DE866491C

DE866491C - Device to improve the water distribution of upright pipe bundle coolers

Info

Publication number: DE866491C
Application number: DEE1361D
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl-Ing Hoppe
Original assignee: Edeleanu GmbH
Current assignee: Edeleanu GmbH
Priority date: 1941-07-31
Filing date: 1941-07-31
Publication date: 1953-02-09

Description

Vorrichtung zur Verbesserung der Wasserverteilung von stehenden Rohrbündelkühlern Bei stehenden Rohrbündelkühlern mit freiem Wasserdurchlauf läßt man bekanntlich das Kühlwasser von oben her an den Wandungen der beiderseits offenen Rohre des Rohrbündels herabrieseln, während die zu kü-blenden oder niederzuschlagenden Dämpfe seitlich in die zylindrische Umhüllung des Rohrbündels eingeführt werden. Um eine gleichmäßige Wasserverteilung an den Innenwandungen der Kühlrohre zu erreichen, werden oben in die Rohre lose sogenannte Einsteckrohre eingesetzt, d. h. kurze Rohrstricke, die einen geringeren Durchinesser haben als der Innenraum der I<Züihlrohre. Sie sind mit Knaggen versehen, die zu ihrerAbstützung dienen. Das Kühlwasser fließt durch den ringförmigen Spalt zwischen den Einsteckrohren und der Innenwandung der Kühlrohre hindurch. U m Wasser zu sparen, muß der Spalt recht schmal gewählt werden, was jedoch den Nachteil besitzt, daß er sich infolge des Gehalts des Kühlwassers an Schlamm und anderen Verunreinigungen sowie durch Algenwuchs leicht zusetzt.Device to improve the water distribution of upright tube bundle coolers It is known that standing tube bundle coolers with free water flow are allowed the cooling water from above on the walls of the tubes of the tube bundle, which are open on both sides trickle down while the vapors to be cooled or precipitated sideways are inserted into the cylindrical envelope of the tube bundle. To be even To achieve water distribution on the inner walls of the cooling pipes are in above the pipes are loosely inserted so-called plug-in pipes, d. H. short ropes of cane that have a smaller diameter than the interior of the I <Züihlrohre. they are provided with lugs that serve to support them. The cooling water flows through the annular gap between the plug-in tubes and the inner wall of the cooling tubes through. In order to save water, the gap must be chosen to be quite narrow, which, however has the disadvantage that it becomes sludge due to the content of the cooling water and other impurities and easily clogged by algae growth.

Entsprechende Einrichtungen zur Verteilung der Kühlmittel sind auch schon für stehende R.Öhrenkühler mit Langrohrv erdampfern in Vorschlag gebracht «-orden. bei denen das Kühlmittel nicht aus Wasser, sondern aus einer leichtflüchtigen Flüssigkeit besteht, die beim Wärmeaustausch mit dem zu kühlenden Stoff verdampft. Auch hierbei kommt es darauf an, das Kühlmittel in dünner Schicht an den Innenwandungen der Kühlrohre herabrieseln zu lassen. Bei diesen Einrichtungen tritt der Dampf oben aus den Einsteckrohren aus.Appropriate facilities for distributing the coolant are also available Already proposed for vertical tube coolers with long tube evaporators "-medal. where the coolant does not consist of water, but of a highly volatile one There is liquid that evaporates during heat exchange with the substance to be cooled. Here too it comes on the coolant in a thin layer to trickle down on the inner walls of the cooling tubes. At these institutions the steam emerges from the top of the insert pipes.

Für Wärmeaustauscher vorliegender Art ist ferner in Vorschlag gebracht worden, eine gleichmäßige Verteilung der für die Berieselung der Innenrohre vorgesehenen Flüssigkeit dadurch zu erreichen, daß die über den Flüssigkeitsboden hinausragenden Rohre verdeckt sind und die Flüssigkeit-nur durch eine zentral angeordnete Öffnung in das Innere der Rohre eintreten kann. Von dort gelangt sie auf ein an mehreren Armen in das Innenrohr eingehängtes konisches Dach, an dessen Flächen sie herunterrieselt und wiederum als dünner Film an die Innenwandungen des betreffenden Rohres gelangt.A proposal is also made for heat exchangers of the present type an even distribution of the areas intended for irrigation of the inner pipes To achieve liquid in that the protruding beyond the liquid bottom Pipes are covered and the liquid-only through a centrally located opening can enter the interior of the tubes. From there it gets to one of several Arms hooked into the inner tube conical roof, on the surfaces of which it trickles down and in turn reaches the inner walls of the pipe in question as a thin film.

