WO2017220209A1 - Gewickelter wärmeübertrager mit dummy-rohrlage zwischen kernrohr und innerster rohrlage - Google Patents

Gewickelter wärmeübertrager mit dummy-rohrlage zwischen kernrohr und innerster rohrlage Download PDF

Info

Publication number
WO2017220209A1
WO2017220209A1 PCT/EP2017/025173 EP2017025173W WO2017220209A1 WO 2017220209 A1 WO2017220209 A1 WO 2017220209A1 EP 2017025173 W EP2017025173 W EP 2017025173W WO 2017220209 A1 WO2017220209 A1 WO 2017220209A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tube
heat exchanger
fluid
core tube
layer
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/025173
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Steinbauer
Christiane Kerber
Jürgen Spreemann
Florian Deichsel
Konrad Braun
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.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde 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
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Publication of WO2017220209A1 publication Critical patent/WO2017220209A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2270/00—Thermal insulation; Thermal decoupling
    • F28F2270/02—Thermal insulation; Thermal decoupling by using blind conduits

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger according to claim 1.
  • Such a heat exchanger has a pressure-bearing jacket, which extends along a preferably vertically oriented longitudinal axis and defines a jacket space for receiving a first fluid.
  • a tube bundle with a plurality of tubes for receiving at least a second
  • a plurality of tube layers are formed, which are arranged one above the other in the radial direction of the core tube or the tube bundle, so that the tube bundle (relative to the radial direction) has an innermost tube layer, which is arranged adjacent to the core tube, and an outermost tube layer, the the radial direction is further away from the core tube and in particular encloses the innermost layer of pipe (and possibly the pipe layers provided therebetween).
  • the at least one second fluid can thus enter into an indirect heat exchange with the first fluid guided in the jacket space.
  • Tube bundle is due to the lower material thicknesses of the tubes of the tube bundle much faster than the cooling or reheating of the core tube. The resulting thermally induced stresses act primarily on the innermost layer of the tube bundle. Too high voltages or frequent
  • the heat exchanger according to the invention for indirect heat transfer between a first fluid and at least one second fluid has a jacket extending along a longitudinal axis, which surrounds a jacket space for receiving the first fluid, and a core tube arranged in the jacket space, which extends along the longitudinal axis , as well as one in the shell space
  • the tubes are helically wound on the core tube, so that the tube bundle in the radial direction of the core tube or tube bundle has a plurality of stacked tube layers.
  • the said radial direction extends in each case from the core tube or from the longitudinal axis to the outside and is perpendicular to the longitudinal axis or the core tube.
  • the heat exchanger prefferably has a carrier layer which is formed from at least one longitudinally extended element wound onto the core tube, between an innermost active tube layer (ie pipe layer through which a process medium or fluid flows) of the tube bundle and the core tube is set up and provided, not to be traversed by a fluid.
  • the carrier layer is therefore also referred to as a dummy tube layer, since it does not carry any process fluid and therefore leaves no leakage fluid when the carrier layer is damaged.
  • the carrier layer or dummy tube layer thus absorbs the thermally induced voltages and compensates for them. Any damage to the dummy pipe layer has no effect on the operation of the
  • Heat exchanger since the carrier layer does not carry fluid.
  • the use of a carrier layer has the further advantage that even when winding the heat exchanger now lower voltages occur at the innermost (actual) pipe layer, since the bending radius now correspondingly larger fails at the innermost layer of pipe.
  • the carrier layer is furthermore preferably designed to introduce the entire load of the tube layers into the core tube.
  • the at least one longitudinally extending element is wound onto the core tube, in particular helically, the elongated element preferably being wound over the entire length of the tube bundle along the longitudinal axis, onto the core tube.
  • the elongated element is preferably wound in one layer onto the core tube.
  • the elongate member has a constant outer diameter over its entire length, and preferably a circular one
  • the elongated element may also have a cross-sectional contour deviating therefrom
  • the at least one longitudinally extending element can be formed from a solid material, so that the elongate element has no cavity which could be suitable for guiding a fluid.
  • the at least one elongate element may also be formed as a tube or hollow profile.
