DE1800062C3

DE1800062C3 - Wärmeaustauscher zur Kondensation von Dämpfen

Info

Publication number: DE1800062C3
Application number: DE19681800062
Authority: DE
Inventors: Wasilij Georgijewitsch Moskau Iljin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-10-01
Filing date: 1968-10-01
Publication date: 1975-12-11
Also published as: DE1800062B2; DE1800062A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher zur Kondensation von Dämpfen, vorzugsweise chemisch aggressiver Stoffe, mit mehreren senkrecht übereinander angeordneten Elementen, die senkrechte Kanäle zur Dampfführung und waagerechte Kanäle zur Kühlmittelführung besitzen, bei dem die senkrechten Dampfkanäle jedes Elementes gegenüber den gleichen Dampfkanälen des nachfolgenden Elementes versetzt angeordnet sind.

Bei den bekannten Wärmeamstpuschern dieser Art, wie sie beispielsweise aus der Zeitschrift »Chemical and Process Engeneering«, 1959, S. 127 bis i29 bekannt sind, bilden sich an den Innenwandungen der senkrechten Kanäle Flüssigkeitsfilme, die längs der Kühlfläche in Strömungsrichtung des kondensierenden Dampfes immer stärker werden. Das entstandene Kondensat wirkt dabei wie eine Isolierschicht und verschlechtert die Wärmedurchgangszahl vom Dampf zur Kühlflüssigkeit. Diese Nachteile treten auch bei Wärmeaustauschern anderen Typs, wie sie beispielsweise in der US-PS 27 52 127 gezeigt sind, auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmeübergang vom kondensierenden Dampf zum Kühlmittel durch Verminderung der Filmdicke des sich an den Innenwänden der senkrechten Dampfkanäle bildenden Kondensats zu vergrößern und einen Wärmeaustauscher anzugeben, bei welchem das Kondensat bereits am Austritt jedes einzelnen der senkrecht übereinander angeordneten Elemente aus dem Dampfstrom abgeleitet werden kann.

Dies wird bei einem Wärmeaustauscher der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäEI dadurch erreicht, daß bei jedem nachfolgenden Element oben geneigte Nuten vorhanden sind, in welche die senkrechten Dampfkanäle des vorangehenden Elementes auslaufen und welche in eine Sammelnut münden, wobei die Sammelnut mit mehreren zusätzlichen senkrechten Kanälen zur Kondensatableitung in das nächste untere Element verbunden ist.

Durch diese Kondensatableitung, bevor der Dampf in das nächste Element gelangt, wird verhindert, daß *5 sich in den Wärmeaustauschelementen den Wärmeaustausch behindernde Kondensatfilme bilden. Dadurch hat die Wärmeübergangszahl in allen Elementen den höchstmöglichen Wert Dabei ist der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher einfach in der Herstellung und der Wartung. .

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausfuh.-ungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigt .

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher,

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung der Stoßstelle zwischen den zwei Wärmeaustauschelementen,

F i g. 3 ein Wärmeaustauschelement in Draufsicht.

Der in F i g. 1 dargestellte Wärmeaustauscher setzt sich aus mehreren senkrecht übereinander angeordneten und dicht aneinander anschließenden Elementen l, la ib und Ic zusammen, die aus einem Werkstoff auf Graphitgrundlage bestehen. Die Wärmeaustauschelemente besitzen senkrechte Kanäle 2 (Dampfkanäle) zur Dampfführung und dazwischenliegende waagerechte Kanäle 3 zur Kühlmittelführung, wobei der Dampf von oben nach unten und das Kühlmittel von unten nach oben strömt. Das zu verflüssigende Medium tritt als Dampf oben durch den Stutzen 4 ein und wird als Kondensat unten durch den Stutzen 5 entfernt, während das Kühlmittel durch den Stutzen 6 eintritt und durch den Stutzen 7 austritt.

Die Dampfkammern 8, 9 unten und oben und die Kühlmittelkammern 10 seitlich ermöglichen eine gleichmäßige Verteilung des kondensierenden Dampfes und des Kühlmittels über die Kanäle 2, 3 der Wärmeaustauschelemente 1, la, ib und Ic. Die Leitbleche 11 in den Kühlmittelkammern 10 sorgen für eine mehrgängige Flüssigkeitsbewegung durch den Wärmeaustauscher an der Kühlmittelseite.

