DE3612841A1 - Waermetauscher fuer den waermetausch zwischen einem heissen gas und einem in rohrbuendelheizflaechen gefuehrten stroemungsmittel, insbesondere waermetauscher fuer gasgekuehlte hochtemperaturreaktoren - Google Patents
Waermetauscher fuer den waermetausch zwischen einem heissen gas und einem in rohrbuendelheizflaechen gefuehrten stroemungsmittel, insbesondere waermetauscher fuer gasgekuehlte hochtemperaturreaktorenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher der im
Oberbegriff des vorstehenden Anspruches 1 genannten Art.
Aus "Dubbel - Taschenbuch für den Maschinenbau", 15.
Auflage (1983), Seite 588 und 601-602 ist ein solcher
Wärmetauscher in Form eines Schraubenrohr-Zwangsdurchlauf-
Dampferzeugers für einen gasgekühlten Hochtemperaturreaktor
bekannt. Bei dem bekannten Dampferzeuger erfolgt die Zufuhr
des Heißgases über ein Ende des Wärmetauschermantels, in
dem ein Krümmer der Heißgasleitung dem unteren Ende des
Dampferzeugermantels zugeordnet ist. Wie insbesondere aus
Bild 13 auf Seite 601 ersichtlich ist, wird das heiße Gas
mittels eines Heißgaskrümmers mit Einbauten zur
Minimierung des Druckverlustes um 90° umgelenkt und strömt
dann zentral auf eine Heizfläche zu, und zwar beim dem
dargestellten Dampferzeuger dem Zwischenüberhitzer. Der
Heißgaskrümmer selbst sowie auch die in ihm angeordneten
Einbauten sind hohen thermischen, statischen und
dynamischen Belastungen ausgesetzt. In Folge von
Temperaturdifferenzen zwischen dem inneren Gasführungsrohr,
der Heigasleitung und dem dieses umgebenden Isoliermaterial
treten Relativbewegungen sowohl in horizontaler wie auch in
vertikaler Richtung auf. Zur Kompensation dieser
Relativbewegungen müssen im Bereich der Umlenkung der
horizontale und der vertikale Abschnitt des
Gasführungsrohres schiebend geführt sein. Diese
Schiebestellen weisen einen definierten Spalt auf und sind
im Falle von Helium als Gas gegen Verschweißung
entsprechend zu beschichten. Durch die "fliegende"
Lagerung des Gasführungsrohres mit den an ihm befestigten
Einbauten besteht die Gefahr von strömungsinduzierten
Schwingungen mit der Folge einer Schädigung der
Umlenkeinrichtungen und der vorstehend erwähnten
Beschichtung. Auch ist nicht sichergestellt, daß die
Eintrittsstirnfläche des Rohrbündels gleichmäßig
beaufschlagt wird.
Beim Betrieb von gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren
werden nicht nur Dampferzeuger benutzt, sondern auch
Gas-Gas-Zwischenwärmetauscher, bei denen ebenfalls
Rohrbündel zum Einsatz kommen, die möglichst gleichmäßig
angeströmt werden sollen.
Gemäß dem Vorschlag P 35 16 958 können strömungsinduzierte
Belastungen weitgehendst vermieden werden und die
konstruktive Ausbildung eines Dampferzugers vereinfacht
werden, wenn das Gasführungsrohr der Heißgasleitung
seitlich in den Wärmetauschermantel überdeckend einmündet
und dem Gaskanal im Wärmetauschermantel ein Ringkanal
nachgeordnet ist, der von dem Wärmetauschermantel, von dem
dem Ende des Gefäßes zugeordneten und mit dem Mantel
verbunden Verschluß und von einem in dem Inneren des
Gefäßes angeordneten Verdrängerkörper gebildet ist, und
der sich in Richtung auf die Rohrheizflächen öffnet. Die
Beaufschlagung der Eintrittsstirnflächen der Rohrbündel
kann verbessert werden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik
einen Wärmetauscher zu schaffen, bei dem die Beaufschlagung
der Rohrbündel verbessert wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der ersten
Umlenkung um im wesentlichen 90° eine zweite Umlenkung des
Heißgasstromes mittels eines sich parallel zur
Strömungsrichtung des Heißgases nach der ersten Umlenkung
erstreckenden zylinderartigen Gitters mit abgerundeten
Einläufen an den Gitteröffnungen nachgeschaltet ist, die
das Heißgas senkrecht zur Mantelachse in einen der
Anströmraum einleitet.
