DE3136866C2

DE3136866C2 - Tubular heat exchanger with flow guide fittings

Info

Publication number: DE3136866C2
Application number: DE3136866A
Authority: DE
Inventors: Gert Dr.-Ing. 5759 Fröndenberg Langer; Helmut Dr.-Ing. 4600 Dortmund Michele; Udo Prof. Dr.-Ing. 4350 Recklinghausen Werner
Original assignee: Schwelmer Eisenwerk Mueller & Co 5830 Schwelm De GmbH
Current assignee: Schwelmer Eisenwerk Mueller & Co 5830 Schwelm De GmbH
Priority date: 1981-09-17
Filing date: 1981-09-17
Publication date: 1985-01-31
Also published as: IT1152042B; IT8222946A0; DE3136866A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Röhrenwärmetauscher mit im Querschnitt rundem Wärmetauschermantel, eingesetzten Rohrböden und einer Mehrzahl von in den Rohrböden befestigten, im Querschnitt runden Wärmetauscherröhren, die von zumindest einem Wärmeaustauschmedium durchströmt sind. Der Wärmetauschermantel besitzt einen Eintritt, einen Austritt sowie einen Strömungsraum für ein anderes Wärmeaustauschmedium, wobei im Strömungsraum Strömungsleiteinbauten angeordnet sind, die als Platten ausgeführt und von den Wärmetauscherröhren durchdrungen sind. Die Platten bilden an ihrem Außenumfang gegenüber dem Wärmetau schermantel Strömungsdurchtritte und verbessern damit den Wärmeaustausch in diesem Bereich.The invention relates to a tubular heat exchanger with a heat exchanger jacket that is round in cross section, inserted tube sheets and a plurality of heat exchanger tubes that are round in cross section and fastened in the tube sheets and through which at least one heat exchange medium flows. The heat exchanger jacket has an inlet, an outlet and a flow space for another heat exchange medium, flow guide fittings being arranged in the flow space which are designed as plates and penetrated by the heat exchanger tubes. The plates form shear jacket flow passages on their outer circumference opposite the heat exchanger and thus improve the heat exchange in this area.

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf einen Röhrenwärmetauscher mit im Querschnitt kreisförmigem Wärmetauschermantel, eingesetzten Rohrboden und einer Mehrzahl von in den Rohrboden befestigten Wärmetauscherröhren, die von zumindest einem Wärmeaustauschmedium durchströmt sind, wobei der Wärmetauschermantel einen Eintritt, einen Austritt sowie einen Strömungsraum für ein anderes Wärmeaustauschmedium aufweist, wobei fernerhin im Strömungsraum Strörnungsleiteinbauten angeordnet sind, die als an den Wärmetauschermantel anschließende Platten ausgeführt und von den Wärmetauscherröhren durchdrungene Strörnungsdurchtritte aufweisen.The invention relates generically to a tubular heat exchanger with a circular cross-section Heat exchanger jacket, inserted tube sheet and a plurality of fastened in the tube sheet Heat exchanger tubes through which at least one heat exchange medium flows, wherein the heat exchanger jacket an inlet, an outlet and a flow space for another heat exchange medium having, furthermore, flow guide fittings are arranged in the flow space, designed as plates adjoining the heat exchanger jacket and from the heat exchanger tubes have penetrated flow passages.

