DE2943649A1

DE2943649A1 - Tubular fluid heat exchanger - has two sets of tubes fitting inside each other to form overlapping portions

Info

Publication number: DE2943649A1
Application number: DE19792943649
Authority: DE
Inventors: Takayuki Kaneko
Original assignee: Toyo Engineering Corp
Current assignee: Toyo Engineering Corp
Priority date: 1978-11-01
Filing date: 1979-10-29
Publication date: 1980-05-14
Also published as: JPS5563395A

Abstract

The heat exchanger transfers the heat of a first medium flowing through a first set of tubes (5) to a second one in the cylindrical casing (10) enclosing them. A second set of tubes (6) are joined at one end to a tube plate (7a), while at the other each extends inside one of the first set tubes, which are open at a tube plate (7b) towards the inlet of the first medium, thus forming overlapping portions of the first and second tubes. An outlet (2b) for the first medium is provided in a chamber formed between the tube plates and the heat exchanger casing, allowing part of the medium in the first set of tubes to flow through the gaps between the overlapping sections and out. One or more further inlets and outlets (3, 4) are provided in the cylindrical casing part (8) for the second medium.

Description

Wärmeaustauscher Heat exchanger

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung des Röhren plattenteiles eines Mehrröhrenwärmeaustauschers. In jüngster Zeit hat die wirksame Ausnutzung von Wärmeenergie vom Standpunkt der Einsparung von inergiequellen immer höhere Bedeutung erlangt. Obgleich die Mehrröhrenwärmeaustauscher in äusserst breitem Masse als Wärmeaustauscher in Energieausnutzungssystemen verwendet werden, bieten die Mehrröhrenwäreaustauscher immer noch viele technische Probleme in dem Falle, wenn der Unterschied in der Temperatur oder dem Druck zwischen zwei Fluiden hoch ist oder insbesondere wenn die Abmessungen des Wärmeaustauschers, der verwendet werden soll, gross sein müssen.The present invention relates to an improvement in the tube plate part of a multi-tube heat exchanger. In recent times it has been effectively exploiting of thermal energy from the standpoint of saving inenergy sources is becoming more and more important attained. Although the multi-tube heat exchangers are used very widely as heat exchangers are used in energy utilization systems, offer the multi-tube heat exchangers still a lot of technical problems in the case when the difference in temperature or the pressure between two fluids is high or especially when the dimensions of the heat exchanger to be used must be large.

Zum Verständnis der Erfindung wird nachfolgend zuerst ein bekannter Wärmeaustauscher beschrieben. Danach wird die Erfindung erläutert. Die Beschreibung erfolgt in beiden Fällen anhand der beigefügten Zeichnungen.In order to understand the invention, a known one is first described below Heat exchanger described. Then the invention will be explained. The description takes place in both cases using the attached drawings.

In den Zeichnungen zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch einen bekannten Mehrröhrenwärmeaustauscher, Figur 2 eine Ausführungsform eines Wärmeaustauschers nach der Erfindung und Figur 3 ine andere Ausführungsform eines Wärmeaustauschers nach der Erfindung.The drawings show: FIG. 1 a longitudinal section through a known multi-tube heat exchanger, Figure 2 shows an embodiment of a heat exchanger according to the invention and Figure 3 ine another embodiment of a heat exchanger according to the invention.

