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CH629586A5 - Waermeuebertrager. - Google Patents

Waermeuebertrager. Download PDF

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Publication number
CH629586A5
CH629586A5 CH1121777A CH1121777A CH629586A5 CH 629586 A5 CH629586 A5 CH 629586A5 CH 1121777 A CH1121777 A CH 1121777A CH 1121777 A CH1121777 A CH 1121777A CH 629586 A5 CH629586 A5 CH 629586A5
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CH
Switzerland
Prior art keywords
heat transfer
heat exchanger
transfer unit
exchanger according
tube
Prior art date
Application number
CH1121777A
Other languages
English (en)
Inventor
Heinz Fischli
Original Assignee
Sulzer Ag
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 Sulzer Ag filed Critical Sulzer Ag
Priority to CH1121777A priority Critical patent/CH629586A5/de
Priority to DE2742877A priority patent/DE2742877C3/de
Priority to US05/940,779 priority patent/US4299273A/en
Priority to FR7826021A priority patent/FR2403533A1/fr
Priority to GB7836831A priority patent/GB2004361B/en
Priority to JP11352478A priority patent/JPS5453346A/ja
Publication of CH629586A5 publication Critical patent/CH629586A5/de

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/005Heat-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 for only one medium being tubes having bent portions or being assembled from bent tubes or being tubes having a toroidal configuration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-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 arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/163Heat-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 arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
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    • F28D2021/0054Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for nuclear applications
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/26Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements
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Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, der einen prismatisch verlaufenden Mantel sowie eine Vielzahl von langgestreckten , innerhalb des Mantels und parallel zu dessen Längsrichtung angeordneten, im Querschnitt sechskantförmigen Wärmeübertragungseinheiten aufweist, von denen jede ein Zentralrohr und um dieses herum axial sich erstreckende, bis hin zur Sechskantkontur der Umfangsfläche der betreffenden Wärmeübertragungseinheit verteilt angeordnete Wärmeübertragungsflächen aufweist, die beidendig an auf dem Zentralrohr sitzende Kollektoren angeschlossen sind.
Es sind solche, besonders als Rekuperator für Hochtemperaturreaktoren bestimmte Wärmeübertrager vorgeschlagen worden, bei denen die Wärmeübertragungseinheiten zu einem Bündel zusammengebaut und durch Bänder zusammengehalten werden. Nachteilig ist dabei, dass beim Einbau des Wärmeübertragers in seinen Mantel, der beispielsweise in einem Sackloch eines
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Betondruckbehälters untergebracht ist, bei unterschiedlichen Betriebszuständen wegen der unterschiedlichen Dehnung des Bündels von Wärmeübertragungseinheiten einerseits und des Mantels andererseits lokal weite Spalte auftreten können, durch die das Medium im Nebenschluss mit ungenügendem Wärmeaustausch durchtreten kann. Es ist zwar möglich, durch Anbringen rohrförmiger Hüllen mit Schiebedichtungen, Dichtstreifen usw. an den Wärmeübertragungseinheiten solche Spalte zu vermeiden oder abzudichten. Die Anwendung solcher Hüllen bringt jedoch erhebliche Nachteile bezüglich des Raum- und des Materialbedarfs sowie Komplikationen, weil die Stellen, an denen sie angebracht werden müssen, schwer zugänglich und schlecht inspizierbar sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, den Wärmeübertrager der eingangs genannten Art auf konstruktiv einfache Weise so zu verbessern, dass das Auftreten weiter, den Wärmeaustausch beeinträchtigender Spalte vermieden wird.
Erfindungsgemäss geschieht dies dadurch, dass jede Wärmeübertragungseinheit über Distanzierungsmittel mit seinen benachbarten Wärmeübertragungseinheiten bzw. mit im Bereich des den Wärmeübertrager seitlich begrenzenden Mantels räumlich fest angeordneten analogen Distanzierungsmitteln verbunden ist, dass die Distanzierungsmittel ineinandergreifend ausgebildet sind und Spiel aufweisen, innerhalb dessen der Abstand zwischen den einzelnen Wärmeübertragungseinheiten bzw. zwischen diesen und den räumlich fest angeordneten Distanzierungsmitteln veränderbar ist, und dass das Spiel zwischen jeweils zwei ineinandergreifenden Distanzierungsmitteln so bemessen ist, dass es den Dehnungsunterschied zwischen Betrieb und Stillstand einer Wärmeübertragungseinheit zwanglos aufnimmt.
