DE2820511C3

DE2820511C3 - Wärmeübertrager

Info

Publication number: DE2820511C3
Application number: DE19782820511
Authority: DE
Inventors: Klaus 5901 Wilnsdorf Brecht
Original assignee: BERTRAMS AG 5900 SIEGEN DE; BERTRAMS AG 5900 SIEGEN
Current assignee: Bertrams Ag 5900 Siegen De Helmut Baelz 71 GmbH
Priority date: 1978-05-11
Filing date: 1978-05-11
Publication date: 1984-06-20
Also published as: DE2820511A1; DE2820511B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeübertrager, insbesondere für Heißwasserheizungen und Prozeßbeheizungen, der als Röhrenkessel-Kondensator ausgebildet ist, dessen Kondensatorrohre von einem Heiß-, Naß- oder Sattdampf als Heizmittel durchströmt sind, der in Wechselwirkung mit einem aufzuheizenden Medium kondensiert, das im Gegenstroni durch den Kondensatorkessel geleitet wird.

Bei einem derartigen beispielsweise durch die DE-PS 23 45 243 bekannten Wärmeübertrager für eine Heißwasserheizung bewirkt die in der Grenzschicht zwischen dem in den Kessel hineinragenden Abschnitt des Einlaßrohrstutzens für den Dampf und der oberen Rohrplatte des Rohrbündels einerseits und dem aufzuheizenden Wasser andererseits herrschende Sattdampftemperatur, die sich entsprechend dem Druck im Kondensatorkessel einstellt, eine Ausbildung von Dampfbläschen und Blasen und ggf. sogar von Dampfnestern. Durch das Implodieren der Dampfblasen und Dampfnester werden laute Dampfschläge ausgelöst, die zu einer Beschädigung des Wärmeübertragers und des mit diesem verbundenen Rohrleitungssystems führen können. Das Implodieren kleinerer Dampfbläschen ist mit knisternden Geräuschen verbunden. Beim Anfahren oder wechselnder Belastung bildet sich bei diesem Wärmeübertrager auf der oberen Rohrplatte häufig Kondensat, das in die einzelnen Rohre des Rohrbündels gelangt und Schwingungen der Rohre und des gesamten Rohrbündels auslösen kann, die die Gefahr einer Beschädigung der Rohre mit sich bringen und eine Lärmbelästigung verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit der bekannten vorbeschriebenen Wärmeübertrager zu verbessern und Lärmbelästigungen zu verhindern.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem WärmeÜbertrager der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der in den Kessel hineinragende Abschnitt des Einlaßrohrstutzens für den Dampf, der durch die obere Rohrplatte des Rohrbündels verschlossen ist, eine Wärmeisolierung aufweist

Eine wesentliche Weiterbildung erfährt die Erfindung dadurch, daß die Wärmeisolierung des kesselinneren Einlaßrohrstutzenabschnittes einen Rohrmantel aufweist, der den Einlaßrohrstutzenabschnitt umschließt und mit diesem ein Doppelmantelrohr mit einem Mantelraum bildet, der im Kessel durch die obere Rohrplatte geschlossen ist, im Bereich des Kesseldekkels eine Öffnung zum Aufstellungsraum des Kessels besitzt und einen Luftspalt bildet

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist schließlich noch in der schrägen Anordnung der oberen Rohrplatte zur Kessellängsachse zu sehen.

Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager zeichnet sich insbesondere beim Einbau in Großanlagen durch Geräuscharmut und große Betriebssicherheit aus.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines im Längsschnitt dargestellten Wärmeübertragers im einzelnen erläutert.

Der als Kondensator ausgebildete Wärmeübertrager besteht aus einem Doppelmantel-Kondensatorkessel 1 mit einem Innen- und einem Außenmantei 2,3, die als Zylinder ausgebildet sind und zwischen denen eine Wärmeisolierschicht 4 angeordnet ist, sowie einem oberen und einem unteren Flachdeckel 5, 6. Im Kondensatorkessel 1 ist ein Rohrbündel 7 aus einzelnen wendelförmig gebogenen Rohren 8 eingebaut, die zwischen einer oberen und einer unteren Rohrplatte 9, 10 gehalten sind. Die obere Rohrplatte 9 ist schräg zur Längsachse 11-11 des Kondensatorkessels 1 an einen Rohrmantel 12 angeschweißt, der im oberen Flachdekkcl 5 des Kondensatorkessels eingeschweißt ist und den in das Innere des Kondensatorkessels 1 hineinragenden Abschnitt 14 des Einlaßrohrstutzens 13 für den Heißoder Sattdampf umschließt.

