NO135079B - - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen angår en varmeveksler for anvendelse i damp-kjeler og lignende innretninger. Ved konvensjonell konstruksjon av varmevekslere festes varmeutvekslingsrørene i den ene enden,

eller i begge ender, til plater. Når en sådan varmeveksler, som har rørene festet i begge ender, arbeider ved høye temperaturer (f.eks. 350 - 600°C), så vil disse rørene utsettes for betraktelige termiske krefter, også når de er formet som spiraler for å kunne oppta de deformasjoner som skyldes termisk utvidelse.

Det er derfor et formål med denne oppfinnelsen å fremskaffe en varmeveksler hvor nevnte mangler er blitt fjernet.

Som eksempler på tidligere kjent teknikk vedrørende varmevekslere

der de nevnte problemer er søkt løst, skal nevnes FR-PS 1378640 og DT-PS 1233421, 1751085 og 18.17043.

I henhold til oppfinnelsen er det frembrakt en ny løsning av det nevnte problem, og det er oppnådd at termiske krefter ikke vil kunne forekomme i varmevekslerrørene, etter som disse er festet bare i den ene ende.

Oppfinnelsen angår således en varmeveksler med en vertikaltanordnet sylindrisk kjele utstyrt med et innløp for det varmeavgivende fluidum ved den nedre ende av kjelen og et utløp for fluidet ved den øvre ende av kjelen, med et antall gjennomløpsrør for det varmeavgivende fluidum, anordnet innbyrdes parallelt i kjelen mellom innløpet og utløpet, idet hvert gjennomløpsrør er åpent ved begge ender, med minst et varmeoverføringsrør anordnet i hvert gjennomløpsrør, idet den ende av varmeoverføringsrøret eller -rørene som ligger nærmest innløpet er lukket, med minst et indre rør i hvert'.varmeoverf øringsrør hvilke indre rør er lukket i den ende som ligger nærmest den lukkede ende av vedkommende varme-overf øringsrør , med ledninger for gjennomstrømning av en væske gjennom de indre rør og varmeoverføringsrørene, og med en holderanordning for rørene i den sylindriske kjele, og varmeveksleren kjennetegnes ved at de ender av varmeoverføringsrørene, gjennom-løpsrørene og de indre rør som ligger lengst fra innløpet for det varmeavgivende fluidum er fastlåst ved hjelp av holderanordningen, mens de ender av rørene som ligger nærmere innløpet er anordnet fritt i forhold til kjelen for å tillate formendringer som følge av temperaturendringer, og at den ende av hvert gjennomløpsrør som ligger nærmest innløpet er utvidet til sekskantet tverrsnittsform, idet de utvidede ender på kjent måte er anordnet opp til hverandre med innbyrdes avstand.

Når det f.eks. er nødvendig å fjerne avleiringer på varmeveksler-rørene, kan disse overoppvarmes ved å kjøre varmeveksleren uten kjølevann, hvorved avleiringene brennes og blir til exhaust, uten at varmevekslerrørene må fjernes fra kjelen.

Denne oppfinnelsen vil nå bli forklart med henvisning til vedlagte tegning, hvori: Fig. 1 er et vertikalt snitt av en varmeveksler i henhold til oppfinnelsen,

Fig. 2 viser en.detalj av fig. 1, sett fra A-A,

Fig. 3 er et tverrsnitt tatt langs B-C-D på fig. 2, og

Fig. 4 er et vertikalt snitt av en annen utførelse av denne oppfinnelsen. Med henvisning til Fig. 1 har man en sylindrisk kjele med referanse-nummer 1, hvis innside .er forsynt med et antall gjennomløpsrør 2 for varmegasser samt dobbel trør innsatt i nevnte rør, hvorved hvert av dobbeltrørene omfatter et indre rør 3 og et ytre.varmeoverføringsrør 4. Gjennomløpsrørene 2 er laget av varmebestandig stål og anordnet i triangulært mønster. Begge endene på hvert rør er ekspanderte til heksagonalt tverrsnitt, som vist på fig. 2. De øvre endene på disse ekspanderte rørene er sveiset sammen med naborørene slik at de danner en flate, mens de nedre endene henger fritt og danner' også en flate. Hvis det skal brukes høyt gasstrykk, dan disse rørene festes til konvensjonelle plater i begge ender. Den øvre enden av dette rørknippet er sveiset til en ring 5 langs omkretsen av knippet, og ringen er selv sveiset til kjeleveggen 6 som derved understøtter gassrørene. Den nedre enden av rzrknippet er forseglet ved en gasstett anordning10. På innsiden av kjeleveggen 6 er der et isolasjonslag 11. Den nederste enden av kjeleveggen er festet til et gassinngangsdeksel 8, som har innvendig isolering 7, ved hjelp av flensene 9. Den øvre enden av kjeleveggen 6 er forbundet med et utgangskammer 18 for gassen, med utløp 17, ved hjelp av flensene 19. Separatorkammeret 20 er utstyrt med en vannbeholder 21 og er forbundet med den øvre enden av kjelen 1. Den øvre enden av hvert innerrør, 3 er festet til bunnen av vannbeholderen 21 og er i forbindelse med vannet. Den øvre enden av hvert varmevekslerrør er festet til bunnen av separatorkammeret 20 og åpent ut mot kammeret. Den nedre enden av hvert varmeoverføringsrør 4 er avsluttet, nær ved den nedre enden av gjennomløpsrørene 2, med en kuleformet kappe, se fig. 3. Den nedre delen av innerrøret 3 ender åpent i nærheten av den nedre delen av varmeoverføringsrøret 4.