In den Zeichnungen bezeichnen die Zahlen 1 und 2, 2a, 2b, 2c entsprechend die Einlass- und Auslassöffnungen für das erste Fluid, wobei diese Öffnungen durch Röhrengruppen 5 und 6 miteinander verbunden sind. Die Zahlen 3, 3a, 3b und 4, 4a, 4b bezeichnen entsprechend die Ein lass- und Auslassöffnungen für das zweite Fluid, und dies Öffnungen sind durch einen Raum miteinander verbunden, der die Röhrengruppe 5 umgibt und von einem Zylinder oder Mantel 8 und den Röhrenplatten 7 (oder 7b in Figur 3) und 12 umschlossen ist. Die Bezugszeichen 10 und 11 bezeichnen den Mantel, der den Zylinderteil mit den entsprechenden Einlass- und Auslassöffnungen für das erste Fluid verbindet. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet das Isolationsmaterial, das verhindert, dass der Mantel 10 und die flöbrenplatte 7 und 7a erhitzt und geschwächt werden wenn das erste Fluid extrem hohe Temperatur besitzt, und es muss vorgesehen werden1 wie es Jeweils erforderlich ist.In the drawings, the numerals 1 and 2 denote 2a, 2b, 2c, respectively the inlet and outlet openings for the first fluid, these openings through Tube groups 5 and 6 are connected to each other. The numbers 3, 3a, 3b and 4, 4a, 4b correspondingly denote the inlet and outlet openings for the second fluid, and these openings are interconnected by a space containing the tube group 5 and surrounded by a cylinder or jacket 8 and the tube plates 7 (or 7b in Figure 3) and 12 is enclosed. The reference numerals 10 and 11 denote the jacket, the cylinder part with the corresponding inlet and outlet openings for the first fluid connects. The reference numeral 9 denotes the insulation material, the prevents the jacket 10 and the flöbrenplatte 7 and 7a from being heated and weakened when the first fluid is extremely high in temperature, and it must be provided be1 as required in each case.

Ein typischer Mehrröhrenwärmeaustauscher, wie er üblicherweise verwendet wird, ist in Figur 1 dargestellt. In diesem Beispiel strömt das erste Fluid durch die Verbindungswege von dem Einlass 1 zu dem Aus lass 2, während das zweite Fluid durch den Verbindungsweg von dem Sin1ass 3 zu dem Auslass 4 strömt, und der Wärmeaustausch erfolgt durch die Wärmeübertragungsflächen, die durch die Röhrengruppe 5 gebildet werden. Bei dem herkömmlichen Mehrröhrenwärmeaustauscher wie diesem besteht bei Betriebsbedingungen die Temperaturdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid und bewirkt die verschiedene Wärmeausdehnungsrate (oder Kontraktion: was im iolgenden der einfachheithalber nicht immer wiederholt wird) zwischen dem Zylinder 8 und der Röhrengruppe 5. Folglich tritt aufgrund der Differenz in der thermischen Ausdehnungsrate die mechanische Beanspruchung in der Röhrenplatte und in dem Abschnitt nahe der Verbindungen zwischen den Röhrenplatten und dem Zylinder 8 auf. Wenn die Temperaturdifferenz zwischen dem ersten und zweiten Fluid gross ist oder die Länge der Röhrengruppe 5 wegen der grossen Dimensionen des Röhrenwärmeaustauschers lang ist, wächst diese mechanische Beanspruchung so stark an, dass sie ein tonstruktionsproblem im Hinblick auf die Festigkeit von Materialien und Verbindungen mit sich bringt. Wenn weiterhin eine Druckdifferenz zwischen dem ersten und zweiten Fluid besteht, addiert sich die Spannung zu der Spannung, die durch die Differenz in der thermischen Ausdehnung verursacht wird, in Abhängigkeit von der Kombination der Temperatur und des Druckes der zwei Fluide, und wenn der Druck des zweiten Fluids so extrem hoch ist, dass er die Verwendung von flexiblen Verbindungen unmöglich macht, wird dieser spannungserzeugende Mechanismus eo kompliziert, dass die Strukturen der Röhrenplatte 7 und des Abschnittes nahe der Verbindung der Röhrenplatte 7 mit dem Zylinder 8 so kompliziert werden, was dazu fUhrt, dass die Herstellungs-, Inspektions- und Reparaturarbeiten sowohl technisch schwierig als auch mühsam werden. Obgleich einige korrigierende Massnahun unternommen wurden, wie beispielsweise der Art, dass Isolationsmaterial auf die innere Oberfläche von Teilen des Wärmeaustauschers aufgebracht wurde , wie es in Figur 1 gezeigt ist, oder dass Eisenbänder oder Zwingen eiqefügt wurden, dienten derartige Massnahmen immer nur zur Verhinderung der Verringerung der Festigkeit aufgrund des Temperaturanstieges in der Röhrenplatte, und, obgleich geringe Verbesserungen erzielt wurden, waren sie sehr unzulänglich, um das oben beschriebene fundamentale Problem zu lösen, das bei Mehrröhrenwärmeaustauschern auftritt.A typical multi-tube heat exchanger as commonly used is shown in FIG. In this example, the first fluid flows through the communication paths from the inlet 1 to the outlet 2, while the second fluid flows through the connecting path from the sin1ass 3 to the outlet 4, and the Heat exchange takes place through the heat transfer surfaces that go through the tube group 5 are formed. In the conventional multi-tube heat exchanger like this one in operating conditions, the temperature difference between the first and the second Fluid and causes the different rate of thermal expansion (or contraction: what in the the following is not always repeated for the sake of simplicity) between the cylinder 8 and the tube group 5. Consequently occurs due to the difference in the thermal Expansion rate the mechanical stress in the tube plate and in the section near the connections between the tube plates and the cylinder 8. If the Temperature difference between the first and second fluid is large or the length the tube group 5 long because of the large dimensions of the tubular heat exchanger is, this mechanical stress increases so much that it becomes a sound construction problem in terms of the strength of materials and connections. If there is still a pressure difference between the first and second fluid, adds the stress to the stress caused by the difference in thermal Expansion is caused, depending on the combination of temperature and of the pressure of the two fluids, and when the pressure of the second fluid is so extremely high is that it makes the use of flexible connections impossible, this one becomes Stress-generating mechanism eo complicated that the structures of the tubular plate 7 and the portion near the connection of the tube plate 7 to the cylinder 8 become so complicated, which leads to the fact that the manufacturing, inspection and Repair work can become both technically difficult and arduous. Although some Corrective measures have been taken, such as the type of insulation material applied to the inner surface of parts of the heat exchanger, such as it is shown in Figure 1, or that iron bands or clamps were added, were used such measures always only to prevent the reduction in strength due to the temperature rise in the tube plate, and improvements, albeit small were achieved they were very inadequate to the above solve fundamental problem that occurs with multi-tube heat exchangers.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen Wärmeaustauscher zur Lösung des oben angegebenen Problems zu schaffen.It is an object of the present invention to provide a new heat exchanger to solve the above problem.

