DE3003306A1

DE3003306A1 - Waermetauscher

Info

Publication number: DE3003306A1
Application number: DE19803003306
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 7505 Ettlingen Findling; Hartmut 7517 Waldbronn Haeselbarth; Walter Dipl.-Ing. 7500 Karlsruhe Hummel
Original assignee: Wiegand Karlsruhe GmbH
Current assignee: GEA Wiegand GmbH
Priority date: 1980-01-30
Filing date: 1980-01-30
Publication date: 1981-08-06
Also published as: FR2474678A1

Description

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Patentanwälte Dipl.-Ing.-jRP. WbicK^MANH^DiFL.-PHYS. Dr. K. Fincke

Dipl.-InötF. ä.Wei'ckmann-,-Di-pl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska

8000 MÜNCHEN 86, DEN - ^y"' ■ '^'"

POSTFACH 860820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

DCH

WIEGAND KARLSRUHE GMBH

Einsteinstraße 9-15 D-7505 Ettlingen

Wärmetaus eher

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zur Übertragung von Wärme zwischen zwei strömenden Medien mit einem von dem einen Medium zu durchströmenden Mantelrohr, das ein von dem anderen Medium zu durchströmendes Kanalbündel umschließt.

Wärmetauscher dieser Art sind bekannt; sie werden auch als Vakuumkondensatoren betrieben. Bevorzugt werden sie überall dort eingesetzt, wo ein zu kühlendes oder zu kondensierendes Medium nicht mit einem Kühlmedium in Berührung·kommen darf, z. B. aus Gründen des Umweltschutzes, oder wo anfallendes Kondensat zurückgewonnen werden soll.

Meist werden diese Wärmetauscher als Rohrbündelwärmetauscher ausgebildet, wobei das zu kühlende oder zu kondensierende Medium um die Rohre und das Kühlmedium durch die Rohre ge-

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--abwird oder umgekehrt. Als Werkstoffe für die Rohrbündelwärmetauscher sind bisher Stahl, Stahl mit Brennlackierung, nichtrostender Stahl, Bronze und andere Sonderlegierungen verwendet worden.

Können, wegen der Aggressivität der Medien, metallische Werkstoffe nicht mehr verwendet werden, so sind folgende Werkstoffe bzw. Werkstoffkombinationen verwendet worden.

1) Wärmetauscher aus imprägniertem Graphit, und zwar

a) Rohrbündelwärmetauscher mit Rohrbündel und Mantelrohr aus imprägniertem Graphit (für den Betrieb mit dem aggressiven Medium um die Rohre)

b) Blockwärmetauscher, bei denen die beiden Medien getrennt durch kreuzweise Bohrungen gehen, die sich in einem oder mehreren miteinander verbundenen Blöcken aus imprägniertem Graphit befinden.

2) Wärmetauscher aus Glas, und zwar mit Rohrbündel und Mantelrohr aus Glas (für den Betrieb mit dem aggressiven Medium um die Rohre).

3) Wärmetauscher mit Rohrbündel oder Blöcken aus Graphit (wie 1)) mit Mantelrohr aus Kunststoff.

4) Wärmetauscher mit Rohrbündel oder Blöcken aus Graphit (wie D) mit Mantelrohr aus Glas»

Die Nachteile von D/ 2) und 4) sind, daß das Graphit bzw. der Glasmantel und die daran befindlichen Stutzen stoßempfindlich sind und daß der Preis solcher Wärmetauscher relativ hoch liegt. Der Nachteil von 3) liegt darin, daß der Kunststoff nicht die chemische und thermische Beständigkeit des Graphits und des Glases besitzt.

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Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen Wärmetauscher anzugeben, dessen Werkstoff besonders hart und stoßsicher ist und überdies chemisch außerordentlich beständig ist, im Preis aber verhältnismäßig niedrig liegt.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Wärmetauscher dadurch gekennzeichnet, daß sein Mantelrohr aus Porzellan besteht.

Geeignetes Porzellan ist in der chemischen Industrie bekannt und wird z. B. für Behälter, Rohrleitungen, Mischkondensatoren und Strahlpumpen verwendet. Es hat praktisch die gleiche chemische und thermische Beständigkeit wie Glas.

