DE3213204C2

DE3213204C2 - Wärmeaustauscher aus hochtemperaturbeständigen Werkstoffen

Info

Publication number: DE3213204C2
Application number: DE19823213204
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing.(grad.) 6602 Saarbrücken Moskau
Original assignee: Saarberg-Fernwaerme 6600 Saarbruecken De GmbH; Saarberg Fernwaerme 6600 Saarbruecken GmbH
Current assignee: Saarberg-Oekotechnik 6600 Saarbruecken De GmbH
Priority date: 1982-04-08
Filing date: 1982-04-08
Publication date: 1985-01-10
Also published as: DE3213204A1; ATA123183A; AT380950B; CH660780A5

Abstract

Ein Wärmetauscher mit aus Siliciumcarbid hergestellten Wärmeaustauschflächen ist bestimmt für den indirekten Wärmeaustausch zwischen Medien, die Temperaturen bis zu 1400 ° C oder mehr aufweisen. Dabei können Gase, Dämpfe, Flüssigkeiten oder flüssige Metalle aller Art als wärmeabgebende oder wärmeaufnehmende Medien verwendet werden.

Description

Die Böden 2, 3 können aus feuerfestem, vergießbarem Beton hergestellt werden. Dieser Beton besteht in der Hauptsache aus aluminatischem oder silicatischem Zement und Zusatzstoffen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Stampfmasse aus Ton und Siliciumcarbid herzustellen und die Böden 2,3 daraus zu fertigen.

Die Böden 2, 3 können aber auch aus hochtemperaturbeständiger Keramik, beispielsweise Siliciumcarbid, hergestellt werden.

Der Behälter 1, der in der Zeichnung in stehender Lage dargestellt ist kann auch in anderen Lagen verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 Die Aufgabe die der Erfindung zugrunde liegt bePatentansprüche: steht mithin darin, die Rohre ohne besonderen konstruktiven Aufwand in dem Rohrboden fest zu lagern, so

1. Wärmeaustauscher mit Wärmeaustauschrohren daß Standardrohre verwendet werden können,
und/oder Böden aus hochtemperaturbeständigen 5 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst Werkstoffen, ζ. B. aus Keramik, Siliciumcarbid, wo- daß zumindest der Tragboden aus feuerfestem Beton bei die Wärmeaustauschrohre senkrecht zwischen besteht und abgestufte Offnungen aufweist, in die die in einem Tcagboden, in dem sie in Längsrichtung fixiert Längsrichtung fixierten Enden der Wärmeaustauschsind, und einem Führungsboden gehalten sind, da- rohre eingesteckt sind.

durch gekennzeichnet, daß zumindest der io Sofern erhöhte Anforderungen an die Dichtheit ge-Tragboden (2) aus feuerfestem Beton besteht und stellt werden oder zur Fixierung bei horizontaler Lageabgestufte Offnungen aufweist, in die die in Längs- rung können darüber hinaus die Wärmeaustauschrohre richtung fixierten Enden der Wärmeaustauschrohre zumindest mit ihren in Längsrichtung fixierten Enden im (4) eingesteckt sind. Tragboden festgekittet sein. Dabei kann es vorteilhaft

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch 15 sein, die Wärmeaustauschrohre auch im Führungsboden gekennzeichnet, daß der Führungsboden (3) im Be- zu fixieren und den Führungsboden seinerseits im Behälter (1) in Längsrichtung verschiebbar ist hälter in Längsrichtung verschiebbar anzuordnen.

3. Wärmeaustauschernach Anspruch 1 oder 2, da- Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung durch gekennzeichnet daß die Wärmeaustauschroh- schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher re (4) zumindest mit ihren in Läitgsrichtung fixierten 20 erläutert

Enden im Tragboden (2) festgekittet sind Der Wärmetauscher besteht aus einem Behälter 1,

der mit feuerfestem Material ausgekleidet ist Der Be-

hälter 1 weist zwei Böden, einen Tragboden 2 an einem

Ende und einen Führungsboden 3 am anderen Ende auf, 25 zwischen denen Rohre 4 aus hochtemperaturbeständi-

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher mit gern Material veivtufen. Der Behälter 1 weist ferner

Wärmeaustauschrohren und/oder Böden aus hochtem- zwei Anschlußstutzen 5 und 6 auf, durch welche zum

peraturbeständigen Werkstoffen, ζ. B. aus Keramik, SiIi- Erwärmen das Gas ein- bzw. ausströmen kann. Das Ab-

ciumearbid, wobei die Wärmeaustauschrohre senkrecht gas, dessen Abwärme ausgenutzt werden soll, strömt

zwischen einen· Tragboden, in dem sie in Längsrichtung 30 beispielsweise vom oberen Ende 7 des Behälters 1 durch

fixiert sind und einem Führungsboden gehalten sind die Rohre 4 und strömt von Auslaß 8 in eine Leitung, die