Diese Aufgabe wird durch einen Wärmeaustauscher gelöst, wie er im Anspruch 1 angegeben ist.This task is solved by a heat exchanger as it is in Claim 1 is indicated.

Eine Ausftihrungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.An embodiment of the invention is hereinafter referred to described on the drawings.

Es wird zuerst auf Figur 2 Bezug genommen. Eine erste Röhren gruppe 5, von der Jede Röhre jeweils mit den Röhrenplatten 7b und 12 an den beiden Röhrenenden verbunden ist, ist in einem Zylinder 8 angeordnet, der Einlassöffnungen 3 und Auslassöffnungen 4 fur ein zweites Fluid besitzt. Eine zweite Röhren gruppe 6w deren Röhren einen kleineren Röhrendurchmesser als die Röhren der ersten Röhrengruppe 5 besitzen und mit einer Röhrenplatte 7a jeweils an ihren einzelnen Röhrenenden verbunden sind, ist vorgesehen. Jede Röhre der zweiten Röhrengruppe 6 ist Jeweils in eine entsprechende Röhre der ersten Röhren gruppe 5 in die ffnungen an der Oberfläche der Röhrenpiatte 7b eingefügt, und dadurch werden teilweise doppelwandige R6hT ren durch die erste Röhrengruppe 5 und die zweite Röhrengruppe 6 gebildet. Ein Wärmeaustauschermantel 10, der einen Einlass für das erste Fluid besitzt, ist an der Aussenseite der Röhren platte 7a ausgebildet, während ein Raum, der durch die Röhrenplatte 7a, die Röhrenplatte 7b und den Mantel 10 umschlossen wird, ausgebildet ist, der einen Auslass 2b for das erste Fluid besitzt. Ein weiterer Auslass 2a für das erste Fluid ist an der Aussenseite eines Mantels 11 ausgebildet, der an der Aussenseite einer Röhrenplatte 12 ausgebildet ist, und ein weiterer Raum wird durch den Mantel 11 und die Röhrenplatte 12 umschlossen.Reference is first made to FIG. A first group of tubes 5, of which each tube has the tube plates 7b and 12 at the two tube ends is connected, is arranged in a cylinder 8, the inlet ports 3 and outlet ports 4 for a second fluid. A second group of tubes 6w whose tubes are one have smaller tube diameters than the tubes of the first tube group 5 and are connected to a tube plate 7a at their individual tube ends, is provided. Each tube of the second tube group 6 is in each case in a corresponding one Tube of the first tube group 5 into the openings on the surface of the tube plate 7b inserted, and thereby partially double-walled R6hT ren are inserted through the first Tube group 5 and the second tube group 6 are formed. A heat exchanger jacket 10, which has an inlet for the first fluid, is on the outside of the tubes plate 7a, while a space formed by the tube plate 7a, the tube plate 7b and the jacket 10 is enclosed, is formed, which has an outlet 2b for owns the first fluid. Another outlet 2a for the first fluid is at the Outside of a jacket 11 formed on the outside of a tube plate 12 is formed, and another space is created by the jacket 11 and the tube plate 12 enclosed.

