EP1508763B1 - Verfahren zur Anordnung eines Entlüftungsrohres in einem Wärmetauscher - Google Patents

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EP1508763B1
EP1508763B1 EP03018961A EP03018961A EP1508763B1 EP 1508763 B1 EP1508763 B1 EP 1508763B1 EP 03018961 A EP03018961 A EP 03018961A EP 03018961 A EP03018961 A EP 03018961A EP 1508763 B1 EP1508763 B1 EP 1508763B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pipe
heat exchanger
tube
vent
housing
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03018961A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1508763A1 (de
Inventor
Hans-Günter Dipl.-Ing. Grobelny
Walter Ing.-Grad. Schwarzer
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Balcke Duerr GmbH
Original Assignee
Balcke Duerr GmbH
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Publication date
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Application filed by Balcke Duerr GmbH filed Critical Balcke Duerr GmbH
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Priority to AT03018961T priority patent/ATE377742T1/de
Priority to EP03018961A priority patent/EP1508763B1/de
Priority to ZA2004/06373A priority patent/ZA200406373B/en
Priority to US10/916,412 priority patent/US7350560B2/en
Priority to NO20043407A priority patent/NO20043407L/no
Priority to CNB200410058576XA priority patent/CN100368751C/zh
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Priority to PL369664A priority patent/PL207547B1/pl
Priority to RU2004125546/06A priority patent/RU2296283C2/ru
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/06—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/005—Other auxiliary members within casings, e.g. internal filling means or sealing means

Definitions

  • the invention relates to a method for arranging a vent pipe in a heat exchanger having a plurality of tubes arranged in a housing and preferably combined to form at least one tube bundle and a plurality of partition walls dividing the housing into separate regions.
  • Heat exchangers of the aforementioned type are known from the prior art ( DE 1098954 B and US 5853549 A ) and are generally referred to as tubular heat exchangers. They serve the heat exchange between two different tempered media, wherein the one medium is guided in the U-shaped tubes usually combined as tube bundles, whereas the other medium is passed in transverse or longitudinal flow to the tubes of the heat exchanger.
  • a highly heated fluid in the form of water vapor, water or inert gas is usually used as the second medium from which the heat is dissipated and transferred to the first medium conducted through the tubes.
  • the housing accommodating the tubes of the heat exchanger has a plurality of intermediate walls, as a result of which arrangement housing areas are created.
  • the partitions also serve the position-safe and dimensionally stable arrangement of arranged in the housing of the heat exchanger for heat transfer tubes.
  • the second medium to be passed through for heat exchange through the individual housing regions can not be led out of the respective housing regions without residue.
  • a gaseous fluid can form condensable residues in the form of gas bubbles, which concentrate on from the outside in inaccessible places in the housing, ie accumulate. Consequently can with increasing operation of the heat exchanger originally asked by the individual heat exchanger tubes for heat exchange surface available no longer be fully used because the accumulated fluid residues surround the individual heat exchanger tubes in the manner of an insulator.
  • residues form in the region of the intermediate walls, so that with increasing operating time of the heat exchanger downright insulating layers can form, the disadvantage can worsen the efficiency of the heat exchanger in some significant mass. And so were found in operating heat exchangers power losses of up to 50%.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for upgrading such heat exchangers that overcomes the aforementioned disadvantages and also has a relatively high efficiency with increasing operating time.
  • This object is achieved with a method in which a tube originally provided for the heat exchange is separated in the region above the intermediate longitudinally arranged in the longitudinal direction intermediate wall and the separated pipe section is removed and replaced by a provided with vent holes vent pipe.
  • vent tube is very simple. If a deterioration in the efficiency of the heat exchanger is determined on the consumer side, then it is only necessary to temporarily stop the operation of the heat exchanger, to open the otherwise closed vent tube by means of appropriate fittings and to suck the fluid residues accumulated in the housing through the vent tube. The vent tube can then be closed again and the functional operation of the heat exchanger can be recorded.
  • the heat exchanger has a plurality of ventilation pipes, wherein in each case at least one ventilation pipe is provided per housing region.
  • At least one venting tube is to be provided per housing area to be vented, which has venting bores exclusively in the respective housing area assigned to the venting tube. If, for example, a heat exchanger housing is divided into a total of four subregions, at least a total of four venting tubes are to be provided, wherein each venting tube is used for the venting of one of the four subregions.
  • the individual subsections of the heat exchanger housing are charged with one and the same medium, or should a possible mixing of the media used in each case not be important, so the use may be sufficient only one vent tube, it being provided that the vent tube at least per separate Area has a vent hole. Even with such an embodiment, of course, the use of multiple vent tubes with respect to an accelerated venting advantage.