Ein solcher Wärmeaustauscher ist durch das DE-GM am Auslaß 8 angeflanscht ist

18 73 229 bekannt Derartig!,· Wärmeaustauscher wer- Der Wärmetauscher arbeitet wie folgt:

den zur Vorwärmung von technisuien Gasen oder Luft, Als Beispiel sei hier Rauchgas-Wasserdampfgemisch

die für bestimmte exotherme Prozesse wie Oxidation, 35 von 900° C und einem Druck von 11,0 bar gewählt das in

Verschwelung oder Vergasung benötigt werden, mittels den Einlaß 7 des Behälters 1 einströmt und durch die

aus diesen Prozessen gewonnener Abwärme verwen- Rohre 4 zum Auslaß 8 geleitet wird Dabei gibt es Wär-

det So wird z. B. bei fossilbefeuerten Kraftwerken die me an in den Stutzen 5 einströmende Luft ab, die bei-

Verbrennungsluft in einem Luftvorwärmer erwärmt spielsweise einen Druck von 13,0 bar und eine Tempera-

um den thermischen V/irkungsgrad zu erhöhen. 40 tür von 150⁰C aufweist Die Verbrennungsluft tritt am

Zur Vermeidung von Spannungen infolge der großen Auslaßstutzen 6 beispielsweise mit einem Druck von

Wärmeausdehnung ist es bekannt, die Wärmeaus- 13.0 bar und einer Temperatur von 760⁰C aus, während

tauschrohre nur an einer Seite im zugeordneten Boden sich das Rauchgas-Wasserdampfgemisch am Auslaß 8

fest einzuspannen und an der anderen Seite eine Ver- auf etwa 600⁰C abgekühlt hat Die Rohre 4 sind in den

Schiebung zu ermöglichen. 45 Tragboden 2 eingesteckt oder festgekittet d. h. fest ge-

Bei dem bekannten Wärmeaustauscher sind die War- lagert während das andere Ende im Führungsboden 3

meaustauschrohre in beiden Böden in Durchgangslö- beweglich gelagert ist, um keine Spannungen bei der

ehern geführt Sie werden im oberen Bereich durch an Wärmeausdehnung der Rohre 4 hervorzurufen. Zwi-

den Wärmeaustauschrohren angeordnete Wülste gehal- sehen Führungsboden 3 und den Rohren 4 kann ein

ten, die auf dem Rohrboden aufliegen. Nachteilig ist 50 Ringspalt vorhanden sein, aus dem vorteilhafterweise

dabei, daß infolge des Rohrgewichtes in den Übergangs- Luft entweicht und mit dem in Einlaß 7 eintretenden

flächen zwischen Wulst und Rohr große Biegespannun- Rauchgas-ZWasserdampfgemisch eine Nachverbren-

gen auftreten, die bei Verwendung von keramischem nung nicht verbrannter Bestandteile vollzieht Falls das

Material, das bekanntlich sehr spröde ist, zu Beschädi- Entweichen einer Teilluftmenge vermieden werden soll.

i& gungen führen können. Ein weiterer Nachteil besteht 55 kann der Ringspalt mit einem weichen, feuerfesten

fr' darin, daß durch die zur Aufhängung der Rohre erfor- Dichtungsmaterial, ζ. B. Mineralwolle, ausgefüllt wer-

jii derlichen Wülste die Rohre spezieil angefertigt werden den.

^; müssen, beispielsweise für verschiedene Rohrlängen, Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Rohre 4

'$. was zu einer aufwendigen Lagerhaltung und hohem auch im oberen Führungsboden 3 fest zu lagern, den

Verlust durch Abfall beim Anpassen der Rohrlängen 60 Führungsboden aber beweglich im Behälter i zu lagern,

führt. so daß keine Wärmespannungen auftreten können.

Aus DE-GM 74 28 606 ist ein Röhrenwärmeaustau- Das Material für die Rohre 4 besteht vorzugsweise scher bekannt, dessen Wärmeaustauschrohre gegen den aus rekristallisiertem Siliciumcarbid, das im Bereich bis Rohrboden durch einen elastischen Dichtring abgedich- zu 1400° C temperaturbeständig ist und nicht von agtet sind, der in einer Rille am Rohrende angeordnet ist. 65 gressiven Medien angegriffen wird. Die Rohre 4 können Auch bei diesem Wärmeaustauscher weisen die Rohr- dabei jeden beliebigen Querschnitt, Kreisform, Viereckenden eine besondere Formgebung, nämlich einen ring- form o. ä. m. aufweisen. Auch eine Ausführungsform als förmigen Wulst und ggf. eine Rille für den Dichtring auf. Plattenwärmetauscher ist möglich.