Der Erfindung liegen die Untersuchungen von H. Reichardt
und W. Tollmien "Die Verteilung der Durchflußmenge in einem
ebenen Verzweigungssystem" aus Mitteilungen aus dem
Max-Planck-Institut für Strömungsforschung, Nr. 7 (1952)
zugrunde. Grundidee ist, daß ein Gitter mit gut
abgerundeten Einläufen an den Gitteröffnungen seitlich so
angeströmt wird, daß keine Staudruckkomponente auf das
Gitter wirkt. Dann kann die Strömung bis in den
Gittereintritt als verlustfrei angenommen werden, so daß
vor dem Gitter ein konstanter Gesamtdruck ansteht. Dieser
bewirkt, daß jede Gitteröffnung mit derselben
Geschwindkgkeit durchströmt wird, was zu einer
gleichmäßigen Beaufschlagung der Eintrittsstirnfläche der
Rohrbündel führt.
Vorzugsweise ist das Gitter als Spaltgitter ausgebildet,
d.h. aus übereinander angeordneten Ringen aufgebaut. Der
querschnitt der Ringe ist in Anströmrichtung vorzugsweise
halbkreisförmig ausgebildet und in Abströmrichtung durch
eine sich parallel zur Behälterachse erstreckende ebene
Fläche begrenzt. Andere Abrundungsformen und stromabseitige
Geometrien sind möglich.
Es ist aber auch möglich, das Gitter als Lochgitter
auszubilden, dessen Löcher mit gut abgerundetem Einlauf
versehen sind. Der Abströmquerschnitt über die Spalte oder
die Löcher kann sich in Strömungsrichtung des das
zylinderartige Gitter von außen oder innen anströmenden
Gases vergrößern.
Zu einer bevorzugten und insbesondere für einen
Dampferzeuger geeigneten Ausführungsform gelangt man, wenn
das Gasführungsrohr in den Mantel eingeführt und dort um
90° zur Achse des Mantels hin gebogen ist und dem freien
Ende des Gasführungsrohres das zum Kernrohr der Rohrbündel
hin geschlossene zylinderartige Gitter nachgeschaltet ist
derart, daß das Heißgas durch das Gitter radial von innen
nach außen in den Anströmraum strömt. Die Verteilung des
Gases über die Stirnfläche der Rohrbündel wird weiter
verbessert, wenn der Anströmraum gegenüber dem Inneren des
Gefäßes durch eine die Eintrittsstirnfläche der Rohrbündel
überdeckende und mit dem Eintrittsende des zylinderartigen
Gitters verbundene Haube abgeschlossen ist.
Dabei ist es zweckmäßig, daß die Haube durch mehrere
gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte sich radial im
Inneren das Anströmraumes erstreckende Bleche versteift
ist. Dabei können sich die Versteifungsbleche auch in das
Innere des zylinderartigen Gitters erstrecken und dabei das
Spaltgitter auf der gesamten Höhe oder einer Teilhöhe
durchsetzen.
Bei Anordnung der Rohrbündel in einem in einer
Druckummantelung, insbesondere in einem Druckbehälter,
angeordneten Isoliermantel mit einem geschlossenen und
einem offenen Ende gemäß Vorschlag P 35 16 958 ist es
zweckmäßig, wenn mit dem geschlosssenen Ende des
Isoliermantels das freie Ende des vorzugsweise ebenfalls
isolierten Gasführungsrohres verbunden ist, und das mit dem
Rohrbündel und der Haube fest verbundene zylinderartige
Gitter in wärmebeweglichem Eingriff mit der Ausströmöffnung
des Gasführungsrohres steht.