  • this is in particular not connected to nozzles or inlets or outlets of the heat exchanger, since it is expressly not to be involved in the management of any process fluid.
  • the elongate element has an outer diameter which is smaller, greater than or equal to the outer diameter of the tubes of the tube bundle.
  • the elongate element can be formed from or comprise various suitable materials, in particular Teflon, PTFE, aluminum, steel.
  • the innermost tube layer of the tube bundle extends over along the longitudinal axis
  • Spacer is arranged on the carrier layer.
  • spacers are preferably also arranged between each two adjacent tube layers of the tube bundle, which each extend along the longitudinal axis.
  • the number of spacers in the spaces between each two adjacent tube layers or between the carrier layer and the innermost layer of tubes is preferably constant, wherein the spacers are arranged in groups in the radial direction one above the other, so that the load of the outer
  • Pipe layers can be safely introduced via the spacers in the core tube.
  • the core tube of the heat exchanger is preferably arranged coaxially to the jacket.
  • FIG. 1 is a fragmentary sectional view of an inventive device.
  • Fig. 2 is a fragmentary sectional view of a core tube
  • Tube bundle of a heat exchanger according to the invention.
  • FIG. 1 shows in connection with FIG. 2 an embodiment of a heat exchanger 1 according to the invention.
  • the heat exchanger 1 is designed for the indirect heat transfer between a first and at least one second fluid S, S 'and has a jacket 10 which surrounds a jacket space M for receiving the first fluid S, for example via a Inlet nozzle 101 on the jacket 10 in the shell space M can be introduced and deducted from the jacket space M via a corresponding outlet port 102 on the shell 10, wherein the first fluid S is applied to a arranged in the shell space M tube bundle 2 of the heat exchanger 1 from above and for example on a Top O of the tube bundle 2 is given.
  • the jacket 10 of the heat exchanger 1 extends along a longitudinal axis z, which extends relative to a properly arranged state of the heat exchanger 1 along the vertical.
  • the tube bundle 2 has a plurality of tubes 20 for receiving the at least one second fluid S '.
  • Various second fluids S ' may e.g. in associated tubes of the tube bundle 2, that is, the tube bundle 2 is divided according to the number of the second fluids S 'to be led.
  • the tubes 20 are helical to a core tube 21 of the
  • a radial direction R which is perpendicular to the longitudinal axis z, one above the other, wherein the core tube 21 also extends along the longitudinal axis z and coaxial with the jacket 10th is arranged in the shell space M.
  • Relative to the radial direction R therefore, there is an innermost layer of tubes 201, which is surrounded in particular by further tube layers 200 arranged one above the other in the radial direction R, wherein an outermost layer of tubes 202 ultimately surrounds the tube layers 200, 201 underneath and an outer side of the tube bundle 2 trains.
  • the individual pipe layers 200, 201, 202 are preferably fixed to one another via spacers 6 extending along the longitudinal axis z, with a plurality of spacers 6 being arranged one above the other in the radial direction R of the tube bundle 2.
  • a constant number of spacers 6 is preferably provided between the adjacent pipe layers 200.
  • a plurality of tubes 20 can each be combined in a tube plate 104, wherein the second fluid S 'or a plurality of second fluids S' can be introduced into the tubes 10 via inlet sockets 103 on the jacket 10 and can be withdrawn from the tubes 20 via drain sockets 105 ,
  • heat can be transferred indirectly between the first fluid S and the at least one second fluid S ', wherein
  • These fluids S, S ' can be performed, for example, in countercurrent through the heat exchanger 1.
  • the jacket 10 and the core tube 21 are in particular at least partially cylindrical, so that the longitudinal axis z forms a cylinder axis of the shell 10 and the concentric core core 21 extending therein.
  • the jacket space M may further include a preferably cylindrically shaped shirt.
  • the heat exchanger 1 has a carrier layer 203 between the innermost layer of tubes 201 of the tube bundle 2 and the core tube 21 (not shown in FIG. 1 for reasons of clarity), which is preferably helical from a core tube 21 wound longitudinally extending element 22 is formed, wherein the support layer 203 is arranged and provided, not by a fluid, in particular a second fluid S ', to be flowed through.
  • the carrier layer 203 contacts the core tube 21 and encloses it closely, so that the load of the tube bundle 2 can be introduced into the core tube 21 via the carrier layer 203.
  • the elongated element 22 may be formed from a solid material. Alternatively, the elongated element 22 may also be formed by a tube or hollow profile with a particular circular cross-section.
  • the carrier layer 203 which is also referred to as a dummy tube layer 203, since it does not carry a second fluid S ', is in particular intended to be thermally induced