Bei diesem vorliegenden Wärmeaustauscher strömt das erste Fluid von dem Einlass 1 in die zweite Röhrengruppe 6 von der Aussenseite der Röhrenplatte 7a,und dann strömt das erste Fluid in die erste Röhrengruppe 5. Der Wärmeaustausch mit dem ersten Fluid erfolgt durch die Röhrenwandungen der ersten Röhrengruppe 5 an das zweite Fluid, das an der Aussenseite der Röhren der ersten Röhrengruppe 5 in dem Zylinder 8 strömt. Ein Teil des ersten Fluide fliesst durch die Röhrenenden an der Röhrenplatte 12 aus, während ein anderer Teil dieses ersten Fluids zwischen den schmalen Zwischenräumen oder Spalten der doppelwandigen Röhren fliesst und dann durch den Aus last 2b für das erste Fluid ausströmt.In this present heat exchanger, the first fluid flows from the inlet 1 into the second tube group 6 from the outside of the tube plate 7a, and then the first fluid flows into the first group of tubes 5. The heat exchange with the first fluid takes place through the tube walls of the first tube group 5 to the second fluid, which is on the outside of the tubes of the first tube group 5 in the cylinder 8 flows. Part of the first fluid flows through the tube ends on the tube plate 12, while another part of this first fluid between flows through the narrow gaps or crevices of the double-walled tubes and then flows out through the off load 2b for the first fluid.

Das zweite Fluid, das durch den Einlaß 3 in den Zylinder 8 einströmt, strömt durch den Aus last 4 aus, nachdem es den Wrmeaustauschprozess durchlaufen hat.The second fluid flowing into cylinder 8 through inlet 3, flows out through the off load 4 after going through the heat exchange process Has.