Die Dampfkanäle 2 jeden Wärmeaustauscherelementes sind gegenüber den gleichen Kanälen des vorangehenden und des nachfolgenden Elementes versetzt, wie dies in F i g. 2 gezeigt ist, und zwar sind die Dampfkanäle 2 des Elementes 1 gegenüber den gleichen Dampfkanälen des Elementes la und diese gegenüber den Dampfkanälen 2 des Elementes ib versetzt usw. Durch diese Kanalversetzung wird neben der Kondensatableitung auch eine Verwirbelung des alle Elemente nacheinander durchströrr.enden zu kondensierenden Dampfes ermöglicht.

An jedem Wärmeaustauschelement außer dem ersten sind oben geneigte Nuten 12 (F i g. 2, 3) zwischen den senkrechten Dampfkanälen 2 ausgearbeitet, in welche die Dampfkanäle 2 des vorangehenden Elementes münden. Die Nuten 12 gehen ihrerseits in eine Sammelnut 13 über, in welche mehrere zusätzliche senkrechte Kanäle 14 münden. Durch diese Kanäle läuft das in dem jeweiligen Wärmeaustauschelement anfallende Kondensat in das nachfolgende Element ab. Dadurch, daß das Kondensat bereits am Austritt jedes Wärmeaustauschelementes abgezogen wird, kann sich an den Wandungen der senkrechten Dampfkanäle kein Film bilden und die Wärmeübergangszahl hat bei allen Elementen den höchstmöglichen Wert.

Bei dem ersten Wärmeaustauschelement 1 sind oben keine Kondensatablaufnuten erforderlich.

Dieser Wärmeaustauscher hat folgende Wirkungsweise.

Das zu kondensierende Medium tritt durch den Stutzen 4 in das erste Wärmeaustauschelement 1 ein. Das Kühlmittel tritt durch den Stutzen 6 ein. Der strömende Dampf wird in den Dampfkanälen 2 des Elementes 1 verflüssigt. Das anfallende Kondensat läuft in die geneigten Nuten 12 im oberen Teil des nachfolgenden

18 OO 062

Elementes la ab, wird in der Sammelnut 13 gesammelt und durch die zusätzlichen senkrechten Kanäle 14 in das nächste untere Element 16 abgeleitet. Das sich in den senkrechten Dampf kanälen 2 des Elementes la bildende Kondensat gelangt in die geneigten Nuten 12 des Elementes ib, strömt in die Sammelnut 13 und wird durch die zusätzlichen senkrechten Kanäle 14 in das Element Ic abgeleitet.

In der Reichen Weise wird auch der Dampf im Wärmeaustauschelement ib verflüssigt und die in den Dampfkanälen dieses Elementes niedergeschlagene Flüssigkeit durch die geneigten Nuten 12 des Elementes ic abgeführt und durch den Austrittsstutzen 5 des Wärmeaustauschers zur Weiterverarbeitung abgeleitet. Das in den oberen Wärmeaustauschelementen anfallende Kondensat gelangt durch die zusätzlichen Kanäle 14 zum Austrittsstulzen 5 und wird von dort der Weiterverarbeitung zugeführt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

18 OO

Patentanspruch:

Wärmeaustauscher zur Kondensation von Dämpfen, vorzugsweise chemisch aggressiver Stoffe mit mehreren senkrecht übereinander angeordneten Elementen, die senkrechte Kanäle zur Dampfführung und waagerechte Kanäle zur Kühlmittelführung besitzen, bei dem die senkrechten Dampfkanäle jedes Elementes gegenüber den gleichen Dampfkanälen des nachfolgenden Elementes versetzt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem nachfolgenden Element (la, ib. Ic) oben geneigte Nuten (12) voirhanden sind, in welche die senkrechten Dampfkanäle (2) des vorangehen- >S den Elementes (1, la, ib) auslaufen und welche in eine Sammemut (13) münden, wobei die Sammelnut (13) mit mehreren zusätzlichen senkrechten Kanälen (14) zur Kondensatableitung in das nächste untere Element (la, ib. Ic) verbunden ist.