DE2835334A1 - Gewickelter waermetauscher - Google Patents

Gewickelter waermetauscher

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DE2835334A1 DE19782835334 DE2835334A DE2835334A1 DE 2835334 A1 DE2835334 A1 DE 2835334A1 DE 19782835334 DE19782835334 DE 19782835334 DE 2835334 A DE2835334 A DE 2835334A DE 2835334 A1 DE2835334 A1 DE 2835334A1
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Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
'(Η 1060) H 78/58
Fa/he 10.8.78
Gewickelter Wärmetauscher
Die Erfindung betrifft einen gewickelten Rohrwärmetauscher mit einer Vorrichtung zur Verteilung von Flüssigkeit auf die Außenseite der Rohre und mit einem vertikal angeordneten Kernrohr.
Es ist bekannt, Rohre von Wärmetauschern von oben mit Flüssigkeit zu beaufschlagen, um das in den Rohren geführte Fluid abzukühlen. Dabei erwärmt sich die an der Außenseite der Rohrwand befindliche Flüssigkeit. Zur Erlangung einer optimalen Wärmeübertragung ist es erforderlich, daß die Oberfläche der Rohre möglichst gleichmäßig von der Flüssigkeit überzogen St, wobei die Flüssigkeitsschicht möglichst dünn sein soll.
Aus der DE-AS 1 519 742 ist es bekannt, die vertikal verlaufenden Rohre eines Fallstromverdampfers von oben mit einer brauseartigen Flüssigkeitsverteilungsvorrichtung zu beaufschlagen. Eine derartige Vorrichtung ist jedoch unbrauchbar, wenn - wie dies beispielsweise bei Offshore-Anlagen der Fall ist - ein gleichmäßiger Flüssigkeitsstand über allen Brauseöffnungen nicht immer gewährleistet ist. Von Wind und Wellengang hervorgerufene Neigungen des Verdampfers und damit auch des Flüssigkeitsverteilerbodens führen dazu, daß in manchen Bereichen
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keine Flüssigkeit mehr durch die Brauseöffnungen tritt. Durch die ungleichmäßige Beaufschlagung verringert sich in unerwünschter Weise die Fläche s die am Wärmetausch teil= nimmt ο Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, die eine gleichmäßige Beaufschlagung der Rohre von gewickelten Wärmetauschern mit Flüssigkeit auch bei geneigter Stellung sicher ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst s daß das Kernrohr als Flüssigkeits-Vorratsbehälter ausgebildet ist und mit der Vorrichtung zur Verteilung von Flussikkeit in Verbindung steht«
Die zu verdampfende Flüssigkeit wird im Kernrohr des gewickelten Wärmetauschers gestaut» Am Kernrohr mündet eine Verteilungsvorrichtung., die die Flüssigkeit möglichst gleichmäßig auf d ie Rohrwicklungen verteilt. Von entscheidender Bedeutung ist es s daß oberhalb der Verteilungsvorrichtung eine ausreichend hohe Flüssigkeitsmenge steht» Der hydrostatische Druck dieser Flüssigkeit sorgt - auch bei geneigter Stellung des Wärmetauschers für die Zufuhr einer im wesentlichen gleich großen Flüssigkeitsmenge auf alle Bereiche der Verteilungsvorrichtung» Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion des Wärmetauschers kann mit einfachen Mitteln und unter Verwendung verhältnismäßig geringer Flüssigkeitsmengen sichergestellt werden, daß auch bei der größten zu erwartenden Neigung des Wärmetauschers in allen Bereichen der Verteilungsvorrichtung ausreichend Flüssigkeit vorhanden istj somit braucht beim erfindungsgemäßen Wärmetauscher die Flüssigkeitsmenge nicht größer zu sein als beim bekannten FlussigkeitsVerteilungssystems ο
Von besonderer Bedeutung ist der Vorratsbehälter, wenn die Flüssigkeit, mit der die Rohre beaufschlagt werden, Gasanteile enthält. In diesem Fall hat der Vorratsbehälter die Funktion eines Abscheiders. Die flüssigen Anteile
