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DE19953612A1 - Wärmetauscher - Google Patents

Wärmetauscher

Info

Publication number
DE19953612A1
DE19953612A1 DE19953612A DE19953612A DE19953612A1 DE 19953612 A1 DE19953612 A1 DE 19953612A1 DE 19953612 A DE19953612 A DE 19953612A DE 19953612 A DE19953612 A DE 19953612A DE 19953612 A1 DE19953612 A1 DE 19953612A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
chamber
medium
tubes
inlet
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
DE19953612A
Other languages
English (en)
Inventor
Urs Graf
Joachim Menden
Guenter Schmalzbauer
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.)
Alstom SA
Original Assignee
ABB Alstom Power Switzerland Ltd
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 ABB Alstom Power Switzerland Ltd filed Critical ABB Alstom Power Switzerland Ltd
Priority to DE19953612A priority Critical patent/DE19953612A1/de
Publication of DE19953612A1 publication Critical patent/DE19953612A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • F28B1/02Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using water or other liquid as the cooling medium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B9/00Auxiliary systems, arrangements, or devices
    • F28B9/10Auxiliary systems, arrangements, or devices for extracting, cooling, and removing non-condensable gases
    • 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
    • F28D7/16Heat-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
    • F28D7/1615Heat-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 the conduits being inside a casing and extending at an angle to the longitudinal axis of the casing; the conduits crossing the conduit for the other heat exchange medium
    • F28D7/1623Heat-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 the conduits being inside a casing and extending at an angle to the longitudinal axis of the casing; the conduits crossing the conduit for the other heat exchange medium with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/18Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for removing contaminants, e.g. for degassing

