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EP0219605B2 - Rohrbündelwärmetauscher - Google Patents

Rohrbündelwärmetauscher

Info

Publication number
EP0219605B2
EP0219605B2 EP86107768A EP86107768A EP0219605B2 EP 0219605 B2 EP0219605 B2 EP 0219605B2 EP 86107768 A EP86107768 A EP 86107768A EP 86107768 A EP86107768 A EP 86107768A EP 0219605 B2 EP0219605 B2 EP 0219605B2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
carrier
tube
annular chamber
shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP86107768A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0219605B1 (en
EP0219605A1 (de
Inventor
Wolfgang Kehrer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Borsig GmbH
Original Assignee
Borsig GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6281244&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0219605(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Borsig GmbH filed Critical Borsig GmbH
Publication of EP0219605A1 publication Critical patent/EP0219605A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0219605B1 publication Critical patent/EP0219605B1/de
Publication of EP0219605B2 publication Critical patent/EP0219605B2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0229—Double end plates; Single end plates with hollow spaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1884—Hot gas heating tube boilers with one or more heating tubes
    • 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
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits

Definitions

  • the invention relates to a Shell and tube heat exchangers with the features of the preamble of claim 1.
  • Water is used as the cooling medium between the heat exchanger and one Evaporation drum circulates and at the same time evaporates.
  • the invention is based, which Support the thin tube plate so too shape that settling in the water contained particles on the thin tube plate is prevented.
  • the support plate of the invention Heat exchanger fulfills a double function, by both supporting the thin Pipe plate as well as guiding the water serves.
  • The are on the fingers of forces coming as the thin tube plate Tensile forces directed into the jacket. Since the Bulk of the water through the Passage opening into the heat exchanger, becomes a water channel across the entire Tube plate reached at high speed, causing particles to settle on the Pipe plate is prevented.
  • the heat exchanger shown is from standing construction and serves in particular for Cooling fission gases with the help of evaporating water. It consists of one Pipe bundle made up of individual pipes 1, which by the flows through to be cooled gas and by one Coat 2 are surrounded. The tubes 1 are in two Pipe plates 3, 4 held to which one Connect gas inlet 5 and a gas outlet 6.
  • the tube plate 3 on the gas inlet side is in the Comparison to the tube plate 4 on the Gas outlet side is thin.
  • the thin one Pipe plate 3 is on the gas inlet opposite side by a support plate 7 supported, forming a Interspace 8 at a distance from the thin Pipe plate 3 is arranged.
  • Support fingers 9 distributed over the cross section provided that integrally formed on the support plate 7 are.
  • the tubes 1 penetrate under each Formation of an annular gap 10 loose the support plate 7th
  • the thin tube plate 3 is with an outer Support jacket 12 and the support plate 7 is with a inner support jacket 11 connected.
  • the Support shells 11, 12 are Y-shaped Ring 13 connected to each other, which in turn is welded to the jacket 2.
  • the about the Y-shaped ring 13 connected together Support jacket 11, 12 delimit an annular chamber 14, which serves to supply water.
  • the outer support jacket 12 is with a Supply pipe 15 provided for the water.
  • a Supply pipe 15 provided for the water.
  • the inner support jacket 11 On the feed pipe 15 opposite side of the annular chamber 14 the inner support jacket 11 with a Passage opening 16 provided. Between the Feed pipe 15 and the passage opening 16 is the annular chamber 14 by two radial Partitions 17, the entire cross section fill the annular chamber 14 in two Sub-chambers divided.
  • baffles 18 provided the support plate 7 on part of its circumference enclose.
  • the baffles 18 are on the thin tube plate 3 and cover one Part of the inlet cross section of the Gap 8 between the support plate 7 and the thin tube plate 3.
  • the water passes through the feed pipe 15 in the annular chamber 14 and flows with the space 8 at high speed between the thin tube plate 3 and the Support plate 7. This occurs a small amount of Water through the annular gaps 10 in the Interior of the heat exchanger.
  • the Most of the water flows through the Passage opening 16 into the heat exchanger and cools the in with partial evaporation gas flowing into the pipes 1.
  • the evaporating Water is through an outlet 19 in Sheath 2 removed and does not flow over one riser shown in an evaporation drum.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohrbündelwärmetauscher mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Bei einem bekannten Wärmetauscher (DE-A-19 53 628) stützt sich die dünne Rohrplatte über die Enden der Bündelrohre auf der Tragplatte ab, was eine Unsicherheit der Konstruktion zur Folge hat. Die Rohrenden sind unter Bildung eines Ringspaltes von Mantelrohren umgeben, die bis in die Nähe der dünnen Rohrplatte reichen. Das in die Eintrittskammer zwischen der dünnen Rohrplatte und der Tragplatte eingespeiste Kühlwasser strömt zunächst an der dünnen Rohrplatte entlang und tritt dann durch die Ringspalten in den Innenraum des Wärmetauschers ein.