Durch diese Gestaltung kann erreicht werden, dass sowohl bei allen Lasten und transienten Übergangszuständen des Wärmeübertragers als auch im abgestellten Zustand der Spalt zwischen benachbarten Wärmeübertragungseinheiten und gegebenenfalls zwischen diesen und dem Mantel einen bestimmten zulässigen Wert nicht übersteigt.
Eine in bezug auf Konstruktion und Montage besonders zweckmässige Ausführungsform der Erfindung weist die Merkmale auf, dass die Kanten jeder Wärmeübertragungseinheit durch sechs miteinander verstrebte Längsschienen gebildet sind, von denen mindestens drei vorstehende Schwalbenschwanzprofile aufweisen, die mit in diese eingreifenden Schwalbenschwanzprofilen an den benachbarten Wärmeübertragungseinheiten bzw. mit räumlich fest angeordneten Schwalbenschwanzprofilen im Bereich des Mantels zusammenwirken. Die Längsschienen können den zusätzlichen Vorteil eines vereinfachten Zusammenbaus des Wärmeübertragers bringen, indem die Schienen das Einfahren der Wärmeübertragungseinheiten erheblich erleichtern. Weiter können durch die Längsschienen die Wärmeübertragungseinheiten versteift werden, was für den Transport günstig ist.
Besondere Vorteile bietet eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wonach ein Kollektor jeder Wärmeübertragungseinheit über einen zwischen dem Zentralrohr und einem koaxial dazu angeordneten Rohr gebildeten Ringkanal und der andere Kollektor jeder Wärmeübertragungseinheit über das Zentralrohr an Zu- und Abfuhrleitungen angeschlossen ist. Hierdurch können die Anschlüsse des einen an der Wärmeübertragung beteiligten Mediums am gleichen Ende des Wärmeübertragers angeordnet sein.
Werden nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Wärmeübertragungsflächen aus einer Vielzahl von parallelen Rohren gebildet, so bringt dies fabrikatorische Vorteile, sowie ferner den Vorteil, dass der Wärmeübertrager sich leicht berechnen lässt, weil über solche Rohranordnungen viele Erfahrungswerte vorliegen. Werden nach einer anderen Ausführungsform die Wärmeübertragungsflächen lamellenartig, dem Schweizer Patent 613 512 entsprechend ausgebildet, so ergeben sich Vorteile in der Serienfabrikation. Überdies lässt sich ein solcher Wärmeübertrager besonders gedrungen bauen.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert.
5 Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht einer Schmalseite einer Wärmeübertragungseinheit für einen erfindungsgemässen Wärmeübertrager;
Fig. 2 einen Schnitt durch den oberen und den mittleren Bereich einer Wärmeübertragungseinheit entsprechend der io Linie II—II in Fig. 3;
Fig. 3 links einen Schnitt entsprechend der Linie Illa—lila und rechts einen Schnitt entsprechend der Linie Illb—Illb in Fig. 2, wobei zusätzlich Randpartien zweier benachbarter Wärmeübertragungseinheiten angedeutet sind;
15 Fig. 4 einen Schnitt durch ein Abstützgitter, von dem in Fig. 3 rechts schematisch ein Ausschnitt dargestellt ist;
Fig. 5 schematisch ein Ausführungsbeispiel mit einer minimalen Anzahl von Schwalbenschwänzen;
Fig. 6 schematisch einen Vertikalschnitt durch einen Wärme-20 Übertrager;
Fig. 7 einen Querschnitt entsprechend der Linie VII—VII in Fig. 6;
Fig. 8 einen Ausschnitt aus Fig. 7 in grösserem Massstab, und
Fig. 9 einen gleichen Ausschnitt eines abgewandelten Aus-25 führungsbeispiels.