  • the number of vent holes per vent tube and their respective diameter are designed depending on the use of the heat exchanger.
  • the number of vent holes and their respective diameter can be varied, it is important to position vent holes, each with required cross section in those areas of the vented housing, in which preferably fluid residues in the form of gas bubbles or the like form.
  • vent holes are aligned, which means in the sense of the invention that the vent holes are distributed over the effective length of the vent pipe such that a to be expected with respect to the use of the heat exchanger residue formation preferably can be completely sucked to vent the heat exchanger.
  • the designated pipes After opening the heat exchanger water chamber, the designated pipes are fixed in the bundle holder, parts of the old pipe cut in a controlled manner without damaging adjacent pipes, control of neighboring pipes for damage, new pipes with a defined perforation used, sealed to the pipe, merged in internal collectors and guided by existing or new container neck to the outside.
  • the heat exchanger remains in the power plant and only has to be driven off. Disassembly of pipelines is not required.
  • An inventively retrofitted heat exchanger offers the advantages already described above, wherein unlike a factory already equipped with a vent tube heat exchanger according to the inventive method is provided that a tube originally provided for the heat exchange retrofitted and is used in the other as a vent tube.
  • a tube originally provided for the heat exchange retrofitted and is used in the other as a vent tube is used in the other as a vent tube.
  • at least one of the preferably U-shaped heat exchange tubes is separated in the area above the intermediate wall arranged longitudinally to the bottom. The thus separated leg of the U-shaped tube is then removed and replaced with a vent hole provided with vent pipe. This then serving as a vent pipe section of the U-shaped tube can then be used to vent the heat exchanger in the manner already described above.
  • the other leg of the U-shaped tube is separated in the same way and replaced by a vent tube or, if this is neither desired nor necessary, sealed.
  • the originally serving as a heat exchange tube U-shaped tube of the heat exchanger is to be decoupled from the heat exchange circuit.
  • the originally intended for the heat exchange tube is widened before its separation in the area above the partition.
  • This can preferably be done by means of a probe, by means of which over a defined length an end-side widening of the pipe section remaining in the heat exchanger can be carried out.
  • the pipe widening can be used to form a pipe receptacle for the vent pipe to be introduced.
  • the vent tube can then be inserted and anchored in the pipe receiving device formed in this way.
  • the pipe receiving can be configured as a press fit.
  • other connection options, such as bonding are suitable.
  • FIG. 1 is a schematic view of the lower portion of a heat exchanger 1. Formed is the heat exchanger 1 by a plurality of arranged in a housing 2 and combined into tube bundles U-shaped tubes 3. Provision is further more intermediate walls 4, the Divide housing 2 into separate areas 5.
  • the tubes 3 are flowed through by a medium to be heated, which flows into the tubes 3 in the flow direction 10 and leaves them again in the flow direction 11.
  • a medium to be heated which flows into the tubes 3 in the flow direction 10 and leaves them again in the flow direction 11.
  • a second medium which flows transversely to the orientation of the tubes 3 through the regions 5 of the housing 2 and the housing leaves through the outlet openings 6 in the flow direction 13 again.
  • the medium conducted through the subregions 5 in a manner known per se, releases the heat energy carried by it to the medium conveyed through the tubes 3.
  • the second medium can also be introduced into the heat exchanger in a manner different from that shown in FIG.
  • a vent tube 6 is provided according to the invention that preferably extends through all areas 5 of the housing 2 and a plurality of transversely to the longitudinal extent 14 of the tube 6 formed vent holes. Any fluid residues forming in the housing 2 can be sucked off via this vent pipe 6 and released to the environment surrounding the heat exchanger 1.
  • the use of the vent tube 6 thus creates the possibility of freeing the housing 2 of the heat exchanger 1 of any fluid residues, with a relatively high efficiency is ensured even with increasing operating time of the heat exchanger 1.
  • FIG. 1 shows a heat exchanger 1 according to the invention, in which a vent pipe 6 is already introduced by the manufacturer.
  • the embodiment of FIG. 2 shows a retrofitted with a vent pipe in the aforementioned sense heat exchanger 1. It is provided in this embodiment, that originally provided for the heat exchange pipe 3 in the region above the longitudinal direction 14 at the bottom arranged intermediate wall 4 at the 8 separated point was separated and the separated pipe section was removed and replaced with a provided with vent holes 15 vent pipe 6. The remaining portion 7 of the originally intended for the heat exchange tube 3 remains in the heat exchanger 1 and is closed at the ends by a plug 9. In order to determine the position of the intermediate walls 4 arranged within the heat exchanger, an eddy-current measurement can be carried out in an upstream method step. The operation of this subsequently introduced in the sense of a retrofit in the heat exchanger 1 vent pipe 6 corresponds to that, as already described for Fig. 1.