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1) zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten Fluid (S) und zumindest einem zweiten Fluid (S'), mit einem entlang einer Längsachse (z) erstreckten Mantel (10), der einen Mantelraum (M) zur Aufnahme des ersten Fluids (S) umgibt, einem im Mantelraum (M) angeordneten Kernrohr (21), das sich entlang der Längsachse (z) erstreckt, und einem im Mantelraum (M) angeordneten Rohrbündel (2) mit einer Mehrzahl an Rohren (20) zur Aufnahme des mindestens einen zweiten Fluids (S'), wobei die Rohre (20) helikal auf das Kernrohr (21) gewickelt sind, so dass das Rohrbündel (2) eine Mehrzahl an übereinander angeordneten Rohrlagen (200, 201, 202) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Wärmeübertrager (1) zwischen einer innersten Rohrlage (201) des Rohrbündels (2) und dem Kernrohr (21) eine Trägerlage (203) aufweist, die aus zumindest einem auf das Kernrohr (21) gewickelten längserstreckten Element (22) ausgebildet ist, wobei die Trägerlage (203) dazu eingerichtet und vorgesehen ist, nicht von einem Fluid durchströmt zu werden.

Description

Beschreibung
Gewickelter Wärmeübertrager mit Dummy-Rohrlaqe zwischen Kernrohr und innerster
Rohrlaqe
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager gemäß Anspruch 1 .
Ein derartiger Wärmeübertrager weist einen drucktragenden Mantel auf, der sich entlang einer vorzugsweise vertikal orientierten Längsachse erstreckt und einen Mantelraum zur Aufnahme eines ersten Fluids begrenzt. In dem Mantelraum ist ein Rohrbündel mit einer Mehrzahl an Rohren zur Aufnahme zumindest eines zweiten
Fluids angeordnet, wobei die Rohre jeweils helikal auf ein Kernrohr gewickelt sind, das sich im Mantelraum entlang der Längsachse erstreckt. Hierdurch werden mehrere Rohrlagen ausgebildet, die in radialer Richtung des Kernrohrs bzw. des Rohrbündels übereinander angeordnet sind, so dass das Rohrbündel (bezogen auf die radiale Richtung) eine innerste Rohrlage aufweist, die benachbart zum Kernrohr angeordnet ist, sowie eine äußerste Rohrlage, die in der radialen Richtung weiter entfernt vom Kernrohr angeordnet ist und insbesondere die innerste Rohrlage (sowie ggf. die dazwischen vorgesehenen Rohrlagen) umschließt. Das mindestens eine zweite Fluid kann somit in einen indirekten Wärmetausch mit dem im Mantelraum geführten ersten Fluid treten.
Während des Betriebes eines Wärmeübertragers der eingangs genannten Art treten Übergangsbedingungen auf, bei denen das Abkühlen oder Aufwärmen des
Rohrbündels wegen der geringeren Materialstärken der Rohre des Rohrbündels sehr viel schneller erfolgt als das Abkühlen oder Aufwärmen des Kernrohrs. Die hierbei entstehenden thermisch induzierten Spannungen wirken vor allem auf die innerste Rohrlage des Rohrbündels. Zu hohe Spannungen bzw. häufig auftretende
Spannungswechsel können zu Undichtigkeiten führen. Erfahrungsgemäß treten diese bei einem gewickelten Wärmeübertrager überwiegend bei der innersten aktiven (also von einem Medium durchflossenen) Rohrlage des Rohrbündels auf. Hiervon ausgehend liegt daher der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, einen Wärmeübertrager bereitzustellen, bei dem das Risiko einer Leckage der innersten Rohrlage reduziert ist. Dieses Problem wird durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend beschrieben.