Bei einem anderen bekannten Wärmetauscher (DE-C-12 94 981) ist die dünne Rohrplatte durch Tragbleche versteift. Diese Tragbleche liegen mit Abstand von der Rohrplatte und sind durch Anker mit der Rohrplatte fest verbunden Dabei sind Maßnahmen vorgesehen, durch die das Kühlmedium an die dünne Rohrplatte herangeführt wird.
Als Kühlmedium wird Wasser verwendet, das zwischen dem Wärmetauscher und einer Ausdampftrommel zirkuliert und dabei verdampft. Dieses Wasser, das stets Magnetit in feiner Form enthält sowie andere feste Verunreinigungen enthalten kann, wird bei den beiden Wärmetauschern von einem Außenbereich zur Mitte geführt. Da das Wasser frühzeitig im Außenbereich aufwärts abströmt, nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers zur Mitte hin ab. Hierdurch können sich zur Mitte des Wärmetauschers niedrigere Wassergeschwindigkeiten ergeben, die ein Absetzen der mitgeführten Partikel auf der dünnen Rohrplatte an der Gaseintrittsseite begünstigen. Im Fall größerer Ablagerungen entstehen Schäden an der Rohrplatte durch Überhitzung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abstützung der dünnen Rohrplatte so zu gestalten, daß ein Absetzen von im Wasser enthaltenen Partikeln auf der dünnen Rohrplatte verhindert wird.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Wärmetauscher durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Eine vorteilhatte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Unteranspruch angegeben.
Die Tragplatte des erfindungsgemäßen Wärmetauschers erfüllt eine Doppelfunktion, indem sie sowohl der Abstützung der dünnen Rohrplatte als auch der Führung des Wassers dient. Dabei werden die über die Tragfinger von der dünnen Rohrplatte kommenden Kräfte als Zugkräfte in den Mantel geleitet. Da die Hauptmenge des Wassers durch die Durchtrittsöffnung in den Wärmetauscher eintritt, wird eine Wasserführung quer über die gesamte Rohrplatte mit hoher Geschwindigkeit erreicht, wodurch ein Absetzen von Partikeln auf der Rohrplatte verhindert wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Wärmetauscher gemäß der Erfindung und
  • Fig. 2 den Schnitt 11-11 nach Fig. 1.
    • Der dargestellte Wärmetauscher ist von stehender Bauart und dient insbesondere zum Kühlen von Spaltgasen mit Hilfe von verdampfendem Wasser. Er besteht aus einem Rohrbündel aus einzelnen Rohren 1, die von dem zu kühlenden Gas durchströmt und von einem Mantel 2 umgeben sind. Die Rohre 1 sind in zwei Rohrplatten 3, 4 gehalten, an die sich ein Gaseintritt 5 und ein Gasaustritt 6 anschließen.
    Die Rohrplatte 3 auf der Gaseintrittsseite ist im Vergleich zu der Rohrplatte 4 auf der Gasaustrittsseite dünn ausgebildet. Die dünne Rohrplatte 3 ist auf der dem Gaseintritt abgewandten Seite durch eine Tragplatte 7 abgestützt, die unter Bildung eines Zwischenraumes 8 mit Abstand von der dünnen Rohrplatte 3 angeordnet ist. Zwischen der dünnen Rohrplatte 3 und der Tragplatte 7 sind über den Querschnitt verteilt Tragfinger 9 vorgesehen, die an die Tragplatte 7 angeformt sind. Die Rohre 1 durchdringen jeweils unter Bildung einer Ringspalte 10 lose die Tragplatte 7.
    Die dünne Rohrplatte 3 ist mit einem äußeren Tragmantel 12 und die Tragplatte 7 ist mit einem inneren Tragmantel 11 verbunden. Die Tragmäntel 11, 12 sind über einen Y-förmigen Ring 13 miteinander verbunden, der seinerseits an den Mantel 2 angeschweißt ist. Die über den Y-förmigen Ring 13 miteinander verbundenen Tragmantel 11, 12 umgrenzen eine Ringkammer 14, die der Zuführung von Wasser dient.
    Der äußere Tragmantel 12 ist mit einem Zuführungsstutzen 15 für das Wasser versehen. Auf der dem Zuführungsstutzen 15 gegenüberliegenden Seite der Ringkammer 14 ist der innere Tragmantel 11 mit einer Durchtrittsöffnung 16 versehen. Zwischen dem Zuführungsstutzen 15 und der Durchtrittsöffnung 16 ist die Ringkammer 14 durch zwei radiale Trennbleche 17, die den gesamten Querschnitt der Ringkammer 14 ausfüllen, in zwei Teilkammern aufgeteilt.
    In der Ringkammer 14 sind zu beiden Seiten der Trennbleche 17 Leitbleche 18 vorgesehen, die die Tragplatte 7 auf einem Teil ihres Umfanges umschließen. Die Leitbleche 18 stehen auf der dünnen Rohrplatte 3 auf und überdecken einen Teil des Eintrittsquerschnittes des Zwischenraumes 8 zwischen der Tragplatte 7 und der dünnen Rohrplatte 3.
    Wie in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet, tritt das Wasser durch den Zuführungsstutzen 15 in die Ringkammer 14 ein und durchströmt mit hoher Geschwindigkeit den Zwischenraum 8 zwischen der dünnen Rohrplatte 3 und der Tragplatte 7. Dabei tritt eine geringe Menge des Wassers durch die Ringspalten 10 in den Innenraum des Wärmetauschers ein. Die Hauptmenge des Wassers strömt durch die Durchtriffsöffnung 16 in den Wärmetauscher ein und kühlt unter teilweiser Verdampfung das in den Rohren 1 strömende Gas. Das verdampfende Wasser wird durch einen Austrittsstutzen 19 im Mantel 2 abgeführt und strömt über eine nicht gezeigte Steigleitung in eine Ausdampftrommel.

