DE7639519U

DE7639519U - Tube sheet for tube bundle heat exchangers made of glass

Info

Publication number: DE7639519U
Application number: DE19767639519
Authority: DE
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Filing date: 1976-12-17
Publication date: 1977-03-24

Description

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JENAer GLASWERK SCHOTT & GEN. Hattenbergatr.JENAer GLASWERK SCHOTT & GEN. Hattenbergatr.

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Tube sheets for tube bundle heat exchangers made of glass

Die vorliegende Neuerung betrifft verbesserte, neuartige Rohrboden für Rohrbündel-Wärmetauscher aus Glas.The present innovation relates to improved, novel tube sheets for tube bundle heat exchangers made of glass.

Bei den im chemischen Apparatebau aus Metall hergestellten Rohrbündel-Wärmetauschern werden die Enden der Innenrohre zur Ab-In the case of tube bundle heat exchangers made of metal in chemical apparatus engineering the ends of the inner tubes are used to

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dichtung üblicherweise in die Rohrböden eingewalzt oder eingeschweißt. Bei der Verwendung von Glas-Innenrohren mußten andere Abdichtungen entwickelt werden.seal usually rolled or welded into the tube sheets. When using glass inner tubes, other seals had to be developed.

Rohrbündel-Wärmetauscher aus Glas werden vorzugsweise dort eingesetzt, wo sich ein oder zwei chemisch aggressive oder korrosionsfordernde Medien im Wärmetausch befinden.Shell and tube heat exchangers made of glass are preferably used where one or two chemically aggressive or Corrosive media are in the heat exchange.

Zur Zeit sind hauptsächlich drei Methoden für die Abdichtung der Enden von Glas-Innenrohren in den Rohrböden üblich, welche jedoch mit steigender Nennweite des Mantels wesentliche Nachteile aufweisen.There are currently three main methods of sealing the ends of inner glass tubes in tube sheets however, have significant disadvantages as the nominal diameter of the jacket increases.

So ist bereits vorgeschlagen worden, stahlemaillierte doppelte Rohrböden so gegeneinander zu verspannen, daß zwischen den beiö.en Böden und um die Innenrohre liegende/ einzeln angeordnete Gummimanschetten die Abdichtung zwischen Glas-Innenrohr und Rohrboden bewirken.It has already been proposed to brace steel-enameled double tube sheets against one another in such a way that between the two Bottoms and around the inner tubes / individually arranged rubber sleeves create a seal between the inner glass tube and the tube sheet.

Der Nachteil bei diesem Verfahren liegt darin, daß die Emailschicht des Rohrbodens an unterschiedlichen Stellen verschieden dick ist, und daß diese Toleranzen nur von einer Gummidichtung ausgeglichen werden könneyydie jedoch in, ihrer chemischen Resistenz weit unter der von Email und Glas liegt.The disadvantage with this method is that the enamel layer of the tube sheet is of different thicknesses at different points, and that these tolerances are only from one Rubber seal can be compensated, however, in, their chemical resistance is far below that of enamel and glass.

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Bekannt sind auch bereits Rohrbündel-Wärmetauscher mit Rohrböden aus Keramik.Tube bundle heat exchangers with tube sheets made of ceramic are also known.

Zwischen den aus zwei Keramikplatten bestehenden doppelten Rohrboden wird eine gelochte Gummiplatte gelegt, durch welche die Glas-Innenrohre gesteckt sind. Beim Zusammenspannen dieser beiden Keramikböden wird der Gummi derart verformt, daß zwischen dem Glas-Innenrohr und .dsm Gummi zwischen den beiden Rohrböden eine Abdichtung erfolgt.A perforated rubber plate is placed between the double tube sheet, which consists of two ceramic plates, through which the inner glass tubes are inserted. When these two ceramic floors are clamped together, the rubber is deformed in such a way that between The inner glass tube and .dsm rubber seal between the two tube sheets.

Nachteilig wirkt sich hier die Einschränkung des Wärmetausches auf einseitig korrosive Medien wegen der Resistenz zu Gummi aus.The limitation of the heat exchange to one-sided corrosive media because of the resistance to rubber has a disadvantage here out.