Gemäß Anspruch 1 weist der erfindungsgemäße Wärmeübertrager zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten Fluid und zumindest einem zweiten Fluid einen entlang einer Längsachse erstreckten Mantel auf, der einen Mantelraum zur Aufnahme des ersten Fluids umgibt, sowie ein im Mantelraum angeordnetes Kernrohr, das sich entlang der Längsachse erstreckt, sowie ferner ein im Mantelraum
angeordnetes Rohrbündel mit einer Mehrzahl an Rohren zur Aufnahme des mindestens einen zweiten Fluids, wobei die Rohre helikal auf das Kernrohr gewickelt sind, so dass das Rohrbündel in radialer Richtung des Kernrohrs bzw. Rohrbündels eine Mehrzahl an übereinander angeordneten Rohrlagen aufweist. Hierbei erstreckt sich die besagte radiale Richtung jeweils vom Kernrohr bzw. von der Längsachse nach außen und steht senkrecht auf der Längsachse bzw. dem Kernrohr.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Wärmeübertrager zwischen einer innersten aktiven Rohrlage (d.h. von einem Prozessmedium bzw. Fluid durchströmten Rohrlage) des Rohrbündels und dem Kernrohr eine Trägerlage aufweist, die aus zumindest einem auf das Kernrohr gewickelten längserstreckten Element ausgebildet ist, wobei die Trägerlage dazu eingerichtet und vorgesehen ist, nicht von einem Fluid durchströmt zu werden.
Die Trägerlage wird daher auch als Dummy-Rohrlage bezeichnet, da sie keinerlei Prozessfluid führt und daher bei einer Beschädigung der Trägerlage auch kein Leckagefluid freilässt.
Die Trägerlage oder Dummy-Rohrlage übernimmt also erfindungsgemäß die thermisch induzierten Spannungen auf und kompensiert diese. Eine etwaige Schädigung der Dummy-Rohrlage hat mit Vorteil keine Auswirkung auf den Betrieb des
Wärmeübertragers, da die Trägerlage kein Fluid führt. Die Verwendung einer Trägerlage hat weiterhin den Vorteil, dass auch beim Wickeln des Wärmeübertragers nunmehr bei der innersten (eigentlichen) Rohrlage geringere Spannungen auftreten, da der Biegungsradius nunmehr bei der innersten Rohrlage entsprechend größer ausfällt.
Die Trägerlage ist weiterhin bevorzugt dazu ausgebildet, die gesamte Last der Rohrlagen in das Kernrohr einzuleiten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das mindestens eine längserstrecke Element auf das Kernrohr gewickelt ist, insbesondere helikal, wobei das längserstreckte Element bevorzugt über eine gesamte Länge des Rohrbündels entlang der Längsachse, auf das Kernrohr gewickelt ist. Hierbei ist das längserstreckte Element vorzugsweise einlagig auf das Kernrohr gewickelt.
Vorzugsweise weist das längserstreckte Element auf seiner gesamten Länge einen konstanten Außendurchmesser sowie vorzugsweise eine kreisförmige
Querschnittskontur bzw. einen kreisförmigen Querschnitt auf. Das längserstreckte Element kann ggf. jedoch auch eine hiervon abweichende Querschnittskontur aufweisen
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das mindestens eine längserstecke Element aus einem Vollmaterial gebildet sein, so dass das längserstreckte Element keinerlei Hohlraum aufweist, der sich zum Führen eines Fluids eignen könnte.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann das mindestens eine längserstreckte Element allerdings auch als ein Rohr oder Hohlprofil ausgebildet sein. Dieses ist aber insbesondere nicht an Stutzen bzw. Zu- oder Ableitungen des Wärmeübertragers angeschlossen, da es ausdrücklich nicht an der Führung irgendeines Prozessfluids beteiligt sein soll.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das längserstreckte Element einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner, größer oder gleich dem Außendurchmesser der Rohre des Rohrbündels ist. Weiterhin kann das längserstreckte Element aus verschiedenen geeigneten Materialien gebildet sein bzw. diese aufweisen, insbesondere Teflon, PTFE, Aluminium, Stahl.
Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die innerste Rohrlage des Rohrbündels über entlang der Längsachse erstreckte
Abstandshalter auf der Trägerlage angeordnet ist.
Weiterhin sind bevorzugt zwischen je zwei benachbarten Rohrlagen des Rohrbündels ebenfalls Abstandshalter angeordnet, die sich jeweils entlang der Längsachse erstrecken. Die Zahl der Abstandshalter in den Zwischenräumen zwischen je zwei benachbarten Rohrlagen bzw. zwischen der Trägerlage und der innersten Rohrlage ist vorzugsweise konstant, wobei die Abstandshalter gruppenweise in der radialen Richtung jeweils übereinander angeordnet sind, so dass die Last der äußeren
Rohrlagen sicher über die Abstandshalter in das Kernrohr einleitbar ist.
Weiterhin ist das Kernrohr des Wärmeübertragers bevorzugt koaxial zum Mantel angeordnet.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen durch die nachfolgende
Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren erläutert werden.
Es zeigen: Fig. 1 eine ausschnitthafte Schnittansicht eines erfindungsgemäßen
Wärmeübertragers; und
Fig. 2 eine ausschnitthafte geschnittene Ansicht eines Kernrohrs und
Rohrbündels eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers.
Figur 1 zeigt im Zusammenhang mit der Figur 2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 .
Der Wärmeübertrager 1 ist zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten und zumindest einem zweiten Fluid S, S' ausgebildet und weist einen Mantel 10 auf, der einen Mantelraum M zur Aufnahme des ersten Fluids S umgibt, das z.B. über einen Einlassstutzen 101 am Mantel 10 in den Mantelraum M einleitbar und über einen entsprechenden Auslassstutzen 102 am Mantel 10 wieder aus dem Mantelraum M abziehbar ist, wobei das erste Fluid S ein im Mantelraum M angeordnetes Rohrbündel 2 des Wärmeübertragers 1 von oben her beaufschlagt und z.B. auf einer Oberseite O des Rohrbündels 2 gegeben wird.
Der Mantel 10 des Wärmeübertragers 1 erstreckt sich entlang einer Längsachse z, die bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Zustand des Wärmeübertragers 1 entlang der Vertikalen verläuft. Das Rohrbündel 2 weist eine Mehrzahl an Rohren 20 zur Aufnahme des mindestens einen zweiten Fluids S' auf. Verschiedene zweite Fluide S' können z.B. in zugeordneten Rohren bzw. Rohrgruppen des Rohrbündels 2 geführt werden, d.h., das Rohrbündel 2 wird entsprechend der Anzahl der zu führenden zweiten Fluide S' aufgeteilt. Die Rohre 20 sind helikal auf ein Kernrohr 21 des
Wärmeübertragers gewickelt, so dass mehrere Rohrlagen 200, 201 , 202 gebildet werden, die in einer radialen Richtung R, die senkrecht auf der Längsachse z steht, übereinander angeordnet sind, wobei sich das Kernrohr 21 ebenfalls entlang der Längsachse z erstreckt und koaxial zum Mantel 10 im Mantelraum M angeordnet ist. Bezogen auf die radiale Richtung R ist also eine innerste Rohrlage 201 vorhanden, die insbesondere von weiteren, in der radialen Richtung R übereinander angeordneten Rohrlagen 200 umgeben ist, wobei letztlich eine äußerste Rohrlage 202 die darunter angeordneten Rohrlagen 200, 201 umgibt und eine Außenseite des Rohrbündels 2 ausbildet.
