DD268287A1 - Rohrbuendelwaermeuebertrager - mischbatterie - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrbuendelwaermeuebertrager-Mischbatterie die vorrangig zur Abwaermenutzung bei hoher Druck-, Temperatur- oder medialer Beanspruchung einsetzbar ist, wobei ueberschuessige Abwaermebilanzen von mehreren Einzel- oder Teilstroemen, die diskontinuierlich oder kontinuierlich anfallen, dazu eingesetzt werden, einen anderen Produktstrom aufzuheizen oder abzukuehlen. Erfindungsgemaess ist die Rohrbuendelwaermeuebertrager-Mischbatterie so ausgefuehrt, dass die Rohrbuendel ueberlagernd oder ineinandergreifend, axial in den Gehaeusemantel gegenlaeufig eingeschoben, angeordnet sind, wobei der Schwimmkopf mindestens eines Rohrbuendels an der Vorkammerseite des oder der anderen Rohrbuendel angeordnet ist. Fig. 1

Description

Anwendung «neblet der Erfindung

Die Anwendung der Rohrbündelwärmeübertrager-Mischbatterie erfolgt vorrangig zur Abwärmenutzung boi hoher Druck-, Temperatur- oder medialer Beanspruchung, wobei überschüssige Abwärmebilanzen von mehreren Einzel- oder Toilströmen, die kontinuierlich oder diskontinuierlich anfallen können, dazu benutzt werden, einen anderen Produktstrom aufzuheizen oder abzukühlen. Die Einzel- oder Teilströme können dabei in gleichen oder unterschiedlichen Druckstufen vorliegen. Es können auch unterschiedliche Medien behandelt werden

Diese Prozesse der Abwärmenutzung finden vor allom in chemischen Anlagen sowie in Anlagen der Energietechnik Anwendung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

(fs ist eine Einrichtung zum gleichzeitigen Abkühlen mehrerer Produktströme bei chemischen Prozessen, insbesondere zur Nutzung der Abwärme für die Erzeugung von Sattdampf bekannt. Bei dieser Einrichtung sind in einer aus einem liegenden Druckbehälter bestehenden Vordampfereinheit mehrere Holzrohrbündel für die einzelnen Produktströme horizontal und parallel zur Längsachse gleichgerichtet in dem Druckbehälter angeordnet. Außerdem ist der Druckbehälter mit einem Stutzen tür den Speisewassereintritt und einem Stutzen für den Sattdampfaustritt versehen.

(DD-PS 109063)

Diese Ausführung ist ausschließlich für reine Verdampfungsvorgänge geeignet. Erfolgt aber eine Anwendung dieses Pinzips

zum Zwecke des Wärmeaustausches bei der Übertragung von Wärmebilanzen mehrerer Rohrbündel auf einen mantelseitigen Produktstrom, so sind aufgrund der stationären Bedingungen im Mantelraum nur geringe Wärmedustausche.'fekte zu verzeichnen.

Bekannt ist auch ein Wärmeaustauscher zum Abkühlen heißer Spaltgase, bei dem im Gehäusemantel von jedem Ende ein Rohrbündel mit U-förmigen Rohren zentrUch angeordnet ist, so daß sich beide Rohrbündel mit Abstand in der Mitte in der gleichen Ebene gegenüberstehen. Durch Verteilerkammern an den Enden des Apparates erfolgt die Zu- und Abführung des Rohrraummediums (DE-AS 1950289).

Diese Ausführung ist für die Kühlung heißer Spaltgase geeignet, bei einer analogen Anwendung als Rohrbündelwärmeübertrager für die Abwärmenutzung unterschiedlicher variabler Abwärmeströme ist keine effektive Temperaturmischung mit der damit verbundenen Glättung der Temperaturniveaus der Rohrbündel, besonders bei diskontinuierlichem Betrieb möglich, was den Wärmetauscheffekt absinken läßt. Weiterhin bedingt diese Ausführung fine große Baulänge in der Anlage, was einen erhöhten Platzbedarf erfordert.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, eine Rohrbündelwärmeübertrager-Mischbatterie für die Abwärmenutzung zu schaffen, bei der mehrere variable Einzel- oder Teilströme dazu benutzt werden, einen anderen Produktstrom aufzuheizen bzw. abzukühlen, wobei insbesondere hohe Wärmeaustauscheffekte bei einer kompakten Ausführung des Apparates mit geringem Platzbedarf in der Anlage vorzusehen sind und ein geringer Investaufwand erforderlich ist.

Darlegung des Wesen* der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine Rohrbündelwärmeübertrager-Mischbatterie, bestehend aus einem Gehäusemantel mit mehreren darin angeordneten Rohrbündeln mit Schwimmkopf zu schaffen, welche rohrseitig kontinuierlich oder diskontinuierlich von einem Medium in unterschiedlichen Druckstufen und/oder von mehraren Medien durchströmt sii .d und dabei ein mantelseitiges Medium durch gewährleistete Zwangsführung mittels effektiver Mischströmung mit hohen Wärmeaustauscheffekten aufheizen bzw. abkühlen. Dabei besteht weiterhin die Aufgabe, ein geringes Apparatevolumen bei Verringerung des Materialverbrauches, verbunden mit einem hohen Masse/Leistungsverhältnisses zu realisieren. Aufgabe der Erfindung ist es auch, die Rohrbündelwärmeübertrager-Mischbatterie für Instandsetzungs- und Reinigungsarbeit demontierbar und wartungsfreundlich zu gestalten.