  • FIGS. 3 to 6 Shown in FIGS. 3 to 6 in a schematic partial view of a partial section of an originally intended for the heat exchange tube 3 in the region of the in Fig. 2 denoted by 8 separating point.
  • a first method step which is shown in FIG. 3, initially the pipe 3 originally provided for the heat exchange is preferably separated in the region above the intermediate wall arranged in the longitudinal direction 14 to the bottom. This is shown schematically in Fig. 3 by the direction indicated by the dashed line separating point 8.
  • vent pipe 6 of the heat exchanger 1 remaining in the portion 7 of the originally intended for the heat exchange pipe 3 is expanded to form a pipe receiving 16.
  • the vent pipe 6 can be inserted into the heat exchanger 1 and fitted into the pipe receptacle 16 in a final process step.
  • the vent pipe 6 is, as shown particularly in FIG. 5 can be removed, formed rohrability bath closed, for which purpose a closure element 21 may be provided.
  • a gluing is possible.
  • FIG. 6 An alternative embodiment for connecting the vent pipe 6 with the heat exchanger in the remaining portion 7 of the pipe 3 is shown in Fig. 6. It is shown here that the end of the vent pipe 6 is inserted into the vent pipe 6 connecting member 20 is provided, for example in the form of a cylindrical and raw receiving side tapered element can be formed. For a connection of the vent pipe 6 with the heat exchanger remaining in the section 7 of the tube 3, the vent pipe 6 is introduced into the heat exchanger, wherein the connecting member 20 protrudes beyond the rohrability Dusten edge of the vent pipe 6 and so as a connection between the vent pipe 6 and section 7 in the pipe 3 is introduced.
  • the pipe 3 originally provided for the heat exchange is first widened before being separated in the region of the later separation point 8. This achieves this, that after a successful separation of the tube remaining in the heat exchanger section 7 of the tube 3 does not slip, but rather is held securely in position. After a separation of the tube, the tube extension then serves as a pipe receiving, as already described above.
  • a method implementation according to this alternative therefore provides that for a retrofitting of the vent pipe 6, a pipe initially provided for the heat exchange is preferably widened above the intermediate wall arranged at the bottom.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anordnung eines Entlüftungsrohres in einem Wärmetauscher mit einer Vielzahl von in einem Gehäuse angeordneter und vorzugsweise zu wenigstens einem Rohrbündel zusammengefasster Rohre sowie mehreren das Gehäuse in separate Bereiche unterteilenden Zwischenwänden.
  • Wärmetauscher der vorgenannten Art sind aus dem Stand der Technik ( DE 1098954 B und US 5853549 A ) bekannt und werden im allgemeinen als Röhrenwärmetauscher bezeichnet. Sie dienen dem Wärmeaustausch zwischen zwei unterschiedlich temperierten Medien, wobei das eine Medium in den zumeist als Rohrbündeln zusammengefassten U-förmig ausgebildeten Röhren geführt wird, wohingegen das andere Medium im Quer- oder Längsstrom hierzu an den Röhren des Wärmetauschers vorbeigeführt wird. Als zweites Medium, aus dem die Wärme abgeführt und an das durch die Röhren geleitete erste Medium überführt werden soll, dient zumeist ein hocherhitztes Fluid in Form von Wasserdampf, Wasser oder Inertgas.
  • Bevorzugterweise weist das die Rohre des Wärmetauschers aufnehmende Gehäuse eine Mehrzahl von Zwischenwänden auf, infolge deren Anordnung Gehäusebereiche entstehen. Die Zwischenwände dienen darüber hinaus der lagesicheren und formstabilen Anordnung der im Gehäuse des Wärmetauschers für die Wärmeübertragung angeordneten Rohre.