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des Plüsslgkeits-Gasgemisches setzen sich im Behälter ab, während die Gasanteile nach oben entweichen. Dem unteren Teil des Vorratsbehälters kann somit eine weitgehend von Gasanteilen befreite Flüssigkeit entnommen werden. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des vorliegenden Erfindungsgegenstandes sind als Vorrichtung zur Verteilung von Flüssigkeit oberhalb der obersten Wicklungen der Rohre mit Öffnungen versehene ringförmige Rohre angebracht. Die im Kernrohr gestaute Flüssigkeit wird auf ringförmige Rohre verteilt, die oberhalb der Rohrwicklungen angebracht sind, tritt durch in der Wand der ringförmigen Rohre vorgesehene Öffnungen aus und gelangt auf die obersten Rohrwicklungen. Durch den Einfluß der Schwerkraft gelangt die Flüssigkeit weiter auf die darunterliegenden Rohrwicklungen und benetzt die Oberfläche der Rohre.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des vorliegenden Erfindungsgegenstandes sind als Vorrichtung zur Verteilung von Flüssigkeiten Führungsrohre vorgesehen, die an den obersten Wicklungen der Rohre münden. Die Flüssigkeit wird in diesem Fall unmittelbar bis an die obersten Wicklungen geführt. Durch die Anzahl und Verteilungsdichte der Zuführungsrohre kann die Flüssigkeitsverteilung optimiert werden. Bei dieser Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, wenn der Durchmesser der Zuführungsrohre größer ist als der Durchmesser der am Kernrohr für die Zuführungsrohre vorgesehene Anschlußöffnungen. Die Anschlußöffnungen wirken wie Blenden, an denen der Druck der gestauten Flüssigkeit abgebaut wird.
Zwar erhalten nach wie vor alle am Kernrohr mündenden Zuführungsrohre auch bei geneigter Stellung des Wärmetauschers im wesentlichen die gleiäie Flüssigkeitsmenge, die Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit aus den Zuführungsrohren ist jedoch aufgrund des verminderten Drucks wesent- lieh kleiner. Dadurch wird die Beaufschlagung der gewickelten Rohre gleichmäßiger.
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In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, den Querschnitt des Kernrohres etwa in Höhe der ringförmigen Rohre dicht zu verschließen und oberhalb des Verschlusses mit radial nach außen führenden Rohren zu verbinden, die ihrerseits mit den ringförmigen Rohren in Verbindung stehen. Die Flüssigkeit wird mittels der radial nach außen führenden Rohre auf die ringförmigen Rohre verteilt. Je nach Bedarf können auch die radial nach außen führenden Rohre mit Öffnungen zum Aufsprühen der Flussigkeit versehen sein.
Da innerhalb der ringförmigen Rohre zumindest in einigen Bereichen eine starke Flüssigkeitsströmung herrscht, tritt dort die Flüssigkeit nicht senkrecht aus den Öffnungen aus, sondern besitzt eine Geschwindigkeitskomponente in Strömungsrichtung. Zur Beseitigung dieses für eine gleichmäßige Flussigkeitsverteilung unerwünschte Effekts wird vorgeschlagen, mindestens eJnen Teil der Öffnungen mit in Strömungsrichtung angeordneten Prallblechen auszustatten, die auf der Außenseite der ringförmigen Rohre angebracht sind. Als Modifikation dieses Gedankens wird vorgeschlagen, mindestens einen Teil der Öffnungen mit Rohrstücken auszustatten, wobei die Rohrstücke von den Öffnungen nach unten weisen.
Um die Ausbildung eines gleichmäßigen Flussigkeitsfilms auf die Rohre des Wärmetauschers zu begünstigen und um zugleich Vibrationen an den oberen Endabschnitten der Rohre des Wärmetauschers zu verhindern, sind bei einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes die oberen Endabschnitte der Rohre des Wärmetauschers an den ringförmigen Rohren gehaltert. Als besonders zweckmäßig erweist es sich dabei, wenn gemäß einer Modifikation dieses Erfindungsgedankens jeweils mehrere Rohre einer oder mehrerer Wickellagen gemeinsam im Bereich zwischen zwei Öffnungen an einem ringförmigen Rohr gehaltert sind.
Eine besonders gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit
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auf die Rohre bei Neigung des Wärmetauschers läßt sich dadurch erreichen, daß in Weiterbildung des Erfindungsgedankens zwischen benachbarten Wickellagen oder Gruppen von Wickellagen der Rohre zumindest im oberen Abschnitt des Rohrwärmetauschers Dichthemden eingelegt sind.