Erfind) ingsgemäß wird diese Au'gabe dadurch gelöst, daß die Rohrbündel überlagern*' oder ineinandergreifend, axial in den Genau semantel gegenläufig eingeschoben, angeordnet sind, wolbei der Schwimmkop mindestens eines Rohrbündels an der Vorkammerseite des oder der anderen Rohrbündel im Gehäusemantel angeordnet ist. Durch die Erfindung wurden folgende hauptsächliche vorteilhafte Effekte erreicht:

— hohe Wärmeaustauscheffekte durch Gewährleistung einer echten Mantelstrom-Mischströmung zu den einzelnen Rohrbünaeln,

— Reduzierung des Materialverbrauchs und Verbesserung des Masse-/Leistungsverhältnisses gogenüber bekannten Ausführungen,

— geringes Apparatevolumen in Verbindung mit einer kompakten Ausführung und damit Reduzierung des Platzbedarfs in einer Anlage,

— instandhaltungsfreundliche Ausführung durch leichte Demontagemöglichkeit des gesamten Apparates, speziell aber seiner Rohrbündel, und damit Verkürzung der Instandhaltungs- bzw. Reinigungsarbeit, was besonders bei verschmutzten Medien von großer Bedeutung ist.

Ausfuhrungsbelsplei

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Rohrbündelwärmeübertrager-Mischbatterie mit kalbkreisförmigen Rohrbündeln im

Längsschnitt Fig. 2: eine erfindungsgemäße Rohrbündelwärmeübertrager-Mischbatterie mit einem ring- und eine π kreisförmigen

Rohrbündel im Längsschnitt Fig. 3: den Schnitt A-A nach Fig. 1 Fig.4; den Schnitt B-B nach Fig.2

Die erfindungsgemäße Rohrbündelwärmeübertrager-Mischbatterie nach Fig. 1 und 2 bestehen aus einem Gehäusemantel 1, in den von leder Seite ein Rohrbündel 2 mit Schwimmkopf 3 gegenläufig axial eingeschoben angeordnet ist. Nach Fig. 1 sind die beiden halbkreisförmigen Rohrbündel 2 überlagernd angeordnet, während nach Fig. 2 ein kreisförmiges und ein kreisringförmiges Rohrbündel 2 ineinande greifend vorgesehen sind.

Die Rohrböden 4 der Rohrbündel 2 sind dboei in herkömmlicher Weise zwischen den Mantelflansch 5 des Gehäusemantels 1 und den Haubenflansch 6 der jeweiligen Vorkammer 7 geklemmt.

Der Schwimmkopf 3 jedes Rohrbündels 2 ist dabei an der Vorkammerseite des jeweils anderen Rohrbündels 2 im Gehäusemantel 1 angeordnet.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Aufteilung des Apparatequerschnittes bei der Anordnung von 2 gegenläufig eingeschobenen Rohrbündeln 2 in der Form von zwei Halbkreisen bzw. Kreisring- und Kreisform. Beliebige Aufteilung der Apparatequerschnittsfläche auf mehr als zwei Rohrbündel bzw. eine unsymmetrische Aufteilung kann vorgesehen werden, ohne das Wesen der Erfindung zu verändern. Im Betrieb arbeitet die orfindungsgemäße Rohrbündelwärmeübertrager-Mischbatterie wie folgt:

Die mit Abwärme beladenen abzukühlenden Teilströme werden über Vorkammerstutzer 8 in das jeweilige Rohrbündel 2 geleitet. Par illei dazu wird der aufzuheizende Produktstrom in den Mantelraumstutzen 9 geleitet und er wird mittels der an den jeweiligen Rohrbündeln 2 angeordneten Querleitbleche 10 in einem Zwangsstrom quer zu den Rohrbündeln 2 geführt. Die überlagernde bzw. ineinandergreifende Anordnung der Rohrbündel 2 im Gehäusemantel 1 gewährleistet eine Temperaturmischung für den aufzuheizenden Produktstrom in jedem einzelnen Längenabschnitt des Gehäusemantels 1. Für Wartungs-, Instandsetzungs- oder Reinigungsarbeiten sind jeweils nur die Vorkammern 7 zu lösen, um die Rohrbündel 2 aus dem Gehäusemantel 1 ziehen zu können.

Claims (1)

1. Rohrbündelwärmeübertrager-Mischbattarie, bestehend aus einem Gehäusemantel mit mehreren darin angeordneten Rohrbündeln mit Schwimmkopf, welche rohrseitig kontinuierlich oder diskontinuierlich von einem Medium in unterschiedlichen Druckstufen und/oder von mehreren Medien durchströmt sind und dabei ein Mantelseitiges Medium aufheizen bzw. abkühlen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrbündel (2) überlagernd oder ineinandergreifend, axial in den Gehäusemantel (1) gegenläufig eingeschoben, angeordnet sind, wobei der Schwimmkopf (3) mindestens eines Rohrbündels (2) an der Vorkammerseite des oder der anderen Rohrbündel (2) im Gehäusemantel (1) angeordnet ist.

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