Weiterhin sind die einzelnen Rohrlagen 200, 201 , 202 bevorzugt über entlang der Längsachse z erstreckte Abstandshalter 6 aneinander festgelegt, wobei jeweils mehrere Abstandshalter 6 in radialer Richtung R des Rohrbündels 2 übereinander angeordnet sind. Dabei ist zwischen den benachbarten Rohrlagen 200 vorzugsweise eine konstante Anzahl an Abstandshaltern 6 vorgesehen. Mehrere Rohre 20 können jeweils in einem Rohrboden 104 zusammengefasst sein, wobei das zweite Fluid S' bzw. mehrere zweite Fluide S' über Einlassstutzen 103 am Mantel 10 in jene Rohre 20 eingeleitet und über Ablassstutzen 105 aus den Rohren 20 abgezogen werden kann bzw. können. Somit kann zwischen dem ersten Fluid S und dem mindestens einen zweiten Fluid S' indirekt Wärme übertragen werden, wobei diese Fluide S, S' z.B. im Gegenstrom durch den Wärmeübertrager 1 geführt werden können.
Der Mantel 10 sowie das Kernrohr 21 sind insbesondere zumindest abschnittsweise zylinderförmig ausgeführt, so dass die Längsachse z eine Zylinderachse des Mantels 10 und des konzentrisch darin verlaufenden Kernrohres 21 bildet. Im Mantelraum M kann des Weiteren ein vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildetes Hemd 3
angeordnet sein, das das Rohrbündel 2 umschließt um eine Bypass-Strömung des im Mantelraum M geführten ersten Fluids S am Rohrbündel 2 vorbei zu verringern.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Wärmeübertrager 1 gemäß Figur 2 zwischen der innersten Rohrlage 201 des Rohrbündels 2 und dem Kernrohr 21 eine Trägerlage 203 aufweist (in der Figur 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt), die aus einem auf das Kernrohr 21 vorzugsweise helikal gewickelten längserstreckten Element 22 ausgebildet ist, wobei die Trägerlage 203 dazu eingerichtet und vorgesehen ist, nicht von einem Fluid, insbesondere einem zweiten Fluid S', durchströmt zu werden. Die Trägerlage 203 kontaktiert dabei das Kernrohr 21 und umschließt dieses eng, so dass die Last des Rohrbündels 2 über die Trägerlage 203 in das Kernrohr 21 einleitbar ist. Das längserstreckte Element 22 kann dabei aus einem Vollmaterial gebildet sein. Alternativ hierzu kann das längserstreckte Element 22 auch durch ein Rohr bzw. Hohlprofil mit insbesondere kreisförmigem Querschnitt gebildet sein.
Die Trägerlage 203, die auch als Dummy-Rohrlage 203 bezeichnet wird, da sie kein zweites Fluid S' führt, ist insbesondere dazu vorgesehen, thermisch induzierte
Spannungen aufzunehmen und zu kompensieren, die beispielsweise auftreten, wenn das Rohrbündel 2 und das Kernrohr 21 sich unterschiedlich schnell aufheizen oder abkühlen. Hierdurch wird die leckageanfällige innerste Rohrlage 201 geschützt, die ansonsten die thermisch induzierten Spannungen aufnehmen müsste, was zu
Undichtigkeiten der innersten Rohrlage 201 führen kann. Die Erfindung ermöglicht somit auf einfache Weise eine Reduktion des Leckagerisikos der innersten Rohrlage 201 eines Wärmeübertragers 1 . Bezugszeichenliste
1 Wärmeübertrager
2 Rohrbündel
3 Hemd
6 Abstandshalter
10 Mantel
20 Rohre
21 Kernrohr
22 Längserstrecktes Element
60 Äußerste Abstandshalter
101 Einlassstutzen
102 Auslassstutzen
103 Einlassstutzen
104 Rohrboden
105 Auslassstutzen
200 Rohrlage
201 Innerste Rohrlage
202 Äußerste Rohrlage
203 Trägerlage (Dummy-Rohrlage)
R radiale Richtung
Z Längsachse
M Mantelraum
0 Oberseite