Für die Durchführung der heißgehenden Anschlüsse zu den
Rohrheizflächen
werden zweckmäßigerweise Kompensationsrohrbündel
vorgesehen. Bei der vorliegenden Erfindung ist es dann
zweckmäßig, daß die Kompensationsrohrbündel im
Isoliermantel zwischen dessen geschlossenem Ende und der
Haube angeordnet sind.
Während bei dem Vorschlag gemäß P 35 16 958 das aus dem
offenen Ende des Isoliermantels ausströmende und zwischen
dem Isoliermantel und dem Druckbehälter
gebildeten Ringspalt zu dem geschlossenen Ende des
Isoliermantels zurückströmende Gas aus dem Ringspalt über
durch den Isoliermantel geführte Leitungen zu den zu dem
üblicherweise für den Umlauf des Heißgases dienenden
Gebläse geführt werden, ist bei der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise vorgesehen, daß in der der Aufhängung des
Isoliermantels und damit der Rohrbündel in dem
Wärmetauschergefäß dienenden und im Gefäß abgestützten
Ringflansch Durchlässe vorgesehen sind, an denen die
Leitungen angeschlossen sind.
Neben der vorstehend beschriebenen Einführung des
Gasführungsrohres in den Mantel ist es auch möglich,
insbesondere bei Gas-Gas-Zwischenwärmetauschern, daß das
Gasführungsrohr in einem sich konzentrisch zur
Gefäßachse erstreckenden ringartigen Gasverteilungsraum
einmündet, in dem unter Zwischenschaltung eines sich
senkrecht zur Gefäßachse erstreckenden ringartig
ausgebildeten weiteren Gitters mit gut abgerundeten Einläufen
die Umlenkung um 90° erfolgt und dem abströmseitig das
zylinderartige Gitter zugeordnet ist derart, daß das
Heißgas radial von außen nach innen in den zum Kernrohr
hin geschlossenen Anströmraum einströmt.
Da es sich bei dem Gasverteilungsraum um einen
kreisförmigen Raum handelt, sind im Eintrittsbereich des
Gasführungsrohres in den Gasverteilungsraum und/oder im
Gasverteilungsraum stromauf des zweiten Gitters
Gasströmungsbeeinflussungsbleche angeordnet. Hierzu gehören
Umlenkbleche im Eintrittsbereich des Gasführungsraumes, eine
der Eintrittsstelle des Gasführungsraumes gegenüberliegende
Trennwand, die den Ringraum in zwei getrennte halbkreis
förmige Ringkanäle unterteilt, und zylindermantelsektor
förmige Leitbleche zwischen Einströmöffnung und Trennwand.
Die letzteren Leitbleche können insbesondere bei engen
Krümmungsradien des Gasverteilungsraumes angebracht sein, da
sich gegenüber einem geraden Kanal, wie er in der vorstehend
erwähnten theoretischen Arbeit zugrunde gelegt wird, die
Strömungsverluste etwas erhöhen, so daß eine geringfügige
Abnahme des durch das Gitter strömenden Gases in
Strömungsrichtung im Kanal gesehen zu erwarten ist.
Es kann auch zweckmäßig sein, wenn bei dem zweiten Gitter der
Abstand der Gitteröffnungen über den gesamten Umfang des
ringförmigen Gasverteilungsraumes konstant oder von der
Eintrittsöffnung des Heißgaszuführungsrohres ausgehend in
Umgangsrichtung bis 180° (d.h. bis zur Trennwand)
kontinuierlich abnimmt.
Desweiteren kann es zweckmäßig sein, daß bei Ausbildung des
zweiten Gitters als Spaltgitter die Spaltweite über den
gesamten Umfang des Gasverteilungsraumes konstant ist oder in
Umfangsrichtung bis 180° kontinuierlich zunimmt und/oder in
radialer Richtung konstant ist oder anwächst.
Schließlich kann es zweckmäßig sein, daß bei Ausbildung des
zweiten Gitters als Lochgitter die Lochdurchmesser und/oder
Lochabstände in radialer und/oder Umfangsrichtung konstant
sind oder kontinuierlich zu- oder abnehmen.