    Claims (2)

    1. Rohrbündel-Wärmetauscher mit Rohren (1), die beidseitig in Rohrplatten (3, 4) gehalten sind, zum Wärmetausch zwischen Stoffen hohen Druckunterschiedes, von denen das durch die Rohre (1) strömende Gas eine hole Eingangstemperatur aufweist, wobei die eine Rohplatte (3) im Verhältnis zu der anderen Rohrplatte (4) dünn ausgebildet und auf einer Tragplatte (7) abgestützt ist, die unter Bildung eines Zwischenraumes (8) mit Abstand von der dünnen Rohrplatte (3) angeordnet und mit einem das Rohrbündel umgebenden Mantel (2) verbunden ist, wobei die Rohre (1) beim Durchtritt durch die Tragplatte (7) von einer Ringspalte (10) umgeben sind, und mit einem Zuführungsstutzen (15) für das Kühlwasser und einem Austrittsstutzen (19) für das verdampfende Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der dünnen Rohrplatte (3) und der Tragplatte (7) Tragfinger (9) vorgesehen sind, daß die Tragplatte (7) mit einem inneren Tragmantel (11) und die dünne Rohrplatte (3) mit einem äußeren Tragmantel (12) verbunden ist, die mit dem das Rohrbündel umgebenden Mantel (2) verbunden sind und eine Ringkammer (14) umgrenzen, daß der äußere Tragmantel (12) mit dem Zufülrungsstutzen (15) für das Kühlwasser und der innere Tragmantel (11) auf der dem Zuführungsstutzen (15) abgewandten Seite der Ringkammer (14) mit einer Durchtrittsöffnung (16) als Verbindung zum Zwischenraum (8) versehen ist und daß die Ringkammer (14) zwischen dem Zuführungsstutzen (15) und der Durchtrittsöffnung (16) von zwei den Querschnitt der Ringkammer (14) überdeckenden Trennblechen (17) durchsetzt ist.
    2. Rohrbündel-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dingkammer (14) zu beiden Seiten der Trennbleche (17) Leitbleche (18) angeordnet sind, die die Tragplatte (7) umschließen und einen Teil des Eintrittsquerschnittes des Zwischenraumes (8) zwischen der Tragplatte (7) und der dünnen Rohrplatte (3) überdecken.
    EP86107768A 1985-09-18 1986-06-06 Rohrbündelwärmetauscher Expired - Lifetime EP0219605B2 (de)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE3533219 1985-09-18
    DE3533219A DE3533219C1 (de) 1985-09-18 1985-09-18 Rohrbuendelwaermetauscher

    Publications (3)

    Publication Number Publication Date
    EP0219605A1 EP0219605A1 (de) 1987-04-29
    EP0219605B1 EP0219605B1 (en) 1988-06-08
    EP0219605B2 true EP0219605B2 (de) 1991-05-02

    Family

    ID=6281244

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP86107768A Expired - Lifetime EP0219605B2 (de) 1985-09-18 1986-06-06 Rohrbündelwärmetauscher

    Country Status (5)

    Country Link
    US (1) US4700773A (de)
    EP (1) EP0219605B2 (de)
    JP (1) JPH0781793B2 (de)
    DE (2) DE3533219C1 (de)
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