DE7827519U1 - Rohrbuendel-waermeaustauscher - Google Patents

Description

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GRUPPE DEUTSCHE BABCOCK

Die Erfindung betrifft einen Rohrbündel-Wärmeaustauscher s

zum Wärmeaustausch zwischen Stoffen großen Druckunterschiedes, von denen der durch die Rohre strömende Stoff eine sehr hohe Eingangstemperatur und eine hohe Ausgangstemperatur aufweist, mit einem Rohrboden auf der Zuströmseite des heißen Stoffes, der dünn ausgebildet und mit einer am Mantel des Rohrbündel-Wärmeaustauschers nahe dem Umfang dieses Rohrbodens abgestützten Einrichtung versehen ist, die aus einem senkrecht zu diesem Rohrboden stehenden Tragblech-Gitter besteht und im vom kälteren Stoff durchströmten Bereich des Rohrbündel-Wärmeaustauschers angeordnet ist und mit einem Rohrboden auf der Abströmseite des gekühlten, heißen Stoffes, der im Verhältnis zu dem anderen Rohrboden dick ausgebildet ist.

Bei derartigen Rohrbündel-Wärmeaustauschern ist es erforderlich, durch entsprechende konstruktive Ausbildung dafür zu sorgen, den kälteren Stoff so an den bzw. die thermisch hoch beanspruchten Rohrboden zu führen, daß eine solche Wärmeabgabe von ihnen möglich ist, die eine die Festigkeit des Werkstoffs beeinträchtigende hohe Temperatur verhindert.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse bei einem Rohrbündel-Wärmeaustauscher, bei dem allein die Eingangs temperatur eine den Werkstoff des Rohrbodens gefährdende Höhe zeigt, den Rohrboden auf der Zuströmseite des heißen Stoffes dünn auszubilden, die ihn entlastende Einrichtung in dem vom kälteren Stoff durchströmten Bereich derart anzuordnen, daß der in den Rohrbündel-Wärmeaustauscher eintretende kältere Stoff an den dünnen Rohrboden herangeführt werden kann (DE-PS 12 94 981). Es ist natürlich auch möglich, in Fällen hoher Ausgangstemperaturen des durch die Rohre strömenden Stoffes - z.B. 550 bis 650 Grad Celsius bei der thermischen Spaltung von Gasöl - einen solchen

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dünnen Rohrboden mit entlastender Einrichtung auf der Abströmseite des gekühlten, heißen Stoffes in dem vom kälteren Stoff durchströmten Bereich vorzusehen. Diese Ausführung ist aber in seiner Herstellung äußerst aufwendig und somit teuer im Verhältnis zu einem dicken Rohrboden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Abströmseite des gekühlten, heißen Stoffes eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers einen dicken Rohrboden zu schaffen, der trotz hoher Ausgangstemperatur des heißen Stoffes eine die Festigkeit seines Werkstoffes beeinträchtigende hohe Temperatur nicht erreicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der dicke Rohrboden vom Dampf-Wasser-Raum des Rohrbündel-Wärmeaustauschers zugängliche Ausnehmungen und zwischen den Rohren in verbindendem Anschluß an die Ausnehmungen parallel verlaufende Kühlkanäle zeigt, die über außerhalb des eigentlichen Rohrbündel-Wärmeaustauschers befindliche Leitungen in Steigeleitungen einmünden.

Um das Dampf-Wasser-Gemisch auf einfache und für die Kühlung des dicken Rohrbodens auch wirksame Weise zu den Kühlkanälen gelangen zu lassen, sind nach weiteren Ausbildungen der Erfindung die Ausnehmungen im dicken Rohrboden Senklöcher, die mittig in den Kühlkanälen enden, oder Kühltaschen, die Freidrehungen um die Rohre darstellen.

Zwecks Ableitung des Dampf-Wasser-Gemisches aus dem dicken Rohrboden münden erfindungsgemäß die Kühlkanäle beidseitig in eine Ringkammer, von der z.B. zwei diametral entgegengesetzt angeordnete Leitungen mit z.B. zwei diametral entgegengesetzt angeordneten Steigeleitungen verbunden sind,

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oder von beiden Enden eines jeden Kühlkanals führt je eine Leitung zu einer benachbart liegenden Steigeleitung.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein Rohrbündel-Wärmeaustauscher mit einem dünnen Rohrboden auf der Zuströmseite und einem dicken Rohrboden auf der Abströmseite des durch die Rohre fließenden heißen Stoffes, der bei den bekannten Ausführungsformen des dicken Rohrbodens wegen der Abnahme der Festigkeitseigenschaften des Werkstoffes bei steigenden, hohen Austrittstemperaturen des gekühlten, heißen Stoffes nur eine Temperatur von etwa 5"OO Grad Celsius zuließ, jetzt für Verfahrensschritte mit einer Austrittstemperatur von z.B. 550 bis 650 Grad Celsius eingesetzt werden kann, wobei der besagte dicke Rohrboden nur eine Temperatur von etwa 360 bis 370 Gradpelsius erreicht und im Verhältnis zum dünnen Rohrboden einfach und bedeutend einfacher und preisgünstiger in der Herstellung ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen schematisch dargestellten, senkrecht stehenden Rohrbündel-Wärmeaustauscher mit Kühltaschen im und einer Ringkammer am dicken Rohrboden,

Fig. 2 eine Ansicht auf den dicken Rohrboden in Richtung II der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

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Fig. 4 einen teilweisen Längsschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 eine Ansicht auf den dicken Rohrboden ähnlich Fig. 2, nur ohne eine Ringkammer am dicken Rohrboden,

Fig. 6 einen teilweisen Längsschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine Ansicht auf den dicken Rohrboden ähnlich Fig. 2, nur anstelle der Kühltaschen im Rohrboden um die Rohre Senklöcher im Rohrboden zwischen den Rohren, und

Fig. 8 einen teilweisen Längsschnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7.