Claims

Patentansprüche
1 . Wärmeübertrager zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten Fluid (S) und zumindest einem zweiten Fluid (S'), mit
- einem entlang einer Längsachse (z) erstreckten Mantel (10), der einen
Mantelraum (M) zur Aufnahme des ersten Fluids (S) umgibt,
- einem im Mantelraum angeordneten Kernrohr (21 ), das sich entlang der Längsachse (z) erstreckt,
- einem im Mantelraum (M) angeordneten Rohrbündel (2) mit einer Mehrzahl an Rohren (20) zur Aufnahme des mindestens einen zweiten Fluids (S'), wobei die Rohre (20) helikal auf das Kernrohr (21 ) gewickelt sind, so dass das Rohrbündel (2) eine Mehrzahl an übereinander angeordneten Rohrlagen (200, 201 , 202) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1 ) zwischen einer innersten Rohrlage (201 ) des Rohrbündels (2) und dem Kernrohr (21 ) eine Trägerlage (203) aufweist, die aus zumindest einem auf das Kernrohr (21 ) gewickelten längserstreckten Element (22) ausgebildet ist, wobei die Trägerlage (203) dazu eingerichtet und vorgesehen ist, nicht von einem Fluid durchströmt zu werden.
2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Trägerlage (203) dazu ausgebildet ist, die Last der Rohrlagen (200, 201 , 202) in das Kernrohr (21 ) einzuleiten.
3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine längserstrecke Element (23) helikal auf das Kernrohr (21 ) gewickelt ist.
4. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Trägerlage (203) das Kernrohr (21 ) kontaktiert.
5. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das mindestens eine längserstreckte Element (23) aus einem Vollmaterial gebildet ist.
6. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass das mindestens eine längserstreckte Element (22) als ein Hohlprofil ausgebildet ist.
7. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das mindestens eine längserstreckte Element (22) einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner, gleich oder größer als der
Außendurchmesser der Rohre (20) des Rohrbündels (2) ist.
8. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das mindestens eine längserstreckte Element (22) aus einem der folgenden Materialien gebildet ist oder eines der folgenden
Materialien aufweist: Teflon, PTFE, Aluminium, Stahl.
9. Wärmeübertrager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die innerste Rohrlage (201 ) des Rohrbündels (2) über entlang der Längsachse (z) erstreckte Abstandshalter (6) auf der Trägerlage (201 ) angeordnet ist.
10. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen je zwei benachbarten Rohrlagen
Abstandshalter (6) angeordnet sind, die sich jeweils entlang der Längsachse (z) erstrecken.
1 1 . Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Kernrohr (21 ) koaxial zum Mantel (10) angeordnet ist
PCT/EP2017/025173 2016-06-21 2017-06-20 Gewickelter wärmeübertrager mit dummy-rohrlage zwischen kernrohr und innerster rohrlage Ceased WO2017220209A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16001389 2016-06-21
EP16001389.2 2016-06-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017220209A1 true WO2017220209A1 (de) 2017-12-28

Family

ID=56363679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/025173 Ceased WO2017220209A1 (de) 2016-06-21 2017-06-20 Gewickelter wärmeübertrager mit dummy-rohrlage zwischen kernrohr und innerster rohrlage

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017220209A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220196331A1 (en) * 2019-04-12 2022-06-23 Linde Gmbh Web design and arrangement for reducing a radial distribution fault in a wound heat exchanger

