DE3007610C2 - Wärmetaucher mit einer zentralen Einlaßkammer und darunter liegender Auslaßkammer für ein wärmeabgebendes Medium - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit einer ■zentralen Einlaßkammer und einer darunter angeordneten Auslaßkammer für ein wärmeabgebendes Medium, mit-Jnehreren um die Einlaß- und die Auslaßkammer im Kreis angeordneten, vertikal verlaufenden, rohrförmigen Wärmetausehkammern, die jeweils ein oder mehrere mit ihnen gleichachsige Rohre für ein wärmeaufnehmendes Medium enthalten, wobei die oberen Enden und unteren Enden der Wärmetausch-'kammern jeweils in Parallelschaltung über Zwischenstücke mit der Einlaßkammer bzw. der Auslaßkammer verbunden sind.

E'n Wärmetauscher dieser Gattung ist aus der DE-OS , 26 56 426 bekannt. Bei diesem Wärmetauscher strömt das wärmeaufnehmende Medium, das in diesem Fall zu erhitzendes Wasser ist, in Parallelschaltung durch die Wärmetausehkammern. Die Einlaßkammer und die *Auskßkammer sind zwei getrennte Behälter, die das wärmeabgebende Medium (flüssiges Natrium) enthalten. Die mechanische Halterung der die Einlaß- und Auslaßkammer bildenden Behälter sowie der Wärmetauschkammern ist der Druckschrift nicht entnehmbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der angegebenen Gattung so auszubilden, daß bei konstruktiv möglichst geringem Aufwand die Strömungsrichtung des wärmeaufnehmenden Mediums durch die Wärmetausehkammern in einfacher Weise umgekehrt werden kann und die Wärmetausehkammern leicht zugänglich und bequem auswechselbar sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bündel von Rohren in den im Kreis aufeinanderfolgenden Wärmetauschkammern abwechselnd an ihren Oberseiten und ihren Unterseiten miteinander verbunden sind, so daß das wärmeaufnehmende Medium durch die Wärmetausehkammern in Reihenschaltung strömt, und daß ein die Einlaß- und die Auslaßkammer bildender zentraler quergeteilter rohrförmiger Behälter einen kreisförmigen Stützring trägt

ίο mit nach außen offenen Ausnehmungen, in denen die Wärmetausehkammern auswechselbar angeordnet und mittels Flanschen am Stützring befestigt sind.

Aufgrund der Reihenschaltung der Rohre in den Wärmetausehkammern läßt sich die Strömungsrichtung des wärmeaufnehmenden Mediums in einfacher Weise dadurch umkehren, daß Zufluß und Abfluß vertauscht werden. Da die rohrförmigen Wärmetausehkammern in den zum Umfang hin offenen Ausnehmungen des Stützringes sitzen, sind sie leicht zugänglich, und sie _:

!2Oi ^können daher bequem ausgewechselt werden. Die rohrförmigen Wärmetausehkammern werden durch den Stützring mit dem einteiligen zentralen rohrförmigen Bshälter in kompakter und konstruktiv einfacher Weise verbunden. Der erfindungsgemäO ausgebildete Wärmetauscher zeichnet sich daher durch relativ geringen Herstellungs- und Wartungsaufwand aus.

Zweckmäßig ist die Einlaßkammer als das wärmeabgebende Medium in Dampfform aufnehmende Kammer und die Auslaßkammer als Kondensatkammer ausgebildet.

Ein Beispiel der Erfindung wird in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform derselben erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmetauscher,

Fig.2 ein schematisches Fiußdiagramm, das das Strömungsbild im Wärmetauscher zeigt,
F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in F i g. 1,
F i g. 4 eine Seitenansicht entlang Linie 4-4 in F i g. 1, F i g. 5 einen Schnitt entlang Linie 5-5 in F i g. 1 und
F i g. 6 einen Schnitt entlang Linie 6-6 in F i g. 4.
In der Ze'chnung ist die Erfindung in Verbindung mit einem Wärmetauscher zur Behandlung von Dreifachsuperphosphat und insbesondere zur Konzentrierung von Phosphorsäure für Düngemittel und die Behandlung derselben dargestellt. Dabei wird Dampf als wärmeabgebendes Strömungsmittel (Wärmeträger) eingesetzt.
In den F i g. 1 und 3 ist ein zentraler zylindrischer Behälter 20 für den Wärmeträger dargestellt, die <n Vertikalstellung angeordnet und in einer geeigneten Einfassung gelagert. Der Behälter 20 weist am oberen Ende einen Dampfeinlaß 22 auf, der von Dampfauslaßöffnungen 24 umgeben ist. Der Behälter 20 ist durch eine Trennwand 26 in eine obere Einlaßkammer 20a und eine untere Auslaßkammer 20fc aufgeteilt. Die Einlaßkammer 20a dient zur Aufnahme und Verteilung von Dampf, während die Auslaßkammer 20b als Kondensataufnahmekammer dient und Einlaßöffnungen 28 und eine Ausiaßleitung 30 aufweist.

Bündelweise um den Behälter 20 herum angeordnet sind sechs längliche Wärmetausehkammern 40. jede dieser Wärmetausehkammern ist mit verstärkten, diametral gegenüberliegenden Flanschen 42 versehen, die sich in Radialrichtung von den Kammern etwa in der Mitte zwischen deren Enden aus erstrecken.