Bei dem bekannten gattungsgemäßen Wärmetauscher (DE-OS 23 97 685) handelt es sich um einen solchen, bei dem das Wärmeaustauschmedium mäanderförmig durch den Strömungskanal und damit hauptsächlich orthogonal zur Erstreckung der Wärmetauscherröhren geführt ist. Der Wärmetauschermantel nimmt am Wärmeaustausch nicht teil. Die an den Wärmetauschermantel anschließenden Platten sind Stützwände. Die erwähnten Durchtritte besitzen gegenüber den Wärmetaüscherröhren einen größeren Durchmesser, um eine unabhängige Bewegung der Stützwände gegenüber den Wärmetauscherröhren unter dem Einfluß von Wärmedehnungen zuzulassen. Dabei kann nicht verhindert werden, daß auch das Wärmeauslauschmedium die Druchtritte passiert, die insoweit /war Strömungsdurchtrittc, von besonderen Leitbieehen jedoch abgeschirmt sind. Zu einer Strömung des Wärmeaustauschmediunis längs der Wärmetaüscherröhren tragen diese Strömungsdurchtrittc nichts bei.The known generic heat exchanger (DE-OS 23 97 685) is one in which the heat exchange medium is meandering through the flow channel and thus mainly orthogonal to the extension of the heat exchanger tubes is led. The heat exchanger jacket does not take part in the heat exchange. The ones on the heat exchanger jacket adjoining panels are retaining walls. The passages mentioned have opposite the heat exchanger tubes have a larger diameter to allow independent movement of the support walls to allow against the heat exchanger tubes under the influence of thermal expansion. Here can can not be prevented that also the Wärmeauslauschmedium the passages happened, which in this respect / was flow passage, of special guide bends however are shielded. To a flow of the heat exchange medium along the heat exchanger tubes these flow passages do not contribute anything.

Im übrigen kennt man (in der Praxis) Röhrenwärmetauscher mit im wesentlichen längs der Wärmetauscherröhren durch den Strömungsraum geführtem Wärmeaustauschmedium. Hier sind Platten vorgesehen, die von den Wärmetauscherröhren durchdrungen sind. Diese besitzen von den Wärmetauscherröhren durchdrungene Si.-cmungsdurchtritte, sind aber an den Wärmetauschermantel strömungsdicht angeschlossen.In addition, tubular heat exchangers are known (in practice) with heat exchange medium guided through the flow space essentially along the heat exchanger tubes. Plates are provided here through which the heat exchanger tubes penetrate. These have Si. penetration passages penetrated by the heat exchanger tubes, but are on the heat exchanger jacket connected flow-tight.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Röhrenwärmetauscher so weiter auszubilden, daß er bei im wesentlichen längs der Wärmetauscherröhren durch den Strömungsraum geführtem Wärmeaustauschmedium auch im Bereich des Wärmetauschermantels am Wärmeaustausch teilnehmen kann. Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß bei im wesentlichen längs de^Wärmetauscherröhren durch den Strömungiraum geführtem Wärmeaustauschmedium die Platten zusätzlich an ihrem Außenumfang gegenüber dem Wärmetauschermantel Strömungsdurchtritte bildende, randoffene Ausnehmungen besitzen. — Wärmetauscher mit von den Wärmetaüscherröhren durchdrungenen Platten, die gegenüber dem Wärmetauschermantel randoffene Strömungsdurchtritte aufweisen, sind an sich bekannt (DD-PS 1 42 238, GB-PS 13 06 864), die bekannten Maßnahmen dienen jedoch nicht dazu, den Wärmetauschermantel am Wärmeaustausch teilnehmen lassen zu können. Sie dienen vieimehr der Strömungsbeeinflussung im Innern des Sfömungsraumes oder sind montagetechnisch bedingt. The invention is based on the object of further developing a generic tubular heat exchanger so that that it is guided through the flow space essentially along the heat exchanger tubes Heat exchange medium can also participate in the heat exchange in the area of the heat exchanger jacket. To solve this problem, the invention teaches that in substantially along de ^ heat exchanger tubes Heat exchange medium guided by the flow space, the plates additionally on their outer circumference Open-edged recesses forming flow passages opposite the heat exchanger jacket own. - Heat exchanger with plates penetrated by the heat exchanger tubes, the opposite the heat exchanger jacket have open-edged flow passages are known per se (DD-PS 1 42 238, GB-PS 13 06 864), but the known measures do not serve to remove the heat exchanger jacket to be able to participate in the heat exchange. They serve much more to influence the flow inside of the flow area or are due to assembly technology.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So können die Platten an ihrem Außenumfang mit halbkreisförmigen oder eckigen, randoffenen Ausnehmungen versehen sein, die die Strömungsdurchtritte bilden. Die Platten können aber auch polygonalen Umfang aufweisen.In particular, there are several possibilities for further training and within the scope of the invention Layout. The panels can be fitted with semicircular or angular, open-edged panels on their outer circumference Be provided recesses that form the flow passages. The plates can also be polygonal Have scope.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher auch im Anschlußbereich der Platten an den Wärmetauschermantel eine Strömung des den Strömungsraum durchströmten Wärmeaustauschmediums stattfindet und folglich in diesem Bereich der Wärmeaustausch verbessert wird.The advantages achieved are to be seen in the fact that in the heat exchanger according to the invention also in the connection area of the plates to the heat exchanger jacket a flow that flowed through the flow space Heat exchange medium takes place and consequently the heat exchange is improved in this area.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung In the following the invention is based on one only an exemplary embodiment illustrated drawing explained in more detail. It shows in a schematic representation

