AT402971B

AT402971B - Verteiler für einen wärmeaustauscher

Info

Publication number: AT402971B
Application number: AT0040194A
Authority: AT
Original assignee: Nuovo Pignone Spa
Priority date: 1993-03-03
Filing date: 1994-02-25
Publication date: 1997-10-27
Also published as: ITMI930405A1; IT1271958B; DE4406852A1; FR2702271A1; ITMI930405A0; ATA40194A; DE4406852C2; FR2702271B1; RU2121123C1; CN1096097A; CN1075628C

Description

AT 402 971 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verteiler mit korrosionsfester Auskleidung für einen Wärmeaustauscher, mit einer Rohrplatte und einem Verteilerzylinder, die beide mit korrosionsfestem Material ausgekleidet sind, welches durch Explosionsplattierung aufgebracht ist, wobei das Material von den Umfangsbereichen entfernt ist, in welchen die Rohrplatte mit dem Zylinder verbunden ist.

Verschiedene Arten von Verteilern für Wärmeaustauscher mit hochwertiger korrosionsfester Auskleidung, z.B. Titan, sind bereits im Stand der Technik bekannt.

Bei einer dieser bekannten Arten wird eine zylindrische Rohrplatte von U-förmigem Querschnitt verwendet, bei welcher der flache Boden und die zylindrische Wand über eine Abrundung verbunden sind, um eine Spannungskonzentration und damit bevorzugte Bruchstellen zu vermeiden. Eine solche Rohrplatte hat jedoch den Nachteil, daß bei einer Explosionsplattierung, ein zum Aufbringen des Titan notwendiger Vorgang, ihre Seitenwand die Explosionswelle reflektiert, mit dem Ergebnis zahlreicher Defekte, die dazu führen, daß ein großer Umfangsteil der Rohrplatte unverwendbar wird. Die Folge davon ist die Notwendigkeit, Rohrplatten größeren Durchmessers und somit größere und teurere Verteiler zu verwenden.

Um diesen Nachteil zu überwinden, wurde in der EP-A-0 367 346 ein Verteiler der einleitend genannten Art vorgeschlagen, wobei eine vollständig flache Rohrplatte mit einer Ringnut verwendet wird, um einen Ansatz zum Anschweißen an den Verteilerzylinder und zur Aufnahme eines komplementären Elementes aus korrosionsfestem Material zu erzielen. Diese letztere Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die Spannungen in der Verbindung zwischen der Rohrplatte und dem Zylinder wegen der Ringnut und der sich daraus ergebenden Querschnittsverringerung der Rohrplatte intensiviert und konzentriert werden, was eine geringe Verläßlichkeit zur Folge hat und zu dem Erfordernis führt, daß bei gleichen Verteilerdimensionen eine große Menge an hochwertigem korrosionsfestem Material verwendet werden muß, um die Ringnut zu füllen, wodurch sich die Kosten erhöhen.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu vermeiden und einen neuen Verteiler für einen Wärmeaustauscher mit einer hochwertigen korrosionsfesten Auskleidung, wie Titan, zu schaffen, bei welchem ausgehend von einer vollkommen flachen Rohrplatte eine Kontinuität der korrosionsfesten Auskleidung an der Verbindung zwischen der Rohrplatte und dem Verteilerzylinder mit minimaler Spannungskonzentration und mit minimal erforderlichem korrosionsfestem Material erreicht wird, wobei zugleich eine beträchtliche Maximierung der Verläßlichkeit der Verbindung zwischen der Rohrplatte und dem Zylinder und eine beträchtliche Kostenminimierung erzielt werden.

Dieses Ziel wird mit einem Verteiler der einleitend genannten Art erreicht, der sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß der von korrosionsfester Auskleidung freie Umfangsbereich der Rohrplatte mit einem Vorsprung versehen ist, der über eine Rundung an die Rohrplatte anschließt und durch eine Schweißmaterialablagerung gebildet ist, um die Schweißverbindung zwischen der Rohrplatte und dem Zylinder herzusteilen, wobei ein Ring aus korrosionsfestem Material mit im wesentlichen gerundetem L-förmigem Querschnitt an dieser Schweißverbindung und an den Innenflächen des Verteilers nahe der Schweißverbindung vollkommen anhaftet und die korrosionsfeste Auskleidung der Rohrplatte mit der korrosionsfestem Auskleidung des Zylinders über eine Rundung verbindet. Es wird also nicht länger eine Ringnut in der Rohrplatte vorgesehen, sondern der notwendige Vorsprung für die Schweißverbindung zwischen der Rohrplatte und dem Verteilerzylinder wird nunmehr an einem Umfangsteil der Rohrplatte durch eine Schweißmaterialablagerung gebildet; zusätzlich wird die Kontinuität der korrosionsfesten Auskleidung an dieser Verbindung durch einen Ring aus korrosionsfestem Material mit einem Querschnitt erreicht, der im wesentlichen die Form eines gerundeten L hat, welcher an der Verbindung und an den Innenflächen nahe der Verbindung vollkommen anhaftet.