Bei dem Versuch, diese Nachteile zu vermeiden, wurde eine dünne PTFE-Lochscheibe zwischen eine der beiden Keramik-Rohrplatten und die gelochte Gummischeibe gelegt. Die Löcher dieser PTFE-Loeheeheibe sind ausgehalst, so daß sich das PTFE an die äußere Oberfläche der Glas-Innenrohre anlegt und außen von den Löchern der Gummischeibe umschlossen wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß beim Zusammenpressen der beiden Keramikplatten die gelochte Gummischeibe zwar verformt wird, daß diese Verformungskraft aber nicht ausreicht, um auch die Aushalsungen der gelochten dünnen PTFE-Scheibe dichtend auf die Glas-Innenrohre zu pressen.In an attempt to avoid these disadvantages, a thin PTFE perforated disk was placed between one of the two ceramic tube plates and the perforated rubber disk. The holes of this PTFE Loeheeheibe are cut out, so that the PTFE to the the outer surface of the inner glass tubes and is enclosed on the outside by the holes in the rubber washer. It has, however shown that when the two ceramic plates are pressed together, the perforated rubber washer is deformed, but that this deformation force is not sufficient to also create the bulges the perforated thin PTFE disc to be pressed tightly onto the inner glass tubes.

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Ein weiterer Nachteil dieser Abdichtmethode liegt darin, daß alle Dichtstellen gleichzeitig in ihrer Gesamtheit unter Druck gesetzt werden, ohne Rücksicht auf die unterschiedlichen Toleranzen der Löcher in der Gummi-Lochseheibe sowie die sehr unterschiedlichen Toleranzen in den Außendurchmessern der Glas-Innenrohre. Another disadvantage of this sealing method is that all sealing points are simultaneously in their entirety Pressure can be applied regardless of the different tolerances of the holes in the rubber perforated washer as well as the very different tolerances in the outer diameters of the glass inner tubes.

In der DT-OS 2 326 365 werden Wärmetauscher beschrieben, die einen doppelten Rohrboden aufweisen, der aus einer Glasplatte oder einer emaillierten Metallplatte besteht, welche jeweils mit einer Stahlplatte zum Rohrboden verschraubt oder verklebt ist.In DT-OS 2 326 365 heat exchangers are described that have a double tube sheet consisting of a glass plate or an enamelled metal plate, which respectively is screwed or glued to the tube sheet with a steel plate.

Der Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, daß wegen der Stahlplatte und den eingesetzten, PTFE-ummantelten Weichstoffringen der Wärmetauscher nur einseitig mit aggressiven medien gefahren werden kann.The disadvantage of this known arrangement is that because of the steel plate and the PTFE-encased Soft material rings of the heat exchanger only have aggressive ones on one side media can be driven.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde im DT-GM 7 404 716 vorgeschlagen, jedes Glas-Innenrohr einzeln in einem Rohrboden aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) mit einer Dichtschnur aus intermolekular gesintertem PTFE abzudichten. Hierdurch wurde erreicht, daß Glas-Rohrbündel-Wärmetauseher auch zum Wärmetausoh von zwei aggressiven Medien eingesetzt werden können.To avoid these disadvantages, it was suggested in DT-GM 7 404 716, each inner glass tube individually in a tube sheet made of polytetrafluoroethylene (PTFE) with a sealing cord to seal intermolecularly sintered PTFE. This achieved that glass tube bundle heat exchangers also for heat exchange can be used by two aggressive media.

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Jedoch muß man bei Verwendung von Glasplatten oder emaillierten Metallplatten in Wärmetauschern größerer Nennweiten bereits Vorkehrungen treffen, um den unzulässigen Durchbiegungen gelochter Rohrplatten zu begegnen. Auch bei der Verwendung von Rohrboden aus PTFE zeigt sich bei Rohrbündel-Wärmetauschern mit großen Nennweiten eine unzulässige Durchbiegung der Rohrboden.However, when using glass plates or enamelled metal plates in heat exchangers of larger nominal sizes already take precautions to counter the impermissible deflections of perforated tube plates. Also at the use of tube sheets made of PTFE is evident in tube bundle heat exchangers with large nominal widths an impermissible bending of the tube sheet.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, einen Rohrboden für Glas-Rohrbündel-Wärmetauscher zu schaffen, der den Anforderungen an Druck und Temperatur bei großen Nennweiten genügt, d.h., der sich nicht durchbiegt, jedoch die getrennte Abdichtung jedes einzelnen Glas-Innenrohres gestattet, während der Wärmetausch von zwei aggressiven Medien möglich ist.The task of the present innovation is to create a tube sheet for glass tube bundle heat exchangers that meet the requirements in terms of pressure and temperature is sufficient for large nominal sizes, i.e. one that does not bend, but the separate sealing of each one single glass inner tube, while the heat exchange of two aggressive media is possible.

