DE3728835A1

DE3728835A1 - Waermetauscher

Info

Publication number: DE3728835A1
Application number: DE19873728835
Authority: DE
Inventors: Lev Nikolaevic Artemov; Anatolij Fedorovic Bakanov; Vladimir Denisovic Belousov; Dmitrij Georgievic Gostev
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-08-28
Filing date: 1987-08-28
Publication date: 1989-03-09
Also published as: FI873673A0; FR2620208A1; FI873673A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Wärmetauscher, die in ver schiedenen Dampfabscheidern von z. B. Kernkraftwerken oder Zwischenabscheidungs- und Dampfüberhitzungssystemen von Turbinen eingesetzt werden. Ferner können derartige Wärme tauscher in der Kryo- bzw. Kältetechnik und in jedem anderen Produktionszweig verwendet werden, wo es erforderlich ist, die Wärme von einem Fluid auf ein anderes zu übertragen.

Aus der SU-A-4 79 942 ist eine Wärmetauscher bekannt, in dessen Gehäuse Austauschrohre angeordnet sind, die in Rohrböden befestigt und zu Sektionen zusammengeführt sind, welche einen Rohrblock bilden. Das Gehäuse hat einen Einlaß stutzen und einen Auslaßstutzen, an welche sich eine kalte Zone und eine heiße Zone anschließen. Die Außenfläche des Rohrblockes ist zahnförmig und die Innenfläche des Gehäuses zylinderförmig ausgebildet.

Dieser Wärmetauscher hat den Nachteil, daß die in seinem Inneren vorhandenen Kanäle zwischen der kalten Zone und der heißen Zone, die sich zwischen dem Rohrblock und dem Gehäuse bilden infolge fehlender Übereinstimmung der Form der Außenfläche des Rohrblockes und der Form der Innenfläche des Gehäuses ein gleichmäßiges Temperaturfeld des zu erwärmenden Stromes im Auslaßstutzen nicht gewährleisten. Das führt zu einer Verminderung der Wirksamkeit des Wärmetausches.

Ferner ist aus der SU-A-6 00 352 ein Wärmetauscher bekannt, bei dem die im Gehäuse untergebrachten Austauschrohre in Rohrböden befestigt und zu einen Rohrblock bildenden Sektio nen zusammengeführt sind. Jede Sektion ist mit einem Einlaß sammler und einem Auslaßsammler verbunden und das Gehäuse enthält einen Einlaßstutzen und einen Auslaßstutzen, an welche sich eine kalte Zone und eine heiße Zone anschließen. Die Außenfläche des Rohrblockes ist zahnförmig und die Innenfläche des Gehäuses zylinderförmig ausgebildet. Dadurch werden zwischen der Außenfläche des Rohrblockes und der Innenfläche des Gehäuses Kanäle gebildet, in denen unter Belassung eines Spielraumes Verdränger angeordnet sind. Da durch Spielräume zwischen den Verdrängern und dem Rohrblock die kalte Zone mit der heißen Zone außerhalb des Rohrblockes verbunden ist, kann ein gleichmäßiges Temperaturfeld des zu erwärmenden Stromes im Auslaßstutzen nicht aufrechterhalten werden, was zu einer verminderten Wirksamkeit des Wärme tausches führt. Außerdem werden durch die Verdränger der Herstellungsaufwand und der Metalleinsatz erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetau scher zu schaffen, bei dem ein gleichmäßiges Temperaturfeld des zu erwärmenden Fluidstromes im Auslaßstutzen gewähr leistet wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher, in dessen Gehäu se Austauschrohre untergebracht sind, die in Rohrböden befestigt und zu einen Rohrblock bildenden Sektionen zu sammengeführt sind, wobei jede Sektion mit einem Einlaßsamm ler und einem Auslaßsammler verbunden ist und das Gehäuse einen Einlaßstutzen und einen Auslaßstutzen hat, an welche sich eine kalte Zone und eine heiße Zone entsprechend an schließen, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rohrblock in einem Mantel untergebracht ist, der im Gehäuse unter Be lassung eines Spielraumes angeordnet ist und dessen Innen fläche die Außenfläche des Rohrblockes wiederholt, wobei zwischen dem Gehäuse und dem Mantel eine Zwischenwand vor gesehen ist, die die kalte Zone von der heißen Zone trennt.

Die Zwischenwand enthält zweckmäßigerweise zwei Platten, von denen die eine Platte ringförmig ausgebildet ist und im Querschnitt die Form eines Winkels hat.

Die Erfindung gewährleistet die Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Temperaturfeldes des zu erwärmenden Stromes im Auslaßstutzen, was die Wirksamkeit des Wärmetausches erhöht. Außerdem vereinfacht sich die Herstellungstechnologie des Wärmetauschers und es verringert sich die Metallintensität.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Baugruppe A in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 eine Baugruppe B in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab.

