DE3717010A1 - Sicherheitswaermeaustauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitswärmeaustauscher gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Überall, wo Wärmeaustauscher zum Kühlen oder Erwärmen eingesetzt werden, lebt der Betreiber mit der Gefahr, daß bei Durchbruch einer Wärmeaustauschwandung sich die Medien mischen und je nach Einsatzfall die Maschine oder Anlage be­ schädigt wird oder die Medien unbrauchbar werden. Bei Ver­ wendung von Kühlwasser aus der Natur, das nach Durchfluß durch den Wärmeaustauscher wieder der Natur zugeführt wird, kann es zu erheblichen Umweltbelastungen kommen.

Ein Wärmeaustauscher, der diesen Gefahren Rechnung trägt, ist bereits durch die DE-OS 31 28 497 bekannt geworden. Dieser Wärmeaustauscher ist jedoch insbesondere konzipiert für unter Druck stehende Wärmeaustauschmedien.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den eingangs genannten Sicherheitswärmeaustauscher so aus­ zubilden, daß die Sicherheitsfunktion auch gewährleistet ist bei nicht unter Druck oder auch unter Unterdruck stehenden Wärmeaustauschmedien.

Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung gemäß Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Aufgabenlösung wird ein Sicher­ heitswärmeaustauscher geschaffen, bei dem der Durchbruch einer Wärmeaustauschwandung auch bei nicht unter Druck oder unter Unterdruck stehenden Austauschmedien sicher erkannt werden kann, indem nämlich bei einem Durchbruch der Druck im Sicher­ heitskreis abfällt und dieser Druckabfall mit Hilfe des Drucksensors erfaßt wird. Das Ausgangssignal des Drucksensors kann dann zur Auslösung optischer oder akustischer Alarm­ signale oder zur Abschaltung der entsprechenden Anlage ver­ wendet werden.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen ge­ kennzeichnet.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden.

Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch einen Sicher­ heitswärmeaustauscher 2, der zwei erste Rohrböden 4, 6 und einen dazwischen angeordneten, mit den Rohrböden fest ver­ bundenen Mantel 8 aufweist. Zwischen den Rohrböden ist ein Rohrbündel beabstandet zum Mantel angeordnet, dessen Rohre 9 jeweils aus zwei ineinandergeschobenen Rohren 10 und 16 be­ stehen, von denen die Außenrohre 10 in den Rohrböden 4 und 6 und die Innenrohre 16 in zweiten Rohrböden 18 und 20 abge­ dichtet angeordnet sind.

Die Außenrohre 10 münden beidseitig in Kammern 12 und 14, die zwischen den ersten und zweiten Rohrböden ausgebildet sind.

Der Außendurchmesser der Innenrohre 16 ist nur unwesent­ lich kleiner als der Innendurchmesser der Außenrohre 10.

Die Kammern 12 und 14 stehen mit den ringförmigen Räumen 22 zwischen den Außenrohren 10 und den Innenrohren 16 in Ver­ bindung. Die Ringräume 22 und die Kammern 12 und 14 sind mit einem unter Druck stehenden dritten wärmeübertragenden Medium gefüllt.

Die Innenrohre 16 münden beidseitig in Kammern 24 und 26, wobei die Kammer 26 als Umlenkkammer ausgebildet und die Kammer 24 in eine Einlaß- und Auslaßkammer mit entsprechenden Einlaß- und Auslaßstutzen aufgeteilt ist. Die Ausbildung kann aber auch so sein, daß die Kammer 24 eine Einlaßkammer ist mit einem Einlaßstutzen 28 und die Kammer 26 die Auslaß­ kammer mit einem Auslaßstutzen (nicht dargestellt).

Die Innenrohre 16 werden von einem ersten Wärmetauscher­ medium durchflossen, während der Mantelraum 11 über Ein- und Auslaßstutzen 27 und 29 von einem zweiten Wärmetauschermedium durchflossen wird.