Die Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß insbesondere für den Einsatz bei großen Nennweiten, die Rohrboden aus kunststoffummantelten Metallplatten bestehen. Vorzugsweise wird hierfür Stahl mit PPA-Umhüllung verwendet, wobei die Oberfläche am Rohrboden-Außendurchmesser ohne PFA-Überzug bleiben kann. PFA ist ein thermoplastisches Tetrafluoräthylen-Copolymer. The object is achieved according to the innovation in that in particular for use with large nominal widths, the tube sheet consists of plastic-coated metal plates. Preferably steel with PPA coating is used for this, whereby the Surface on the tube sheet outer diameter can remain without a PFA coating. PFA is a thermoplastic tetrafluoroethylene copolymer.

Eine beispielhafte Ausführungsform der Neuerung wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.An exemplary embodiment of the innovation is explained in more detail with reference to the accompanying drawing.

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Fig. 1 zeigt die Seitenansicht eines zusammenge'bauten Rohrbündel-Wärmetauschers . 1 shows the side view of an assembled tube bundle heat exchanger.

Fig. 2 stellt einen Teillangeschnitt durch den Rohrbündelwärmetauscher im Bereich von Einzelheit Z aus Fig* 1 dar. FIG. 2 shows a partial section through the tube bundle heat exchanger in the area of detail Z from FIG. 1.

Der Rohrbündel-Wärmetauscher besteht aus einem Glasmantel 1, Glas-Innenrohren 2, Hauben 3 und Mtall-Rohrboden 4 mit fest aufgebrachter Kunststoff umhüllung 5_f PTFJE-Gewindebuchse 6 und einer Dicht-Schnur 7 aus intermolekular gerechtem PTFE.The tube bundle heat exchanger consists of a glass jacket 1, glass inner tubes 2, hoods 3 and metal tube sheet 4 with permanently attached plastic casing 5 _f PTFJE threaded bushing 6 and a sealing cord 7 made of intermolecularly compatible PTFE.

Der Rohrboden 4 besteht aus einer ebenen Metallplatte mit Löchern zur Aufnahme der Glas-Innenrohre. Diese Metall-Platte ist rundum, d.h. auch in den Löchern allseits mit Kunststoff umhüllt, so daß die aggressiven Medien nur mit Kunststoff in Berührung kommen können; lediglich die Oberflächen 8, 9 und der Metall-Platte können ohne Kunststoff-Umhüllung bleiben. Zur Verstärkung des Kunststoffes im Bereich der sich gegenüberliegenden Dichtungen 11 sind die Metallplatten zusätzlich mit Löchern 12 versehen, damit beide Kunststoffseiten gegenseitig durch den Kunststoff in den Löchern gehalten werden.The tube sheet 4 consists of a flat metal plate with Holes to accommodate the inner glass tubes. This metal plate is all around, i.e. also in the holes with plastic on all sides encased so that the aggressive media can only come into contact with plastic; only the surfaces 8, 9 and the metal plate can be left without a plastic cover. To reinforce the plastic in the area of the opposing seals 11, the metal plates are also used provided with holes 12 so that both plastic sides are mutually exclusive held by the plastic in the holes.

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Claims

I'll · Il t ι ι Ι ι ι './' 1 * 111 ·· 'I ι S ohut z claims:

1. Tube bundle heat exchanger made of glass, characterized in that that the tube sheet is made of metal and at least the surface areas of the tube sheet are exposed to aggressive media can be, are encased with plastic.

2. Tube bundle heat exchanger according to claim 1, characterized in that that this plastic is FFA.

3. Tube bundle heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that this tube sheet consists of steel.

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