DE3213165A1

DE3213165A1 - Waermetauscher zum betrieb eines hochdruck-dampfkessels

Info

Publication number: DE3213165A1
Application number: DE19823213165
Authority: DE
Inventors: Karl-August Ing.(grad.) 8501 Feucht Jacob
Original assignee: Individual
Current assignee: Jakob Karl-August Ing(grad) 8501 Ochenbruck
Priority date: 1982-04-08
Filing date: 1982-04-08
Publication date: 1983-10-13

Description

"Wärmetauscher zum Betrieb eines Hochdruck-Dampfkessels"
(Zusatz zu P 32 02 144.5) Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zum Betrieb eines Hochdruck-Dampfkessels, insbesondere für Chemisch-Reinigungen, Wäschereien oder dergleichen, mit an einem Hochdruck-Dampfkessel angeschlossenen Verbrauchern, deren Kondensat zu einem Kondensat-Behälter zurückgeführt wird, aus dem mittels einer Speisewasser-Pumpe dem Dampfkessel Speisewasser und dem vor dem Kondensat-Behälter das Kondensat zugeführt wird, wobei in einem Deckel eines Behälters mündende Anschlüsse für eine Kondensat-Leitung, eine Speisewasser-Zuführleitung und eine Speisewasser-Abführleitung sowie eine Kondensat-Leitung vorgesehen sind und zwischen der Speisewasser-Zuführleitung und der Speisewasser-Abführleitung eine sich über die Höhe des Behälters erstreckende Speisewasser-Spirale angeordnet ist, wobei die Speisewasser-Zuführleitung sich bis zum tiefsten Punkt der Speisewasser-Spirale erstreckt und die Speisewasser-Abführleitung vom höchsten Punkt der Speisewasser-Spirale ausgeht und vorzugsweise die Speisewasser-Spirale an ihrem oberen Ende als ebene Flachspirale ausgebildet ist.
Ein derartiger Wärmetauscher wurde bereits im Hauptpatent DBP ......... (P 32 02 144.5) vorgeschlagen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebsbedingungen eines derartigen Wärmetauschers derart weiterzuverbessern, daß der Wärmeinhalt des Kondensats optimal ausgenutzt wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Wärmetauscher der eingangs erläuterten Art im wesentlichen dadurch gelöst, daß unterhalb der Flach spirale ein Rezirkulationsblech vorgesehen ist.
Durch diese Ausbildung ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß das heiße Frischkondensat im Bereich der Flach spirale eine gewisse Zeit verbleibt und einen größeren Teil seines Wärmeinhaltes an die Flachspirale abgibt, sodaß die Temperaturdifferenz zum unteren Bereich der Spirale erhöht wird. Der einströmende Brüdendampf umströmt zunächst die Flachspirale allseitig und fließt erst anschließend, vorzugsweise seitlich, ab.
In vorteilhafter Weise wird, nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das Rezirkulationsblech an der Speisewasser-Zuführleitung angeordnet.
Gemäß einem einfachen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Rezirkulationsblech eben ausgebildet.
Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Rezirkulationsblech zum Deckel hin konkav ausgebildet.
In noch weiterer Abwandlung ist das Rezirkulationsblech zum Deckel hin konvex ausgebildet.
Unabhängig von der räumlichen Ausbildung des Rezirkulationsbleches kann dieses, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, profiliert sein. Die Profilierung kann durch Erhöhungen oder Vertiefungen erfolgen, die punkt- oder linienförmig ausgebildet sein können.
Bevorzugt ist der Durchmesser des Rezirkulationsbleches kleiner gewählt als der Innendurchmesser des Behälters. Bei diesem Ausführungsbeispiel strömt somit der Brüdendampf von der Mitte des Wärmetauschers etwa radial nach außen und zwischen Rezirkulationsblech und Wandung des Wärmetauschers nach unten.
Um eine Anpassung an den Durchsatz des Brüdendampfes zu ermöglichen, ist in noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Rezirkulationsblech höhenverstellbar angeordnet.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung, die schematisch Ausführungsbeispiele darstellt, erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 schematisch eine Prinzipdarstellung einer Heißdampfkesselanlage, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher, und Fig. 3 einen Querschnitt in Höhe der ebenen Spirale gemäß dem Schnitt I-I in Fig. 2.
In Fig. 1 ist schematisch eine Hochdruck-Dampfkessel-Anlage dargestellt, bei der der erfindungsgemäße Wärmetauscher Anwendung findet.
Eine derartige Anlage umfaßt einen Hochdruck-Dampfkessel 1, der einen Hochdruckdampf mit einer Temperatur von etwa 150 -170°C bei einem Druck von etwa 5 - 7 atü abgibt. Mit einem derartigen Kessel 1 können, entsprechend seiner Auslegung, beispielsweise 300 kg Dampf pro Stunde erzeugt werden.
Der Heißdampf wird über eine Hochdruck-Dampfleitung 2 Verbrauchern 3' ,3",3"' zugeführt. Derartige Verbraucher können, bei Verwendung der Kesselanlage in einer Chemisch-Reinigung oder in einer Wäscherei, Bügelmaschinen, Dämpfpuppen, Dämpfkabinen oder dergleichen sein. Von den Verbrauchern 3',3",3"' wird das Heißkondensat über eine Leitung 4 zurückgeführt.