Die Erfindung soll nun anhand der nachfolgenden Figuren am
Beispiel eines Dampferzeugers und eines Gas-Gas-
Zwischenwärmetauschers näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1a einen Schnitt durch einen als Dampferzeuger
betriebenen Wärmetauscher,
Fig. 1b einen vergrößerten Teilausschnitt des in der Fig. 1a
gezeigten Wärmetauschers,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1a,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1a,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1a
Fig. 5 einen Teilschnitt durch einen Gas-Gas-
Zwischenwärmetauscher,
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5 und
Fig. 7 einen Teilschnitt durch ein anstelle der
Spaltgitter verwendbares Lochgitter.
In einem Druckbehälter (1) ist ein Wärmetauschergefäß (2)
angeordnet, das aus einem Isoliermantel (2 a) und einem
oberen Verschluß in Form eines kreisringförmigen Deckels
(2 b) besteht. Zur Beaufschlagung des Dampferzeugers wird
über eine Koaxialleitung (3) in einem
Hochtemperaturreaktor erhitztes Heißgas (HG), z. B. Helium
herangeführt. Die Koaxialleitung wird von einem innen
liegenden Gasführungsrohr (4) und einem außen liegenden
und mit dem Druckbehälter verschweißten Rohr (5) gebildet.
Das Gasführungsrohr (4) der seitlich an den Druckbehälter
(1) herangeführten Koaxialleitung, die sich bei aufrecht
stehendem Dampferzeuger somit horizontal erstreckt, ist um
90° gekrümmt, und ihr freies Ende (4 a) ist mit einer in
der Mitte des Deckels (2 b) vorgesehenen Öffnung verbunden.
Im Wärmetauschergefäß (2) sind um ein Kernrohr (6) herum
rohrförmige Heizflächen (7) in Spiralform gewickelt, deren
Eintrittsstirnfläche (7 a) mit Abstand von der Innenfläche
des Deckels (2 b) angeordnet ist. Das Kernrohr ist im
wesentlichen in Höhe der Eintrittsfläche (7 a) durch eine
versteifte Platte (6 a) verschlossen.
Auf der Platte (6 a) ist ein sich von der Platte (6 a) zur
Öffnung (4 a) hin erstreckendes zylinderartiges Spaltgitter
(8) angeordnet, das aus einer Vielzahl von auf Abstand
angeordneten Ringen (9) besteht. Wie insbesondere aus der
Fig. 1b ersichtlich ist, wird der Querschnitt der Ringe (9)
durch eine zum Gitterinneren weisende halbkreisartige
Linie (9 a), zwei sich senkrecht zur Gitterachse
erstreckende ebene Flächen (9 b) und (9 c) und durch eine
sich koaxial zur Achse des Gitters (8) erstreckende Fläche
(9 d) bestimmt. Die Ringe werden durch gleichmäßig um den
Umfang verteilte Abstandsstücke (10) auf Abstand gehalten.
Der im Querschnitt vergrößerte und von der Platte (6 a) am
weitesten entfernt liegende Ring (9′) ist mit einem sich
koaxial zur Achse des Isoliermantels erstreckenden Steg
(11) versehen, der wärmebeweglich in eine Führungsnut (12)
eingreift, die im Bereich der Austrittsöffnung (4 a) des
Gasführungsrohres (4) ausgebildet ist.
Zwischen einem die Rohrbündel (7) außen umgebenden Rohr
(13) und dem obersten Ring (9′) erstreckt sich eine
gewölbte Haube (14). Im Inneren der Haube (14) sind
mehrere an der Innenwandung der Haube (14) anliegende und
gegebenenfalls mit ihr verschweißte Versteifungsbleche
(15) vorgesehen, die mit einem im wesentlichen
dreieckförmigen Ansatz (15 a) die Ringe (9), die aus
Teilsektoren aufgebaut sind, durchsetzen und mit der
Oberseite der Platte (6 a) verschweißt sind. Die Ansätze
(15 a) beginnen etwa in der Mitte der axialen
Erstreckungslänge des Spaltgitters (8) und enden etwa in
der Mitte der Platte (6 a). Die Versteifungsbleche
erstrecken sich radial und können mit Ausnehmungen (15 b)
versehen sein.