Durch die Umkehr des Strömungsweges des ersten Fluides in dieser Art wird der erste Vorteil folgendermassen erhalten. Die Druckdifferenz an den beiden Seiten der Röhrenplatte 7a in Figur 2 ist klein gemacht worden und ist gleich dem Druckabfall des ersten Fluide, der auftritt, während dieses durch die Röhren 6 und den ringförmigen Zwischenraum des doppelwandigen Röhrenabschnittes strömt, und weiterhin ist die darauf wirkende Temperaturdifferenz nahezu gleich dem Temperaturabfall, der durch Freisetzen der Wärme des ersten Fluids gewonnen wird, während es durch den ringförmigen Zwischenraum des doppelwandigen Abschnittes strömt. Sowohl die Druckdifferenz als auch die Temperaturdifferenz sind in dieser Anordnung viel geringer als dieJenigen, die an der Röhrenplatte 7 in Figur 1 entstehen, wenn das erste und das zweite Fluid, die die gleichen Bedingungen wie im obigen Fall besitzen, durch den Wrmeaustauscher strömen. Dies fahrt zu einer Verringerung der Plattendicke und zur Einsparung von Materialien und Herstellungskosten in Mann-Stunden.By reversing the flow path of the first fluid in this way the first benefit is obtained as follows. The pressure difference across the two Sides of the tube plate 7a in Figure 2 has been made small and is equal to that Pressure drop of the first fluid that occurs during this through the tubes 6 and the annular space of the double-walled tube section flows, and further the temperature difference acting on it is almost equal to the temperature drop, which is gained by releasing the heat of the first fluid while it is through the annular space of the double-walled section flows. Both the The pressure difference as well as the temperature difference are much smaller in this arrangement than those that arise on the tube plate 7 in Figure 1 when the first and the second fluid having the same conditions as in the above case flow through the heat exchanger. This leads to a reduction in plate thickness and to save materials and manufacturing costs in man-hours.

Der zweite Vorteil ist folgender. Obgleich die Druckdifferenz an den beiden Seiten der Röhrenplatte 7b fast die gleiche ist wie diejenige bei der Röhrenplatte 7 in Figur 1, wird die auf sie wirkende Temperaturdifferenz um die Menge des Temperaturabfalls des ersten Fluids verkleinert, der durch Freisetzen der Wärme während des Strömens durch den ringförmigen Zwischenraum des doppelwandigen Abschnittes, der durch die Röhren 6 und 5 gebildet wird, gewonnen wird, wodurch die Röhrenplatte 7b dementsprechend gekühlt wird1 und daher werden die Materialien die fOr die Röhrenplatte 7b und den Abschnitt nahe der Verbindung zwischen der Röhrenplatte 7b und dem Zylinder 8 verwendet werden1 in einem Zustand höherer Festigkeit gehalten Demzufolge kann die Wanddicke der Röhren dünner gemacht werden, um einen dehnbaren Aufbau ru besitzen und die thermische Spannung zu verringern, und gleichzeitig können Mann-Stunden und Materiallen für die Herstellung eingespart werden. Der erste und der zweite vorstehend beschriebene Vorteil haben die vorteilhafte Wirkung, dass das Konstruktionsproblem gelöst wird, das sich für die Röhrenpiatte und den Abschnitt nahe der Verbindung zwischen der Röhrenplatte und dem Zylinder ergibt, wenn in einem herkömmlichen Wärmeaustauscher, wie er in Figur 1 gezeigt ist, die Differenzen in der Temperatur oder im Druck zwischen zwei Fluiden gross sind.The second advantage is as follows. Although the pressure difference at the both sides of the tube plate 7b is almost the same as that of the tube plate 7 in Figure 1, the temperature difference acting on it is the amount of temperature drop of the first fluid is reduced in size by releasing the heat during the flow by the annular space of the double-walled section, which is through the Tubes 6 and 5 is formed, is recovered, thus making the tube plate 7b accordingly is cooled 1 and therefore the materials for the tube plate 7b and the The portion near the joint between the tube plate 7b and the cylinder 8 is used are kept in a higher strength state. As a result, the wall thickness the tubes are made thinner in order to have a stretchable structure ru and the reduce thermal stress, and at the same time can man-hours and materials can be saved for production. The first and second described above Advantage have the beneficial effect that the construction problem is solved, that is for the tubular plate and the section near the junction between the Tube plate and the cylinder results, when in a conventional heat exchanger, as shown in Figure 1, the differences in temperature or pressure between two fluids are large.

Darüber hinaus muss die Verbindung zwischen der Röhrenpiatte 7a und den Röhren ó nicht notwendigerweise einen geschweissten Aufbau besitzen, um der Röhrenexpansion standzuhalten, da die Druckdifferenz auf den zwei Seiten der Röhrenplatte klein ist und das gleiche Fluid auf den beiden Seiten der Röhrenplatte in einem derartigen Ausführungsbeispiel wie diesem strömt.In addition, the connection between the tube plate 7a and the tubes do not necessarily have a welded structure in order to Withstand tube expansion because of the pressure difference on the two sides of the tube plate is small and the same fluid on both sides of the tube plate in one such an embodiment as this flows.