Diese Leitung 4 führt normalerweise zu einem Speisewasser-(Kondensat)-Behälter 5, in dem das Kondensat abgekühlt wird.
Vom Kondensatbehälter 5 wird das Speisewasser mittels einer Speisewasser-Pumpe 7 wieder dem Hochdruck-Dampfkessel 1 zugeführt.
Bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent DBP ........
(P 32 02 144) wird das Kondensat, ehe es in den Kondensat- behälter 5 eintritt, durch einen Wärmetauscher 8 geführt.
Im Wärmetauscher 8 wird die Wärme des mit einer Temperatur von etwa 90 - 105°C zurückfließenden Kondensats an das Speisewasser abgegeben, sodaß das Kondensat beim Verlassen des Wärmetauschers 8 eine Temperatur von etwa 50°C aufweist und mit dieser Temperatur in den Speisewasser-Behälter 5 eintritt. Durch die Abkühlung im Behälter 5 sinkt die Temperatur des Speisewassers nach der Pumpe 7 auf etwa 400C.
Durch den Wärmeaustausch im Wärmetauscher 8 wird sodann die Temperatur des Kesselwassers wiederum auf etwa 85 - 950C erhöht.
In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher 8 im Längsschnitt dargestellt. Dieser Wärmetauscher 8 besteht im allgemeinen aus einem zylindrischen Kessel mit einem Deckelteil 17, in den die Kondensatleitung 4 und eine Speisewasser-Zuführleitung 6 münden. Das abgekühlte Kondensat wird mittels einer Kondensatleitung 10 zu einem Speisewasser-Behälter 5 geleitet. Die Speisewasser-Zuführleitung 6 erstreckt sich vom Deckel 17 bis zum tiefsten Punkt des Wärmetauschers 8 und wird dann spiralförmig als Schlange bis zu einer, ebenfalls am Deckel 17 angeordneten Speisewasser-Abführleitung 9 geführt. Durch die Anordnung der Kondensatleitung 4 am Deckel 17 wird erreicht, daß das heißeste Kondensat auf die Endwindungen einer Speisewasser-Spirale 11 kurz vor deren Austritt aus dem Wärmetauscher 8 auftrifft.
Die Speisewasser-Spirale 11 ist an ihrem oberen Ende als ebene Speisewasser-Spirale 12 bzw. als Flachspirale ausgebildet. Bei Anwendung dieser Flach spirale ist, ausgehend vom Deckel 17, ein Prallblech 16 (Zwangsstrahlblech) vorgesehen.
Durch dieses Prallblech 16 wird der Brüdendampf an die Stelle der Spiralen 11 bzw. 12 geführt, die sich am Kesseleingang befinden. Diese Anwendung einer ebenen Flachspirale- 12 und eines Prallbleches 16 ergibt eine weitere Erhöhung der Temperatur des Kessel-Speisewassers um ca. 5°C.
Erfindungsgemäß ist, um die Verweildauer des Brüdendampfes im Bereich der ebenen Spirale 12 zu vergrößern, unterhalb dieser Flachspirale 12 ein Rezirkulationsblech 18 vorgesehen.
Dieses, vorzugsweise runde, Rezirkulationsblech 18 ist zweckmäßig an der Speisewasser-Zuführleitung 6 angeordnet. Das Rezirkulationsblech 18 kann dabei mit der Leitung 6 ver -schweißt sein. Es kann auch an geeigneten Stegen 19 aufgelegt oder eingehängt sein. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Rezirkulationsblech 18 auch höhenverstellbar angeordnet sein. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, eine Anpassung des Spaltes zwischen Prallblech 16 und Rezirkulationsblech 18 an den jeweiligen Durchsatz an Brüdendampf anzupassen.
Die Ausbildung ist dabei derart getroffen, daß der Durchmesser des Rezirkulationsbleches 18 kleiner ist als der Innendurchmesser des Wärmetauschers. Dadurch ergibt sich ein Spalt zwischen dem Mantel des Wärmetauschers und dem Rezirkulationsblech 18, durch den der abgekühlte Brüdendampf nach unten absinken kann.
Das Rezirkulationsblech 18 kann, wie in Fig. 2 links dargestellt, eben ausgebildet sein oder aber auch konvex bzw.
konkav in Richtung zum Deckel 17, wie in Fig. 2 rechts gezeigt.
Versuche haben ergeben, daß dadurch der Heizölverbrauch noch weiter, bis zu etwa 50 % des bisherigen Bedarfs,verringert werden kann.
1n Fig. 3 ist in einem Querschnitt gemäß der Linie l-l der Fig. 2 in der Ebene der Flach spirale 12 die Zuordnung der einzelnen Leitungen und Spiralen sowie des Prallbleches 16 und des Rezirkulationsbleches 18 ersichtlich.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen sowie Teil-und Unterkombinationen der dargestellten bzw. beschriebenen Merkmale und Maßnahmen.
Be@@g@@@ich@hl@ste 1 Hochdruck-Dampfkessel 2 Hochdruck-Dampfleitung 3', 3", 3"' Verbraucher 4 Kondensatleitung 5 Speisewasser-(Kondensat-)Behälter 6 Speisewasser-Leitung 7 Speisewasser-Pumpe 8 Wärmetauscher 9 Speisewasser-Leitung 10 Kondensatleitung 11 Speisewasser-Spirale 12 Speisewasser-Flachspirale 13 Brauchwasser-Anschluß 14 Brauchwasser-Anschluß 15 Brauchwasser-Behälter-Mantel 16 Prallblech 17 Deckel von 8 18 Rezirkulationsblech 19 Haltestreben 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