  • In nachteiliger Weise hat sich jedoch herausgestellt, dass sich das für einen Wärmeaustausch durch die einzelnen Gehäusebereiche hindurchzuleitende zweite Medium nicht rückstandsfrei aus den jeweiligen Gehäusebereichen herausführen lässt. Insbesondere bei der Verwendung eines gasförmigen Fluides können sich kondensierbare Rückstände in Form von Gasblasen bilden, die sich an von außen in nicht zugänglichen Stellen im Gehäuse konzentrieren, d.h. ansammeln. Infolgedessen kann mit zunehmendem Betrieb des Wärmetauschers die ursprünglich durch die einzelnen Wärmetauscherrohre zum Wärmeaustausch zur Verfügung gestellte Oberfläche nicht mehr vollends genutzt werden, da die sich angesammelten Fluidrückstände die einzelnen Wärmetauscherrohre nach Art eines Isolators umgeben. Auch bilden sich insbesondere Rückstände im Bereich der Zwischenwände, so dass sich mit zunehmender Betriebsdauer des Wärmetauschers regelrecht Isolationsschichten ausbilden können, die Nachteiligerweise den Wirkungsgrad des Wärmetauschers in zum Teil erheblichem Masse verschlechtern können. Und so wurden bei im Betrieb befindlichen Wärmetauschern Leistungsverluste von bis zu 50 % festgestellt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Ertüchtigung derartiger Wärmetauscher bereitzustellen, dass die vorgenannten Nachteile überwindet und auch bei zunehmender Betriebsdauer einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad aufweist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren, bei dem ein ursprünglich für den Wärmetausch vorgesehenes Rohr im Bereich oberhalb der in Längsrichtung zu unterst angeordneten Zwischenwand aufgetrennt wird und der abgetrennte Rohrabschnitt entfernt und durch ein mit Entlüftungsbohrungen versehenes Entlüftungsrohr ersetzt wird.
  • Auf einfache Weise kann so eine strömungstechnische Verbindung zwischen den einzelnen Gehäusebereichen und der den Wärmetauscher umgebenden Umgebung ausgebildet werden, so dass im Gehäuseinneren etwaig angesammelte bzw. eingeschlossene Fluidrückstände bei Bedarf vollends abgesaugt werden können. Der Ansammlung von die Leistungsfähigkeit und damit den Wirkungsgrad des Wärmetauschers beeinträchtigender Gas- oder Dampfrückstände kann so in vorteilhafter Weise entgegengewirkt werden. Dabei ist die Verwendung des Entlüftungsrohres denkbar einfach. Wird verbraucherseitig eine Verschlechterung des Wirkungsgrades des Wärmetauschers festgestellt, so ist es nämlich lediglich erforderlich, den Betrieb des Wärmetauschers kurzfristig einzustellen, das ansonsten verschlossene Entlüftungsrohr mittels entsprechender Armaturen zu öffnen und die sich im Gehäuse angesammelten Fluidrückstände durch das Entlüftungsrohr abzusaugen. Das Entlüftungsrohr kann alsdann wieder geschlossen und der funktionsgerechte Betrieb des Wärmetauschers aufgenommen werden.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist der Wärmetauscher eine Vielzahl von Entlüftungsrohren auf, wobei je Gehäusebereich jeweils wenigstens ein Entlüftungsrohr vorgesehen ist. Erreicht werden kann durch diese Anordnung nicht nur ein beschleunigter Entlüftungsvorgang, auch kann so bei der Verwendung mehrerer voneinander abgedichteter Gehäusebereiche sichergestellt werden, dass eine Vermischung der in die einzelnen Gehäusebereiche eingebrachten Medien nicht stattfindet. Pro zu entlüftender Gehäusebereich ist dabei wenigstens ein Entlüftungsrohr vorzusehen, das Entlüftungsbohrungen ausschließlich im jeweils dem Entlüftungsrohr zugeordneten Gehäusebereich aufweist. Ist beispielsweise ein Wärmetauschergehäuse in insgesamt vier Unterbereiche gegliedert, so sind mindestens insgesamt vier Entlüftungsrohre vorzusehen, wobei jedes Entlüftungsrohr für die Entlüftung eines der vier Unterbereiche genutzt wird. Darüber hinaus ist es natürlich auch möglich, pro zu entlüftendem Bereich nicht nur ein sondern mehrere Entlüftungsrohre vorzusehen, wobei auch für diese Rohre gilt, dass Entlüftungsbohrungen nur bezüglich des jeweils zu entlüftenden Bereiches vorzusehen sind.
  • Sollten die einzelnen Unterbereiche des Wärmetauschergehäuses mit ein- und demselben Medium beschickt werden, oder sollte eine mögliche Vermischung der jeweils genutzten Medien nicht von Bedeutung sein, so ist die Verwendung unter Umständen nur eines Entlüftungsrohres ausreichend, wobei vorzusehen ist, dass das Entlüftungsrohr wenigstens pro separatem Bereich eine Entlüftungsbohrung aufweist. Auch bei einer solchen Ausgestaltungsform ist natürlich der Einsatz mehrerer Entlüftungsrohre mit Bezug auf einen beschleunigten Lüftungsvorgang von Vorteil.