Um den Wärmetausch mit hoher Wärmeleitfähigkeit zu ermöglichen, ist bevorzugt das Kanalbündel durch Rohre aus Graphit gebildet oder durch Bohrungen in einem Graphitblock. Bei Verwendung von Glas statt Graphit würde man eine größere Wärmeaustauschfläche benötigen, denn die Wärmeleitfähigkeit von

W
Graphit ist 116 bis 145 —'·=-, während die Wärmeleitfähigkeit

von Glas lediglich o,7 bis 1,16 —— beträgt.

mis.

Eine sichere Abdichtung zwischen Kanalbündel und Mantelrohr wird dadurch erreicht, daß das Kanalbündel zwischen zwei Böden verläuft, von denen wenigstens einer gegenüber dem Mantelrohr durch eine Stopfbuchsenpackung oder Rundschnurdichtung abgedichtet ist.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Wärmetauscher in seinen grundsätzlichen Einzelteilen, in auseinandergenommenem Zustand.

Fig. 2 zeigt den oberen Bereich eines zusammengesetzten Wärmetauschers nach Fig. 1.

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Der Wärmetauscher weist ein Mantelrohr 2 aus Porzellan und ein Rohrbündel 4 aus Graphit auf. Das Rohrbündel 4 endet beidseitig in Rohrboden 5 und 7 aus Graphit. Diese Rohrboden 5 und 7 grenzen an einen Zuführungskopf 6 und einen Abführungskopf 8 an. Der untere Kopf 8 weist eine Ringschulter 10 auf, auf die das Mantelrohr 2 zu stellen ist. Der obere Rohrboden 5 ist ein gewisses Stück in dem Mantelrohr 2 verschiebbar.

An dem Mantelrohr 2 ist oben ein Zuflußstutzen 12 angeformt. Unten sind auf einander gegenüberliegenden Seiten höhenversetzt ein Abflußstutzen 14 für nicht kondensierten Dampf und ein Abflußstutzen 16 für Kondensat angeformt.

In Fig. 2 ist links eine Abdichtung des Rohrbodens 5 gegenüber dem Mantelrohr 2 durch eine Stopfbuchsenpackung 18 angedeutet, rechts hingegen eine Abdichtung durch eine Rundschnur 20, die von einer Schrägfläche 22· an einem Druckring 24 an den Rohrboden 5 und an das Mantelrohr 2 gedrückt wird. Entsprechend steht die Stopfbuchsenpackung 18 unter dem Druck eines Rings 30. Beide Köpfe 6, 8 weisen Flansche 26, 28 auf, die.durch Zuganker 32 zusammengespannt sind. Die Ringe 24 bzw. 30 werden mit Druckschrauben 34 bzw. 36, die den Flansch 26 durchsetzen, nach unten gedrückt.

Hat das Mantelrohr 2 eine Länge, die etwa 1,5 m übersteigt, so ist es aus fertigungstechnischen Gründen günstig, das Mantelrohr 2 in zwei Schüssen 40, 42 herzustellen, die durch eingedrehte Ringschultern 44, 46 zusammengesteckt sind. In die Trennfuge zwischen den beiden Schüssen 40, 42 werden Flachdichtungen eingelegt.

Um die Zuganker 32 bei Wärmedehnungen des Rohrbündels 4 der Rohrboden 5 und 7 und der Köpfe 6, 8 nachgiebig zu machen, stehen sie unter der Wirkung von Federn 48.

Die Rohre des Rohrbündels 4 sind an ihren Enden 50 konisch

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und in entsprechende konische Ausnehmungen 52 der Rohr boden eingeklebt.

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Claims

Patentansprüche

1. Wärmetauscher zur übertragung von Wärme zwischen zwei strömenden Medien mit einem von dem einen Medium zu durchströmenden Mantelrohr, das ein von dem anderen Medium zu durchströmendes Kanalbündel umschließt, dadurch gekennzeichnet , daß das Mantelrohr (2) aus Porzellan besteht.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Kanalbündel (4) durch Rohre aus Graphit gebildet ist.

3= Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalbündel (4) durch Bohrungen in einem Graphitblock gebildet ist.

4. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Kanalbündel (4) zwischen zwei Böden (5, 7) verläuft, von denen wenigstens einer gegenüber dem Mantelrohr (2) durch eine Stopfbuchsenpackung (18) oder Rundsehnurdichtung (20) abgedichtet ist,

5. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Mantelrohr (2) aus wenigstens zwei Schüssen (40, 42) zusammengesetzt ist.

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