DE7148846U

DE7148846U - Heat exchanger, consisting of several tube bundles arranged one above the other, in particular for ship boilers

Info

Publication number: DE7148846U
Application number: DE7148846U
Authority: DE
Original assignee: Rheinstahl AG
Current assignee: Rheinstahl AG
Publication date: 1972-05-04

Description

Essen, den 13. Dez. 1971 PZ 2608Essen, December 13, 1971 PZ 2608

Utility model registration:

"Wärmetauscher, bestehend aus meureren übereinander angeordneten Rohrbündeln, insbesondere für Schiffskessel" Anmelder: Rheinstahl AG, Essen"Heat exchangers, consisting of moorings arranged one above the other Tube bundles, especially for ship boilers "Applicant: Rheinstahl AG, Essen

Die Erfindung betrifft einen aus mehreren übereinander angeordneten Rohrbündeln bestehenden Wärmetauscher, insbesondere zur Ausnutzung der Abgaswärme von ölgefeuerten Schiffskesseln, der von unten her durch das Rauchgas beaufschlagt und von oben her im Kreuzgegenstrom von der aufzuheizenden Flüssigkeit durchströmt wird (Economiser).The invention relates to a heat exchanger consisting of a plurality of tube bundles arranged one above the other, in particular to utilize the exhaust gas heat from oil-fired ship boilers, which comes from below through the flue gas acted upon and is flowed through from above in cross countercurrent by the liquid to be heated (Economiser).

Bei solchen Wärmetauschern sind die Rohre jedes Rohrbündels an den Enden durch Rohrboden hindurch aus dem Rauchgaskanal herausgeführt und durch Krümmer miteinander verbunden. Um Wärmeverlust zu vermeiden, werden die her-In such heat exchangers, the tubes of each tube bundle are at the ends through the tube sheet out of the flue gas duct led out and connected to one another by elbows. In order to avoid heat loss, the

B ausgeführten Krümmer aller Rohrbündel mit einem gemein-B executed elbow of all tube bundles with a common

\ samen, mit einer Isolierung ausgekleideten Gehäuse umge- the casing is lined with insulation.

ben, das mit verschließbaren Öffnungen versehen ist.ben, which is provided with closable openings.

\ Bei diesen Wärmetauschern bestehen besondere Schwierig \ There are particular difficulties with these heat exchangers

keiten durch das Auftreten von Taupunkts-Korrosion amdue to the occurrence of dew point corrosion

:■ obersten (kältesten) Rohrbündel. Dieses Rohrbündel ar: ■ top (coldest) tube bundle. This tube bundle ar

beitet meist in einem Temperaturbereich, in dem sich die schwefelhaltigen Rauchgase bereits auf 150 bis 170 C,usually works in a temperature range in which the sulfur-containing flue gases are already 150 to 170 C,

■"»■■
J ■ "» ■■
J

also auf oder unter ihre Taupunkts-Temperatur abgekühlt haben. Im Bereich, wo die kalte Flüssigkeit eintritt, ist die Gefahr von Taupunkts-ünterschreitungen und damit von Taupunkts-Korrosion gegeben. Dieses Rohrbündel kann zwar durch die Verwendung von Verbundrohren, das heißt, von Stahlrohren mit einem gußeisernen Rippenmantel im Rauchgaskanal selbst gegen derartige Korrosion geschützt werden, jedoch bleiben die aus den Rohrboden herausgeführten Krümmer, die Wandungstemperaturen von z.B. 140 C haben, ungeschützt. Diese Krümmer sind aber den an den Durchtrittsstellen der Rohre durch die Rohrboden bei allen Rohrbündeln austretenden schwefelhaltigen Rauchgasen voll ausgesetzt, so daß es zu starken Korrosionserscheinungen kommt.have cooled down to or below their dew point temperature. In the area where the cold liquid enters, there is a risk of falling below the dew point and thus of dew point corrosion. This tube bundle can through the use of composite pipes, that is, of steel pipes with a cast iron rib jacket in the Flue gas duct itself can be protected against such corrosion, but the ones led out of the tube sheet remain Elbow, the wall temperatures of e.g. 140 C. have unprotected. These bends are the ones at the points where the tubes pass through the tube sheet All tube bundles are fully exposed to sulfur-containing flue gases, so that there are strong signs of corrosion comes.