Landscapes

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

Abstract

Bei horizontalen Wärmetauschern, bei denen eine Eintritts- und eine Austrittskammer (11, 12) auf einer Stirnseite des Wärmetauschers angeordnet sind, muss eine auf der anderen Stirnseite angeordnete Umkehrkammer (13) entlüftet werden. Nach dem Stand der Technik ist hierzu eine externe Entlüftungsleitung von einer geodätisch am höchsten gelegenen Stelle der Umkehrkammer zu einer Kammer der Ein-/Austrittsseite geführt. Diese externe Leitung ist im Einsatz jedoch latent gefährdet. Erfindungsgemäß wird daher eine Leitung (5) innerhalb des Wärmetauschers von einer geodätisch möglichst weit oben gelegenen Stelle der Umkehrkammer durch eine Kammer (20) für ein zweites Medium hindurch zu einer Kammer (12) der der Ein-/Austrittsseite geführt. Im Betrieb des Wärmetauschers fungiert diese Leitung auch als Wärmetauscherrohr. Mit Vorteil weist dieses Rohr das gleiche Material und die gleiche Dimension auf wie die Wärmetauscherrohre (31, 41) eines horizontalen Rohrwärmetauschers und wird auf einem identischen Rastermaß angeordnet.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Wärmetauscher gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Wärmetauscher werden häufig als horizontale Rohrwärmetauscher ausgeführt. Bei diesen sind in zwei Rohrböden mehrere nahezu horizontal verlaufende Rohre angeordnet, durch die ein erstes Medium geleitet wird. Zwischen den Rohrböden ist eine Kammer für ein zweites Medium gebildet, welches die Rohre umströmt. Über die Rohroberflächen wird Wärme vom wärmeren zum kühleren der beiden Medien übertragen. Oft werden derartige Wärmetauscher als Umkehrwärmetauscher gebaut. Dabei strömt das erste Medium von einer Eintrittskammer durch eine erste Anzahl von Wärmetauscherrohren in eine Umkehrkammer, und von dort durch eine zweite Anzahl von Wärmetauscherrohren in eine Austrittskammer, welche auf der gleichen Seite des Wärmetauschers angeordnet ist wie die Eintrittskammer.
Zu Wartungs- oder Inspektionsarbeiten müssen solche Wärmetauscher im Laufe ihrer Betriebsdauer immer wieder entleert und anschliessend wieder befüllt werden, was eine möglichst vollständige Entlüftung der Umkehrkammer erfordert. Hierzu ist an einer geodätisch am höchsten gelegenen Stelle der Umkehrkammer beispielsweise ein Flansch angeordnet, an dem ein Rohr befestigt werden kann, durch welches Luft aus der Umkehrkammer entweichen kann. Diese Entlüftung kann auch sinnvoll sein, um gegebenenfalls sich im Betrieb bildende Gaspolster aus der Umkehrkartmer abzuführen.
Andererseits verursachen diese externen Entlüftungsleitungen fertigungs- und montagetechnische Probleme. An der Stelle, an welcher der Flansch angebracht ist, entstehen Nahtstellen der Plattierung respektive Gummierung der Wärmetauscherinnenseite, was zu potentieller Korrosionsanfälligkeit führt.
Weiterhin wird die externe Entlüftungsleitung bislang bei der Montage des Wärmetauschers auf Platz montiert, auch, um Beschädigungen der Entlüftungsleitung während des Transports zu vermeiden. Dort ist bei aller Sorgfalt die Qualitätsicherung nicht in dem Ausmasse zu gewährleisten wie bei der Montage und Fertigung im Werk.
Die externe Entlüftungsleitung ist zudem immer potentiell durch mechanische Einflüsse von aussen gefährdet.
Darstellung der Erfindung
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Entlüftung der Umkehrkammer eines Wärmetauschers der eingangs genannten Art zu schaffen, ohne die vorangehend beschriebenen Nachteile einer externe Entlüftungsleitung in Kauf nehmen zu müssen.
Erreicht wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Kern der Erfindung ist also, innerhalb des Wärmetauschers eine Leitung soweit oben liegend als möglich innerhalb des Wärmetauschers anzuordnen, welche Leitung eine geodätisch möglichst weit oben gelegene Stelle der Umkehrkammer mit der oben gelegenen Kammer der Ein-/Austrittsseite des Wärmetauschers verbindet. Die möglichst weit oben gelegene Position ist dabei durch fertigungs- und montagetechnisch bedingte Einschränkungen gegeben, wie unten erläutert.
Bei einem Wärmetauscher, der über horizontale Wärmetauscherrohre verfügt, die in Rohrböden befestigt sind, wird zur Realisierung der Erfindung wenigstens ein Wärmetauscherrohr mit einem Ende an einer geodätisch weitestmöglich oben gelegenen Position eines umkehrseitigen Rohrbodens angeordnet, und zu einer Kammer der Ein-/Austrittsseite geführt. Dieses Rohr fungiert dann während des Befüllens des Wärmetauschers als Entlüftungsrohr für die Umkehrkammer. Dabei ist die möglichst weit oben gelegene Position durch den fertigungs- und montagetechnisch erforderlichen Abstand des Rohres respektive der Bohrung des Rohrbodens von einer Schweissnaht gegeben, mittels welcher Schweissnaht der Rohrboden in einem Behälter befestigt wird. Daneben ist noch der Platzbedarf eines Einwalzwerkzeuges beim Einwalzen der Rohre in die Rohrböden zu berücksichtigen. Beim Einsatz üblicher Fertigungsmethoden kann als Faustregel ein Mindestabstand der Rohrachse von der Behälterwand von 50 mm angenommen werden, und ein Mindestabstand des Bohrungsrandes von der Behälterwand von etwa 20 mm, wobei diese Masse natürlich mit den Fertigungsmethoden und der Behältergeometrie variieren. Aus dem Mindestabstand resultiert, dass in der Umkehrkammer ein Luftpolster erhalten bleibt, welches jedoch hinreichend klein ist, um keine störenden Effekte auszubilden. Weiterhin kann angenommen werden, dass bei einer hinreichend heftigen Flüssigkeitsströmung dieses Restluftpolster durch dynamische Effekte mitgerissen wird.