Ved drift av denne varmeveksler føres gass, f.eks. "cracked" gass inn i kjelen 1 gjennom innløpet 31, og den stiger deretter opp gjennom mellomrommene mellom rør 2 og 4, for til slutt å fjerne seg gjennom det utløpet 17, som er montert på siden av gassut-strømningskammeret 18. På den annen side, fylles beholderen 21 i separatorkammeret 20 gjennom innløp 22, med den væsken som skal varmes opp. Denne strømmer ned gjennom innerrørene 3, snur ved bunnen av rør 4, for deretter å stige opp i mellomrommene mellom rørene 3 og 4 og returnere til beholderen 21. Derved blir væsken resirkulert. Damp som oppstår i rørene 4 stiger opp gjennom disse og inn i kammeret 20 for deretter å strømme ut gjennom 23.

Den varmeveksler som er vist på fig. 4 kan brukes, med to opp-varmningsgasser, som, f.eks. har ulike kokepunkt. Anordningen har to varmeveksler-seksjoner 24 og 25 og et mellomliggende utløps-

kammer 26 med utløp 27. Det andre gassutløpet 28 er utstyrt med en avgrening .29 og en avstengningsventil 30. Ellers på fig. 4 er nummereringen av deler identiske med fig. 1. I det tilfelle at denne anordning skal brukes til å avkjøle gassen/til en betraktelig lavere temperatur, lukkes utløp 27. Hvis gassen blir overkjølet,

vil noen av gassens bestanddeler kondenseres, og da stenges ventilen 30, og en gass, f.eks. vanndamp sendes inn gjennom 29 under trykk slik at den avkjølte gassen hindres fra å trenge opp gjennom varmeveksleren 24 og istedet tvinges ut gjennom det åpne utløp 27. På denne siste måten reduseres den effektive varmevekslerflaten

og temperaturen på exhaustgassen stiger slik at gasser med høyt kokepunkt kan tas under behandling uten at kondensat forekommer på varmevekslerflaten.

Det vil fremgå at foreliggende oppfinnelse kan komme til utførelse

i forbindelse med den type varmeveksler som har rørknippet liggende horisontalt.

Videre kan de øvre endene på rørene 3 og 4 monteres på hver sin

plate hvilke derpå forbindes med et separatorkammer.

Av det foregående vil det fremgå at denne oppfinnelsen fremskaffer

en varmeveksler hvis varmevekslerrør ikke blir utsatt for termiske krefter, fordi termisk utvidelse av hvert rør kan foregå uhindret ved rørenes frie ender.

Claims (1)

1. Varmeveksler med en vertikaltanordnet sylindrisk kjele utstyrt med

   et innløp for det varmeavgivende fluidum ved den nedre ende av kjelen og et utløp for fluidet ved den øvre ende av kjelen, med et.antall gjennomløpsrør for det varmeavgivende fluidum, anordnet innbyrdes parallelt i kjelen mellom innløpet og utløpet, idet hvert gjennomløpsrør er åpent ved begge ender, med minst et varmeoverføringsrør anordnet i hvert gjennomløpsrør, idet den ende

   av varmeoverføringsrøret eller -rørene som ligger nærmest innløpet er lukket, med minst et indre rør i hvert varmeoverføringsrør hvilke indre rør er lukket i den ende som ligger nærmest den lukkede ende av vedkommende varmeoverføringsrør, med ledninger for gjennomstrømning av en væske gjennom de indre rør og varmeover-føringsrørene, og med en holderanordning for rørene i den sylindriske kjele,

   karakterisert vedat de ender av varmeover-føringsrørene (4), gjennomløpsrørene (2) og de.indre rør (3) som ligger lengst fra innløpet (31) for det varmeavgivende fluidum er fastlåst ved hjelp av holderanordningen, mens de ender av rørene (4, 2, 3) som ligger nærmere innløpet (31) er anordnet fritt i forhold til kjelen (1) for å tillate formendringer som følge av temperaturendringer, og at den ende av hvert gjennomløpsrør (2) som ligger nærmest innløpet (31) er utvidet til sekskantet tverrsnittsform, idet de utvidede ender på kjent måte er anordnet opp til hverandre med innbyrdes avstand.