Die Wärmeübertragungseinheit 70 nach den Fig. 1 bis 3 enthält ein aus drei Abschnitten 2,3 und 4 zusammengeschweiss-tes Zentralrohr 1, das über seine Länge unterschiedliche Innendurchmesser aufweist und mit einer Isolation 5 gefüttert ist. Der 30 Abschnitt 3 ist zu einem Rohrboden 6 mit Sechskantumriss ausgebildet. Die Oberseite 7 und die Unterseite 8 des Rohrbodens 6 sind nach aussen leicht ansteigend ausgebildet. An der Oberseite 7 ist aussen ein nach oben etwas vorstehender Rand 10 vorgesehen, an dem ein Übergangsstück 12 angeschweisst ist, das 35 den sechseckigen Rand 10 mit einem kreiszylindrischen Rohr 13 verbindet. Der Rohrboden 6 ist nach einem Hexagonalgitter gebohrt, wobei die Achsen 15 der Bohrungen 16 auf einen ausserhalb der Zeichnung befindlichen Punkt auf der Elementachse konvergieren. In die Bohrungen 16 der Rohrplatte sind 40 Rohre 20 eingeführt und nach einem üblichen Verfahren darin dicht befestigt.
An den sechs parallelen Längskanten des Rohrbodens 6 ist je eine Längsschiene 18 angeschweisst. Die Rohre 20 sind an mehreren Stellen ihrer Länge durch Abstützgitter 25 geführt. 45 Diese Abstützgitter bestehen aus einem inneren Ring 26 und einem äusseren Rahmen 27, der im wesentlichen dem Sechseck-umriss der Wärmeübertragungseinheit 70 folgt, jedoch im Bereich der sechs Ecken, die Längsschienen 18 umgehend, einspringt. Der Ring 26 und der Rahmen 27 sind durch ein Gitter 50 28,dasinFig. 4 in vergrösserter Darstellung gezeigt ist, verbunden. Das Gitter 28 besteht aus vielfach um 45° abgekröpfte Blechstreifen 29, die aneinandergelegt und durch Punktschweis-sung 30 miteinander verbunden sind. Zwischen den durch Punkt-schweissung verbundenen Abschnitten der Blechstreifen 29 sind 55 durch Stanzschnitte Lappen 31 gebildet, die abwechslungsweise gegen die Rohre 20 ausgebogen sind und diese mit geringer Pressung seitlich stützen. Während der Ring 26 nur am Stützgitter angeschweisst ist, ist der Rahmen 27 an den Längsschienen 18 durch Schweissung befestigt.
60 Der Zentralrohrabschnitt 4 verläuft nur über den mittleren Bereich jedes Elementes zylindrisch, seine Endbereiche sind konisch verjüngt, so dass seine Aussenfläche dem Verlauf der innersten Reihe der Rohre 20 folgt und die hydraulischen Radien im Raum um die Rohre 20 über den Querschnitt des Sechskant-65 dementes 70 möglichst wenig variiern. Aus demselben Grunde ist das Konstruktionsmaterial des Ringes 26 und des Rahmens 27 der Abstützgitter dünn gehalten.
Der Raster der Bohrungen 16 in den Rohrböden 6 und 35 ist
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dem Raster der Abstützgitter 25 geometrisch ähnlich. Das hat zur Folge, dass in den Rohrböden im Bereich der Sechseckkanten lochfreie Felder 11 auftreten (Fig. 3).
Die Längsschienen 18 haben, wie in Fig. 3 zu sehen ist, einen abgewinkelten Querschnitt, der je ein vorstehendes Schwalben- 5 Schwanzprofil und ein analoges Gegenprofil aufweist. Im zusammengebauten Zustand der Wärmeübertragungseinheiten 70 greifen die Schwalbenschwanzprofile benachbarter Wärmeübertragungseinheiten mit Spiel ineinander. Die oben am Rohrboden 6 angeschweissten Längsschienen 18 enden - wie Fig. 1 zeigt - am 10 untersten der Abstützgitter 25. Die dieses Gitter 25 durchdringenden Rohre 20 sind weitergeführt zu einem Rohrboden 35, der - ähnlich wie der Rohrboden 6 - innen mit dem Zentralrohr 1 verschweisst ist und aussen einen sechseckig verlaufenden, nach unten gerichteten Rand aufweist. An diesem Rand ist eine 15
Kalotte 36 dicht angeschweisst, die sich über den Rohrboden 35 und die Mündung des Zentralrohres 1 wölbt.