Bei all diesen Verfahren bleibt es dem Fachmann selbstverständlich unbenommen, den durch die Rohreinsätze bzw. durch das oben in das Rohr eingehängte dachförmige Verteilungsstück belassenen Ringraum weit genug zu wählen, um Verstopfungen zu vermeiden. Selbstverständlich steigt dadurch jedoch der Kühlwasserverbrauch. Bei den seitherigen Konstruktionen hatte man demnach stets zwischen den beiden Übelständen abzuwägen, ent--weder sich mit einem verhältnismäßig hohen K'ühl-.mittelverbrauch abzufinden oder wegen Verstopfungen von Zeit zu Zeit eine Reinigung des Rohrbodens vorzunehmen.In all of these processes, it remains a matter of course for the person skilled in the art unaffected by the pipe inserts or the one suspended in the pipe at the top Roof-shaped distribution piece left the annulus wide enough to avoid blockages to avoid. Of course, this increases the cooling water consumption. With the constructions since then, one always had between the two evils to weigh up, either with a relatively high coolant consumption or cleaning the tube sheet from time to time due to blockages to undertake.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beseitigen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das einzusetzendeRohrstück nahezu schließend bis zu einem Anschlag in das Kühlrohr eingesetzt wird und daß das in das Kühlrohr hineinragende Rohrstückende an seinem Umfang mit wenigen, etwa zwei bis vier, vorzugsweise spiraligen, sich bis zum oder Über den Einsatzrand hinaus erstreckenden Nuten versehen ist. Diese Nuten sollen insgesamt etwa nur 30 bis 40'/o des Rohrumfanges einnehmen. Sie lassen jedoch wegen ihrer größeren Tiefe bei weit geringerer Gefahr der Verstopfung die gleiche Wassermenge hindurch wie die bisher 'üblichen ringförmigen Eintrittsöffnungen.The invention has set itself the task of eliminating these disadvantages. The solution to this problem is that the pipe section to be used is inserted almost closing up to a stop in the cooling pipe and that the pipe section end protruding into the cooling pipe extends on its circumference with a few, about two to four, preferably spirals, up to or over the edge of the insert is also provided extending grooves. These grooves should occupy a total of only about 30 to 40% of the pipe circumference. However, because of their greater depth, they allow the same amount of water to pass through as the previously 'usual annular inlet openings with a far lower risk of clogging.

Bei Kühleinrichtungen, bei denen die zu kühlende Flüssigkeit über das Kühlmittel führende Rohre herabrieselt, wobei das Kühlmittel aus dem Verteilerbehälter durch Schlitze auszutreten pflegt, ist bereits vorgeschlagen worden, statt der Schlitze nur wenige Mündungen zur Verteilung der zu kühlenden Flüssigkeit vorzusehen. Diese Vorrichtung hat bei den erwähnten Rieselkühlern gegenüber den Schlitzen den Vorteil, daß verhindert wird, daß infolge Oberflächenspannung die austretende Flüssigkeit an der Unterseite des Verteilerbehälters haften bleibt und nicht abtropft. Die Gefahr der Verstopfungen besteht hierbei nicht, da die zu kühlende Flüssigkeit keine festen Anteile enthält.In cooling systems in which the liquid to be cooled is over the pipes carrying the coolant trickle down, the coolant from the distributor tank tends to exit through slits has already been suggested instead of slits Provide only a few openings for distributing the liquid to be cooled. These With the trickle coolers mentioned, the device has the advantage over the slots that it is prevented that the leaking liquid as a result of surface tension sticks to the underside of the distributor container and does not drip off. The danger the blockages do not exist because the liquid to be cooled is not solid Contains shares.