Das durch die Gaszuführungsleitung (4) um 90° umgelenkte
Heißgas strömt axial in das Spaltgitter (8) ein und strömt aus
diesem durch die zwischen den Ringen (9) gebildete
Spalte mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit in den
zwischen Haube (14) und Einstrittsstirnfläche (7 a)
aufgespannten Anströmraum (16) für die Rohrbündel (7) ein. Die
Haube (14) sorgt für eine gleichmäßige Umlenkung der Strömung
in Richtung auf die Stirnfläche (7 a) der Rohrbündel, deren
Einströmwiderstand zwischen den einzelnen Rohrlagen ebenfalls
zur Vergleichmäßigung der Beaufschlagung der Rohrbündel (7)
beiträgt. Das am unteren Ende aus dem Wärmetauschergefäß (2)
in den Innenraum des Druckbehälters austretende abgekühlte
Gas (KG) strömt in dem Ringspalt zwischen Isoliermantel (2 a)
und Innenwandung des Druckbehälters (1) nach oben und strömt
über Durchlässe (17) in einer der Abstützung des
Wärmetauschergefäßes in dem Druckbehälter (1) dienenden
Tragplatte (18) in Rohrleitungen (19) ein, die zu einem nicht
gezeigten Umwälzgebläse führen. Druckseitig ist das Gebläse
mit dem Innenraum des Druckbehälters (1) oberhalb der
Tragplatte (18) verbunden, so daß das abgekühlte Gas (KG)
über den Ringkanal zwischen Gasführungsleitung (4) und Rohr
(5) dem ebenfalls nicht gezeigten Reaktor zur erneuten
Aufheizung zugeführt werden kann.
Die Rohrbündel werden über eine schematisch dargestellte
Speisewasserzufuhr (20) mit Wasser beaufschlagt, das erwärmte
Wasser oder überhitzter Dampf werden unter Zwischenschaltung
von Kompensationsrohrbündeln (21) und gasdichten
Durchführungen (22) zum Ausgleich von Temperaturdifferenzen
und zum Abbau von Wärmespannungen in der Tragplatte (18) dem
Strömungsmittelauslaß (20′) zugeleitet. Wie aus den Fig. 2
und 3 ersichtlich ist, öffnen sich die Kanäle (17) zu einem
Ringkanal (17′), von dem die Leitungen (19) in gleichmäßiger
Umfangsverteilung ausgehen.
Die Fig. 5 und 6 betreffen einen Helium-Helium-Zwischen-
Wärmetauscher mit einem in einem Druckbehälter (28)
angeordneten Wärmetauschergefäß (29), die beide nur
schematisch als Teilschnitte dargestellt sind. In dem
isolierten Wärmetauschergefäß (29) erstrecken sich zwischen
einem Außenrohr (30 a) und einem Kernrohr (31) Rohrbündel (32)
mit einer Rohrbündeleintrittsfläche (32 a). Dem Außenrohr (30 a)
ist der in der Fig. 5 dargestellte gewölbte Boden (30 b)
zugeordnet. Der Austritt des Gases aus den Rohrbündeln (32)
und seine weitere Führung sind in der Fig. 5 durch den
Pfeil (KG) zwischen Druckbehälter (28) und
Wärmetauschergefäß (29) dargestellt, da die Erfindung sich
auf die Beaufschlagung des Rohrbündels an seiner
Eintrittsfläche richtet. Das nicht gezeigte Gebläse kann
dabei dem oberen oder dem unteren Ende des Druckbehälters
zugeordnet werden. Von dem nicht gezeigten
Hochtemperaturreaktor kommendes Heißgas (HG) wird über eine
Heißgaszuführungsleitung (33) mit kreisförmigem Querschnitt