Um das Einführen eines solchen korrosionsfesten Materialringes mit im wesentlichen gerundetem L-förmigem Querschnitt in den Verteilerzylinder zu erleichtern, hat nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung der Ring einen Durchmesser, der kleiner als jener des Zylinders ist, wobei ein Schulterring aus korrosionsfestem Material zwischen den Ring mit im wesentlichen gerundetem L-förmigem Querschnitt und die korrosionsfeste Auskleidung des Verteilerzylinders eingeschaltet ist. Gemäß einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung besteht der korrosionsfeste Materialring mit gerundetem L-förmigem Querschnitt aus einer Vielzahl von Sektoren, die nach dem Einfuhren in den Verteilerzylinder aneinandergeschweißt sind, wobei die Schweißstellen durch Verbindungsabdeckungen aus korrosionsfestem Material geschützt sind, welches auf die darunterliegenden Teile geschweißt ist. Schließlich wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Titan als korrosionsfestes Material verwende

Erfindung wird unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen näher beschrieben, ’ bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung als nicht einschränkende Beispiele zeigen, weil k sehe konstruktive und technologische Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Schutz-bk ..ich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen schematischen 2

Claims

ΑΤ 402 971 Β Längsschnitt durch einen Wärmeaustauscher-Verteiler, der gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist Fig. 2 einen stark vergrößerten Längsschnitt durch ein Detail von Fig. 1; Fig. 3 eine Perspektivansicht in stark vergrößertem Maßstab, welche eine abgeänderte Ausführungsform des Ringes mit abgerundetem L-Querschnitt gemäß der Erfindung zeigt. Unter Bezugnahme auf die Figuren weist der Wärmeaustauscher-Verteiler einen Zylinder 1, der durch ein domförmiges Ende 2 verschlossen ist, wobei beide mit einer korrosionsfesten Titanauskleidung 3 bzw. 4 überzogen sind, die durch Explosionsplattierung aufgebracht ist, und eine vollkommen flache Rohrplatte 5 auf, die ebenfalls mit einer korrosionsfesten Titanauskleidung 6 versehen ist, welche durch eine Explosionsplattierung aufgebracht ist und eine Vielzahl von Rohren 7 trägt. Diese Rohrplatte 5 und der Zylinder 1 sind über eine Schweißverbindung 8 an ihren Umfangsbereichen 9 bzw. 10 stumpfverschweißt, wo die Titanauskleidung 6 bzw. 3 entfernt worden ist. Zu diesem Zweck ist im Umfangsbereich 9 der Rohrplatte 5 durch Ablagerung von Schweißmaterial ein Vorsprung 11 gebildet, der mit der Rohrplatte verbunden ist (siehe speziell Fig. 2), wobei dieser Vorsprung somit als Kante für die Schweißverbindung 8 dient. Ein entsprechender Vorsprung 12 ist auch im Umfangsbereich 10 des Zylinders 1 durch Ablagerung von Schweißmaterial ausgebildet. Die Verbindung zwischen der Titanauskleidung 3 des Zylinders 1 und der Titanauskleidung 6 der Rohrplatte 5 erfolgt dann durch einen Titanring 13 mit gerundetem L-förmigem Querschnitt, der an seinen Enden an die darunterliegenden Elemente geschweißt ist. Da zur Erleichterung des Einführens des Ringes 13 in den Zylinder 1 dieser Ring einen Durchmesser hat, der kleiner als jener des Zylinders ist, ist ein Schulterring 14, der ebenfalls aus Titan besteht, zwischen den L-förmigen Ring 13 und die Titanauskleidung 3 des Zylinders 1 eingeschaltet, so daß der L-förmige Ring 13 an die Titanauskleidung 6 der Rohrplatte 5 und an den Titanring 14 geschweißt ist. Wie dies auf dem Titanverarbeitungsgebiet bekannt ist, muß ein inertes Material 15 bzw. 16, wie Silber, Aluminium, etc., zwischen die Schweißmaterialablagerung und die Titanauskleidung eingefügt werden. Gemäß einer in Fig. 3 gezeigten Abänderung ist der Titanring 13 mit im wesentlichen gerundetem L-förmigem Querschnitt aus drei Sektoren 17, 18 und 19 gebildet, die aneinandergeschweißt werden, sobald sie innerhalb des Zylinders 1 positioniert sind, wobei die betreffenden Schweißzonen 20 durch entsprechende Schweißverbindungsabdeckungen 21 geschützt sind. Patentansprüche 1. Verteiler mit korrosionsfester Auskleidung für einen Wärmeaustauscher, mit einer Rohrplatte und einem Verteilerzylinder, die beide mit korrosionsfestem Material ausgekleidet sind, welches durch Explosionsplattierung aufgebracht ist, wobei das Material von den Umfangsbereichen entfernt ist, in welchen die Rohrplatte mit dem Zylinder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der von korrosionsfester Auskleidung freie Umfangsbereich der Rohrplatte (5) mit einem Vorsprung (11) versehen ist, der über eine Rundung an die Rohrplatte anschließt und durch eine Schweißmaterialablagerung gebildet ist, um die Schweißverbindung (8) zwischen der Rohrplatte und dem Zylinder herzustellen, wobei ein Ring (13) aus korrosionsfestem Material mit im wesentlichen gerundetem L-förmigem Querschnitt an dieser Schweißverbindung und an den Innenflächen des Verteilers nahe der Schweißverbindung vollkommen anhaftet und die korrosionsfeste Auskleidung (6) der Rohrplatte mit der korrosionsfesten Auskleidung (3) des Zylinders über eine Rundung verbindet.
2. Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (13) einen Durchmesser hat, der kleiner als jener des Zylinders (1) ist, wobei ein Schulterring (14) aus korrosionsfestem Material zwischen den Ring mit im wesentlichen gerundetem L-förmigem Querschnitt und die korrosionsfeste Auskleidung (3) des Verteilerzylinders eingeschaltet ist.
3. Verteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der korrosionsfeste Materialring (13) mit gerundetem L-förmigem Querschnitt aus einer Vielzahl von Sektoren (17, 18, 19) besteht, die nach dem Einführen in den Verteilerzylinder (1) aneinandergeschweißt sind, wobei die Schweißstellen (20) durch Verbindungsabdeckungen (21) aus korrosionsfestem Material geschützt sind, welches auf die darunterliegenden Teile geschweißt ist.
4. Verteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß das korrosionsfeste Material Titan ist. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 3