Die erfindungsgemäß anzuwendenden Einsteckrohre können so bemessen werden, daß zwischen ihnen und dem Kühlrohr außer an- den Stellen, wo die Nuten eingeschnitten sind, kein Raum bzw. nur ein schmaler Schlitz vorhanden ist, der sich bald zusetzt und für den Wasserablauf nicht von Belang ist. Zweckmäßiger ist es jedoch, schon um bei der Herstellung die normalen Toleranzen beibehalten zu können, zwischen Kühlrohr und Einsteckrohr einen gewissen Spielraum zu belassen, das Einsteckrohr aber anstatt mit Knaggen mit einem Bund, welcher den vorgesehenen Nuten entsprechende Einschnitte besitzt, zu versehen. Dieser Bund hindert an seiner Auflagefläche auf den Stirnflächen der Kühlrohre das Kühlwasser am Durchlaufen, d. h. er läßt das Kühlwasser nur an den in ihn eingeschnittenen, bis an das untere Ende des Einsetzrohrs fortgesetzten Nuten durch.The insert pipes to be used according to the invention can be dimensioned in this way that between them and the cooling pipe except where the grooves are made are cut, no space or only a narrow slot is available, the soon becomes clogged and is of no importance for the water drainage. Is more expedient However, in order to be able to maintain the normal tolerances during manufacture, to leave a certain amount of space between the cooling tube and the insert tube, the insert tube but instead of lugs with a collar that corresponds to the grooves provided Has incisions to provide. This federal government prevents on its contact surface the cooling water passing through the end faces of the cooling tubes, d. H. he leaves that Cooling water only to the cut into it, up to the lower end of the insert tube continued grooves.

Indem man die Nuten spiralförmig anordnet, erhält das Kühlwasser einen Drall, der die gleichmäßige Filmbildung in den Kühlrohren begünstigt. Die durch die Nuten durchtretende Wassermenge kann durch den Wasserstand geregelt werden, den man oberhalb des Rohrbodens hält. Er darf äußerstenfalls bis knapp an das obere (Ende der Einsteckrohre reichen.By arranging the grooves in a spiral, the cooling water gets one Twist, which promotes uniform film formation in the cooling tubes. By the amount of water passing through the grooves can be regulated by the water level, which one holds above the tube sheet. In the extreme case, it may just go up to the top (The end of the plug-in pipe is sufficient.

Form und Größe der erfindungsgemäß ausgebildeten Wassereintrittsöffnungen bieten somit einerseits dafür Gewähr, daß sie stets von Verschmutzung frei sind, andererseits aber nur so viel Wasser abfließt, wie für die Kühlung und Kondensation der zu behandelnden Dämpfe erforderlich ist.Shape and size of the water inlet openings designed according to the invention thus on the one hand guarantee that they are always free from contamination, on the other hand, however, only as much water flows off as for cooling and condensation of the vapors to be treated is required.

Als Werkstoff hat sich für die neuen Einsteckrohre besonders Porzellan und Glas bewährt. Hierbei kann aus Herstellungsgründen der über den Rohrböden hinausragende Teil der Einsteckrohre konisch ausgebildet sein.Porcelain, in particular, has proven to be the material for the new plug-in pipes and glass proven. Here, for manufacturing reasons, the protruding beyond the tube sheets Part of the plug-in tubes may be conical.