Die Ringräume 22 und die Kammern 12 und 14 bilden einen Teil eines Sicherheitskreises, in dem sich das wärmeübertragende Medium unter einem Druck befindet, der höher ist als die Drücke der Wärmetauschermedien in dem Innenrohr 16 und dem Mantel­ raum 11. An eine der Kammern 12 und 14, hier an die Kammer 14, sind eine Druck erzeugende Einrichtung 32 und ein Ausdehnungs­ gefäß 33 angeschlossen. An die andere Kammer des Sicherheits­ kreises, hier an die Kammer 12, ist ein Drucksensor 34 ange­ schlossen. Dieser Drucksensor dient dazu, im Falle eines Durchbruches eines der Innenrohre 16 und/oder der Außenrohre 10 den im Sicherheitskreis entstehenden Druckabfall als Defekt anzuzeigen und ggf. dann die Anlage abzuschalten.

Der Druck für das wärmeübertragende Medium im Sicher­ heitskreis kann durch Druckluft erzeugt werden, die von einem Kompressor (dargestellt) als Druck erzeugende Einrichtung erzeugt und über eine einstellbare Drosseleinrichtung 36 zugeführt wird. An einem Manometer 38 kann der eingestellte Druck abgelesen werden. Die Drosseleinrichtung 36 dient dazu, die Luftzufuhr bei einem Durchbruch eines der Rohre 10 oder 16 so zu drosseln, daß der Druckaufbau durch die Luftzufuhr stets geringer ist als der Druckverlust infolge des Durchbruchs, so daß auf jeden Fall ein durch den Durchbruch verursachter Druckabfall durch den Drucksensor 34 sicher erkannt wird. Als Druck erzeugende Einrichtung kann auch eine Druckluft­ flasche mit einem Druckeinstellventil dienen.

Der beschriebene Wärmeaustauscher ist vorzüglich geeignet für nicht unter Druck oder unter Unterdruck befindliche Wärme­ austauschermedien.

Claims (6)

1. Sicherheitswärmeaustauscher mit einem Rohrbündel, das von einem Mantel umgeben ist und dessen Rohre jeweils aus zwei ineinandergeschobenen Rohren bestehen, von denen die Außenrohre in ersten Rohrböden und die Innen­ rohre in zweiten Rohrböden abgedichtet angeordnet sind, wo­ bei die Innenrohre und der die Außenrohre umgebende Mantel­ raum von einem ersten und einem zweiten Wärmetauschermedium durchflossen sind und die Ringräume zwischen den Innenrohren und den Außenrohren mit einem dritten wärmeübertragenden Medium gefüllt sind, dessen Mediumdruck von einem Drucksensor überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringräume (22) Teil eines Sicherheitskreises sind, in dem das dritte wärmeübertragende Medium unter Druck steht, der größer ist als die Drücke der Wärmetauschermedien, und daß der Drucksensor (34) bei einem Druckabfall des wärme­ übertragenden Mediums im Sicherheitskreis ein Warnsignal und/ oder ein Abschaltsignal erzeugt.

2. Sicherheitswärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitskreis die Ringräume (22) und seitliche Kammern (12, 14) umfaßt, in die die Enden der Außenrohre (10) münden und die mit einer Druck­ erzeugenden Einrichtung (32) zur Druckbeaufschlagung des wärmeübertragenden Mediums und mit dem Drucksensor (34) in Verbindung stehen.

3. Sicherheitswärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Sicherheitskreis ein Ausdehnungsgefäß (33) für das dritte wärmeübertragende Medium angeschlossen ist.

4. Sicherheitswärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck erzeugende Ein­ richtung (33) ein Luftkompressor oder eine Druckluftflasche mit Druckeinstellventil ist.

5. Sicherheitswärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft über eine Drosseleinrichtung (36) derart gedrosselt zugeführt wird, daß der infolge eines Durchbruchs eines der Wärmetauscher­ rohre (10, 16) bewirkte Druckverlust stets größer ist als die Druckerhöhung durch die Druckluftzufuhr.

6. Sicherheitswärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wärmetauschermedien in den Innenrohren (16) und dem Mantelraum (11) nicht unter Druck oder unter Unterdruck befinden.