DE2901539A1 - Kuehlvorrichtung fuer warme und korrosive fluide - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für warme und korrosive Fluide mit Rippenrohren, die mittels Luftumwälzung gekühlt werden, was durch eine motorgetriebene Ventilatoranordnung erreicht wird, und insbesondere eine solche Vorrichtung für industrielle Zwecke.

Die Kühlung durch Luftumwälzung hat im Vergleich zur Kühlung mittels Wasser wesentliche Vorteile« Infolge des zunehmenden Wasserbedarfs muß die Industrie die Wasservorräte sparsam und rationell einsetzen. Von besonderer Bedeutung ist deshalb der Ersatz des Wassers durch Luft im industriellen Kühlverfahren in Ländern mit ,trockenem Klima.

Die Verwendung von Wasser als Kühlmittel erfordert eine Umwälzung des Wassers, dessen Abkühlung, beispielsweise im Gegenstrom mit Luft, wesentliche Verluste durch Verdampfung und durch die Entkonzentrierungsreinigung erfährt. Eine Kühlung mit geschlossenem Kreislauf ermöglicht es, den Wasserverbrauch zu reduzieren und die Gefahr der Verunreinigung der natürlichen Vorräte zu begrenzen. Sie erfordert jedoch einen erheblichen Aufwand an Material und Energie und bringt beträchtliche Wartungskosten für die Anlagen mit sich. Wenn die zu kühlenden Produkte korrosive Flüssigkeiten sind, führt das geringste Entweichen oder der kleinste Abdichtungsfehler zu einer Verunreinigung des Kühlwassers, was eine Gefahr für die Umwelt und eine Ursache für die Materialkorrosion ist. Die Bildung von Kaikabscheidungen auf den Wärmeaustauschflächen verringert schließlich den Wärmeübergangskoeffizienten und beeinträchtigt den Betriebswirkungsgrad .

Es sind bereits Kühlanlagen mittels Luftumwälzung bekannt, bei denen ein zu kühlendes Fluid in einem Bündel von Rohren zirkuliert, die mit Rippen versehen sind. Solche Rohre werden

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gewöhnlich in großer Anzahl auf horizontalen Halterungen angeordnet, die an vertikalen Pfosten gehalten sind. Der Zugang zu diesen Anordnungen ist sehr schlecht. Da die Lebensdauer der Rohre eine Funktion der Natur des zu kühlenden Fluids und der thermischen Beanspruchungen, denen sie unterliegen, ist, ist es besonders wesentlich, den Austausch von Rohren in Betrieb zu ermöglichen, ohne daß die ganze Anlage stillgelegt werden muß, und die Zeit für die Durchführung des Eingriffs gering zu halten.

Da die Rohrverbindungen hauptsächlich die Stellen bilden, an denen eine Leckage eintritt, ist es besonders wichtig, daß die visuelle überwachung der Dichtheit der Verbindungen in jedem Augenblick möglich ist und daß für einen schnellen und direkten Eingriff ein leichter Zugang an diesen Stellen möglich ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Kühlvorrichtung durch Luftumwälzung zu schaffen, bei welcher die vorstehenden Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der Vorrichtung der eingangs genannten Art mit einer Vielzahl von einzelnen und demontierbaren Einheiten von parallelen Rippenrohren, die in Reihe durch Verbindungskrümmer geschaltet sind, welche vertikale, mit einem Eintrittssammler und einem Austrittssammler verbundene Flächen bzw. Mantel bilden, wobei die Einheiten im Inneren eines quaderförmigen Gestells angeordnet sind, von welchem jede der Frontseiten aus wenigstens zwei Pfosten und einem horizontalen Träger besteht, die einen Tragrahmen bilden, dadurch gelöst, daß jede Einheit von Rohren von Aufhängungen in Form von vertikalen Platten getragen wird, die mit öffnungen versehen sind und demontierbar an wenigstens einem horizontalen Träger des Gestells befestigt sind. Jedes Rohr ruht dabei frei mit seinen beiden Enden im Inneren der öffnungen der Aufhängungen. Die Verbindungskrümmer sind außerhalb des Gestells angeordnet.