Der Rohrmantel 12 wirkt als Wärmeisolierung für den kesselinneren Einlaßrohrstutzenabschnitt 14 und bildet mit diesem ein Doppelwandrohr mit einem Mantelraum 15, der im Kondensatorkessel 1 durch die obere Rohrplatte 14 geschlossen ist und im Bereich des oberen Flachdeckels 5 eine Kreisringöffnung 16 zum Aufstellungsraum des Kondensatorkensels besitzt. Die im Mantelraum 15 befindliche Außenluft wirkt als Isolierschicht zwischen dem Heiß- bzw. Sattdampf im Einlaßrohrstutzen 13 und dem aufzuheizenden Wasser im Inneren des Kondensatorkessels 1.

Der Heiß- oder Sattdampf strömt durch den Einlaßrohrstutzen 13 in die Wendelrohre 8, in denen er kondensiert, und das Kondensat wird durch den Auslaßrohrstutzen 17 dem Kondensatorkessel 1 entnommen.

Das zu erwärmende Heißwasser fließt im Gegenstrom zu dem Dampf und dem Kondensator von dem am unteren Ende des Kondensatorkessels 1 angeordneten Wassereinlaß 18 durch das Innere des Kessels zu dem am oberen Ende des Kessels befindlichen Wasserauslaß 19.

Der Querschnitt der Wendelrohre 8 ist über ihre Länge unterschiedlich ausgebildet, und zwar im Dampfbereich kreisförmig und im Kondensatbereich rechteckig. Durch diese Querschnittsgestaltung der Wendelrohre wird ein besserer Wärmeübergang zwischen der Rohroberfläche und dem aufzuheizenden Wasser erreicht.

Durch die Isolierung des Einlaßrohrstutzens 13 für den Heiß- oder Sattdampf mit Hilfe des Rohrmantels 12 und der sich zwischen diesem und dem Einlaßrohrstutzen 13 befindlichen Luftschicht wird eine Erwärmung der Grenzschicht zwischen dem kesselinneren Einlaßrohrstutzenabschnitt 14 und dem aufzuheizenden Wasser auf die Verdampfungstemperatur verhindert und damit die Ausbildung von Dampfblasen unterbunden. Durch die Schrägstellung der oberen Rohrplatte 9 des Rohrbündel 7 können sich infolge des an der Rohrplatte herrschenden Auftriebs lediglich sehr kleine Dampfbläschen ausbilden, die keine schädlichen Wir-

kuhgen haben. Ferner ergibt sich durch die Schrägstellung der oberen Rohrplatte 9 der Vorteil, daß sich das beim Anfahren oder wechselnder Belastung beispielsweise einer Heizungsanlage, in die der Wärmeübertrager eingebaut ist, bildende Kondensat an der tiefsten Stelle der schrägen oberen Rohrplatte sammelt und höchstens ein oder zwei Wendelrohre 8 des Rohrbündels 7 beaufschlagt, während die übrigen Rohre des Rohrbündels von Kondensat frei bleiben, so daß keine Schwingungen der einzelnen Rohre sowie des gesamten Rohrbündels auftreten können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmeübertrager, insbesondere für Heißwasserheizungen und Prozeßbeheizungen, der als Röhrenkessel-Kondensator ausgebildet ist, dessen Kondensatorrohre von einem Heiß-, Naß- oder Sattdampf als Heizmittel durchströmt sind, der in Wechselwirkung mit einem aufzuheizenden Medium kondensiert, das im Gegenstrom durch den Kondensatorkessel geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Kessel (1) hineinragende Abschnitt (14) des Einlaßrohrstutzens (13) für den Dampf, der durch die obere Rohrplatte (9) des Rohrbündels (7) verschlossen ist, eine Wärmeisolierung aufweist

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung des kesselinneren Einlaßrohrstutzenabschnittes (14) einen Rohrmantel (12) aufweist, der den Einlaßrohrstutzenabschnitt (14) umschließt und mit diesem ein Doppelmantelrohr mit einem Mantelraum (15) bildet, der im Kessel (1) durch die obere Rohrplatte (9) geschlossen ist, im Bereich des Kesseldeckeis (5) eine öffnung (16) zum Aufstellungsraum des Kessels (1) besitzt und einen Luftspalt bildet.

3. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine schräge Anordnung der oberen Rohrplatte (9) zur Kessellängsachse (11-11).