wird das Rohr dank den Spalten 6 rings um die Röhren 2 überall gleichmassig abgekühlt. Trotz der Verbindung mit der Platte 7 zum Abstützen der Röhrenplatte 8 ergibt sich keine Uebererhitzung der Röhren. Dank dem weit ausgebildeten Spalt 17 tritt keine Spaltkorrosion zwischen der Wand des lochs 16 und der Wand des Rohrs 15 auf. Die Anzahl in der Röhrenplatte anzuordnenden Röhren ist nicht beschränkt, weil dank der Rohrunterstützungen deif Röhren die Stärke der Platte'7 unabhängig dessen durchmessers istL
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-S-
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Claims (1)

  1. ' ::-- - - -■-■" 2ΒΊ8892
    "Vorrichtung zum Abkühlen heissen Gases"
    Patentansprüche
    1.) Vorrichtung zum Abkühlen heissen Gases, die aus einem GTefäss mit einem Röhrenbündel besteht, wobei das heisse Gas durch die Röhren und Kühlwasser oder dgl. um die Röhren herum fliesst und die Röhren mindestens an einem Ende in einer Röhrenplatte befestigt sind, welche Platte eine Heissgaszufuhrkammer absperrt, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhrenplatte leicht ausgebildet ist, dass unmittelbar hinter der Röhrenplatte eine von der Gefässwand abgestützte, schwer ausgebildete Stützplatte vorgesehen ist, dass die Röhren durch Oeffnungen in der Stützplatte hinragen, dass die Röhren auf der. von der Röhrenplatte abgewandten Seite auf der Stützplatte durch an den Röhren befestigte Ringe ruhen, die Durchlassöffnungen für das Kühlwasser oder dgl. aufweisen und die sich an rings um die Röhren liegende, ununterbrochene Spalte anschliessen, und dass der Raum zwischen der Röhrenplatte und der hinter dieser liegenden Stützplatte mit einer Zufuhr für Kühlwasser oder dgl. versehen ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr für das Kühlwasser oder dgl., durch ein durch eine Oeffnung in der Stützplatte geführtes, in dieser abdichtend befestigtes Rohr gebildet wird, dessen Snde an der Röhrenplatte befestigt ist und das in dem zwischen der Röhrenplatte und der Stützplatte liegenden Teil Oeffnungen aufweist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zufuhrrohr für Kühlwasser oder dgl. nur auf der von der Röhrenplatte abgewandten Seite der Stützplatte mit der
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    Stützplatte verbunden und zwischen dem durch die Stützplatte hinragenden Teil des Rohrs und der Wand der Oeffnung ein
    umlaufender, an einem Ende offener Spalt vorhanden ist.
    4· Torrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Röhrenplatte nahe dem Umfang umgezogen und der umgezogene Rand an der
    Stützplatte geschweisst ist.
    5· Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe ringsum um die Röhren des Bündels geschweisst sind und durch an diesen
    festgeschweisste oder damit einheitliche, manteiförmige Ringe mit Durchlassöffnungen zentriert in angemessenen, rings um
    die Röhren liegenden, vertieften Stellen der Stützplatte abgestützt werden.
    909845/027?
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