Eine bevorzugte Verwendungsmöglichkeit für den erfin= dungsgemäßen Wärmetauscher ergibt sich bei der Verflüssigung eines Gases oder eines Gasgemisches.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. -
Hierbei zeigen:
Figur 1 einen gewickelten Rohrwärmetauscher mit ring= förmigen Rohren als Vorrichtung zur Verteilung von Flüssigkeit auf die Außenseite der Rohre Figur 2 eine Detailansicht der Flussigkeits-Verteil-
vorrichtung
Figur 3 einen Querschnitt von Figur 2 entlang der Linie III-III
Figur k einen Schnitt von Figur 3 entlang der Linie
IV-IV
Figur 5 eine Detailansicht A aus Figur 3 Figur 6 einen Schnitt von Figur 3 entlang der Linie
VI-VI
Figur 7 einen gewickelten Rohrwärmetauscher mit Führungsrohren als Vorrichtung zur Verteilung von Flüssigkeit auf die Außenseite der Rohre.
Das Prinzip der erfindungsgemäßen Verteilungsvorrichtung soll am Beispiel der Erdgasverflüssigung beschrieben werden. Erdgas wird in den Rohren eines gewickelten Wärmetauschers verflüssigt, wobei ein Mehrkomponentenkühlmittel, das auf der Außenseite der Rohre angebracht wird,im Wärmetausch mit dem Erdgas verdampft. Der gewickelte Wärmetauscher ist in Figur 1 schematisch dargestellt. Um ein vertikales Kernröhr 1, mit einer Nennweite von beispielsweise 2000 mm,
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sind Rohre 2 gewickelt, die an ihren Enden zu Bündeln zusammengefaßt in Rohrtassen 3,3' vereinigt und durch die Außenwand 4 des Wärmetauschers nach außen geführt sind. Die Rohrtassen 3*3' sind zweckmäßigerweise gleichmäßig über den Umfang der Außenwand 4 des Wärmetauschers verteilt, beispielsweise sind je 10 Rohrtassen 3, 3' vorgesehen. Bei den Pfeilen 5 wird das zu verflüssigende Erdgas in den Behälter eingespeist (Druck des Erdgases ca. 60 atm, Temperatur ca. 220 K), gelangt durch die Rohrwicklungen nach oben und verläßt den Wärmetauscher bei den Pfeilen 5' mit ca. 122 K. Selbstverständlich ist es möglich, über verschiedene Rohrtassen 3» 3' verschiedene Fluide getrennt voneinander zu- und abzuführen. Auf die Rohrwicklungen wird von oben ein Kühlmittel aufgegeben, das sich vorzugsweise aus mehreren Komponenten zusammensetzt und in teils flüssiger und teils gasförmiger Phase vorliegt. Zur Zuführung des Kühlmittels (Pfeil 8) ist ein Einfüllstutzten 6 am oberen Ende des Wärmetauschers vorgesehen. Der Druck des Kühlmittels beträgt beispielsweise 3 atm. Nach erfolgtem Wärmetausch wird das Kühlmittel durch Stutzen 7 entnommen. Die erfindungsgemäße Verteilungsvorrichtung für die Flüssigkeit läßt sich wie folgt beschreiben:
Oberhalb der obersten Wicklungen der Wärmetauscherrohre (Abstand z.B. 300 mm) sind am Kernrohr 1 sternförmig radial nach außen verlaufende Rohre 9 vorgesehen, die im Inneren des Kernrohres 1 münden. Beispielsweise sind acht Rohre 9 mit Nennweite 200 mm vorgesehen. Mit den Rohren 9 sind ringförmige Rohre 10 verbunden, die konzentrisch um das Kernrohr 1 angeordnet sind. Die ringförmigen Rohre 10 besitzen zv/eekmäßigerweise einen kleineren Durchmesser als die Rohre 9, beispielsweise eine Nennweite von 3^ mm. An ihrer Unterseite weisen die Rohre 10 öffnungen 11 auf. Als zweckmäßig haben sich Bohrungen mit etwa 6 mm Durchmesser erwiesen; bei kleineren Durchmessern treten Schwierigkeiten bei der Herstellung auf, bei größeren Durchmessern kommt es
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zu Ungleichverteilungen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die öffnungen 11 in anderer Form auszuführen, beispielsweise als Schlitze. Zusätzlich können auch an den radialen Rohren 9 öffnungen vorgesehen sein. Für eine 5 optimale Berieselungsdichte ist mindestens eine öffnung pro 100 cm2 erforderlich. Unterhalb der Mündungen der Rohre 9 ist das Kernrohr 1 mit einer Platte 12 verschlossen. Das Kernrohr 1, das über die Tassen 3' hinausragt, ist an seinem oberen Rand mit einer ringförmigen Platte IjJ mit der Außenwand 4 verbunden, überlaufstutzen 14 und Gaskamine 15, von denen jeweils nur einer in der Zeichnung dargestellt ist, stellen Verbindungen durch die Platte 13 her.