Fig. 1 einen Längsschnitt durch Röhrenwärmetauscher, 1 shows a longitudinal section through a tubular heat exchanger,

F i g. 2 in gegenüber der F i g. 1 vergrößertem Maßstab einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach F i g. 1 mit nur angedeuteten Wärmetauscherröhren, F i g. 2 in opposite to FIG. 1 on an enlarged scale, a section in the direction AA through the object according to FIG. 1 with only indicated heat exchanger tubes,

F i g. 3 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der F i g. 2,F i g. 3 shows another embodiment of the subject matter of FIG. 2,

F i g. 4 eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 2 undF i g. 4 shows a further embodiment of the object of FIGS. 2 and

Fig. 5 in gegenüber den F ig. 2 bis 4 nochmals vergrößertem Maßstab den Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach F i g. 2 mit konstruktiven Einzelheiten.Fig. 5 in relation to the F ig. 2 to 4, on a further enlarged scale, the section B from the object according to FIG. 2 with construction details.

bo Der in F i g. 1 dargestellte Röhrenwärmetauscher besitzt einen im Querschnitt kreisrunden Wärmetauschermantcl 1, eingesetzte Rohrboden 2 und eine Mehrzahl von in den Rohrboden 2 befestigten, im Querschnitt runden Wärmetaüscherröhren 3, die von zumindest cinein Wärmeaustauschmedium durchströmt sind. Der Wärmetauschcrmantel 1 besitzt einen Eintritt 4, einen Austritt 5 und bildet einen Strömungsraum 6 für ein anderes Wärmeaiistauschmcdium. Im Strömungsraum 6bo The in F i g. 1 has a tubular heat exchanger that is circular in cross section 1, inserted tube sheet 2 and a plurality of fastened in the tube sheet 2, in cross section round heat exchanger tubes 3 extending from at least cinein Heat exchange medium are flowed through. The heat exchanger jacket 1 has an inlet 4, one Outlet 5 and forms a flow space 6 for another Wärmeaiistauschmcdium. In the flow space 6

sind Strömungsleiteinbauten 7 angeordnet, die, wie insbesondere die F i g. 2 bis 5 zeigen, als Platten ausgeführt und ven den Wärmetauscherröhren 3 durchdrungen sind. Das Wärmeaustauschmedium durchströmt den Wärmetauschermantel 1 in Längsrichtung.flow guide baffles 7 are arranged which, as in particular the F i g. 2 to 5 show, designed as plates and penetrated by the heat exchanger tubes 3 are. The heat exchange medium flows through the heat exchanger jacket 1 in the longitudinal direction.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der F i g. 2 bis 4 entnimmt man zunächst, daß die Platten 7 an ihrem Außenumfang gegenüber dem Wärmetauschermantel 1 Strömungsdurchtritte 8 bilden. Bei der Äusführungsform nach den F i g. 2 und 3 sind die Platten 7 an ihrem Außenumfang mit halbkreisförmigen oder eckigen, jedenfalls randoffenen Ausnehmungen 8 versehen, die die Strömungsdurchtritte bilden. Bei der Ausführungsform nach Fig.4 besitzen die Platten 7 einen polygonalen Außenumfang, wobei die Polygonseiten mit dem Warmetauschermantel die Strömungsdurchtritte 8 definieren. — Auf diese Weise erreicht man, daß auch im Bereich des Anschlusses der als Platten 7 ausgeführten Strömungsleiteinbauten an den Wärmetauschermantel 1 eine intensive Strömung und damit ein intensiver Warmeaustausch stattfindet.From a comparative consideration of FIG. 2 to 4 you can see first that the plates 7 at their Form the outer circumference with respect to the heat exchanger jacket 1 flow passages 8. In the embodiment according to the F i g. 2 and 3 are the plates 7 on their outer circumference with semicircular or angular, at least provided with open-edged recesses 8 which form the flow passages. In the embodiment According to FIG. 4, the plates 7 have a polygonal outer circumference, the polygon sides with the heat exchanger jacket define the flow passages 8. - In this way one achieves that in the field too the connection of the flow guide fittings designed as plates 7 to the heat exchanger jacket 1 an intensive flow and thus an intensive heat exchange takes place.