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Erfindungsgemäß wird weiterhin eine einzelne Einheit von Rippenrohren für Kühleinrichtungen geschaffen. Jede dieser Einheiten besteht aus einer Vielzahl von Rippenrohren, die parallel in vertikaler Fläche bzw. in Form eines vertikalen Mantels angeordnet und durch Verbindungskrümmer verbunden sind. Zwei Längsaufhängungsplatten sind an den beiden Rohrenden angeordnet und mit öffnungen versehen, in deren Innenraum die Enden der Rohre liegen. Die Verbindungskrümmer befinden sich außerhalb der Aufhängungsplatten.

Erfindungsgemäß kann jede einzelne Einheit von Rippenrohren getrennt demontiert werden, ohne daß kostspielige Eingriffe in die anderen Einheiten erforderlich sind. Dadurch, daß die Einheit nur mittels zweier Aufhängungsplatten an Ort und Stelle gehalten ist, welche an den beiden Enden der Rohre angeordnet sind, die zu dieser Einheit gehören, genügt es, die beiden Platten zu demontieren, um die entsprechende Einheit von Rohren freizusetzen und um sie für die Reparatur oder für den Austausch anzuheben. Für diesen Zweck kann jede Aufhängungsplatte an ihrem Oberteil mit einem Greiforgan, beispielsweise einem Bügel oder einem Haken, versehen sein, der mit einem Betätigungshaken in Eingriff bringbar ist. Die Betätigung kann mittels einer Hubvorrichtung erfolgen. Im vorliegenden Fall ist ein oberer horizontaler Träger an dem Gestell befestigt, auf welchem eine Rolle sitzt, deren Position längs des Trägers verstellbar ist und die mit einem Kabel versehen ist, welches mit der Hubvorrichtung, beispielsweise einer Winde, verbunden ist, die an einem vertikalen Pfosten des Gestells festgelegt ist. Die Anordnung von zwei Huborganen für den gleichzeitigen und koordinierten Einsatz, die auf die beiden Aufhängungen wirken, welche ein und dieselbe Einheit von Rohren tragen, ermöglicht ein leichtes Lösen der Einheit.

Die benachbarten Aufhängungsplatten bilden die Frontwände der Anordnung, wobei sich die gekrümmten Anschlüsse, welche

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die Rohre ein und derselben Einheit verbinden, außerhalb des Gestells befinden und der Umgebungsluft ausgesetzt sind. Aufgrund dieser Anordnung unterliegen die Verbindungen nicht den gleichen thermischen Einflüssen wie die der Kühlung durch die zwangsweise umgewälzte Luft ausgesetzten Rohre, so daß die Gefahr einer Beschädigung weitgehend reduziert ist. Jeder Dichtungsfehler an dieser Stelle kann außerdem optisch festgestellt werden« Der Zugang zu diesen Verbindungsstellen ermöglicht einen direkten Eingriff. Die Art der Halterung der Rohre im Inneren der öffnungen der Aufhängungsplatten ermöglicht, daß die Rohre linearen Ausdehnungen unter dem Einfluß der Wärme unterliegen, ohne daß eine Verformung oder Spannungen auftreten.

Die Motor-Ventilator-Anordnung wird vorzugsweise über den Rippenrohren geschützt vor einem eventuell entweichenden zu kühlenden Produkt angeordnet.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine industrielle Kühlvorrichtung für warme und korrosive Fluide mit Rippenrohren, die durch Zwangsumwälzung von Luft gekühlt werden. Die Rohre, die in Reihe durch Verbindungskrüitimer in vertikalen Mänteln miteinander verbunden sind, sind im Inneren eines Gestells angeordnet und bilden demontierbare Einheiten, von denen jede durch Aufhängungen in Form von vertikalen Platten getragen ist, die mit öffnungen versehen sind, in deren Innerem die Enden der Rohre liegen. Das Gestell hat Tragrahmen, die zur Handhabung der einzelnen Rohreinheiten hinsichtlich ihrer Montage dienen. Für eine schnelle Demontage defekter Rohre wird so ein einfacher Zugang erhalten.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Kühlen von Schwefelsäure,

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Fig. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung und

Fig. 3 perspektivisch eine einzelne demontierbare Rohreinheit, die an einen Eintrittssammler und an einen Austritts sammler angeschlossen ist und in der erfindungsgemäßen Vorrichtung einsetzbar ist.