Die Herstellung der Wärmeübertragungseinheiten 70 geschieht wie folgt: Zunächst werden die Abschnitte 3 und 4 des Zentralrohres 1, die bereits entsprechende Abschnitte der Isola- 20 tion 5 tragen, und der Rohrboden 35 zusammengeschweisst, nachdem auf dem Zentralrohrabschnitt 4 eine Anzahl von Abstützgittern 25 aufgereiht wurden. Nun werden die Rohre 20 durch die Bohrungen des einen Rohrbodens, die entsprechenden Öffnungen sämtlicher Abstützgitter 25 und schliesslich in die entsprechenden Bohrungen des anderen Rohrbodens eingeführt. Die Abstützgitter sind dabei, alle aufeinanderliegend,
etwa auf halber Höhe der Länge des Zentralrohrabschnittes 4 unterstützt. Die Rohre 20 müssen zum Einführen elastisch gebogen werden. Sind alle Rohre in den Rohrböden 6,35 eingeführt, so werden die Abstützgitter 25 parallel zu sich selbst in Richtung der Längsachse an ihre endgültige Stelle verschoben, wobei die Rohre 20 so festgehalten werden, dass sie nicht aus den Rohrboden gestosseri werden. Nun werden die Längsschienen 18 in die Ausnehmungen der Rahmen 27 eingefügt und an den Rahmen 27 wie auch an dem Rohrboden 6 verschweisst. Anschliessend werden die Rohre 20 beidendig in den Rohrplatten 6 und 35 eingewalzt, eingeschweisst oder sonstwie darin dichtend befestigt. Schliesslich werden am Innenrand des Rohrbodens 6 der Zentralrohrabschnitt 2 und am äusseren Rand 10 das Übergangsstück 12 sowie am äusseren Rand des Rohrbodens 35 die Kalotte 36 angeschweisst. Damit ist die Wärmeübertragungseinheit 70 zur Kontrolle der Dichtheit und zum Zusammenbau bereit.
Der aus den beschriebenen Wärmeübertragungseinheiten 70 45 zusammengebaute Wärmeübertrager ist gemäss Fig. 6 und 7 in einem Betondruckgefäss 50 untergebracht, dessen den Wärmeübertrager umgebende Wand mit einem Blechfutter 51 ausgekleidet ist. Innerhalb des Futters 51 ist ein den Wärmeübertrager umgebender Mantel 52 vorgesehen, der-wie Fig. 7 zeigt -prismatisch entsprechend dem äusseren Umriss des Wärmeübertragers verläuft. Der Mantel 52 ist über radiale Stege 53 mit dem Futter 51 verbunden, wobei zwischen diesen und dem Mantel ein ringförmiger Kanal 59 gebildet ist, der im Betrieb von dem die Wärmeübertragungseinheit 70 umströmenden Medium abwärts 55 durchströmt wird. Innerhalb des Mantels 52 sind die Wärmeübertragungseinheiten 70 angeordnet, die mit ihren Zentralrohren 1 an einem kugelförmigen Sammler 54 und mit den kreiszylindrischen Rohren 13 an einer nach unten gewölbten Platte 55 angeschlossen sind. Die gewölbte Platte 55 ist über einen kegel- 60 stumpfförmigen Abschnitt 56 aus Blech mit dem Futter 51 verbunden. Oberhalb der Rohrplatte 55 wird das die Rohre 20 durchströmende Medium in nicht näher dargestellter Weise zugeführt, das nach Durchströmen der Rohre 20 über die Zentralrohre 1 zum Sammler 54 gelangt. 65
An seinem unteren Ende ist der Mantel 52 konisch eingezogen und mit einem radialen Blechkanal 57 versehen, durch die das die Wärmeübertragunsseinheit 70 umströmende Medium
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dem Wärmeübertrager zugeführt wird. Ausserhalb des Blechkanals 57 ist ein Ringkanal 58 ausgebildet, der mit dem zwischen dem Mantel 52 und dem Futter 51 befindlichen Kanal 59 in Verbindung steht.