Der dargestellte Wärmetauscher enthält ein Gehäuse 1, in dem Austauschrohre 2 untergebracht sind, die in Rohrboden 3 befestigt und zu sechseckigen Sektionen 4 zusammengeführt sind, welche einen Rohrblock 5 bilden. Jede Sektion 4 ist durch Rohre 6 mit einem Einlaßsammler 7 und einem Auslaß sammler 8 verbunden und an einem Stützgitter 9 angebracht. Das Gehäuse 1 hat einen Einlaßstutzen 10 und einen Auslaß stutzen 11, an welche sich eine kalte Zone 12 und eine heiße Zone 13 entsprechend anschließen. Der Rohrblock 5 ist in einem Mantel 14 untergebracht, der im Gehäuse 1 unter Be lassung eines Spielraumes 15 angeordnet ist. Die Innenfläche des Mantels 14 wiederholt die Außenfläche des Rohrblockes 5. Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Mantel 14 ist eine Zwischen wand 16 aus zwei Platten 17 und 18 (Fig. 3) vorgesehen. Die eine Platte 17 ist als Ringplatte ausgebildet und hat im Querschnitt die Form eines Winkels. Die Zwischenwand 16 trennt die kalte Zone 12 und die heiße Zone 13 voneinander. Die Austauschrohre 2 sind mit Rippen 19 (Fig. 4) versehen.

Der im Mantel 14 untergebrachte Rohrblock 5 und die zwischen dem Gehäuse 1 und dem Mantel 14 vorgesehene Zwischenwand 16 sorgen dafür, daß der zu erwärmende Fluidstrom nur durch den Rohrblock 5 hindurchgeleitet wird, wodurch ein gleichmäßiges Temperaturfeld des zu erwärmenden Stromes im Auslaßstutzen 11 geschaffen wird.

Der Wärmetauscher wird wie folgt betrieben. Der zu erwär mende Fluidstrom wird von einer Quelle, z. B. einem Hoch druckzylinder einer Turbine durch den Einlaßstutzen 10 in die kalte Zone 12 und aus dieser in den Rohrblock 5 geführt, wo er über die Sektionen 4 verteilt wird. Das an den Rohren 2 fließende zu erwärmende Fluid wird durch Wärmeabgabe vom Heizstrom erwärmt und gelangt in die heiße Zone 13, aus der das erwärmte Medium durch den Aulaßstutzen 11 dem Ver braucher, z. B. einem Niederdruckzylinder einer Turbine zu geführt wird. Der Heizstrom wird von einer Quelle in den Einlaßsammler 7 geführt und über die Rohre 6 den Sektionen 4 zugeleitet, wo er auf die Austauschrohre 2 verteilt wird. Im Durchfließen durch die Austauschrohre 2 gibt der Heizstrom seine Wärme an den zu erwärmenden Strom ab, er gelangt dann über die Rohre 6 eines Abzweiges in den Auslaßsammler 8 und wird von da aus in das Umlaufsystem des Wärmetauschers geleitet. Durch die Zwischenwand 16 wird ein Durchlauf des zu erwärmenden Stromes aus der kalten Zone 12 in die heiße Zone 13 über den Spielraum 15 verhindert. Die Wärmedehnungen der Austauschrohre 2, des Mantels 14 und des Gehäuses 1 wer den durch die Biegsamkeit der Ringplatte 17 der Zwischenwand 16 ausgeglichen.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers erhöht die Wirksamkeit des Wärmetausches durch ein gleichmäßiges Temperaturfeld des zu erwärmenden Stromes im Auslaßstutzen. Dabei sind die Außenabmessungen und die Metallintensität des erfindungsgemäßen Wärmetauschers geringer als bei den be kannten Wärmetauschern. Außerdem ist der Wärmetauscher in der oben dargelegten Ausführungsform einfacher herzustellen.

Claims

1. Wärmetauscher, mit einem Gehäuse (1), in dem Austausch rohre (2) untergebracht sind, die in Rohrböden (3) be festigt und zu einen Rohrblock (5) bildenden Sektionen (4) zusammengeführt sind, wobei jede Sektion (4) mit einem Einlaßsammler (7) und einem Auslaßsammler (8) ver bunden ist und das Gehäuse einen Einlaßstutzen (10) und einen Auslaßstutzen (11) aufweist, an welche sich eine kalte Zone (12) und eine heiße Zone (13) anschließen, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rohrblock (5) in einem Mantel (14) untergebracht ist, der im Gehäuse (1) unter Belassung eines Spielraumes (15) angeordnet ist und dessen Innenfläche die Außen fläche des Rohrblocks (5) wiederholt, und
daß zwischen dem Gehäuse (1) und dem Mantel (14) eine Zwischenwand (16) vorgesehen ist, die die kalte Zone (12) und die heiße Zone (13) voneinander trennt.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (16) zwei Platten (17, 18) hat, von denen die eine Platte (17) ringförmig ausgebildet ist und im Querschnitt die Form eines Winkels hat.