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB970098A (en) * 1962-08-22 1964-09-16 Taylor Reid & Company Ltd Improvements in heat exchanging devices
WO2003040641A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-15 Aalborg Industries A/S A heat exchanger, combination with heat exchanger and method of manufacturing the heat exchanger
DE102007036181A1 (de) * 2006-08-04 2008-02-07 Linde Ag Gewickelter Wärmetauscher mit mehreren Rohrbündellagen
CN102538387A (zh) * 2011-11-22 2012-07-04 张周卫 Lng低温液化三级制冷螺旋缠绕管式换热装备
DE102012014101A1 (de) * 2012-07-17 2014-01-23 Linde Aktiengesellschaft Gewickelter Wärmeübertrager
WO2015007375A1 (de) * 2013-07-16 2015-01-22 Linde Aktiengesellschaft Wärmeübertrager mit elastischem element

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB970098A (en) * 1962-08-22 1964-09-16 Taylor Reid & Company Ltd Improvements in heat exchanging devices
WO2003040641A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-15 Aalborg Industries A/S A heat exchanger, combination with heat exchanger and method of manufacturing the heat exchanger
DE102007036181A1 (de) * 2006-08-04 2008-02-07 Linde Ag Gewickelter Wärmetauscher mit mehreren Rohrbündellagen
CN102538387A (zh) * 2011-11-22 2012-07-04 张周卫 Lng低温液化三级制冷螺旋缠绕管式换热装备
DE102012014101A1 (de) * 2012-07-17 2014-01-23 Linde Aktiengesellschaft Gewickelter Wärmeübertrager
WO2015007375A1 (de) * 2013-07-16 2015-01-22 Linde Aktiengesellschaft Wärmeübertrager mit elastischem element

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220196331A1 (en) * 2019-04-12 2022-06-23 Linde Gmbh Web design and arrangement for reducing a radial distribution fault in a wound heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3022510A1 (de) Wärmeübertrager mit elastischem element
DE2539440A1 (de) Waermetauscher
EP3128278B1 (de) Zufuhr und entnahme von rohrströmen mit zwischentemperatur bei gewickelten wärmeübertragern
WO2020074117A1 (de) Gewickelter wärmeübertrager, verfahren zur herstellung eines gewickelten wärmeübertragers und verfahren zum wärmeaustausch zwischen einem ersten fluid und einem zweiten fluid
EP3443287B1 (de) Gewickelter wärmeübertrager
WO2014060093A1 (de) Gewickelter wärmeübertrager mit einer mehrzahl von einlässen und verfahren zur anpassung einer heizfläche des wärmeübertragers
WO2017220209A1 (de) Gewickelter wärmeübertrager mit dummy-rohrlage zwischen kernrohr und innerster rohrlage
DE102019204640A1 (de) Wärmeübertrager
DE102012014101A1 (de) Gewickelter Wärmeübertrager
DE2842249A1 (de) Schraubenfoermig gewelltes rohr mit wellen unterschiedlicher tiefe und verfahren zur herstellung desselben
EP3953654B1 (de) Stegdesign - und anordnung zur verringerung einer radialen fehlverteilung in einem gewickelten wärmeübertrager
CH665020A5 (de) Waermeuebertrager.
DE2320125A1 (de) Verfahren zur herstellung einer rohreinheit
DE102011010896A1 (de) Wärmetauscher
AT513300B1 (de) Wärmetauscher
DE102012005569A1 (de) Wärmetauscher mit Sektionen
DE102010050087A1 (de) Durchströmbare Einsätze für Wärmetauscher
WO2021052628A1 (de) Entkoppelung der bündellagen bei gewickelten wärmeübertragern
WO2020025167A1 (de) Abstützung von rohren gewickelter wärmeübertrager
DE7912786U1 (de) Waermetauscher
DE2735064C3 (de) Rohrbundel-Warmeaustauscher mit einer Dampftrommel
DE102012001085A1 (de) Vorrichtung zur Erwärmung von Brauchwasser
DE19616034C2 (de) Wärmetauscher zur Wetterkühlung in Arbeitsbereichen des Berg- und Tunnelbaus
DE102018000468A1 (de) Gewickelter Wärmeübertrager mit Abscheider im Kernrohr
DE1601167C3 (de) Mischwärmetauscher

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17735395

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17735395

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1