Alle Wärmeübertragungseinheiten 70 sind über die in Fig. 3 dargestellten Schwalbenschwanzprofile unter Einhaltung eines bestimmten Spiels miteinander verbunden. Die äusserste Reihe der Wärmeübertragungseinheiten 70 des Wärmeübertragers ist über seine in bezug auf den Wärmeübertrager aussen liegenden Längsschienen 18 mit dem ortsfest montierten Mantel 52 über Längsschienen 60 verbunden, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Die Längsschienen 60 sind einerseits mit dem Mantel 52 und andererseits mit den Stegen 53 verbunden. Sie weisen hohle Schwalbenschwanzprofile auf, die im zusammengebauten Zustand mit vorstehenden Schwalbenschwanzprofilen der Längsschienen 18 zusammenwirken, wobei ebenfalls ein bestimmtes Spiel vorgesehen ist, das in Fig. 8 der Einfachheit halber nicht gezeichnet worden ist, jedoch dem in Fig. 3 entspricht.
Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 9 ist der Mantel 52 nicht ortsfest montiert, sondern Bestandteil der äussersten Reihe von Wärmeübertragungseinheiten 70. Zu diesem Zweck sind zwischen jeweils zwei aussen liegenden Längsschienen 18 Mantelabschnitte bildende Bleche 62 eingeschweisst, die also beim Zusammenbau des Wärmeübertragers zusammen mit den Wärmeübertragungseinheiten 70 in die am Futter 51 befestigten Längsschienen 60 eingeschoben werden.
Bei der in ihrer Höhenlage gestaffelten Anordnung der Wärmeübertragungseinheiten 70 gemäss Fig. 6 hat die im Zentrum des Wärmeübertragers liegende Wärmeübertragungseinheit auf ihrer Aussenseite verhältnismässig schlechte Abströmbedingungen. Um dies zu vermeiden kann an die Stelle der zentralen Wärmeübertragungseinheit 70 ein Füllkörper, z.B. ein unten verschlossenes Sechskantrohr, angeordnet werden. Bei der äussersten Reihe von Wärmeübertragungseinheiten 70 bestehen auf der Zuströmseite des umströmenden Mediums verhältnismässig ungünstige Bedingungen. Diese Strömungsbedingungen lassen sich dadurch verbessern, dass in einem begrenzten Höhenbereich der Mantel 52 etwas erweitert wird.
Im Betrieb als Rekuperator eines Hochtemperaturreaktors strömt heisses Niederdruckmedium aus dem Kanal 57 in die zwischen den Rohren 20 gebildeten Längsräume, wobei die Abstützgitter 25 in erwünschtem Sinne Turbulenz erzeugen. Abgekühlt verlässt sodann das Niederdruckmedium die erwähnten Längsräume zwischen den obersten der Abstützgittern 25 und den Rohrböden 6 und gelangt in den Ringkanal 59, den es abwärts durchströmt. Das aufzuheizende Hochdruckmedium strömt durch die kreiszylindrischen Rohre 13 in die ringartigen Verteilräume, die zwischen dem Zentralrohrabschnitt 2 und dem Übergangsstück 12 oberhalb jedes Rohrbodens 6 gebildet sind, von dort durch die Rohre 20 zu den von den Kalotten 36 und den Rohrböden 35 gebildeten Sammelräumen und schliesslich durch die Zentralrohre 1 nach oben in den Sammler 54. Die Wärmeübertragung von heissem Hochdruckmedium in den Zentralrohren 1 an das tragende Material der Zentralrohre wird durch die Isolation 5 herabgesetzt, deren Dicke nach kleinem Druckabfall und kleinem Wärmeverlust optimiert ist.
Die Spiele in den Schwalbenschwanzprofilen der Längsschienen 18 und der Schienen 60 entsprechen etwa dem Dehnungsunterschied zwischen Betrieb und Stillstand einer Wärmeübertragungseinheit 70, so dass diese Dehnungsunterschiede sich nicht an einer Stelle aufsummieren können, sondern auf alle Abschnitte zwischen den Wärmeübertragungseinheiten 70 verteilt bleiben. Die Längsschienen 18 und 60 können, insbesondere im Bereich der Schwalbenschwanzprofile, durch Auftragen von besonderen Materialien, z. B. Chromkarbid, vor Frettingkorro-sion und ungewolltem Zusammenschweissen geschützt werden. Die gleiche Massnahme ist auch für die Lappen 31 der Abstützgitter 25 nützlich.