Ein von dem Behälter 20 getragener Stützring 50 weist in Radialrichtung offene Ausnehmungen 50a auf,

die die jeweiligen Wärrpetauschkammern aufnehmen. Die Flansche 42 liegen auf dem Stützring an den Seilen ύτ Ausnehmungen auf und können an dieser über Bolzen verbunden sein, wie in F i g. 5 gezeigt ist. Wie die F i g. 4 und 6 am besten zeigen, weist jede War netauschkammer 40 fünf Rohre 52 auf, die sich in Längsrichtung über die Länge der Kammer erstrecken und an jedem Ende mit Verteilerplatten 60 versehen sind. Jede Verteilerplatte 60 ist mittig mit einem Durchgangsrohr verbunden, das als Einlaß oder Auslaß dient, je nach der entsprechende.·! Position.

Wie in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellt ist, ist jede Wärmetauschkammer über doppelte 90°-Krümmer 62 mit einer benachbarten Kammer verbunden, wobei bestimmte Verbinder einen Einlaß 64 für das zugeführte Medium und einen Auslaß 66 für das behandelte Produkt vorsehen. Jede Wärmetauschkammer weist unmittelbar oberhalb der mittleren Lagerabschnitte eine Ausdehnungsverbindung 70.auf.
_,- Wie ebenfalls in Fig.4 gezeigt ist, besitzt jede ,,Wärmetäüs'chkammer 40 des weiteren gegeneinander 'versetzte, sich in Querrichtung erstreckende, bogenförmige Umlehkplatten 72, die sich etwas über die Mitte hinaus erstrecken, so daß sie sich an ihren Sehnenlinien , überlappen. Diese Umlenkplatten dienen darüber hinaus zur Stabilisierung der Rohre 52.

Die Auslaßöffnungen 24 an dem zentralen Behälter 20 sind über geeignete Leitungen 74 mit Einlaßöffnungen am oberen Ende einer jeden Wärmetauschkammer 40 des Bündels verbunden. Auslaßöffnungen am Boden der Wirmetauschkammern 40 sind über geeignete Leitungen 76 mit den Einlaßöffnungen 28 am Boden des Behälters 20 verbunden.

In F i g. 2 ist ein schematisches Flußdiagramm gezeigt, in dem der Weg des Dampfes mit gestrichelten Pfeilen und der des behandelten Strömungsmittels mit durchgezogenen Pfeilen dargestellt ist.

Dampf tritt am Einlaß 22 ein und durchläuft die Leitungen 74 bis zum oberen Ende di.-r Wärmetauschkammern 40, von wo aus er in einer gewundenen Bahn (infolge der Umlenkplatten 72) nach unten dringt und dabei Wärmeenergie an die Rohre 52 abgibt. Am > unteren Ende einer jeden Kaminer 40 strömen redlicher Dampf und Kondensat in die Leitungen 76 und die Kondensatkammer am unteren Ende des Behälters und zum Auslaß 30.

Das behandelte Strömungsmittel tritt in die Wärme· i" tauschkammern des Bündels bei 64 ein und strömt reihenweise abwärts und aufwärts durch die Wärmetauschkammern 40 zum Auslaß 66.

Die Wärmetauschkammern neigen dazu, am Eintrittsbereich des heißesten Strömungsmittels, d. h. am oberen Ende in der Zeichnung, sich sehr rasch zu zersetzen. Es ist nun möglich, die nutzbare Lebensdauer einer speziellen Wärrnetaüschkammer oder von allen Wärmetauschkammern durch Strömungsumkehr anzugleichen. Dies kann in einfacher Weise dadurch erreicht lotwerden, daß die Wärmetauschkammern umgedreht , werden oder daß die Strömung umgekehrt wird, um den heißesten Reaktionsbereich in einem Bereich vorzusehen, der vorher der kühlste war.

Falls eine spezielle Wärmetauschkammer repariert 2ϊ werden muß, kann sie durch Manipulation der Verbindungsleitungen abgetrennt und umgangen werden, oder sie kann in einfacher Weise durch eine neue oder wiederhergestellte Wärmetauschkammer ersetzt werden. Der Stützring macht es möglich, eine JU Wärmetauschkammer abzutrennen und herauszuheben, ohne die Befestigung der anderen Wärmetauschkammern zu stören.

Das dargestellte Beispiel weist etwa 3,05 m hohe Wärmetauschkammern und einen zentralen Behälter von etwa 5,20 m Länge und 20,3 cm Durchmesser auf. Die im Bündel angeordneten Wärmetauschkammern besitzen einen Durchmesser von etwa 10,2 cm und Mittelpunktsabstände von etwa 30,6 cm.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ' 1. Wärmetauscher mit einer zentralen Einlaßkanimer und einer darunter angeordneten Auslaßkammer für ein wärmeabgebendes Medium, mit mehreren um die Einlaß- und die Auslaßkammer im Kreis angeordneten, vertikal verlaufenden, rohrförmigen Wärmetausehkammern. die jeweils ein oder mehrere mit ihnen gleichachsige Rohre für ein wärmeaufnehmendes Medium enthalten, wobei die oberen Enden und unteren Enden der Wärmetauschkammern jeweils in Parallelschaltung über Zwischenstücke mit der Einlaßkammer bzw. der Auslaßkammer verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bündel von Rohren (52) in den im Kreis aufeinanderfolgenden Wärmetauschkammern (40) abwechselnd an ihren Oberseiten und ihren Unterseiten miteinander verbunden sind, so daß das wärmeaufnehmende- Medium durch die Wärmetauschkammern (40) in Reihenschaltung strömt, und daß ein die Einlaß- und die Auslaßkammer (20a, b) bildender zentraler quergeteilter rohrförmiger Behälter (20) einen kreisförmigen Stützring (50) trägt mit nach außen offenen Ausnehmungen (50a), in denen die Wärmetauschkammern (40) auswechselbar angeordnet und mittels Flanschen (42) am Stützring (50) befestigt sind.
2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßkammer (20a) als das wärmeabgebende Medium in Dampfform aufnehmende Kammer und die Auslaßkammer (206,1 als Kondensatkammer ausgebildet >st.