DE1112996B - Waermetauscher, insbesondere fuer UEberhitzer, Vorwaermer, Speisewasservorwaermer und Kuehler mit bifilar und ellipsenfoermig gewundenen Rohrschlangen - Google Patents

Description

• Wärmetauscher, insbesondere für Überhitzer, Vorwärmer, Speisewasservorwärmer und Kühler mit bifilar und ellipsenförmig gewundenen Rohrschlangen Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere für überhitzer, Vorwärmer od. dgl.
• Bei Wärmeaustauschern, beispielsweise bei Hochdruckspeisewasservorwärmern, treten eine ganze Reihe technischer Schwierigkeiten auf, die den Wirkungsgrad derartiger Anlagen unerwünscht niedrig halten. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art sind die Rohrschlangen, durch die das thermisch zu beeinflussende Medium hindurchgeleitet wird, monofilar ausgebildet. Diese Rohrschlangen haben Windungen verschiedener Form und Größe. Die mehrfach sich wiederholende Hin- und Herführung der Schlangenwindungen bedingt, daß verhältnismäßig große freie Räume zwischen den Rohrwindungen verbleiben. Will man diese Räume klein halten, so muß man die Windungen enger falten, wobei im Gebiete der Umwindungen Schwächungen im Rohrsystem auftreten, die erhebliche Schäden zur Folge haben. Außerdem hat eine zu scharfe Ausführung der Windungen den Nachteil, daß Druckverluste auftreten, die in der Summierung den Wirkungsgrad der Anlage herabsetzen. Die Rohrführung bei den bisherigen Anordnungen bringt als Folge der vorerwähnten Erscheinung den Nachteil, daß unerwünscht hohe Kosten für Reparaturen u. dgl. erforderlich sind, da das Material, wie gesagt, übermäßig beansprucht wird.
• Es sind bereits Wärmetauscher, namentlich auch für überhitzer, Vorwärmer, Speisewasservorwärmer und Kühler mit mehrfach bifilar und ellipsenförmig gewundenen Rohrschlangen bekannt, die an senkrecht zu den Windungsebenen im Aggregat und achsparallel zu diesen angeordneten Verteilerrohren befestigt sind. Die bekannten Wärmetauscher haben den Nachteil, daß der Wärmeaustausch nicht in befriedigender Weise erfolgt und daß der beanspruchte Raum für den Wärmetauscher sowie das beanspruchte Material kostspielig sind, was sich namentlich für Wärmetauscher ortsveränderlicher Anlagen nachteilig auswirkt.
• Gemäß der Erfindung werden die geschilderten Wärmetauscher dadurch verbessert, daß in jedem Querschnitt zwei Rohrschlangen angeordnet und die zugehörigen Verteilerrohre in den an den Ellipsenenden verbleibenden freien Räumen gelagert sind. Hierbei können die Rohrschlangen gruppenweise durch mit versetzten Durchschnitten versehenen Leitbleche, die gegebenenfalls geneigt angeordnet sind, getrennt sein. Die Anschlüsse jeweils zweier aufeinanderfolgender gewundener Rohrschlangen bzw. Spiralen sind vorteilhaft gegeneinander versetzt angeordnet. Die Schlangenrohre können auf einem Gerüst ruhen, .das sich vorzugsweise im Gebiet ihrer kleinen Achsen befindet.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich im Prinzip aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel. Bei dem neuen Hochdruckwärmeaustauscher ist die Anordnung so getroffen, daß alle Hochdruckteile jederzeit leicht zugänglich sind. Es ist dies ein Effekt, der für Hochdruckanlagen der in Rede stehenden Art von entscheidender Bedeutung ist.
• In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
• Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Hochdruckspeisewasservorwärmer, Fig.2 einen Querschnitt durch den Vorwärmer nach Fig. 1 nach der Linie C-D, Fig. 3 eine Einzelheit.