  • Zweckmäßigerweise sind die Anzahl der Entlüftungsbohrungen pro Entlüftungsrohr sowie deren jeweiliger Durchmesser in Abhängigkeit der Verwendung des Wärmetauschers ausgelegt. Zur Optimierung des Entlüftungsvorganges können die Anzahl der Entlüftungsbohrungen sowie deren jeweilige Durchmesser variiert werden, wobei es darauf ankommt, Entlüftungsbohrungen mit jeweils erforderlichem Querschnitt in denjenigen Bereichen des zu entlüftenden Gehäuses zu positionieren, in denen sich bevorzugterweise Fluidrückstände in Form von Gasblasen oder dergleichen ausbilden. Zum einen wird durch eine solche Anordnung sichergestellt, dass die sich in den Gehäusebereichen auszubildenden Rückstände vollends abgesaugt und mithin eine vollständige Entlüftung des Gehäuses vorgenommen werden kann, zum anderen wird durch die zielausgerichtete Ausbildung der Entlüftungsbohrungen ein insgesamt beschleunigter Entlüftungsvorgang erreicht. Zur weiteren Verbesserung kann dabei zudem vorgesehen sein, dass die Entlüftungsbohrungen ausgerichtet ausgebildet sind, was im Sinne der Erfindung meint, dass die Entlüftungsbohrungen derart über die wirksame Länge des Entlüftungsrohres verteilt angeordnet sind, dass eine mit Bezug auf die Verwendung des Wärmetauschers zu erwartende Rückstandsbildung vorzugsweise vollends zur Entlüftung des Wärmetauschers abgesogen werden kann.
  • Nach dem Öffnen der Wärmetauscherwasserkammer werden die dafür vorgesehenen Rohre in der Bündelhalterung fixiert, Teile des alten Rohres kontrolliert abgeschnitten, ohne Nachbarrohre zu beschädigen, Kontrolle der Nachbarrohre auf Beschädigungen, neue Rohre mit einer definierten Lochung eingesetzt, zur Rohrscheibe abgedichtet, in inneren Sammlern zusammengeführt und durch vorhandene oder neue Behälterstutzen nach außen geführt. Für diese gesamte Maßnahme verbleibt der Wärmetauscher im Kraftwerk und muss lediglich abgefahren werden. Eine Demontage von Rohrleitungen ist nicht erforderlich.
  • Ein erfindungsgemäß nachgerüsteter Wärmetauscher bietet die schon vorbeschriebenen Vorteile, wobei anders als bei einem bereits herstellerseitig mit einem Entlüftungsrohr ausgestatteten Wärmetauscher gemäß erfindungsgemäßem Verfahren vorgesehen ist, dass ein ursprünglich für den Wärmeaustausch vorgesehenes Rohr umgerüstet und im weiteren als Entlüftungsrohr eingesetzt wird. Zu diesem Zweck wird in Abhängigkeit des Verwendungszweckes des Wärmetauschers wenigstens eines der vorzugsweise U-förmigen Wärmeaustauschrohre im Bereich oberhalb der in Längsrichtung zu unterst angeordneten Zwischenwand aufgetrennt. Der so abgetrennte Schenkel des U-förmigen Rohres wird alsdann entfernt und durch ein mit Entlüftungsbohrungen versehenes Entlüftungsrohr ersetzt. Dieser dann als Entlüftungsrohr dienende Teilabschnitt des U-förmigen Rohres kann dann zur Entlüftung des Wärmetauschers in der schon vorbeschriebenen Weise eingesetzt werden. Zweckmäßigerweise wird auch der andere Schenkel des U-förmigen Rohres in gleicher Weise abgetrennt und durch ein Entlüftungsrohr ersetzt oder, falls dies weder erwünscht noch erforderlich sein sollte, abgedichtet. In jedem Fall ist jedoch das ursprünglich als Wärmeaustauschrohr dienende U-förmige Rohr des Wärmetauschers vom Wärmetauschkreislauf abzukoppeln.