Die Fig.5 zeigt, daß die Strömungsleiteinbauten oder Platten 7 von den Wärmetauscherröhren 3 durchdrungen sind, wobei im Bereich der Wärmetauscherröhren 3 Strömungsdurchtritte 9 freigelassen sind. Folglich werden die Wärmetauscherröhren 3 in diesem Bereich umströmt. Die Wärmetauscherröhren 3 sind an den Strömungsdurchtritten 9 an den Strömungsleiteinbauten oder Platten 7 schwingungsstabil abgestützt. Das geschieht dadurch, daß die Strömungsdurchtritte 9 als eckige Löcher ausgebildet und die Wärmetauscherröhren 3 an den Lochseitenwänden 10 abgestützt sind. Die Löcher 9 sind mit regelmäßig dreieckigem Grundriß versehen, sie könnten aber auch quadratisch oder polygonal ausgeführt sein. Auch mit kreisrunden Löchern, deren Durchmesser beachtlich größer als der Außendurchmesser der Wärmetauscherrohre ist, kann gearbeitet werden, wenn in den Löchern radiale Stege angeordnet sowie an diesen die Wärmetauscherröhren 3 abgestützt sind.FIG. 5 shows that the flow guide fittings or plates 7 are penetrated by the heat exchanger tubes 3 are, wherein 3 flow passages 9 are left in the region of the heat exchanger tubes. Consequently the heat exchanger tubes 3 are flowed around in this area. The heat exchanger tubes 3 are to the Flow passages 9 on the flow guide fittings or plates 7 supported in a vibration-stable manner. That happens in that the flow passages 9 are designed as angular holes and the heat exchanger tubes 3 are supported on the hole side walls 10. The holes 9 are regularly triangular in plan provided, but they could also be made square or polygonal. Even with circular holes the diameter of which is considerably larger than the outside diameter of the heat exchanger tubes can be worked if radial webs are arranged in the holes and the heat exchanger tubes 3 are supported on them are.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

4545

5050

5555

Claims

Patent claims:

1. Tubular heat exchanger with a heat exchanger jacket of circular cross-section, used Tube sheet and a plurality of heat exchanger tubes fixed in the tube sheet, which of at least a heat exchange medium are flowed through, wherein the heat exchanger jacket a Inlet has an outlet and a flow space for another heat exchange medium, furthermore, flow guide fittings are arranged in the flow space, which are than on the heat exchanger jacket adjoining plates are designed and have flow passages penetrated by the heat exchanger tubes, thereby indicated, that at ii.i essentially along the heat exchanger tubes (3) through the flow space (6) the heat exchange medium Plates (7) also have flow passages on their outer circumference opposite the heat exchanger jacket (1) (8) have recesses that are open at the edge.

2. tubular heat exchanger according to claim 1, characterized in that the plates (7) at their Outer circumference are provided with semicircular or angular, open-edged recesses that the Form flow passages (8).

3. tubular heat exchanger according to claim 1, characterized in that the plates (7) are polygonal Have scope.