Um dem entgegenzuwirken, hat man bereits versucht, die Rohre des obersten Rohrbündels an den Durchtrittsstellen durch die Rohrboden mit Hilfe von Stopfbuchsen abzudichten. Diese Versuche sind jedoch fehlgeschlagen, da diese Stopfbuchsen für die Wartung schlecht zugänglich und dem im Rauchgaskanal herrschenden Überdruck nicht gewachsen sind. Von einem Einschweißen der Rohre in die Rohrboden wird aus Gründen der freien Bewegungsmöglichkeit bei Temperaturänderungen und des Auswechselns in einem Schadensfalle nur ungern Gebrauch gemacht. Andererseits wird damit noch nicht der Zustrom schwefelhaltiger Abgase aus den Durchtrittsstellen der unteren Rohrbündel zu den Krümmern des obersten Rohrbündels verhindert. Die Rohre der unteren Rohrbündel, die auf Grund der dort herrschen-In order to counteract this, attempts have already been made to place the tubes in the uppermost tube bundle at the penetration points through the tube sheet to be sealed with the help of stuffing boxes. However, these attempts failed because this Stuffing boxes difficult to access for maintenance and cannot cope with the overpressure in the flue gas duct are. From a welding of the tubes into the tube sheet for reasons of freedom of movement Temperature changes and replacement in the event of damage are reluctant to make use of. On the other hand will so that the inflow of sulfur-containing exhaust gases from the passage points of the lower tube bundle does not increase prevents the bends of the uppermost tube bundle. The tubes of the lower tube bundle, which due to the prevailing there-

• · t• · t

den höheren Rauchgastemperaturen von über 150"C als einfache Stahlrippenrohre ausgeführt werden können, können auf Grund der höheren Wärmedehnung keinesfalls in die betreffenden Rohrboden eingeschweißt werden.the higher flue gas temperatures of over 150 "C than simple ones Steel finned tubes can be run, can Due to the higher thermal expansion, they must never be welded into the relevant tube sheet.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die genannten Nachteile beseitigt sind, wobei gleichzeitigThe invention has set itself the task of creating a heat exchanger of the type mentioned, in which the disadvantages mentioned are eliminated, while at the same time

einer ausreichenden Wärmedehnung der Rohre in den verschiedenen Rohrbündeln Rechnung getragen ist.sufficient thermal expansion of the tubes in the various tube bundles is taken into account.

Erfindungsgemäß sind die Rohre des obersten Rohrbündels in die beiderseitigen Rohrboden eingeschweißt, von denen mindestens einer elastisch ausgebildet oder am Umfang durch Dehnbleche elastisch gehalten ist, und sind die Rohre der unteren Rohrbündel einseitig in die Rohrboden eingeschweißt, wobei die Krümmer der nicht in die Rohrboden eingeschweißten Enden der Rohre von den Krümmern des obersten Rohrbündels durch Querwände, Hauben oder dergleichen Abschirmmittel getrennt sind.According to the invention are the tubes of the topmost tube bundle welded into the tube sheets on both sides, at least one of which is elastic or circumferentially is held elastically by expansion plates, and the tubes of the lower tube bundle are one-sided in the tube sheet welded in, the elbows of the ends of the tubes not welded into the tube sheet from the elbows of the uppermost tube bundle are separated by transverse walls, hoods or the like shielding means.

Durch diese Maßnahmen wird sowohl der Zustrom von Rauchgasen aus den Durchtrittsstellen des obersten Rohrbündels als auch aus den der darunter liegenden Rohrbündel zu den gefährdeten Krümmern des obersten Rohrbündels unterbunden, wobei die aufwendige Abdichtung der Rohre durch beiderseitiges Einschweißen in die Rohrboden auf das oberste Rohrbündel, das zudem nur geringen und gleichmäßigen Wärmeausdehnungen unterworfen ist, beschränktThese measures reduce both the influx of flue gases from the passage points of the uppermost tube bundle as well as from the tube bundles below to the endangered bends of the uppermost tube bundle prevented, with the complex sealing of the pipes by welding them into the pipe sheet on both sides the uppermost tube bundle, which is also subject to only slight and uniform thermal expansion, is limited

bleibt. Andererseits kann die freie Ausdehnungsinöglichkeit der Rohre der übrigen Rohrbündel, deren Krümmer wegen der höheren Temperatur der Rauchgase und der Flüssigkeit nicht gefährdet sind, voll bestehen bleiben.remain. On the other hand, the possibility of free expansion the tubes of the other tube bundles, their elbows because of the higher temperature of the flue gases and the liquid are not endangered, remain fully in place.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Rohre sämtlicher Rohrbündel auf der Seite des Wärmetauschers, wo sich die Sammler befinden, mit den fest angeordneten Rohrböden verschweißt sind. Man hat auf diese Weise die Möglichkeit, die Stellen, an denen z.B. Undichtigkeiten entstehen könnten, von einer Seite des Wärmetauschers hzr zu überwachen.Another advantageous embodiment of the invention consists in that the tubes of all tube bundles are welded to the fixed tube sheets on the side of the heat exchanger where the collectors are located. It has the ability to places where, for example, leaks may arise from one side of the heat exchanger to monitor HZR in this way.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt dargestellt, das weitere Einzelheiten derselben zeigt.In the drawing is an embodiment of the invention shown in longitudinal section showing further details of the same.