Es ist zwar bekannt, die Einsteckrohre an ihrem unteren Ende mit spiralförmigen Rillen zu versehen. Diese sollten bei den bekannten Vorrichtungen, die das Wasser durch schmale, ringförmige Schlitze durchfließen lassen, dazu dienen, dem Wasser bei seinem Eintritt in die Kühlrohre einen solchen Drall zu geben, daß es über die ganze Innenwand des Kühlrohres in Spiralen herabrieselt, wodurch sein Weg verlängert und die Kühlwirkung gesteigert werden sollte. In der Praxis hat sich aber gezeigt, daß diese Wirkung nicht eintritt, da das Wasser sehr bald in gerader Richtung abzufließen beginnt. Demgegenüber haben bei dem erfindungsgemäßen Einsteckrohr die spiralförmigen Nuten den Zweck, die zunächst geteilten Wasserströme zusammenzuführen, damit es dann als geschlossener Film die Kühlwand herabrieseln kann.Although it is known, the insertion tubes at their lower end with spiral-shaped To provide grooves. These should be with the known devices that the water Allow the water to flow through narrow, ring-shaped slots at its entry into the cooling tubes to give such a swirl that it over the The entire inner wall of the cooling tube trickles down in spirals, thereby lengthening its path and the cooling effect should be increased. In practice, however, it has been shown that this effect does not occur, as the water very soon drain in a straight direction begins. In contrast, in the insert tube according to the invention, the spiral-shaped The purpose is to merge the initially divided water flows so that there is then the cooling wall can trickle down as a closed film.

Eine weitere Verbesserung der Einsteckrohre besteht für vorliegenden Zweck darin, daß man sie oben schließt. Hierdurch wird man bei der Aufgabe des Wassers auf dem oberen Rohrboden unabhängiger, da man kein Überlaufen in die oberen Rohrenden mehr zu befürchten braucht und das Kühlwasser somit durch Brausen, sich drehende Sprüharme u. dgl. aufgeben kann.Another improvement to the plug-in tubes exists for the present Purpose in closing them on top. This will help you give up the water more independent on the upper tube sheet, since there is no overflow into the upper tube ends more needs to be feared and the cooling water thus by showering, rotating Can give up spray arms and the like.

In der Anlage ist eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen: Einsteckrohrs dargestellt. Es besteht aus dem etwa 170 mm langen Rohr z aus Porzellan, dessen Wand :2 eine Stärke von zo mm aufweist. Das obere Stück des Rohres ist konisch ausgebildet. An dem unteren Ende befindet sich im Abstand von etwa 30 mm der Bund 3 mit zwei Einschnitten, die sich als spiralförmige Nuten bis an das untere Ende des Einsteckrohrs erstrecken. Eine dieser Nuten ist in der Zeichnung sichtbar (q.). Der äußere Durchmesser des Bundes ist 6o mm, derjenige des darunter befindlichen, praktisch zylindrischen Rohrstücks 51 mm. Das Einsteckrohr eignet sich zur Verwendung in Kühlrohren mit einem inneren Durchmesser von 52 mm.An example embodiment of the plug-in tube according to the invention is shown in the system. It consists of the approximately 170 mm long tube z made of porcelain, the wall: 2 of which is zo mm thick. The upper part of the tube is tapered. At the lower end there is the collar 3 with two incisions at a distance of about 30 mm, which extend as spiral grooves to the lower end of the insert tube. One of these grooves can be seen in the drawing (q.). The outer diameter of the collar is 60 mm, that of the practically cylindrical piece of pipe underneath it is 51 mm. The insert pipe is suitable for use in cooling pipes with an inner diameter of 52 mm.

Der klareren Darstellung halber sind die Wände des Hohlraumes und die Umrisse der inneren und äußeren Rohrwand im Ouerschnitt gestrichelt angedeutet.For the sake of clarity, the walls of the cavity and the outlines of the inner and outer pipe wall in the cross-section indicated by dashed lines.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Tube bundle cooler standing in the upper end of the cooling tubes Usable pipe section for distributing the pending above the upper pipe sheet Cooling liquid on the inside of the cooling tube, characterized in that the tube section (i) almost closing up to a stop, preferably a collar (3), into the Cooling pipe is inserted and that the pipe section end protruding into the cooling pipe (2) on its circumference with a few, about two to four, preferably spiral, up to to the insert edge or beyond this extending or cutting through the collar Is provided with grooves.

2. Insertion tube according to claim i, characterized in that the grooves occupy about 3o to 4o% of the pipe circumference.

3. Insertion tube after the Claims i and 2, characterized in that it is closed at its upper end is. q .. Insertion pipe according to claims i to 3 with the indication that it is made of Porcelain or glass is made. Referred to: R. P l a ti k, American Refrigeration, 1929, pp.49.