Die flüssigen Anteile des in zweiphasiger Form vorliegenden Kühlmittels stauen sich an der Platte 12 im Kernrohr und im darüberliegenden, durch die Platte 13 verschlossenen Raum. Die Verweildauer der Flüssigkeit wird so eingestellt, daß Gasblasen aus der Flüssigkeit abgetrennt werden. Vom Kernrohr aus gelangt die Flüssigkeit über die radial verlaufenden Rohre 9 in die ringförmige Rohre 10 und wird über deren öffnungen 11 auf die Wärmetauschrohre gesprüht. Die abgetrennten gasförmigen Anteile des Kühlmittels gelangen über den Gaskamin 15 auf die Wärmetauscherrohre. Über der Platte 12 wird die Flüssigkeit gestaut, z.B. etwa 3-3,5 m hoch), der Überlaufstutzen 14 verhindert bei Flüssigkeitsüberlast oder bei Betriebsstörungen ein zu hohes Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels. Durch den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit ergibt sich bei einer Stauhöhe von 3-3j5m und einen Sprühlochdurchmesser von 6 mm eine Austrittsge-. schwindigkeit von etwa 6m/sec.. Bei einer Neigung des Wärmetauschers um 3° gegen die Senkrechte ergibt sich eine Ungleichverteilung von +__ 2 # vom Mittelwert der Flüssigkeitsmenge. Da auf beiden Seiten der Platte 13 derselbe Gasdruck herrscht, muß die Platte 13 nur für den maxLmal zu erwartenden Flüssigkeitsdruck ausgelegt sein und kann daher dünn genüg gehalten werden, um auftretende thermische
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Spanmangen zwischen dem Kernrohr und der Außenwand 4 des Wärmetauschers auszugleichen.
Der Durchmesser der Rohre 9, 10, Anzahl, Form und Öffnungsfläche der öffnungen 11 sowie Stauhöhe der Flüssigkeit können je nach den Verfahrensbedingungen gewählt werden. Dabei sind folgende Randbedingungen zu erfüllen: um eine Gleichverteilung der Flüssigkeit auch bei einer Neigung des Wärmetauschers zu erreichen, müssen die Druckverluste in den Zuleitungen (Rohre 9, 10) wesentlich kleiner sein als die Druckverluste in den öffnungen 11. Die Stauhöhe der Flüssigkeit muß so gewählt werden, daß die Verweilzeit der Flüssigkeit lange genug ist, daß die Gasblasen aus der Flüssigkeit abziehen. Schließlich muß die Zahl und.der Durchmesser der öffnungen 11 (d.h. der kleinste Gesamtquerschnitt der Verteilungsvorrichtung) derart gewählt werden, daß die anfallende Flüssigkeitsmenge bei dem vorgesehenen Flüssigkeitsstand abfließt.
Das erfindungsgemäße Verteilungssystem gewährleistet eine sehr gleichmäßige Beaufschlagung der Wärmetauscherrohre und ist weitgehend unempfindlich gegenüber Veränderungen des Flüssigkeitsniveaus und möglichen Neigungen des Wärmetauschers.
