DE963780C

DE963780C - Gaskuehler

Info

Publication number: DE963780C
Application number: DES30906A
Authority: DE
Inventors: Franz Skora
Original assignee: FRANZ SKORA
Current assignee: FRANZ SKORA
Priority date: 1952-10-31
Filing date: 1952-10-31
Publication date: 1957-05-16

Description

Gaskühler Die Erfindung betrifft einen Gaskühler mit quer angeordneten Kühlrohren, bei dem zwecks Verbesserung der Wärmeübertragung die Kühlwassergeschwindigkeit in einem bestimmten Verhältnis zu der veränderlichen Wärmeüberga.ngszahl auf der Gegenseite beschleunigt wird, und besteht im wesentlichen darin, daß von der Küblwa.ssereintrittsstelle die Anzahl der Kühlroh-re in den aufeinanderfolgenden Kühlstufen nach der Gaseineintrittsstelle hin verringert wird.
Es ist bekannt, daß man zur Erzielung einer bestimmten Kühlleistung die Oberfläche dadurch verringern und somit den Wärmeaustauscher verbilligen kann, daß man bei Kühlern für mit Wasserdampf gesättigte heiße Gase die Kühlwassergeschwindigkeiten in den einzelnen Kühlzonen den veränderten Wärmeübergangszahlen auf der Gasseite anpaßt. Das in den Gasanstalten usw. anfallende Rohgas tritt im allgemeinen mit einer Temperatur von 8o bis 85° C in den Kühler ein und ist im allgemeinen mit Wasserdampf gesättigt. Wegen des hohen Wasserdampfgehaltes ist an der Gaseintrittsstelle der Wärmeübergangskoeffizient auf der Gasseite mithin sehr hoch im Verhältnis zu der Wärmeübergangszahl auf der Kühlwasserseite. Es ist daher im wesentlichen der Wärmedurchgangskoeffizient an dieser Stelle durch den Wärmeiibergangskoeffizienten auf der Wasserseite begrenzt. Es ist daher für die Verbesserung des Wärmedurchgangs pro Flächeneinheit von großem Einfluß, wenn der Wärmeübergang auf der Kühlwasserseite durch Erhöhung der Kühlwassergeschwindigkeit erhöht wird. An der Gasaustrittsstelle bzw. Kühlwassereintrittsstelle ist dagegen wegen des bereits dampfarmen Gases die Wärmeübergangszahl an der Gasseite klein gegen die Übergangszahl an der Kühlwasserseite, und es ist daher hier der Wärmedurchgang im wesentlichen bedingt durch die Wärmeübergangszahl auf der Gasseite. Aus wirtschaftlichen Gründen arbeitet man daher an dieser Gasaustrittsstelle zweckmäßig mit geringen Wassergeschwindigkeiten, um mit geringeren Druckverlusten und damit Energieaufwand in der Kühlwasserleitung auszukommen.
Umgekehrt verhält es sich auf dein Gasweg. An der Gaseintrittsstelle kann aus den gleichen Gründen mit einer kleinen Gasgeschwindigkeit gearbeitet werdven, während man umgekehrt an der Gasaustrittsseite zweckmäßig mit großen Gasgeschwindigkeiten arbeitet, um dadurch den Wärmeübergang auf der Gasseite zu verbessern.
Um diesen Effekt zu erreichen, ist bereits vorgeschlagen worden, an der Kühlwassereintrittsseite Kühlwasserrohre mit großem Querschnitt einzubauen, die sodann den aufeinanderfolgenden Kühlstufen laufend verkleinert werden, wobei gleichzeitig der freie Querschnitt zwischen den Rohren für den eintretenden heißen Gasstrom vergrößert wird. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß hierdurch Rohre von verschiedener Weite erforderlich werden, was unwirtschaftlich ist, da hierdurch ein größerer Lagerbestand an Reserverohren zu halten ist und der Einbau von ungleichen Rohren zeitraubende Unbequemlichkeiten verursacht. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, eine VeTengung des freien Kühlwasserquerschnittes durch Einbau von Verdrängungskörpern zu erzielen. Diese Lösung ist gleichfalls unzweckmäßig, da sie sich in der Ausführung umständlich und teuer gestaltet.
Diese Übelstände werden nach der Erfindung dadurch behoben, daß in allen Kühlsitufen gleich weite Rohre verwendet werden, doch wird die Anzahl der Rohre je Kühlstufe nach der Kühlwasseraustrittsseite hin verringert, so daß durch diese Maßnahme die Kühlwassergeschwindigkeit in den aufeinanderfolgenden Stufen vergrößert wird. Um auch die Gasgeschwindigkeiten von der Gaseintrittsstelle nach dem Ausgang hin laufend zu vergrößern, wird die Verteilung der Kühlrohre in den einzelnen Stufen so vorgenommen, daß in den nach der Gaseintrittsseite hin gelegenen Stufen die freien Querschnitte zwischen den Kühlrohren für den Gasdurchfluß größer, in den nach der Gasaustrittsseite hin gelegenen dagegen kleiner werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines solchen erfindungsgemäßen Kühlers schematisch dargestellt. Nach dieser tritt bei i oben das Gas ein, bei 2 unten aus. Der Kühlwasserdurchfluß erfolgt im Gegenstrom von unten nach oben. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist in den unteren Stufen eine größere Anzahl von Kühlrohren, in den oberen dagegen eine geringere Anzahl eingebaut. Wie bereits angedeutet, wird die Verteilung der Kühlwasserrohre in den einzelnen Kühlstufen so vorgenommen, daß die freien Querschnitte zwischen den Kühlrohren in den einzelnen Stufen für den Gasdurchgang oben größer und unten kleiner werden. Diese Maßnahme ist in der Zeichnung nicht besonders dargestellt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Gaskühler mit quer angeordneten Kühlro#hren, bei dem zwecks Verbesserung der Wärmeübertragung die Kühlwassergeschwindigkeiten in einem bestimmten Verhältnis zu der veränderlichen Wärmeübergangszahl auf der Gegenseite beschleunigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß von der Kühlwassereintrittsstelle her die Anzahl der Kühlrohre in den aufeinanderfolgenden Kühlstufen bei gleichbleibenden Rohrdurchmessern nach der Gaseintrittsstelle hin verringert wird.
2. Gaskühler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre in den einzelnen Kühlstufen so verteilt werden, daß der freie Querschnitt zwischen den Kühlrohren für den Gasstrom von der Gaseintrittsstelle nach dem Gasaustritt hin sich ständig verengt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 93 991; deutsche Patentanmeldung B 2o8Ia/17f; französische Patentschrift Nr. 354402; Das Gas- und Wasserfach, 195 i, Heft i, S. 4.