  • Zur lagesicheren Anordnung des Entlüftungsrohres ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass das ursprünglich für den Wärmeaustausch vorgesehene Rohr vor seiner Abtrennung im Bereich oberhalb der Zwischenwand geweitet wird. Dies kann vorzugsweise mittels einer Sonde erfolgen, mittels der über eine definierte Länge eine endseitige Aufweitung des im Wärmetauscher verbleibenden Rohrabschnittes vorgenommen werden kann. Durch ein Aufweiten des Rohres wird sichergestellt, dass der im Wärmetauscher verbleibende Rohrabschnitt nach seiner Auftrennung nicht in seiner Position verrutscht, sondern vielmehr lagesicher gehalten wird. Zudem kann die Rohrweitung der Ausbildung einer Rohraufnahme für das einzubringende Entlüftungsrohr dienen. In die auf diese Weise ausgebildete Rohraufnahme kann sodann das Entlüftungsrohr eingeführt und verankert werden. Zu diesem Zweck kann die Rohraufnahme als Presssitz ausgestaltet werden. Auch eignen sich andere Verbindungsmöglichkeiten, wie zum Beispiel das Verkleben.
  • Weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung anhand der nachfolgenden Figuren. Dabei zeigen:
    • Figur 1:
    in schematischer Darstellung einen Wärmetauscher gemäß einer ersten Ausführungsform;
    Figur 2:
    in schematischer Darstellung einen Wärmetauscher gemäß einer zweiten Ausführungsform;
    Figur 3:
    in einer schematischen Darstellung einen Teilausschnitt eines ursprünglich für den Wärmeaustausch vorgesehenen Rohres;
    Figur 4:
    in einer schematischen Darstellung einen Teilausschnitt eines ursprünglich für den Wärmeaustausch vorgesehenen Rohres mit einer endseitig ausgebildeten Erweiterung und
    Figur 5:
    in einer schematischen Darstellung einen Teilausschnitt eines für den Wärmeaustausch vorgesehenen Rohres, in welches ein der Entlüftung dienendes Rohr eingeführt ist;
    Figur 6:
    in einer schematischen Darstellung einen Teilausschnitt eines für den Wärmetausch vorgesehenen Rohres, in welches gemäß einer alternativen Ausführungsform ein der Entlüftung dienendes Rohr eingeführt ist.
  • Dargestellt ist in Fig. 1 in schematischer Ansicht der untere Teilbereich eines Wärmetauschers 1. Gebildet ist der Wärmetauscher 1 durch eine Vielzahl von in einem Gehäuse 2 angeordneter und zu Rohrbündeln zusammengefasster U-förmiger Rohre 3. Vorgesehen sind des weiteren mehrere Zwischenwände 4, die das Gehäuse 2 in separate Bereiche 5 unterteilen.
  • Durchströmt werden die Rohre 3 von einem aufzuwärmenden Medium, das in Strömungsrichtung 10 in die Rohre 3 hineinfließt und diese in Strömungsrichtung 11 wieder verlässt. Zugeführt über die Einführungen 17, die auch als zentral ausgebildete Einzel-Einführung ausgestaltet sein kann, wird gemäß der Strömungsrichtung 12 in jeden Teilbereich 5 des Gehäuses 2 ein zweites Medium, das quer zur Ausrichtung der Rohre 3 durch die Bereiche 5 des Gehäuses 2 hindurchströmt und das Gehäuse durch die Auslassöffnungen 6 in Strömungsrichtung 13 wieder verlässt. Beim Durchströmen des Gehäuses 2 gibt dabei das durch die Teilbereiche 5 geleitete Medium in an sich bekannter Weise die von ihm getragene Wärmeenergie an das durch die Rohre 3 geführte Medium ab. Es versteht sich dabei von selbst, dass das zweite Medium auch in anderer als in der Fig. 1 dargestellten Weise in den Wärmetauscher eingeführt werden kann.
  • In nachteiliger Weise kann es zu Mediumsrückständen innerhalb des Gehäuses 2, das heißt innerhalb der einzelnen Bereiche 5 kommen, die sich beispielsweise dadurch ausbilden, dass das quer zu den Rohren 3 durch das Gehäuse 2 geleitete Medium nicht vollständig durch die Auslässe 18 abgeführt wird, infolgedessen sich in Form von Blasen oder dergleichen nicht kondensierbare Gaspolster an den Rohrleitungen 3 bzw. an den Zwischenwänden 4 ausbilden können. Diese Rückstände können in nachteiliger Weise als Isolator wirken und einen Leistungsverlust von bis zu 50 % hervorrufen.
  • Zur Vermeidung des vorbeschriebenen Nachteils ist erfindungsgemäß ein Entlüftungsrohr 6 vorgesehen, dass vorzugsweise sämtliche Bereiche 5 des Gehäuses 2 durchragt und eine Mehrzahl von quer zur Längserstreckung 14 des Rohres 6 ausgebildeten Entlüftungsbohrungen aufweist. Sich etwaige im Gehäuse 2 bildende Fluidrückstände können über dieses Entlüftungsrohr 6 abgesaugt und an die den Wärmetauscher 1 umgebende Umgebung abgegeben werden. Der Einsatz des Entlüftungsrohres 6 schafft mithin die Möglichkeit, das Gehäuse 2 des Wärmetauschers 1 von etwaigen Fluidrückständen zu befreien, wobei auch bei zunehmender Betriebsdauer des Wärmetauschers 1 ein vergleichsweise hoher Wirkungsgrad sichergestellt ist.
  • Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher 1, in dem bereits herstellerseitig ein Entlüftungsrohr 6 eingebracht ist. Im Unterschied hierzu zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 einen mit einem Entlüftungsrohr im vorgenannten Sinne nachgerüsteten Wärmetauscher 1. Vorgesehen ist bei dieser Ausgestaltungsform, dass ein ursprünglich für den Wärmeaustausch vorgesehenes Rohr 3 im Bereich oberhalb der in Längsrichtung 14 zu unterst angeordneten Zwischenwand 4 an der mit 8 bezeichneten Stelle aufgetrennt wurde und der abgetrennte Rohrabschnitt entfernt und durch ein mit Entlüftungsbohrungen 15 versehenes Entlüftungsrohr 6 ersetzt wurde. Der übrige Teilbereich 7 des ursprünglich für den Wärmeaustausch vorgesehenen Rohres 3 verbleibt im Wärmetauscher 1 und wird endseitig durch einen Stopfen 9 verschlossen. Zur Ermittlung der Lage der innerhalb des Wärmetauschers angeordneten Zwischenwände 4 kann in einem vorgeschalteten Verfahrensschritt eine Wirbelstrommessung durchgeführt werden. Die Funktionsweise dieses nachträglich im Sinne einer Nachrüstung in den Wärmetauscher 1 eingebrachten Entlüftungsrohres 6 entspricht derjenigen, wie bereits zu Fig. 1 beschrieben.
  • Zur Anordnung eines Entlüftungsrohres 6 im Sinne einer Nachrüstung ist erfindungsgemäß ein Verfahren vorgesehen, das anhand der Fign. 3 bis 6 näher beschrieben werden soll. Dargestellt ist in den Fign. 3 bis 6 in schematischer Teilansicht ein Teilausschnitt eines ursprünglich für den Wärmeaustausch vorgesehenen Rohres 3 im Bereich der in Fig. 2 mit 8 bezeichneten Auftrennstelle. In einem ersten Verfahrensschritt, der in Fig. 3 dargestellt ist, wird zunächst das ursprünglich für den Wärmeaustausch vorgesehene Rohr 3 vorzugsweise im Bereich oberhalb der in Längsrichtung 14 zu unterst angeordneten Zwischenwand aufgetrennt. Schematisch dargestellt ist dies in Fig. 3 durch die mit der Strichlinie angedeutete Trennstelle 8. Nach einem Auftrennen des Rohres 3 wird der abgetrennte Rohrabschnitt 18 sodann aus dem Wärmetauscher 1 entfernt und durch ein mit Entlüftungsbohrungen 15 versehenes Entlüftungsrohr 6 ersetzt. Zur lagesicheren Anordnung des Entlüftungsrohres 6 wird der im Wärmeübertrager 1 verbleibende Teilabschnitt 7 des ursprünglich für den Wärmeaustausch vorgesehenen Rohres 3 zur Ausbildung einer Rohraufnahme 16 aufgeweitet. Dargestellt ist diese Rohraufweitung in Fig. 4. Sobald dies erfolgt ist, kann in einem abschließenden Verfahrensschritt das Entlüftungsrohr 6 in den Wärmeübertrager 1 eingeschoben und in die Rohraufnahme 16 eingepasst werden. Das Entlüftungsrohr 6 ist, wie insbesondere Fig. 5 entnommen werden kann, rohraufnahmeseitig verschlossen ausgebildet, zu welchem Zweck ein Verschlusselement 21 vorgesehen sein kann. Für eine lagesichere Anordnung des Entlüftungsrohres 6 ist dieses in den im Wärmetauscher verbleibenden Teilabschnitt 7 des Rohres 3 eingesteckt. Alternativ ist auch ein Verkleben möglich.