Die gezeigte Vorrichtung besteht aus einem Gestell mit vier vertikalen Pfosten 1 und zwei horizontalen Trägern 5. Die Träger bestehen aus Hohlprofilen und haben am unteren Ende eine Sitzplatte 2 mit Verankerungsrohren« Eine Gegenplatte hält die Sitzplatte am Boden. Ein horizontaler Träger 5 und zwei Pfosten 1 bilden einen an seiner Basis angelenkten Tragrahmen.

Im Inneren des Gestells sitzt eine Anordnung von einzelnen demontierbaren Einheiten 2o, die in Fig. 3 gezeigt sind. Eine Einheit 2o hat eine Reihe von Rippenrohren 21 , die parallel angeordnet und paarweise durch 18o -Krümmer 23 verbunden sind. Die Verbindung erfolgt über Flansche 24, es kann jedoch auch jede andere Art der Verbindung verwendet werden, insofern eine gute Abdichtung gewährleistet ist. Die Enden der Rippenrohre 21 sind in den Öffnungen 25 angeordnet, welche in den Aufhängungen 6 ausgebildet sind, bei denen es sich um einfache Flacheisen handeln kann. Der Abstand der benachbarten Öffnungen einer Platte entspricht der Spannweite der Krümmer 23. Die Breite der Aufhängungen kann variabel sein. Sie bestimmt den seitlichen Abstand der einzelnen Einheiten und kann zwischen dem Ein- und Zweifachen des Rippenrohrdurchmessers variieren. Am oberen Ende einer jeden Aufhängung 6 ist ein Greiforgan 26 befestigt.

Der Horizontale Träger 5 hat Bohrungen 27, mit denen er die vertikalen Aufhängungen 6 mittels Bolzen festlegt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Befestigung der Aufhängungen 6 mit ihren oberen Enden an dem horizontalen Träger 5, während die unteren Enden der Aufhängungen in einen anderen Träger oder eine horizontale Führungsschiene eingreifen.

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Die Anordnung der benachbarten Aufhängungen 6 bildet die Vorder- und Rückwände eines Mantels, der mit den Seitenwänden aus Stahlblech oder aus Kunststoffplatten den Kanal für die Luft bildet, die von einer oder mehreren Motor-Ventilator-Anordnungen 8 angesaugt wird, welche über der Anordnung der benachbarten Einheiten 2o auf einem Verteilergehäuse 9 angeordnet sind.

Auf einer der Seiten der Vorrichtung sind" Eintritts- und Austrittssammler für das zu kühlende Fluid angeordnet, die von dem Gehäuse getragen werden. Jede Einheit 2o ist mittels 9o -Krümmer 27 durch das obere Rohr mit dem Eintrittssammler 28 und durch das untere Rohr mit dem Austrittssammler 29 verbunden, um den Austausch oder die Reparatur der Rohre zu ermöglichen, wird ein Satz von Schiebern vorgesehen, um entweder jede Einheit gesondert oder mehrere Einheiten abzutrennen. Das Herausnehmen einer Einheit von Rohren aus dem Kreislauf unterbricht die Funktion benachbarter Einheiten nicht.

Die Hubeinrichtungen für die einzelnen Einheiten umfassen zwei Winden 13, die an den vertikalen Pfosten befestigt sind und Kabel 14 betätigen. Jedes Kabel 14 läuft auf einer ortsfesten Rolle 12, die von dem oberen Träger 1o gehalten ist, der von dem Pfosten 1 gestützt wird. Auf dem Träger 1o sitzt eine bewegliche Rolle 11, die längs des Trägers verschiebbar ist, um sie bezüglich der Rohreinheit zu positionieren, die demontiert werden soll.

Der an einem Ende des Kabels 14 sitzende Haken 15 dient zum Eingriff in eine öse 26 der Aufhängung. Eine Anordnung der beiden Winden, Rollen und Kabel, die vor und hinter der Vorrichtung angeordnet sind, ermöglicht nach dem Befestigen der Aufhängungen die Montage oder Demontage der einzelnen Einheiten.