Und weiterhin ist es möglich, die Inspektions-, Wartungs- und Reparaturarbeiten viel einfacher dadurch zu gestalten, indem ein Flansch auf einer geeigneten Stelle des Mantels 10 vorgesehen wird der es gestattet, den Teil, der aus dem Mantel 10, der Röhrenpiatte 7b und der Röhrengruppe 6 besteht, von dem Zylinderabschnitt des Röhrenaustauschers abzubauen. Das bedeutet, dass die Erfindung den weiteren Vorteil mit sich bringt, dass es durch sie möglich wird, was bei bekannten Wärmeaustauschern fast unmöglich erscheint, die einen schwierigen Aufi>su, wie er in Figur 1 gezeigt ist, besitzen.And furthermore it is possible to do the inspection, maintenance and repair work Much easier to make by putting a flange on a suitable place of the jacket 10 is provided which allows the part that comes from the jacket 10, of the tube plate 7b and the tube group 6 consists of the cylinder portion of the Dismantle tube exchanger. That means, that the invention has the further advantage that it becomes possible through it, which is possible with known Heat exchangers seems almost impossible, which is a difficult task like it is shown in Figure 1.

Die obige Beschreibung betrifft den Fall, in dem die Temperatur des ersten Fluids höher und der Druck des ersten Fluids niedriger als Jeweils bei dem zweiten Fluids sind, aber die Anwendung der Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel beschränkt sondern kann rui den Fall auegedehnt werden, bei dem das erste und das zweite Fluid keine ausgeprbgte Druckdifferenz sondern grosse Temperaturdifferenz besitzen, oder auf den Fall, bei dem die Temperatur und der Druck der zwei Fluid. in irgendeiner verschiedenen Relation bezüglich des oben angegebenen Beispiels stehen.The above description concerns the case where the temperature of the first fluid is higher and the pressure of the first fluid is lower than each of the second fluids, but the application of the invention is not to the above The example described is limited but can also be extended to the case in which the first and the second fluid do not have a pronounced pressure difference, but rather a large one Possess temperature difference, or in the case where the temperature and the Pressure of the two fluids. in any different relation to that given above Example stand.

Weiterhin ist es bei der Anwendung der Erfindung möglich, Vorsprünge geeigneter Größe, z.B. auf der äusseren Oberfläche der Röhren 5 an geeigneten beabstandeten Stellen vorzusehen, um die Gestalt des ringförmigen Zwischenraumes, der durch die Röhren 6 und 5 gebildet wird, gleichmäsig zu halten. Und wenn der Druck des ersten Fluide höher als derJenige des zweiten Fluids ist, ist es möglich, in dem Zwischenraum, der den Strömungaweg für das zweite Fluid bildet, und an geeignet beabstandeten Stellen Trägerplatten mit mehreren Löchern mit geeigneter Dicke vorzusehen, die im rechten Winkel zu den Röhren 5 verlaufen, wobei die meisten der Löcher der Platten von den Röhren 5 durchstossen werden, wobei der Zweck ist, zu verhindern, dass sich die Röhren 5 verbiegen. Das heisst, bekannte Techniken können auch bei der Anwendung der Erfindung eingebaut werden.Furthermore, when using the invention, it is possible to have projections suitable size, e.g. on the outer surface of the tubes 5 at suitable spaced apart Provide places to the shape of the annular space through the Tubes 6 and 5 are formed to keep them uniform. And if the pressure of the first Fluids is higher than that of the second fluid, it is possible to which forms the flow path for the second fluid, and at suitably spaced apart Make carrier plates with multiple holes of suitable thickness to provide the run at right angles to the tubes 5, with most of the holes of the plates be pierced by the tubes 5, the purpose of which is to prevent themselves bend the tubes 5. This means that known techniques can also be used of the invention are incorporated.