Da sich bei einer Neigung des Wärmetauschers die flüssigen Anteile des Kühlmittels durch den Einfluß der Schwerkraft an den Wicklungen auf der tieferstehenden Seite ansammeln, werden die Wicklungen auf der anderen Seite nicht mehr ausreichend mit Flüssigkeit versorgt. Daher sind zwischen benachbarten Wickellagen oder Gruppen von Wickellagen Dichthemden eingelegt, die die Ungleichverteilung des Kühlmittels stark vermindern. Die Dichthemden sind in den Figuren nicht dargestellt. Da das Kühlmittel auf seinem Weg entlang der Wicklungen nach unten nach und nach verdampft, genügt es, daß die Dichthemden nur bis in den Bereich hinabreichen, in dem die nach unten gerichtete Geschwindigkeitskomponente der flüssigen Anteile des Kühlmittels gegen die im wesentlichen
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gleichmäßig nach allen Seiten gerichteten Geschwindungkeitskomponenten der verdampften Anteile des Kühlmittels vernachlässigt werden kann.
Für eine gleichmäßige Beaufschlagung der Außenseite der Wärmetauscherrohre ist günstig, wenn die oberen Endabschnitte der Wärmetauscherrohre, bevor sie in den Tassen 3' zusammengefaßt sind, an den ringförmigen Rohren 10 gehaltert sind, wobei jeweils mehrere Rohre einer oder mehrerer Wickellagen gemeinsam im Bereich zwischen zwei öffnungen 11 am Rohr 10 befestigt sind.
Die Figuren 2 und 3 zeigen in verschiedenen Schnitten eine vergrößerte Ansicht der erfindungsgemäßen Plüssigkeitsverteilungsvorrichtung. Gleiche Bauteile tragen Jeweils dieselben Bezugszeichen. Oberhalb der Wicklungen des Wärmetauschers ist das Kernrohr 1 mit einer Platte 12 verschlossen. Die darauf gestaute Flüssigkeit wird über radial nach außen verlaufende Rohre 9 auf ringförmige Rohre 10 verteilt, die mit öffnungen 11 versehen sind.- Die oberen Endabschnitte 16 der Wärmetauscherrohre 2 sind an den ringförmigen Rohren 10 vorbeigeführt und an diesen, vorzugsweise im Bereich zwischen zwei öffnungen 11, befestigt. Die Endabschnitte 16 können einzeln, aber auch in Gruppen zusammengefaßt, befestigt sein. Für jede Lage der Wicklungen der Wärmetauscherrohre ist ein eigenes ringförmiges Rohr 10 vorgesehen; selbstverständlich ist es aber auch möglich, je nach Bedarf ein ringförmiges Rohr 10 für mehrere Wicklungen, oder auch umgekehrt, vorzusehen. Durch diese Anordnung der Endabschnitte 16 der Rohre 2 gelangt die Flüssigkeit aus den öffnungen 11 ohne Störungen auf die Rohre, was für die Ausbildung eines gleichmäßigen Flüssigkeitsfilms besonders günstig ist.
Figur 4 zeigt einen vergrößerten Schnitt, die Figur 5 eine vergrößerte Detailansicht A von Figur 3.· Die Befestigung des Rohrendabschnitts 16 am ringförmigen Rohr 10 erfolgt durch einen Bügel 17.
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Die Flüssigkeit in den ringförmigen Rohren 10 weist, vor allem in der Nähe der radialen Rohre 9 eine Strömungsgeschwindigkeit auf, die in Figur 6, die einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der Figur 3 darstellt, durch einen Pfeil angedeutet ist. Die Strömungsgeschwindigkeit verursacht eine Geschwindigkeitskomponente der die öffnungen 11 verlassenden Flüssigkeit in Strömungsrichtung. Um ein senkrechtes Auftreffen der Flüssigkeit auf die obersten Wicklungen sicherzustellen, sind daher neben den öffnungen 11 in Strömungsrichtung Prallbleche 8 angebracht oder die öffnung wird nach unten durch ein Rohrstück 19 verlängert. Da die Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe der radialen Rohre 9 am größten ist, genügt es, wenn die Prallbleche l8 oder Rohrstücke 19 nur in diesem Bereich vorgesehen sind.
