DE1501538C3 - Wärmetauscher - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht shh auf einen Röhrenwärmetauscher nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs. Wärmetauscher dieser Art vermeiden die bei geraden, an beiden Enden fest eingespannten Wärmetauscherrohren auftretenden Probleme der unterschiedlichen Wärmedehnung zwischen Wärmetauscherrohren und Behälter.

In der GB-PS 8 78 189 ist ein derartiger Röhrenwärmetauscher beschrieben. Die Druckschrift zeigt einen Heißwasserbereiter, bei dem zwischen einem unteren zylindrischen Verteilerraum und einem oberen zylindrischen Sammelraum eine Trennwand in Form einer Scheibe vorgesehen ist, die dem Wasserdruck des von unten eintretenden Speisewassers ausgesetzt ist und daher in irgendeiner, damals nicht näher beschriebenen Weise befestigt werden muß. Ein Bedürfnis, diese Scheibe auszubauen, ohne das Medium abzulassen, lag damals noch nicht vor.

In der US-PS 32 27 142 wird ein Röhrenwärmetauscher dieser Art vorgeschlagen, bei dem die beiden gleichachsig angeordneten zylindrischen Sammelräume durch ein ebenfalls gleichachsig angeordnetes Rohr von geringerem Querschnitt verbunden sind, das als Leitung für das eine aufzuwärmende Medium dient. Wenn die mit den beiden zylindrischen Sammelräumen verbundenen Rohrenden im Schadensfall durch einen Stopfen verschlossen werden sollen, so ist beim unteren Sammelbehälter die angrenzende Rohrleitung sowie ein besonderer Verschlußdeckel innerhalb dieses Sammelbehälters /u entfernen, während beim oberen Sammelbehälter zwei konzentrische Rohre sowie ein kugeliger Dampfabscheidebehälter oder zumindest dessen Einbauten entfernt werden müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Röhren

wärmetauscher, bei dem im Schadensfall die Enden der

in Sammelräumen mündenden Wärmetauscherrohre leicht zugänglich und zu verstopfen sind, und bei dem im Schadensfall die angrenzenden Rohrleitungen nicht entfernt werden müssen, so daß eventuell undicht gewordene Wärmetauscherrohre fernbedient von oben

verstopft werden können ohne das wärmeübertragende Medium restlos abzulassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Röhrenwärmetauscher nach dem ersten Patentanspruch vorgeschlagen. Dieser Zentralkörper versperrt im Normalbetrieb den direkten Weg von dem einen Sammeiraum zum anderen, so daß das Primärfluid gezwungen ist, durch die diese beiden Sammelräume verbindenden Wärmeis tauscherrohre zu strömen. Der Zentralkörper wird einerseits durch sein Gewicht und andererseits durch den Druck des eintretenden Primärfluids in seiner unteren Stellung festgehalten. Selbstverständlich kann dieser Zentralkörper auch mit geringem Aufwand gegen einen nicht näher beschriebenen oberen Deckel, der aus Montagegründen notwendig ist, abgestützt werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Behälter über seine verteilerseitige Abschlußwand hinaus verlängert ist und einen Ansaugraum bildet, in dem gleichachsig zum Verteilerund Sammehaum eine in den Verte'lerraum fördernde Pumpe und zwischen Pumpe und Abschlußwand des Ansaugraums gleichachsig zur Pampe ein Rohrstutzen mit einem größeren Durchmesser als der Außendurchmesser der Pumpe und des gleichachsigen Rohres angeordnet ist. Bei dieser Anordnung sind die beiden miteinander im Wärmeaustausch stehenden Fluide völlig dicht voneinander getrennt, was insbesondere bei Kernenergieanlagen wesentlich ist. Weiterhin ist es von Vorteil, daß die Verbindung von der Druckseite der Pumpe zum oberen zylindrischen Sammelraum, die ja lösbar sein soll, nicht absolut dicht sein muß, wdl sie einerseits von einem weiteren, völlig geschlossenen Raum umgeben ist und andererseits eine kleine