in einen umlaufenden Ringkanal (34) mit rechteckigem
Querschnitt eingeleitet, der außerhalb des Außenrohres
(30 a) liegt und konzentrisch zu diesem angeordnet ist. Die
Höhe des Ringkanals entspricht dem Durchmesser der seitlich
in den Ringkanal einmündenden Gasführungsleitung (33). Zur
verlustarmen Umlenkung des Heißgases aus der Leitung (33)
in den Ringkanal (34) sind im Verbindungsbereich zwischen
Leitung (33) und Ringkanal (34) Umlenkbleche (35) in der
aus der Fig. 6 ersichtlichen Weise angeordnet. Um 180°
gegenüber der Heißgaszuführungsleitung (33) ist eine
Trennwand (36) in den Ringkanal eingesetzt, die den
Ringkanal in zwei Halbringkanäle trennt. In den
Halbringkanälen (34 a) und (34 b) sind in der aus der Fig. 6
für den Kanal (34 b) ersichtlichen Weise gekrümmte
Leitbleche (37) angeordnet. Auf seiner den Rohrbündeln (32)
zugewandten Stirnfläche ist der Ringkanal (34) umlaufend
mit einem Jalousie-Gitter (38) abgedeckt. Die Jalousie-
Stäbe (39) sind zum Inneren des Ringkanals (34) hin mit
abgerundeten Einläufen versehen, d.h. sie können dieselbe
Querschnittskonfiguration wie die Ringe (9) bei der
Ausführungsform gemäß den Fig. 1a und 1b aufweisen. Bei
der gezeigten Ausführungsform ist die Weite der
Durchtrittsspalte zwischen den Jalousie-Stäben (39) über
den gesamten Umfang der Halbkanäle (34 a) und (34 b)
konstant. Durch das Gitter (38) wird eine gleichmäßige
Geschwindigkeitsverteilung des über die Leitung (33)
herangeführten Heißgases auf einen dem Ringkanal (34)
nachgeschalteten Ringkanal (40) erreicht, der sich zum
Inneren des Mantels (30 a) hin öffnet. Um bei großen Tiefen
der Rohrbündel in radialer Richtung eine gute Anströmung
auch der dem Kernrohr (31) benachbarten inneren Rohrreihen
zu erzielen, ist zwischen dem Ringkanal (40) und dem
Innenraum des Mantels (30 a) ein weiteres Jalousie-Gitter
(41) eingeschaltet. Dadurch wird eine radial nach innen
gerichtete weiter vergleichmäßigte
Geschwindigkeitsverteilung des in den Anströmraum (42)
eintretenden Heißgases erreicht. Durch die anschließende
Geschwindigkeitsverzögerung ist der Anströmraum (42)
unterhalb des Rohrbündels (32) frei von
Geschwindigkeitssträhnen und insgesamt auf niedrigem
Geschwindigkeitsniveau, so daß eine gleichmäßige
Durchströmung des Rohrbündels (32) sichergestellt ist.
Wie in der Fig. 5, rechts angedeutet ist, kann unter
Umständen die Anordnung des Gitters (38) bei kleinen
Bündeltiefen ausreichend sein. In diesem Falle ist es
zweckmäßig, wenn der Ringraum (40) mit einer zum
Rohrbündel (32) hin geneigten Deckfläche (40 a)
abgeschlossen ist. In der Fig. 5 sind Schiebestellen (40 b)
zur Aufnahme von Wärmebewegungen punktiert dargestellt.
An Stelle der Spaltgitter (8), (38) und (41), bei denen
die verwendeten Ringe oder Stäbe an ihrer Anströmseite gut
abgerundet sind, ist es auch möglich, korbartige Lochgitter
(43) mit Löchern (44) einzusetzen, die einen gut
abgerundeten Einlauf (44 a) aufweisen (vgl. Fig. 7).