Es bezeichnet 1 das oberste, (kälteste) Rohrbündel, 2 das mittlere und 3 das unterste, (heißeste) Rohrbündel. 4, 4' und 42' sind die auf der rückwärtigen Seite des Wärmetauschers befindlichen Sammler. Durch den obersten Sammler 4* tritt das zu erhitzende Wasser ein; durch den untersten Sammler 4'^f tritt das erhitzte Wasser aus. Der Wärmetauscher wird von unten nach oben in Pfeilrichtung von den vom Kessel kommenden Rauchgasen durchströmt. Er ist von einem mit einer Isolierung 5 ausgekleideten Gehäuse 6 umgeben, das auf der linken Seite mit Zutrittsöffnungen und Deckeln 7 versehen ist.It denotes 1 the top (coldest) tube bundle, 2 the middle and 3 the lowest (hottest) tube bundle. 4, 4 'and 42' are the collectors located on the rear of the heat exchanger. The water to be heated enters through the uppermost collector 4 *; The heated water exits through the lowest collector 4 ' ^f. The flue gases coming from the boiler flow through the heat exchanger from bottom to top in the direction of the arrow. It is surrounded by a housing 6 lined with insulation 5, which is provided with access openings and covers 7 on the left-hand side.

Die Rohre des Rohrbündels 1. die als Verbundrohre mit einem gußeisernen Rippenmantel ausgeführt sind, sind auf der rückwärtigen Seite in den festen Rohrboden 9 und auf der Vorderseite in den beweglichen Rohrboden 8 eingeschweißt, der am Umfang über ein Dehnblech 10 mit dem Wärmetauscher verbunden ist. Das Dehnblech 10 ist in der Lage, die geringfügige Längenausdehnung der Rohre aufzunehmen.The tubes of the tube bundle 1. The composite tubes with a are made of cast iron rib shell are on the rear side in the fixed tube sheet 9 and on the The front side is welded into the movable tube sheet 8, which is attached to the circumference via an expansion plate 10 with the heat exchanger connected is. The expansion plate 10 is able to absorb the slight linear expansion of the pipes.

Die Rohre der Rohrbündel 2 und 3, die als normale Stahlrippenrohre ausgeführt sind, sind auf der rückwärtige" Seite des Wärmetauschers in die festen Rohrboden 11 bzw. 12 eingeschweißt, während sie auf der Vorderseite mit Spiel durch die Rohrboden 13 und 14 geführt sind, so daß sie sich frei ausdehnen können. Ihre auf der Vorderseite herausgeführten Rohrkrümmer 15 bzw. 16 sind durch je einen Krümmerkasten 17 bzw.18 dichtend abgedeckt, so daß sie die durch die Rohrboden 13 und 14 durchtretenden schwefelhaltigen Rauchgase am Zustrom zu den Krümmern 19 des obersten Rohrbündels 1 gehindert sind.The tubes of tube bundles 2 and 3, which are used as normal steel finned tubes are executed, are on the rear "side of the heat exchanger in the fixed tube sheets 11 and 12, respectively welded in, while they are performed on the front with play through the tube sheets 13 and 14, so that they can expand freely. Your out on the front pipe elbow 15 and 16 are through each a manifold box 17 or 18 covered so that they the sulfur-containing flue gases passing through the tube sheets 13 and 14 at the inflow to the bends 19 of the uppermost tube bundle 1 are prevented.

Protection claims:

■** ■ **

Claims

Protection claims;

1. Heat exchangers consisting of several tube bundles arranged one above the other, in particular for utilization the exhaust gas heat from oil-fired ship boilers, which is acted upon by the flue gas from below and from above is flowed through in cross countercurrent by the liquids to be heated, characterized that the tubes of the uppermost tube bundle (1) are welded into the tube sheets (8, 9) on both sides are, of which at least one (8) is designed to be elastic or is held elastically on the circumference by expansion plates (10) is, and that the tubes of the lower tube bundle (2,3) welded on one side into the tube sheet (11,12) are, where the elbow (15, 16) is not welded into the tube sheet? Ends of the pipes from the elbows (19) of the uppermost tube bundle (1) are separated by transverse walls, hoods or the like shielding means (18).

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the tubes of all tube bundles (1,2,3) on the side of the heat exchanger where the collectors (4,4 ', 4 ^) are located with the fixed ones Tube sheets (9, 11, 12) are welded.