Einen gewickelten Rohrwärmetauscher, bei dem die Flüssigkeit mittels Führungsrohren 19 auf die Wicklungen der Rohre 2 verteilt wird, zeigt die Figur 7. Die Führungsrohre 20 münden oberhalb der Platte 12 in das Kernrohr ein. Die freien Enden der Führungsrohre 20 münden an den obersten Wicklungen der Rohre 2. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Führungsrohre durch die Platte 12 mit dem Kernrohr 1 zu verbinden. Die Platte 12 ist dann als Rohrboden für die Führungsrohre 20 ausgebildet. Es ist zweckmäßig, wenn die Anschlußöffnungen für die Führungsrohre 20 im Kernrohr oder in der Platte 12 kleiner sind als der Durchmesser der Führungsrohre 20. Der Flüssigkeitsstand wird dann durch die als Blenden wirkenden öffnungen fixiert und eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit auf alle Führungsrohre 20 bei Neigung des Wärmetauschers durch den hydrostatischen Druck sichergestellt. Durch die Druckminderung in den Anschlußöffnungen reduziert sich die Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit an den freien Enden der Führungsrohre 20; somit kann die Flüssigkeit sieherer auf die Wicklungen verteilt werden. Der geringe
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1 höhenunterschied der in Achsennähe des Wärmetauschers gelegenen Anschlußöffnungen bei Neigungen des Wärmetauschers sorgt außerdem für eine optimale Flussigkeitsgleichverteilung.
5 Auch bei dieser Ausführungsform sind die weiter oben beschriebenen Randbedingungen für die Stauhöhe der Flüssigkeit und den kleinsten Gesamtquerschnitt der Verteilungsvorrichtung einzuhalten.
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Claims (11)

  1. (H 1060) Ef 78/58
    Fa/he ΙΟ.8.78
    Patentansprüche
    Gewickelter Rohrwärmetauscher mit einer Vorrichtung zur Verteilung von Flüssigkeit auf die Außenseite der Rohre und mit einem vertikal angeordneten Kernrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernrohr (l) als Flüssigkeits-Vorratsbehälter ausgebildet ist und mit der Vorrichtung zur Verteilung von Flüssigkeit in Verbindung steht.
  2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorrichtung zur Verteilung von Flüssigkeit oberhalb der obersten Wicklungen der Rohre (2) mit" öffnungen (11) versehene ringförmige Rohre (10) angebracht sind.
  3. 3· Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorrichtung zur Verteilung von Flüssigkeit Führungsrohre (20) vorgesehen sind, die an den obersten Wicklungen der Rohre (2) münden.
  4. 4. Wärmetauscher nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der'Führungsrohe (20) größer ist als der Durchmesser der am Kernrohr (1) für die Zuführungsrohre (20) vorgesehenen Anschlußöffnungen.
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    ORIGINAL INSPECTED
  5. 5» Wärmetauscher nach Anspruch 2S dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Kernrohres (1) etwa in Höhe der ringförmigen Rohre (10) dicht verschlossen und oberhalb des Verschlusses mit radial nach außen führenden Rohren (9) verbunden ist, die ihrerseits mit den ringförmigen Rohren (10) in Verbindung stehen.
  6. 6. Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der öffnungen (11) mit Prallblechen (18) ausgestattet ist.
  7. 7. Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder 5* dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der öffnungen (11) mit Rohrstücken (19) ausgestattet ist.
  8. 8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1, 2, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Endabschnitte (16) der Rohre (2) des Wärmetauschers an den ringförmigen Rohren (10) gehaltert sind,
  9. 9« Wärmetauscher nach Anspruch 8g dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere Rohre einer oder mehrerer Wickellagen des Wärmetauschers gemeinsam im Bereich zwischen zwei öffnungen (11) an einem ringförmigen Rohr (1) gehaItert sind.
  10. 10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Wickellagen oder Gruppen von Wickellagen der Rohre (2) zumindest im oberen Abschnitt des Wärmetauschers Dichthemden eingelegt sind.
  11. 11. Verwendung des Wärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 10 bei der Verflüssigung eines Gases oder eines Gasgemisches.