Claims (14)
1. Wärmetauscher für den Wärmetausch zwischen einem heißen
Gas und einem in Rohrbündelheizflächen geführten
Strömungsmittel, insbesondere Wärmetauscher für
gasgekühlte Hochtemperturreaktoren, mindestens
bestehend aus einem druckdichten oder druckdicht
umhüllten Wärmetauschergefäß einschließlich eines
Mantels, in diesem um ein Kernrohr herum angeordneten
Rohrbündeln, einer seitlich an den Wärmetauschermantel
herangeführten Heißgasleitung einschließlich eines
Gasführungsrohres, einem Gasaustritt aus dem
Wärmetauschergefäß und Zu- und Ableitungen für das
auzuheizende Strömungsmittel, wobei beim Einströmen das
Heißgas in den Wärmetauschermantel mindestens eine
Umlenkung um im wesentlichen 90° in die
Erstreckungsrichtung der Rohrbündel erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß der
ersten Umlenkung (4; 34, 40) um im wesentlichen 90°
eine zweite Umlenkung des Heißgasstromes (HG) mittels
eines sich parallel zur Strömungsrichtung des Heißgases
nach der ersten Umlenkung erstreckenden zylinderartigen
Gitters (8; 41) mit abgerundeten Einläufen (9 a; 44 a) an
den Gitteröffnungen nachgeschaltet ist, die das Heißgas
(HG) senkrecht zur Mantelachse in einen der
Eintrittsstirnfläche (7 a; 32 a) der Rohrbündel (7; 32)
vorgeschalteten Anströmraum (16; 42) einleitet.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gitter als
Spaltgitter (9; 41) ausgebildet ist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gitter als
Lochgitter (43) ausgebildet ist, dessen Löcher (44) mit
gut abgerundetem Einlauf (44 a) versehen sind.
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Gasführungsrohr (4) in den Mantel (2 a) eingeführt und
dort um 90° zur Achse des Mantels hin gebogen ist und
dem freien Ende (4 a) des Gasführungsrohres das zum
Kernrohr (6) der Rohrbündel (7) hin geschlossene (6 a)
zylinderartige Gitter (8) nachgeschaltet ist derart,
daß das Heißgas durch das Gitter (8) radial von innen
nach außen in den Anströmraum (16) strömt.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Anströmraum (16)
durch eine die Eintrittsfläche (7 a) der Rohrbündel (7)
überdeckende und mit dem Eintrittsende (9′) des
zylinderartigen Gitters (8) verbundene Haube (14)
abgeschlossen ist.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Haube (14)
durch mehrere in Umfangsrichtung verteilte, sich radial
im Inneren des Anströmraumes erstreckende Bleche (15)
versteift ist.
7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß sich die
Versteifungsbleche (15) in das Innere des
zylinderartigen Gitters (8) erstrecken (15 a).
8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei Anordnung der Rohrbündel in einem in einer
Druckummantelung, insbesondere in einem Druckbehälter,
angeordneten Isoliermantel mit einem geschlossenen und
einem offenen Ende mit dem geschlosssenen Ende (2 b)
des Isoliermantels (2 a) das freie Ende (4 a) des
vorzugsweise ebenfalls isolierten Gasführungsrohres
(4) verbunden ist und das mit dem Rohrbündel (7) und
der Haube (14) fest verbundene zylinderartige Gitter
(8) in wärmebeweglichem Dichtungseingriff (11, 12) mit
der Ausströmöffnung (4 a) des Gasführungsrohres (4)
steht.
9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß für die
Durchführung der heiß gehenden Anschlüsse (22) zu den
Rohrheizflächen (7) Kompensationsrohrbündel (21)
vorgesehen sind, die im Isoliermantel (2) zwischen
dessen geschlossenem Ende (2 b) und der Haube (14)
angeordnet sind.
10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Gasführungsrohr (33) in einem sich konzentrisch zur
Gefäßachse erstreckenden ringartigen Gasverteilungsraum
(34), in dem unter Zwischenschaltung eines sich
senkrecht zur Gefäßachse erstreckenden ringartig
ausgebildeten weiteren Gitters (38) mit gut
abgerundeten Einläufen die Umlenkung um 90° erfolgt
und dem abströmseitig das zylinderartige Gitter (41)
zugeordnet ist derart, daß das Heißgas (HG) radial von
außen nach innen in den zum Kernrohr (31) hin
geschlossenen Anströmraum (42) einströmt.
11. Wärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß im
Eintrittsbereich des Gasführungsrohres (33) in den
Gasverteilungsraum (34) und/oder im Gasverteilungsraum
stromauf des zweiten Gitters (38)
Gasströmungsbeeinflussungsbleche (35; 36) angeordnet
sind.
12. Wärmetauscher nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß bei dem zweiten
Gitter (38) der Abstand der Gitteröffnungen über den
gesamten Umfang des ringförmigen Gasverteilungsraumes
(34) konstant oder von der Eintrittsöffnung des
Heißgaszuführungsrohres (33) ausgehend in
Umfangrichtung bis 180° kontinuierlich abnimmt.
13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß bei
Ausbildung des zweiten Gitters (38) als Spaltgitter
die Spaltweite über den gesamten Umfang des
Gasverteilungsraumes konstant ist oder in
Umfangsrichtung bis 180° kontinuierlich zunimmt
und/oder in radialer Richtung konstant ist oder
anwächst.
14. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß bei
Ausbildung des zweiten Gitters (38) als Lochgitter die
Lochdurchmesser und/oder Lochabstände in radialer
und/oder Umfangsrichtung konstant sind oder
kontinuierlich zu- oder abnehmen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863612841 DE3612841A1 (de) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | Waermetauscher fuer den waermetausch zwischen einem heissen gas und einem in rohrbuendelheizflaechen gefuehrten stroemungsmittel, insbesondere waermetauscher fuer gasgekuehlte hochtemperaturreaktoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863612841 DE3612841A1 (de) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | Waermetauscher fuer den waermetausch zwischen einem heissen gas und einem in rohrbuendelheizflaechen gefuehrten stroemungsmittel, insbesondere waermetauscher fuer gasgekuehlte hochtemperaturreaktoren |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3612841A1 true DE3612841A1 (de) | 1987-10-22 |
DE3612841C2 DE3612841C2 (de) | 1988-07-28 |
Family
ID=6298821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863612841 Granted DE3612841A1 (de) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | Waermetauscher fuer den waermetausch zwischen einem heissen gas und einem in rohrbuendelheizflaechen gefuehrten stroemungsmittel, insbesondere waermetauscher fuer gasgekuehlte hochtemperaturreaktoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3612841A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002090860A1 (fr) * | 2001-03-01 | 2002-11-14 | Valeo Termico S.A. | Echangeur de chaleur pour gaz |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3516958A1 (de) * | 1985-05-10 | 1986-11-13 | L. & C. Steinmüller GmbH, 5270 Gummersbach | Waermetauscher fuer den waermetausch zwischen einem heissen gas und einem in rohrbuendelheizflaechen gefuehrten stroemungsmittel, insbesondere dampferzeuger fuer gasgekuehlte hochtemperaturreaktoren |
-
1986
- 1986-04-16 DE DE19863612841 patent/DE3612841A1/de active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3516958A1 (de) * | 1985-05-10 | 1986-11-13 | L. & C. Steinmüller GmbH, 5270 Gummersbach | Waermetauscher fuer den waermetausch zwischen einem heissen gas und einem in rohrbuendelheizflaechen gefuehrten stroemungsmittel, insbesondere dampferzeuger fuer gasgekuehlte hochtemperaturreaktoren |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DE-Buch "Dubbel-Taschenbuch für den Maschinenbau 15. Aufl. (1983) S.588 u. 601-602 * |
REICHARDT, H. - TOCMIEN, W.: Die Verteilung der Durchflußmengen in einem ebenen Verzweigungssystems, Mitt. Max-Planck- Institut für Strömungsforschung, Nr. 7, 1952 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002090860A1 (fr) * | 2001-03-01 | 2002-11-14 | Valeo Termico S.A. | Echangeur de chaleur pour gaz |
GB2391931A (en) * | 2001-03-01 | 2004-02-18 | Valeo Termico Sa | Heat exchanger for gas |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3612841C2 (de) | 1988-07-28 |
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