Bei dem in Figur 2 gezeigten Beispiel können die Temperaturdifferenzen an den beiden Oberflächen der Röhrenplatten 7a und 7b eingestellt werden, indem das Verhältnis der Länge des doppelwandigen Abschnittes zu der gesamten Länge der Röhre verkndert wird und auch indem das Verhältnis der Strömungsanteile des von dem Einlass 1 strömenden ersten Fluids, die zu dem Aus last 2a bzw. 2b gerichtet werden sollen, verändert wird Diese Verhältnisse können entsprechend der Temperatur und dem Druck des ersten und des zweiten Fluids geeignet ausgewählt werden.In the example shown in Figure 2, the temperature differences on the two surfaces of the tube plates 7a and 7b can be adjusted by the ratio of the length of the double-walled section to the total length of the tube is changed and also by the ratio of the flow components of the first fluid flowing from the inlet 1, which is directed to the outlet 2a or 2b are to be changed These ratios can be changed according to the temperature and the pressure of the first and second fluids can be selected appropriately.

im folgenden wird eine andere Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf Figur 3 beschrieben. Die erste Röhrengruppe 5 ist quer zur Achse der Röhren im rechten Winkel an (em Abschnitt, der nicht die doppelwandige Röhre zwischen der ersten Röhrengruppe 5 und der zweiten Röhrengruppe 6 bildCi', durchgeschnitten. Jedes Ende der Röhren, die abgeschnit en sind, ist mit den Röhrenplatten 14 und 14a verbunden.in the following another embodiment of the invention is shown below Described with reference to FIG. The first tube group 5 is transverse to the axis of the tubes at right angles (em section that is not the double-walled tube between the first tube group 5 and the second tube group 6 figCi ', cut through. Each end of the tubes that are cut is with the tube plates 14 and 14 14a connected.

Der Zylinder 8 ist durchgeschnitten, so dass Zylinder 8a und ob gebildet werden. An dem Zylinder 8b sind Einlassöffnungen @b und Auslassöffnungen 4b für das zweite Fluid oder ein drittes Fluid ausgebildet, während Röhrenplatten 14 und 14a, die mit den Jeweiligen Rönrenenden verbunden sind, mit dem zylinder 8b verbunden sind. Es wird ein Raum ausgebildet, der von den Röhrenplatten 12 und 14 und einem Mantel 13 umschlossen ist. Ein Auslass 2c für das erste Fluid ist an der Aussenseite des Mantels 13 ausgebildet. Wie oben beschrieben, ist es möglich, einen herkömmlichen Mehrröhrenwärmeaustauscher herzustellen und an dem Ende des Hauptteiles anzubringen, das den oben beschriebenen abgetrennten Röhrenpiatten 7a und 7h gegenüber liegt, wobei der herkömmliche Wärmeaustauscher den Fluiddurchgang für das zweite oder dritte Fluid für den Wärmeaustausch zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten oder dritten Fluid so aufweist, wie es durch 3h, 4b in Figur 3 gezeigt ist.The cylinder 8 is cut through so that cylinders 8a and 8b are formed will. On the cylinder 8b there are inlet openings @b and outlet openings 4b for the second fluid or a third fluid formed, while tube plates 14 and 14a, which are connected to the respective Rönrenenden, connected to the cylinder 8b are. A space is formed from the tube plates 12 and 14 and one Sheath 13 is enclosed. An outlet 2c for the first fluid is on the outside of the jacket 13 is formed. As described above, it is possible to use a conventional To manufacture multi-tube heat exchangers and to attach them to the end of the main part, which is opposite to the above-described separated tube plates 7a and 7h, the conventional heat exchanger providing the fluid passage for the second or third Fluid for the heat exchange between the first fluid and the second or third Fluid as shown by 3h, 4b in Figure 3.