4c Undichtigkeit von der Druckseite zur Saugseite des gleichen Fluids durchaus zulässig ist. Außerdem ergibt diese Anordnung eine besonders kräftige Verbindung von Ansaugraum und Wärmetauscherbehälter, so daß eventuelle, aus Wärmespannungen der angrenzenden Rohrleitungen eingeleitete Kräfte aufgenommen werden können. Daß die Pumpe und der Zentralkörper durch einen gleichachsigen Rohrstutzen nach oben aus dem Ansaugraum ausbaubar angeordnet sind, gestattet es, die Pumpe sowie den Zentralkörper auszubauen, ohne die angrenzenden Rohrleitungen zu lösen und ohne die beiden miteinander im Wärmeaustausch stehenden Fluide restlos abzulassen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die normalerweise auf eine in eine Rohrleitung eingeschaltete Pumpe ausgeübten Rohrleitungskräfte wegfallen. Ferner wird noch der Vorteil erzielt, daß die Pumpe nur noch gleichmäßige mechanische und thermische Beanspruchung erhält, weil sie von allen Seiten von einem Medium gleicher Temperatur umgeben ist und allseitig vom Medium gleichmäßig beaufschlagt wird. Dadurch wird eine einseitige Belastung der rotierenden Teile der Lager und Dichtungen sowie auch eine Verbiegung des Gehäuses durch einseitige Wärmedehnung vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wärmetauschers ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben:

Der Tank 1 ist durch den Trennboden 2 in den Behälterraum 3 und den Ansaugraum 4 unterteilt. Durch

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zylindrische Mantelkörper 5 und 6 sind Verteilerraum 7 und Sammelraum 8 geschaffen, die einachsig hintereinanderliegen. Verteilerraum 7 und Sammelraum 8 sind durch die Rohrbündel 9 miteinander verbunden und durch den Zentralkörper 10 voneinander getrennt. Das Sekundärfluid tritt durch den oder die Stutzen 11 in den Behälter 3 ein und durch den Stutzen 12 wieder aus. An den Verteilerraum 7 angeschlossen ist der Ansaugteil der Pumpe 13, die von dem Primärfluid im Ansaugraum 4 umgeben ist. Das wärmeabgebende Primärfluid tritt durch den Stutzen 14 in den Ansaugraum 4 ein und

verläßt den Wärmetauscher durch den Stutzen 15. Am stirnseitigen Boden des Tanks 1 ist mittels einer Flanschverschraubung 16 ein Rohrstutzen 17 angebracht, der in seiner Verlängerung mit einer Umlenkschürze 18 versehen ist. Diese dient dazu, den erforderlichen Natrium-Spiegel niedrig zu halten und Gasansaugung zu verhindern. Der Rohrstutzen 17 dient außerdem dazu, die Pumpe vor eventuell bei Teillast oder beim An- und Abfahren auftretenden Temperatursträhnen zu schützen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

15 Ol 538 Patentansprüche:

1. Röhrenwärmetauscher mit einem zylindrischen Verteiler- und zylindrischen Sammelraum für ein Primärfluid, die gleichachsig angeordnet und durch ein ebenfalls gleichachsiges mit einer waagerechten Trennwand versehenes Rohr dicht verbunden sind, die die Abschlußwände eines von einem Sekundärfluid durchströmten Behälters, in dem die Wärmetauscherrohre, verlaufen, durchdringen und an deren zylindrischen. Mantelflächen die Wärmetauscherrohre' ^;einmünden,- d a d:UrcH' gekennzeichnet," daß in" dem gleichachsigen Rohr zwischen oberem Verteiler- und unterem Sammelraum (7 bzw. 8) ein nach oben ausbaubarer Zentralkörper (10) als Trennwand eingesetzt ist, der die inneren Abschlußflächen für den Verteiler- und Sammelraum (7 und 8) aufweist.

2. Röhrenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) über seine verteilerseitige Abschlußwand (2) hinaus verlängert ist und einen Ansaugraum (4) bildet, in dem gleichachsig zum Verteiler- und Sammelraum (7 und 8) eine in den Verteilerraum (7) fördernde Pumpe (13) und zwischen Pumpe (13) und Abschlußwand des Ansaugraums (4) gleichachsig zur Pumpe (13) ein Rohrstutzen (17) mit einem größeren Durchmesser als der Außendurchmesser der Pumpe (13) und des gleichachsigen Rohres angeordnet ist.