• Die in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Vorrichtung ist ein Hochdruckspeisewasservorwärmer, dessen Gehäuse mit 1 bezeichnet ist. 2 ist der Gehäuseboden und 3 der Gehäusedeckel. Der Gehäusedeckel ist durchdrungen von zwei Stutzen 4 und 5, über die das Verteilerrohr 6 und das Sammelrohr 7 in das Innere des Gefäßes, wie man sieht, in Mantelhöhe eingeführt sind. Verteiler- und Sammelrohr führen bis in Nähe des Gefäßbodens 2. An diese sind die Enden der lagenförmig übereinanderliegenden Rohrspiralen 8 angeschweißt. Wie man aus der Andeutung der Anschlußstellen ersieht, sind die Anschlüsse der einzelnen Lagen in besonderer Weise angeordnet. Der Anschluß der obersten Spirale ist bei 9 angedeutet.. Der Austritt ist bei 10 dargestellt. Bei der darunter folgenden nächsten Lage ist der Eintritt 11; wie aus" der Zeichnung ersichtlich (vgl. auch Fig. 3), derart versetzt angeordnet, daß zwischen 9 und 11 ein zur Durchführung von Schweißarbeiten erforderlicher Abstand gewährleistet ist. In entsprechender Weise ist die Ableitung 12 am Sammelrohr angebracht. Die Rohrlagen sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich, gruppenweise zusammengefaßt. Die Rohrschlangengruppen sind durch Leitbleche 13, 14 und 15 voneinander getrennt. Das Leitblech 13 ist auf einer Seite bis an den Mantel 1 herangeführt. Das Leitblech ist nach dieser Seite hin geneigt und gestattet in der zwischen ihm und dem Mantel verbleibenden Lücke 16 den Ablauf des Kondenswassers. Die höherliegende Kante des Leitbleches ist mit 17 bezeichnet und endigt derart, daß der Heizstrom in Schlangenform um die Rohrspiralgruppen geleitet wird.
• Die Rohrschlangen 8 und 8' sind, wie aus Abb. 2 ersichtlich, bifilar gewunden. Bei 8 wurde die Strömungrichtung des thermisch zu beeinflussenden Stoffes in den bilifar gewundenen Rohrschlangen durch Pfeile angedeutet.
• Als Träger für die Rohrschlangen ist ein Gerüst 18 vorgesehen, das an dem Deckel 3 hängt. Mittels dieses Gerätes 8 werden nicht nur Leitbleche 13 bis 15 gehalten, sondern auch der Bodenträger 19, auf dem die ganze Spiralrohrsäule ruht. Zwischen den Elementen der Spiralrohrsäulen, d. h. also, zwischen den einzelnen Spiralrohren sind Abstandhalter 20 vorgesehen. Das Gerüst 18 bietet die Möglichkeit, das ganze Spiralrohrpaket zusammenzupressen. Nach der Erfindung ist es in vielen Fällen zweckmäßig, die Abstandhalterung zwischen den einzelnen Spiralrohren federnd auszubilden.
• Wie sich bereits aus der Beschreibungseinführung ergibt, ist der Gegenstand der Erfindung in keiner Weise auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Namentlich ist er nicht beschränkt auf stehende Behälter, sondern sinngemäß anwendbar auf schräge oder waagerechte. Der Erfindungsgegenstand ist ferner nicht beschränkt auf Anlagen, die mit Wasserdampf betrieben werden. Seine Anwendung in Verbindung mit andersartigen Energiespendern und seine Anwendung-in-Anlagen, bei denen atomare und molekulare Dämpfe der verschiedensten Art verwendet werden; ist ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. In diesem Zusammenhang müssen die zur Herstellung der einzelnen Teile verwendeten Werkstoffe und Vorkehrungen als unmittelbare Bestandteile des Erfindungsgegenstandes bewertet werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Wärmetauscher, insbesondere für Überhitzer, Vorwärmer, Speisewasservorwärmer und Kühler mit mehrfach bifilar und ellipsenförmig gewundenen Rohrschlangen, die an senkrecht zu den Windungsebenen im Aggregat und achsparallel zu diesem angeordneten Verteilerrohren befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Querschnitt zwei Rohrschlangen angeordnet und die zugehörigen Verteilerrohre in - den an den Ellipsenenden verbleibenden freien Räumen gelagert sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlangen gruppenweise durch mit versetzten Durchschnitten versehene Leitbleche getrennt sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche geneigt angeordnet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse jeweils zweier aufeinanderfolgender Rohrschlangen gegeneinander versetzt angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlangenrohre auf einem Gerüst ruhen, das -diese vorzugsweise im Gebiet ihrer kleinen Achsen erfaßt. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 173 859; belgische Patentschrift Nr. 512 846; britische Patentschrift Nr. 704 685; USA.-Patentschrift Nr. 2 713 994; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1710 045; Zeitschrift »Combustion«, Juli- 1956; S. 53.