Es ist daher ein weiterer wichtiger Effekt der Erfindung, dass die Betriebsbereiche der Temperatur- und Druckdifferenz zwischen zwei Fluiden so stark im Vergleich zu denen der herkömmlichen Mehrröhrenwärmeaustauscher erweitert sind, dass es möglich wird, den Wärmeaustauscher für doppelte Zwecke, nämlich als Wärmeaustauscher und gleichzeitig als chemischen Reaktor, zu benutzen, wobei ein geeigneter chemischer Kat.lysator in die Röhren 5 und 6 in den Figuren 2 und 3 eingefüllt wird und die Reaktionswärme entsprechend angewendet oder ab. It is therefore another important effect of the invention that the Operating ranges of the temperature and pressure difference between two fluids so strong are expanded compared to those of conventional multi-tube heat exchangers, that it becomes possible to use the heat exchanger for dual purposes, namely to use as a heat exchanger and at the same time as a chemical reactor, whereby a suitable chemical Kat.lysator in the tubes 5 and 6 in Figures 2 and 3 is filled and the heat of reaction applied accordingly or from.

geführt wird.to be led.

Es ist auch möglich, in die Anwendungsmöglichkeit herkömmliche Verfahren einzubauen, z.B. wenn die Temperatur des ersten Fluids entweder hoch oder niedrig ist. Die aus einem Isolationsmaterial hergestellte Auskleidung (der "Liner") wird auf den inneren Oberflächen der Teile wie des Mantels 10 oder der Röhrenplatte 7a angebracht, die einem heissen Gas oder einem kalten Fluid ausgesetzt sind, um die Verringerung der Festigkeit aufgrund hoher oder niedriger Temperatur zu verhindern.It is also possible to use conventional methods to be installed, e.g. if the temperature of the first fluid is either high or low is. The lining made from an insulating material (the "liner") is on the inner surfaces of the parts such as the shell 10 or the tube plate 7a attached, which are exposed to a hot gas or a cold fluid to the Prevent decrease in strength due to high or low temperature.

Es können viele spezielle Beispiele der Erfindung angeführ w<.i'-den, die die grossen Vorteile der Erfindung zeigen, wie: der Warmeaustauscher für einen Abgaswärmekessel, um die Wärme von dem heissen Gas, das aus einem Kohlenwasserstoff-Raffinier I<.'ik toi ausströmt, zurückzugewinnen; der wärmeaustauscher für ii.Many specific examples of the invention can be given, which show the great advantages of the invention, such as: the heat exchanger for one Exhaust gas boiler to take the heat from the hot gas coming from a hydrocarbon refiner I <. 'Ik toi emanates, to regain; the heat exchanger for ii.

siggas wie verflüssigtes natürliches Gas oder verflüssigten Stickstoff als einem Fluid; der Wärmeaustauscher für Fluide, die aus Hochdruckreaktoren für die Synthese von Ammoniak ausströmen, usw.Siggas such as liquefied natural gas or liquefied nitrogen as a fluid; the heat exchanger for fluids coming from high pressure reactors for the synthesis of ammonia emanating, etc.

Claims

Claims 1. Heat exchanger, the heat of a first fluid, the first within a group, in a cylindrical shell of the heat exchanger attached tubes (5) flows, against heat of a second fluid, the outside this group of first tubes (5) flows, exchanges through the tube walls, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the heat exchanger is a group second tubes (6), one of which is each winch with a tubular plate (7a) is connected and the other winch inserted into one of the first tubes on a tube plate disposed toward the inflow side of the first fluid (7b) are open, so that partially overlapping areas of the first (5) and second (6) tubes are formed that further an outlet (2b) illr the first Fluid is provided in a space through the tube plates (7a, 7b) and a Heat exchanger jacket (10) is limited to a part of the first Fluids in the group of the first tubes () and through the gap between them partially overlapping sections of the first (5) and second (6) tubes flow to let and to flow out of the outlet (2b), and at least one linlass (3; 3a, 3b) and an outlet (4; 4a, 4b) for the second fluid on the cylindrical Sheath (8; 8a, 8b) are provided.

2. Heat exchanger according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z make sure that the group of the first tubes is divided in places where the groups of the first tubes and the second tubes do not overlap and one another Aslass (2c) for the first fluid is provided in a space defined by two tubular plates (12,14), each with the indices of the first tube parts and the second tube parts are connected, and the jacket (13) is limited.