Der Rohrbündel-Wärmeaustauscher 1 mit dem Mantel 2, einer Eintrittshaube 3 mit einer Innenisolierschicht 4 für die Einleitung des heißen Stoffes in Richtung des Pfeiles 5 und einer Austrittshaube 6 für dessen Ableitung in Richtung des Pfeiles 7 zeigt im Mantel 2 die Rohre 8, die auf der-Zuströmseite des heißen Stoffes im dünnen Rohrboden 9, der durch das Tragblech-Gitter 10 versteift ist, und auf der Abströmseite des abgekühlten, heißen Stoffes mit dem dicken Rohrboden 11 verbunden sind. Der kältere Stoff tritt durch Falleitungen 12 in Richtung der Pfeile 13 in einen von einem Leitmantel 14 gebildeten Wasserraum 15 innerhalb des Mantels 2 ein, wird - durch Leitbleche gleichmäßig verteilt - zum dünnen Rohrboden 9 geleitet, fließt dann in den Dampf-Wasser-Raum 16 und verläßt von dort zum größeren Teil durch die Steigeleitungen 17 in Richtung der Pfeile den Rohrbündel-Wärmeaustauscher 1 . Der kleinere Teil des Dampf-Wasser-Gemisches gelangt durch die Ausnehmungen im dicken Rohrboden 11, die in Fig. 1 bis 6 die Kühltaschen - Freidrehungen um die Rohre 8 - und in Fig. 7 und 8 die

BORSIG ιίημρρι hiuische ρ α β c ο c κ

Senklöcher 20 neben den Rohren 8 und mittig zu den Kühlkanälen 21 sind, in die Kühlkanäle 21 im dicken Rohrboden 11, die zwischen den Rohren 8 und untereinander parallel verlaufen, und von dort entweder durch die Ringkammer 22 (Fig. 1 bis 4, 7 und 8) oder ohne Ringkammer 2 2 direkt (Fig. 5 und 6) in die anschließenden Leitungen 23 und in Richtung der Pfeile 24 in die Steigeleitungen 17.

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GRUPPE DEUTSCHE	DIG* PADCOCK	3306 /12
	Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
	Rohrbündel-Wärmeaustauscher
1	Mantel
2	Eintrittshaube
3	Innenisolierschicht
4	Pfeil
5	Austrittshaube
6	Pfeil
7	Rohre
8	dünner Rohrboden
9	Tragblech-Gitter
10	dicker Rohrboden
11	Falleitungen
12	Pfeile
13	Leitmantel
14	Wasserraum
15	Dampf-Wasser-Raum
16	Steigeleitungen
17	Pfeile
18	Kühltaschen
19	Senklöcher
20	Kühlkanäle
21	Ringkammer
22	Leitungen
23	Pfeile
24

Claims (5)

1. Rohrbündel-Wärmeaustauscher zum Wärmeaustausch zwischen Stoffen großen Druckunterschiedes, von denen-'der¹'durch' -die Rohre strömende Stoff eine sehr hohe Eingangstemperatur und eine hohe Ausgangstemperatur aufweist, mit

1 einem Rohrboden auf der Zuströmseite des heißen Stoffes, der

1.1 dünn ausgebildet und mit

1.2 einer am Mantel des Rohrbündel-Wärmeaustauschers nahe dem Umfang dieses Rohrbodens abgestützten Einrichtung versehen ist, die

1.2.1 aus einem senkrecht zu diesem Rohrboden stehenden Tragblech-Gitter besteht und

1.2.2 im vom kälteren Stoff durchströmten Bereich des

Rohrbündel-Wärmeaustauschers angeordnet ist und mit

2 einem Rohrboden auf der Abströmseite des gekühlten, heißen Stoffes, der

2.1 im Verhältnis zu dem anderen Rohrboden dick ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

2.2 der dicke Rohrboden (11) vom Dampf-Wasser-Raum (16) zugängliche Ausnehmungen und

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2.3 zwischen den Rohren (8) in verbindendem Anschluß an die Ausnehmungen parallel verlaufende Kühlkanäle (21) zeigt, die

über Leitungen (23) in Steigeleitungen (17) einmünden.

2. Rohrbündel-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

2.2.1 die Ausnehmungen im dicken Rohrboden (11) Senklöcher

(20) neben den Rohren (8) sind, die mittig in den Kühlkanälen (21) enden.

3. Rohrbündel-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

2.2.2 die Ausnehmungen im dicken Rohrboden (11) Kühltaschen (19) sind, die Freidrehungen um die Rohre (8) darstellen.

4. Rohrbündel-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

die Kühlkanäle (21) beidseitig in eine Ringkammer (22) münden, von der

3.1 z.B. zwei diametral entgegengesetzt angeordnete Leitungen (23) mit z.B. zwei diametral entgegengesetzt angeordneten Steigeleitungen (17) verbunden sind.

5. Rohrbündel-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

3.2 von beiden Enden eines jeden Kühlkanals (21) je eine Leitung (23) zu einer benachbart liegenden Steigeleitung (17) führt.