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In Betrieb ist die Demontage einer Rohreinheit äußerst einfach. Nach dem Abtrennen der Einheit von den Eintrittsund Austrittssammlern durch Demontage der 9o -Krümmer 27 genügt es, die Bolzen loszuschrauben, welche die Aufhängungen 6 an dem horizontalen Träger 5 halten, und die Einheit mittels der beiden elektrischen Winden abzulassen, deren synchroner Einsatz steuerbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat zahlreiche Anwendungsgebiete, insbesondere für das Kühlen von Schwefelsäure, welche eine hohe Temperatur erreicht, wenn konzentrierte Säure verdünnt wird. Für diesen Anwendungszweck können gußeiserne Rohre mit schraubenförmig angeordneten Rippen verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine glatte Betriebsweise, die der abzuführenden Wärmemenge anpaßbar ist. Für eine starke Kühlung können zwei oder mehrere einzelne Rohreinheiten in Reihe geschaltet werden, um die Durchgangszeit des Fluids in der Vorrichtung zu verlängern. In gleicher Weise kann die Vorrichtung verwendet werden, um die Temperatur eines Fluids nur um einige Grad abzusenken. Die abschließende Kühlung, insbesondere wenn diese stark sein soll, kann dann in einer herkömmlichen Vorrichtung mit Wasser erfolgen. Dadurch kann die Lebensdauer der mit Wasser kühlenden Vorrichtung verlängert werden, welche das vorgekühlte Fluid zugeführt erhält.

Die von der Kühlluft absorbierte Wärme kann in einem Wärmetauscher wiedergewonnen werden. Die aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung austretende Luft kann auch ein Rohrbündel mit einem Wasserdurchlauf durchqueren. Das so erwärmte Wasser kann dann für das Heizen von Örtlichkeiten oder für die Speisung eines Kessels verwendet werden. Auf diese Weise wird eine optimale Ausnutzung der Verlustwärme und eine sehr gute Energiewirtschaft erreicht.

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Claims (5)

Patentansprüche

1. Kühlvorrichtung für warme und korrosive Fluide mit Rippenrohren, die durch eine Luftumwälzung gekühlt werden, die mittels einer Motor-Ventilator-Anordnung ausgeführt wird, mit einer Vielzahl von einzelnen demontierbaren Einheiten von parallelen Rippenrohren, die durch Verbindungskrümmer in Reihe geschaltet sind, welche vertikale Mantel bilden, die mit einem Eintrittsammler und einem Austrittsammler verbunden sind, wobei die Einheiten nebeneinander im Inneren eines quaderförmigen Gestells angeordnet sind, von dem jede der beiden Vorderseiten aus wenigstens zwei Pfosten und einem horizontalen Träger besteht, dadurch gekennzeichnet , daß jede Einheit (2o) von Rohren (21) von Aufhängungen (6) in Form von vertikalen, mit Öffnungen (25) versehenen Platten getragen wird, wobei jedes Rohr (21) frei mit seinen beiden Enden im Inneren der öffnungen (25) der Aufhängungen (6)

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ruht, die Verbindungskrümmer (23) außerhalb des Gestells angeordnet sind und die Aufhängungen (6) demontierbar an wenigstens einem horizontalen Träger (5) des Gestells befestigt sind, der mit wenigstens zwei Pfosten (1) einen Tragrahmen bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß jede Aufhängung (6) mit einem Greiforgan (26) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Tragrahmen einen horizontalen oberen Träger (1o) aufweist, auf welchem eine Rolle (11) angeordnet ist, deren Position längs des Trägers (1o) einstellbar ist, die mit einem Kabel (14) versehen ist, welches mit einer Hubvorrichtung (13) verbunden ist und einen Haken (15) trägt, der zum Angreifen an dem Greiforgan (26) der Aufhängung (6) dient.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Hubvorrichtung eine Winde (13) ist, die an einem vertikalen Pfosten (1) des Gestells befestigt ist, und daß die Rolle (11) mit einstellbarer Position das Kabel (14) der Winde (13) über eine ortsfeste Rolle (12) erhält, die von dem oberen Träger (1o) gehalten ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer einzelnen Rippenrohreinheit, dadurch gekennzeichnet , daß die Rippenrohreinheit (2o) von einer Vielzahl von Rippenrohren (21), die parallel in vertikaler Fläche angeordnet und in Reihe durch Verbindungskrümmer (23) verbunden sind, und von zwei Längsaufhängungsplatten (6) gebildet wird, die an den beiden Enden der Rohre (21) angeordnet und mit öffnungen (25)

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versehen sind, in deren Innerem die Enden der Rohre (21) liegen, wobei sich die Verbindungskruituner (23) außerhalb der Äufhängungsplatten (6) befinden.

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