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DE19782835334 1978-08-11 1978-08-11 Gewickelter waermetauscher Withdrawn DE2835334A1 (de)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996037741A1 (en) * 1995-05-25 1996-11-28 American Standard Inc. Falling film evaporator with vapor-liquid separator
WO2006021315A1 (de) * 2004-08-24 2006-03-02 Linde Aktiengesellschaft Gewickelter wärmetauscher
EP2511642A2 (de) * 2011-04-14 2012-10-17 Linde Aktiengesellschaft Wärmetauscher mit zusätzlicher Flüssigkeitsregelung im Mantelraum
WO2014056588A1 (de) * 2012-10-09 2014-04-17 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum regeln einer temperaturverteilung in einem wärmeübertrager
CN105276871A (zh) * 2015-11-23 2016-01-27 珠海格力电器股份有限公司 布液器、蒸发器及空气调节设备
EP3367033A1 (de) * 2017-02-24 2018-08-29 Linde Aktiengesellschaft Wärmeübertrager und verfahren zur verteilung einer flüssigen phase in einem wärmeübertrager
EP3367034A1 (de) * 2017-02-24 2018-08-29 Linde Aktiengesellschaft Wärmeübertrager und verfahren zur verteilung einer flüssigen phase in einem wärmeübertrager
CN118482604A (zh) * 2024-07-15 2024-08-13 山东正诺化工设备有限公司 一种用于缠绕管式换热器的高换热率热交换控制系统

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2970559A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-30 Linde Aktiengesellschaft Heat exchanger, in particular block-in-shell heat exchanger, comprising a separating unit for separating a gaseous phase from a liquid phase and for distributing the liquid phase
JP6570884B2 (ja) * 2015-06-01 2019-09-04 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 縦型熱交換器
CN112857108B (zh) * 2021-01-19 2023-04-11 郑州轻工业大学 一种壳程冷凝管程沸腾的缠绕管式换热器设计方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2315849A (en) * 1995-05-25 1998-02-11 American Standard Inc Falling film evaporator with vapor-liquid separator
GB2315849B (en) * 1995-05-25 1999-10-27 American Standard Inc Evaporator with falling film and flooded evaporator portions
WO1996037741A1 (en) * 1995-05-25 1996-11-28 American Standard Inc. Falling film evaporator with vapor-liquid separator
WO2006021315A1 (de) * 2004-08-24 2006-03-02 Linde Aktiengesellschaft Gewickelter wärmetauscher
CN101006316B (zh) * 2004-08-24 2010-12-29 林德股份公司 缠绕式换热器
US8087454B2 (en) 2004-08-24 2012-01-03 Linde Aktiengesellschaft Rolled heat exchange
US9726434B2 (en) 2011-04-14 2017-08-08 Linde Aktiengesellschaft Heat exchanger with additional liquid control in shell space
EP2511642A2 (de) * 2011-04-14 2012-10-17 Linde Aktiengesellschaft Wärmetauscher mit zusätzlicher Flüssigkeitsregelung im Mantelraum
EP2511642A3 (de) * 2011-04-14 2013-05-08 Linde Aktiengesellschaft Wärmetauscher mit zusätzlicher Flüssigkeitsregelung im Mantelraum
WO2014056588A1 (de) * 2012-10-09 2014-04-17 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum regeln einer temperaturverteilung in einem wärmeübertrager
CN104884893A (zh) * 2012-10-09 2015-09-02 林德股份公司 换热器中温度分布的控制方法
US9766024B2 (en) 2012-10-09 2017-09-19 Linde Aktiengesellschaft Method for controlling a temperature distribution in a heat exchanger
CN104884893B (zh) * 2012-10-09 2018-01-23 林德股份公司 换热器中温度分布的控制方法
AU2013329887B2 (en) * 2012-10-09 2018-02-01 Linde Aktiengesellschaft Method for controlling a temperature distribution in a heat exchanger
CN105276871A (zh) * 2015-11-23 2016-01-27 珠海格力电器股份有限公司 布液器、蒸发器及空气调节设备
EP3367033A1 (de) * 2017-02-24 2018-08-29 Linde Aktiengesellschaft Wärmeübertrager und verfahren zur verteilung einer flüssigen phase in einem wärmeübertrager
EP3367034A1 (de) * 2017-02-24 2018-08-29 Linde Aktiengesellschaft Wärmeübertrager und verfahren zur verteilung einer flüssigen phase in einem wärmeübertrager
CN118482604A (zh) * 2024-07-15 2024-08-13 山东正诺化工设备有限公司 一种用于缠绕管式换热器的高换热率热交换控制系统

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