Claims

Ansprüche ¼. Wärmetauscher zum Betrieb eines Hochdruck-Dampfkessels, Insbesondere für Chemisch-Reinigungen, Wäschereien oder dergleichen, mit an einem Hochdruck-Dampfkessel angeschlossenen Verbrauchern, deren Kondensat zu einem Kondensat-Behälter zurückgeführt wird, aus dem mittels einer Speisewasser-Pumpe dem Dampfkessel Speisewasser und dem vor dem Kondensat-Behälter das Kondensat zugeführt wird, wobei in einem Deckel eines Behälters mündende Anschlüsse für eine Kondensat-Leitung, eine Speisewasser-Zuführleitung und eine Speisewasser-Abführleitung sowie eine Kondensat-Leitung vorgesehen sind und zwischen der Speisewasser-Zuführleitung und der Speisewasser-Abführleitung eine sich über die Höhe des Behälters erstreckende Speisewasser-Spirale angeordnet ist, wobei die Speisewasser-Zuführleitung sich bis zum tiefsten Punkt der Speisewasser-Spirale erstreckt und die Speisewasser-Abführleitung vom höchsten Punkt der Speisewasser-Spirale ausgeht und vorzugsweise die Speisewasser-Spirale an ihrem oberen Ende als ebene Flachspirale ausgebildet ist, nach DBP .........

(P 32 02 144.5), dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Flachspirale (12) ein Rezirkulationsblech (18) vorgesehen ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rezirkulationsblech (18) an der Speisewasser-Zuführleitung (6) angeordnet ist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rezirkulationsblech (18) eben ausgebildet ist Ä.
Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rezirkulationsblech (18) zum Deckel (17) hin konkav ausgebildet ist.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rezirkulationsblech (18) zum Deckel (17) hin konvex ausgebildet ist.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Rezirkulationsblech (18) profiliert ist.
7. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Rezirkulationsbleches (18) kleiner ist als der Innendurchmesser des Behälters (8).
8. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rezirkulationsblech (18) höhenverstellbar angeordnet ist.