NL7905640A

NL7905640A - Van een pijpenbundel voorziene warmtewisselaar.

Info

Publication number: NL7905640A
Application number: NL7905640A
Authority: NL
Original assignee: Borsig Gmbh
Priority date: 1978-09-14
Filing date: 1979-07-20
Publication date: 1980-03-18
Also published as: GB2029955B; CS208124B2; JPS5541397A; IT1123130B; SU1026661A3; RO84478B; JPS5841440B2; IT7925642A0; BE878479A; RO84478A; GB2029955A; FR2436354B1; ES482982A1; CA1111835A; US4236576A; FR2436354A1

Description

-1-. 20836/CV/lU

ψ

Aanvrager: Firma Borsig GmbH te Berlijn, Duitsland.

Korte aanduiding: Van een pijpenbundel voorziene warmtewisselaar.

De uitvinding heeft betrekking op een van een pijpenbundel voorziene warmtewisselaar voor de warmteuitwisseling tussen stoffen met 5 groot drukverschil, waarvan de door de pijpen stromende stof een zeer hoge ingangstemperatuur en een hoge uitgangstemperatuur bezit, met een pijpenbodem aan de toestroomzijde van de hete stof, welke dun uitgevoerd en met een aan de mantel van de warmtewisselaar nabij de omtrek van de pijpenbodem afgesteunde inrichting is uitgerust, die uit een 10 loodrecht op deze pijpenbodem staand draagplaatrooster bestaat en in het door de koudere stof doorstroomde gebied van de warmtewisselaar is aangebracht en met een pijpenbodem aan de afstroomzijde van de gekoelde hete stof, welke in verhouding tot de andere pijpenbodem dik uitgevoerd is.

15 Bij dergelijke van pijpenbundels voorziene warmtewisselaars is het noodzakelijk door overeenkomstige constructieve uitvoering er voor te zorgen de koudere stof zo aan het resp. de thermisch hoog belaste pijpenbodem Cs) te leiden, dat een dergelijke warmteafgifte daarvan mogelijk is, welke een de sterkte van het materiaal beïnvloedende 20 hoge temperatuur verhindert.

Het is bekend voor het vervullen van deze eisen bij een van een pijpenbundel voorziene warmetewisselaar, waarbij alleen de ingangstemperatuur een het materiaal van de pijpenbodem in gevaar brengende hoogte bezit, de pijpenbodem aan de toestroomzijde van de hete stof dun uit 25 te voeren, de de pijpenbodem ontlastende inrichting in het door de koudere stof doorstroomde gebied zodanig aan te brengen, dat de in de warmtewisselaar intredende koudere stof aan de dunne pijpenbodem aangevoerd kan worden (Duits octrooi 1.294-.981). Het is natuurlijk mogelijk in gevallen van hogere uitgangstemperaturen van de door de pijpen stromen-30 de stoffen - bij voorbeeld 550 tot 650 graden Celsiis bij de theremische splitsing van gasolie - een dergelijke dunne pijpenbodem met ontlastende inrichting aan de afstroomzijde van de gekoelde hete stof in het door de koudere stof doorstiömde gebied aan te brengen. Deze uitvoering is echter in zijn vervaardiging bijzonder gecompliceerd en zodoende duur 35 in verhouding tot een dikke pijpenbodem.

7905640 •fc * .

- 2 - 20836/CV/IU

Met de uitvinding wordt beoogd voor de afstroomzijde van de gekoelde hete^tof van een een pijpenbundel omvattende warmtewisselaar een dikke pijpenbodem te verkrijgen, welke ondanks hoge uitgangstemperatuur van de hete stof niet een de sterkte van het materiaal daarvan 5 nadelig beïnvloedende hoge temperatuur bereikt.

Volgens de uitvinding kan dit worden bereikt doordat de dikke pijpenbodem van de stoom-water-ruimte van de warmtewisselaar toegankelijke uitsparingen en tussen de pijpen in verbindende aansluiting aan de uitsparingen parallel verlopende koelkanalen bezit, die 10 via buiten de eigenlijke warmtewisselaar aanwezige leidingen in stijg-leidingen uitmonden.

Om het stoom-water-mengsel op eenvoudige en voor de koeling van de dikke pijpenbodem ook werkzame wijze naar de koelkanalen te laten geraken, zijn volgens verdere uitvoeringen van de uitvinding de uit-15 sparingen in de dikke pijpenbodem verzonken gaten, die midden in de koelkanalen eindigen, of koelzakken, die vrije uitdraaiingen om de buizen vormen.

Voor de afvoer van het stoom-water-mengsel uit de dikke pijpenbodem monden volgens de uitvinding de koelkanalen aan weerszijden uit in 20 een ringvormige kamer, waarvan bij voorbeeld twee diametraal tegenover elkaar aangebrachte leidingen met bij voorbeeld twee diametraal tegenover elkaar aangebrachte stijgleidingen verbonden zijn, of van beide einden van ieder koelkanaal leidt een leiding naar een in de nabijheid liggende stijgleiding.

25 De met de uitvinding bereikte voordelen bestaan in het bijzonder daarin, dat een een pijpenbundel omvattende warmtewisselaar met een dunne pijpenbodem aan de toestroomzijde en een dikke pijpenbodem aan de afstroomzijde van de door de pijpen stromende hete stof, welke bij de bekende uitvoeringsvormen van de dikke pijpenbodem in verband 30 met de afname van de sterkteei".genschappen van het materiaal bij stijgende hoge uittredetemperaturen van de gekoelde hete stof slechts een temperatuur van ongeveer 500° C toeliet, nu voor werkwijzestappen met een uittredetemperatuur van bij voorbeeld 550 - 650° C toegepast kan worden, waarbij de genoemde dikke pijpenbodem slechts een tepera-35 tuur van ongeveer 360 - 370° C bereikt en in verhouding tot de dunne

790564G

#«

- 3 - 20836/CV/lU

pijpenbodem eenvoudig en aanzienlijk eenvoudiger en goedkoper in de vervaardiging is.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van in bijgaande figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden.