Um das Einschieben der Wärmcübertragungseinheiten 70 zu erleichtern, können die vorstehenden Schwalbenschwanzprofile über deren Länge abschnittweise unterbrochen sein. Ausserdem kann das Spiel in den Gegenprofilen über die Länge der Längsschienen derart unterschiedlich gestaltet sein, dass es beim Einfahren in die endgültige Position einen kleineren Wert hat als auf dem letzten Teil der Einschiebestrecken vor der Endposition. Mit demselben Ziel können die Schwalbenschwanzpartien auch mit leichtem Anzug ausgeführt sein.
Zur Verminderung der Reibung beim Zusammenbau lässt sich auch die Anzahl der Schwalbenschwanzverbindungen ver5 629 586
mindern, im Extremfall auf die in Fig. 5 schematisch gezeigte Ausführungsform. Bei dieser weist ein Wärmeübertrager zwei Arten von Wärmeübertragungseinheiten auf, von denen die eine Art zwei vorstehende Schwalbenschwanzprofile und ein hohles 5 Gegenprofil und die andere Art ein vorstehendes Schwalbenschwanzprofil und zwei hohle Gegenprofile aufweist. Die Bohrungen 16 in den Rohrböden 6 und 35 konvergieren vorzugsweise so stark, dass unabhängig von den Betriebszuständen die Rohre einfach, d. h. ohne Wendepunkt, gekrümmt sind. Dadurch wird io die Biegespannung der Rohre klein gehalten.
M
3 Blatt Zeichnungen

Claims (21)

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    PATENTANSPRÜCHE
    1. Wärmeübertrager, der einen prismatisch verlaufenden Mantel sowie eine Vielzahl von langgestreckten, innerhalb des Mantels und parallel zu dessen Längsrichtung angeordneten, im 5 Querschnitt sechskantförmigen Wärmeübertragungseinheiten aufweist, von denen jede ein Zentralrohr und um dieses herum axial sich erstreckende, bis hin zur Sechskantkontur der Umfangsfläche der betreffenden Wärmeübertragungseinheit verteilt angeordnete Wärmeübertragungsflächen aufweist, die 10 beidendig an auf dem Zentralrohr sitzende Kollektoren angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede Wärmeübertragungseinheit (70) über Distanzierungsmittel (18) mit ihren benachbarten Wärmeübertragungseinheiten bzw. mit im Bereich des den Wärmeübertrager seitlich begrenzenden Mantels (52, 15 62) räumlich fest angeordneten analogen Distanzierungsmitteln (60) verbunden ist, dass die Distanzierungsmittel (18,60) ineinandergreifend ausgebildet sind und Spiel aufweisen, innerhalb dessen der Abstand zwischen den einzelnen Wärmeübertragungseinheiten (70) bzw. zwischen diesen und den räumlich fest 20 angeordneten Distanzierungsmitteln (60) veränderbar ist, und dass das Spiel zwischen jeweils zwei ineinandergreifenden Distanzierungsmitteln ( 18,60) so bemessen ist, dass es den Dehnungsunterschied zwischen Betrieb und Stillstand einer Wärmeübertragungseinheit (70) zwanglos aufnimmt.
  2. 2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten jeder Wärmeübertragungseinheit (70) durch sechs miteinander verstrebte Längsschienen (18) gebildet sind, von denen mindestens drei vorspringende Schwalbenschwanzprofile aufweisen, die mit in diese eingreifenden Schwalbenschwanzprofilen an den benachbarten Wärmeübertragungseinheiten (70) bzw. mit räumlich fest angeordneten Schwalbenschwanzprofilen (60) im Bereich des Mantels zusammenwirken.
  3. 3. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsschienen (18) jeder Wärmeübertragungseinheit (70) am Umfang mindestens des einen der beiden Kollektoren (6, 12; 35, 36) befestigt sind.
  4. 4. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Kollektor (6,12) jeder Wärmeübertragungseinheit (70) über einen zwischen dem Zentral- 40 rohr (1) und einem koaxial dazu angeordneten Rohr (13) gebildeten Ringkanal und der andere Kollektor (35,36) jeder Wärmeübertragungseinheit über das Zentralrohr (1) an Zu- und Abfuhrleitungen angeschlossen ist.