  • Eine alternative Ausgestaltungsform zur Verbindung des Entlüftungsrohres 6 mit dem im Wärmetauscher verbleibenden Teilabschnitt 7 des Rohres 3 zeigt Fig. 6. Dargestellt ist hier, dass endseitig des Entlüftungsrohres 6 ein in das Entlüftungsrohr 6 eingeführtes Verbindungselement 20 vorgesehen ist, das beispielsweise in Form eines zylindrischen und rohraufnahmeseitig spitz zulaufenden Elements ausgebildet sein kann. Für eine Verbindung des Entlüftungsrohres 6 mit dem im Wärmetauscher verbleibenden Teilabschnitt 7 des Rohres 3 wird das Entlüftungsrohr 6 in den Wärmetauscher eingebracht, wobei das Verbindungselement 20 über den rohraufnahmeseitigen Rand des Entlüftungsrohres 6 hinausragt und so als Verbindung zwischen Entlüftungsrohr 6 und Teilabschnitt 7 in das Rohr 3 eingeführt wird. Unter Verwendung des Verbindungselements 20 wird somit zum einen eine lagesichere Anordnung des Entlüftungsrohres 6 relativ zum Teilabschnitt 7 des Rohres 3 bewirkt, sowie zum anderen eine endseitige Abdichtung des Entlüftungsrohres 6 sichergestellt. Für eine lagesichere Anordnung des im Wärmetauscher verbleibenden Teilabschnitts 7 des Rohres 3 ist dieser im Bereich der Zwischenwand 4 geweitet ausgebildet, so dass ein unbeabsichtigtes Verrutschen des Teilabschnittes 7 wirkungsvoll verhindert werden kann.
  • Alternativ zur vorbeschriebenen Verfahrensdurchführung kann auch vorgesehen sein, dass das ursprünglich für den Wärmeaustausch vorgesehene Rohr 3 vor einem Auftrennen zunächst im Bereich der späteren Trennstelle 8 geweitet wird. Erreicht wird hierdurch, dass nach einer erfolgten Auftrennung des Rohres der im Wärmetauscher verbleibende Teilabschnitt 7 des Rohres 3 nicht verrutscht, sondern vielmehr lagesicher gehalten wird. Nach einer Auftrennung des Rohres dient die Rohrerweiterung dann als Rohraufnahme, wie vorstehend bereits beschrieben. Eine Verfahrensdurchführung gemäß dieser Alternative sieht mithin vor, dass für eine Nachrüstung des Entlüftungsrohres 6 zunächst ein für den Wärmeaustausch ursprünglich vorgesehenes Rohr vorzugsweise oberhalb der zu unterst angeordneten Zwischenwand geweitet wird. Alsdann erfolgt im Bereich dieser Erweiterung eine Auftrennung des Rohres 3, wobei infolge der Erweiterung ein ungewolltes Verrutschen des im Wärmetauschers 1 verbleibenden Teilabschnittes 7 des Rohres 3 unterbunden ist. Der geweitete Endbereich des Teilabschnittes 7 dient nach einer Auftrennung des Rohres 3 zudem als Rohraufnahme 16, in die hinein das in den Wärmetauscher 1 einzubringende Entlüftungsrohr eingepasst wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wärmeübertrager
    2
    Gehäuse
    3
    Rohr
    4
    Zwischenwand
    5
    Bereich
    6
    Entlüftungsrohr
    7
    Teilabschnitt
    8
    Trennstelle
    9
    Stopfen
    10
    Strömungsrichtung
    11
    Strömungsrichtung
    12
    Strömungsrichtung
    13
    Strömungsrichtung
    14
    Längsrichtung
    15
    Entlüftungsbohrung
    16
    Rohraufnahme
    17
    Einlaß
    18
    Auslaß
    19
    Rohrabschnitt
    20
    Verbindungselement
    21
    Verschlußelement

Claims (4)

  1. Verfahren zur Anordnung eines Entlüftungsrohres (6) in einem mehrere Zwischenwände (4) aufweisenden Wärmeübertrager (1)mit einer Vielzahl von in einem Gehäuse (2) angeordneten und vorzugsweise zu wenigstens einem Rohrbündel zusammengefaßten Rohren (3),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein ursprünglich für den Wärmeaustausch vorgesehenes Rohr (3) im Bereich oberhalb der in Längsrichtung (14) zu unterst angeordneten Zwischenwand (4) aufgetrennt wird und der abgetrennte Rohrabschnitt entfernt und durch ein mit Entlüftungsbohrungen (15) versehenes Entlüftungsrohr (6) ersetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das ursprünglich für den Wärmeaustausch vorgesehene Rohr (3) vor einer Auftrennung geweitet wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Entlüftungsrohr (6) in eine Rohraufnahme (16) eingeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der im Wärmeübertrager (1) verbleibende Rohrabschnitt (7) des ursprünglich für den Wärmeaustausch vorgesehenen Rohres (3) verschlossen wird.
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