5 Fig. 1 toont een langsdoorsnede door een schematisch weergegeven loodrecht staande, een pijpenbundel omvattende warmtewisselaar met keelzakken in de en een : ringkamer aan de dikke pijpenbodem.

Fig. 2 toont een aanzicht op de dikke pijpenbodem gezien volgens pijl II in fig. I op grotere schaal.

10 Fig. 3 toont een doorsnede over fig. 2, gezien volgens de lijn III- III in fig. 2.

Fig. 4 toont een doorsnede over fig. 2, gezien volgens de lijn IV-IV in fig. 2.

Fig. 5 toont een aanzicht op een dikke pijpenbodem overeenkomend 15 met het in fig. 2 weergegeven aanzicht, echter zonder een ringvormige kamer aan de dikke pijpenbodem.

Fig. 6 toont een deel van een doorsnede over fig. 5, gezien volgens de lijn VI-VI in fig. 5.

Fig. 7 toont een aanzicht op een dikke pijpenbodem overeenkomend 20 met fig. 2, waarbij echter in plaats van de koelzakken in de pijpenbodem om de buizen verzonken gaten in de pijpenbodem tussen de buizen zijn aangebracht.

Fig. 8 toont een deel van een doorsnede over fig. 7, gezien volgens de lijn VIII-VIII in fig. 7.

25 De een pijpenbundel omvattende warmtewisselaar 1 met de mantel 2, een intredekap 3 met een inwendige isolatielaag 4 voor de invoer van de hete stof in de richting van de pijl 5 en een uittredekap 6 voor de afvoer daarvan in de richting van de pijl 7 omvat in de mantel 2 de buizen 8, die aan de toestroomzijde van de het stof in een dunne pijpen-30 bodem 9, welke door het draagplaatrooster 10 verstijfd is, en aan de afstroomzijde van de gekoelde hete stof met de dikke pijpenbodem 11 verbonden zijn. De koudere stof treedt door daalleidingen 12 in de rihting van de pijl 13 in een door een geleidingsraantel 14 gevormde waterruimte 15 binnen de^hantel 2 in, wordt - door geleidingsplaten ge-*5 lijkmatig verdeeld - naar de dunne pijpenbodem 9 geleid, stroomt dan 7905640

- 4 - 20836/CV/IU

in de stoom-water-ruimte 16 en verlaat van daar voor het grootste gedeelte door de stijgleidingen 17 in de richting van pijl 18 de de pijpenbundel omvattende warmtewisselaar 1. Het kleinere gedeelte van het stoom-water-mengsel geraakt door de uitsparingen in de dikke 5 pijpenbodem 11, die in de figuren 1-6 de koelzakken 19 - vrije uit-draaiingen om de buizen 8 - en in fig. 7 en 8 de verzonken gaten 20 naast de buizen 8 en in het midden ten opzichte van de koelkanalen 21 zijn, in de koelkanalen 21 in de dikke ^ ^ibodern 11, die tussen de buizen 8 en onderling parallel verlopen en van daar weer door de 10 ringvormige kamer 22 (fig. 1-4, 7 en 8) of zonder ringvormige kamer 22 rechtstreeks (fig. 5 en 6) in de aansluitende leidingen 23 en in de richting van de pijl 24 in de stijgleidingen 17.

7905640

Claims

1. Van een pijpenbundel voorziene warmtewisselaar voor de warmte-uitwisseling tussen stoffen met groot drukverschil, waarvan de door de pijpen stromende stof een zeer hoge ingangstemperatuur en een hoge uitgangstemperatuur bezit, met een pijpenbodem aan de 5 toestroomzijde van de hete stof, welke dun uitgevoerd is en met een aan de mantel van de warmtewisselaar nabij de omtrek van deze pijpenbodem afgesteunde inrichting is uitgerust, die uit een loodrecht op deze pijpenbodem staand draagplaatrooster bestaat en in het door de koudere stof doorstroomde gebied van de warmtewisselaar aangebracht 10 is en met een pijpenbodem aan de afstroomzijde van de gekoelde hete stof, welke in verhouding tot de andere pijpenbodem dik uitgevoerd is, met het kenmerk, dat de dikke pijpenbodem (11) van de stoom-water-ruimte (16) toegankelijke uitsparingen en tussen de buizen (8) in verbindende aanslufcing aan de uitsparingen parallel verlopende koelkanalen (21) 15 bezit, die via leidingen (23) in stijgleidingen (17) uitmonden.

2. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de uitsparingen in de dikke pijpenbodem (11) verzonken gaten (20) naast de buizen (8) zijn, die midden in de koelkanaal (21) eindigen.

3. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de uit-20 sparingen in de dikke pijpenbodem (11) koelzakken (19) zijn, die vrije uitdraaiingen om de pijpen (8) vormen.

4. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de koelkanalen (21) aan weerszijden uitmonden in een ringvormige kamer (22) vanwaar bij voorbeeld twee diametraal tegenover elkaar 25 aangebrachte leidingen (23) met bij voorbeeld twee diametraal tegenover elkaar aangebrachte stijgleidingen (17) zijn verbonden.

5. Warmtewisselaar volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat van beide einden van ieder koelkanaal (21) een leiding (23) naar een in de nabijheid daarvan liggende stijgleiding (17) voert. 7905640