  5. 5. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsflächen jeder Wärmeübertragungseinheit (70) aus einer Vielzahl von Rohren (20) bestehen.
  6. 6. Wärmeübertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (20) parallel zum Zentralrohr (1) verlaufen.50
  7. 7. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsflächen jeder Wärmeübertragungseinheit (70) lamellenartig, entsprechend dem Schweizer Patent 613 512 ausgebildet sind.
  8. S. Wärmeübertragernach Anspruch 5, dadurch gelcennzeich- 55 net, dass die die Wärmeübertragungsflächen bildenden Rohre (20) jeder Wärmeübertragungseinheit (70 ) in zwei am Zentralrohr dicht befestigten, ringförmigen Rohrböden (6,35) enden, die einen Teil der beiden Kollektoren bilden.
  9. 9. Wärmeübertragernach Anspruch 8, dadurch gekennzeich- 60 net, dass im Bereich der beiden Rohrböden (6,35) der gegenseitige Abstand der Rohrachsen kleiner ist als im mittleren Bereich der Rohrlänge jeder Wärmeübertragungseinheit (70).
  10. 10. Wärmeübertrager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die Befestigung der Rohre (20) in den Rohrböden ( 6,35 ) gebildetes Gittermuster in den Rohrböden ein ähnliches Abbild eines im mittleren Bereich der Rohrlänge jeder Wärmeübertragungseinheit (70) bestehenden Gittermusters ist.
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  11. 11. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (20) im mittleren Bereich ihrer Länge parallel zueinander verlaufen und in den beiden Endbereichen konvergent auf die Rohrböden (6,35) zuführen.
  12. 12. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der die Rohrenden aufnehmenden Bohrungen in den Rohrböden (6,35) gegen aussen konvergieren.
  13. 13. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im mittleren Bereich die Rohre (20) jeder Wärmeübertragungseinheit (70) durch senkrecht zur Symmetrieachse der Wärmeübertragungseinheit sich erstrek-kende Abstützgitter (25) seitlich geführt sind.
  14. 14. Wärmeübertrager nach den Ansprüchen 2 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützgitter (25) jeder Wärmeübertragungseinheit (70) mit diesen Längsschienen (18) der zugehörigen Wärmeübertragungseinheit fest verbunden sind.
  15. 15. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralrohr (1) jeder Wärmeübertragungseinheit (70) isoliert ist.
  16. 16. Wärmeübertrager nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation (5) auf der Innenfläche jedes Zentralrohres (1) angebracht ist.
  17. 17. Wärmeübertrager nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenkontur des isolierten Zentrahlrohres (1) jeder Wärmeübertragungseinheit (70) an den Verlauf der innersten Rohrreihe der Wärmeübertragungseinheit (70) ange-passt ist.
  18. 18. Wärmeübertragernach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass jede Isolation (5) überihre Länge unterschiedliche Wanddicke aufweist.
  19. 19. Wärmeübertragernach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser jeder Isolation (5) über die ganze Länge etwa konstant ist.
  20. 20. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der prismatisch verlaufende Mantel (52) ortsfest montiert ist, dass in dessen Innenraum die einzeln einschiebbaren Wärmeübertragungseinheiten (70) angeordnet sind und dass die analogen Distanzierungsmittel (60) als auf der Innenseite des Mantels (52) angebrachte, axial verlaufende Längsschienen mit Schwalbenschwanzprofilen ausgebildet sind.
  21. 21. Wärmeübertragernach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die am äusseren Umfang des Wärmeübertragers befindlichen Wärmeübertragungseinheiten (70) an ihren in bezug auf den Wärmeübertrager aussen liegenden Sechseckflächen mit Blechen (62) versehen sind, die zusammen den Mantel (52) bilden.
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CH1121777A 1977-09-14 1977-09-14 Waermeuebertrager. CH629586A5 (de)

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DE2742877A DE2742877C3 (de) 1977-09-14 1977-09-23 Wärmeübertrager, insbesondere Rekuperator für Hochtemperaturreaktoren
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