Aus fertigungstechnischen Gründen sind die Wärmetauscherrohre meist in Gruppen parallel verlaufender Rohre zusammengefasst, die untereinander einen konstanten Abstand aufweisen, und im Querschnitt auf einem bevorzugt rautenförmigen Raster angeordnet sind. Bei Neukonstruktionen von Wärmetauschern kann vorneweg vorgesehen werden, dass die geodätisch am weitesten oben liegenden Wärmetauscherrohre beim Befüllen als Entlüftungsrohre wirkbar sind. Hierzu müssen die Wärmetauscherrohre wie beschrieben so weit wie eben möglich an die obere Wand des Wärmetauschers herangelegt werden. Wo dies nicht möglich oder nicht erwünscht wird, wird der Wärmetauscher mit wenigstens einem zusätzlichen internen Rohr versehen, welches in der Einbaulage geodätisch oberhalb der obersten Wärmetauscherrohre angeordnet ist, und somit als Entlüftungsrohr wirkbar ist. Dabei ist es fertigungstechnisch ganz besonders von Vorteil, die Entlüftungsrohre so anzuordnen, dass der Abstand der Entlüftungsrohre untereinander und von den Wärmetauscherrohren einem ganzzahligen Vielfachen des Abstandes der Wärmetauscherrohre untereinander entspricht, und dass die Entlüftungsrohre auf einer Fortsetzung des Rasters der Wärmetauscherrohre angeordnet sind. Auf diese Weise können bereits bestehende Wärmetauscherkonstruktionen mit geringem Aufwand auf die interne Entlüftung umkonstruiert werden. Aus denselben Überlegungen wird eine Anordnung der Entlüftungsrohre parallel zu den Wärmetauscherrohren bevorzugt. Ebenso ist im Sinne einer unproblematischen Herstellung als Entlüftungsrohr ein identisches Rohr wie die Wärmetauscherrohre zu wählen. Bei der Ausführung des Wärmetauschers wird mit Vorteil darauf geachtet, dass die Dichteänderung des ersten Mediums beim Durchströmen der Wärmetauscherrohre die Konvektionsströmung im Wärmetauscher unterstützt.
Das heisst, wenn das erste Medium beim Durchströmen des Wärmetauschers Wärme aufnimmt, so wird bevorzugt die Austrittskammer geodätisch oberhalb der Eintrittskammer angeordnet. Umgekehrt wird die Austrittskammer bevorzugt unterhalb der Eintrittskammer angeordnet, wenn das erste Medium Wärme abgibt.
Häufig werden die Kondensatoren von Dampfturbinenanlagen als derartige horizontale Rohrwärmetauscher ausgeführt, wobei das erste Medium eine Kühlflüssigkeit, also beispielsweise Kühlwasser, ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, weil das erste Medium dann keinen Phasenübergang innerhalb des Wärmetauschers durchmacht. Daher finden keine dramatischen Volumenänderungen innerhalb der Wärmetauscherrohre statt, was deren Durchströmung gut beherrschbar macht. Umgekehrt bildet die Kammer für das zweite Medium ein hinreichend grosses Volumen, um hier problemlos eine Strömung mit grossen Dichteänderungen beherrschen zu können.
Selbstverständlich ist es auch möglich, das zweite Medium zu verdampfen, oder ohne Phasenübergang zu erwärmen oder abzukühlen. Indes wird aus den oben angeführten Gründen zu bevorzugen sein, einen Phasenübergang des die Rohre durchströmenden Mediums im Betrieb zu vermeiden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird durch anhand der Zeichnung illustrierten Ausführungsbeispielen erläutert. Im Einzelnen zeigen
Fig. 1 und 2 einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch einen Kondensator, der als Wärmetauscher mit den erfindungswesentlichen Merkmalen ausgeführt ist;
Fig. 3 und 4 einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung;
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Wärmetauschers.
Weg zur Ausführung der Erfindung
In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen vereinfacht dargestellten Kondensator gezeigt, welcher einen Wärmetauscher mit allen erfindungswesentlichen Merkmalen darstellt. Durch einen Eintrittsflansch 111 strömt Kühlwasser in die Eintrittskammer 11 ein. Von dort strömt das Kühlwasser durch die Wärmetauscherrohre 31 einer ersten Rohrgruppe 3 zur Umkehrseite 13 des Wärmetauschers, und von dort durch die Wärmetauscherrohre 41 einer zweiten Rohrgruppe 4 in die Austrittskammer 12. Selbstverständlich können pro Strömungsrichtung auch mehr als eine Rohrgruppe vorhanden sein. Von der Austrittskammer fliesst das Wasser durch einen Austrittsflansch 121 ab. In der Mitte des Kondensators trennen Rohrböden 202 einen Kondensationsraum 20 gegen die Ein-/Austrittsseite und die Umkehrseite ab. Dampf, beispielsweise aus dem Niederdruckteil einer Dampfturbine, strömt durch den Dampfeintrittsflansch 201 in diese Kammer 20 ein, und gibt über die Rohre 31, 41 Wärme an das Kühlwasser ab. Bei entsprechender Auslegung der Wärmetauscherflächen kondensiert der Dampf und schlägt sich am Boden der Kondensatkammer als Kondensat nieder, das über einen nicht dargestellten Kondensatauslass beispielsweise wieder einem Wasser-Dampfkreislauf eines Dampf- oder Kombikraftwerks zugeführt werden kann. Das Kühlwasser wird also beim Durchströmen der Wärmetauscherrohre 31, 41 erwärmt. Durch die Anordnung der Austrittskammer geodätisch oberhalb der Eintrittskammer wird die Strömung des Kühlwassers durch den resultierenden Dichteunterschied unterstützt. Weiterhin strömt das wärmeabgebende Medium in der Kammer 20 von oben nach unten, während das Kühlwasser in den oberen Rohren 41 bereits wärmer ist als in den unteren Rohren 31. Dadurch wird in gewisser Weise eine Gegenstromwärmeübertragung realisiert. Die Wärmetauscherrohre sind durch die Rohrböden hindurchgeführt und beispielsweise durch Einwalzen so befestigt, dass die Durchführöffnungen hermetisch abgedichtet sind. Die Rohrböden 202 selbst sind innerhalb des Kondensators ebenfalls so befestigt, dass die Kondensatkammer 20 hermetisch gegen die Ein- und Austrittskammer 11, 12 und die Umkehrkammer 13 abgedichtet ist. Es findet demnach kein Stoffaustausch zwischen den im Wärmetauscher strömenden Medien statt. Innerhalb der Kondensatkammer sind die Wärmetauscherrohre in Stützplatten 203 gehalten, die den Einbauten der Kondensatkammer eine grössere Steifigkeit verleihen, und insbesondere Schwingungen der Rohre zu vermeiden helfen. Die Stützplatten ihrerseits sind so aufgebaut und in der Kondensatkammer befestigt, dass quer über diese ein Stoffaustausch erfolgen kann, sie also die Kondensatkammer nicht unterteilen. Alle Rohre sind zur Ein-/Austrittsseite hin mit einer leichten Neigung angeordnet. Dies bewirkt, dass beim Entleeren des Kondensators, beispielsweise für Wartungsarbeiten, das Kühlwasser schneller aus der Umkehrseite abfliesst. Bevorzugt kommen innerhalb eines solchen Wärmetauschers identische Rohre zum Einsatz, die zueinander parallel verlaufen. Dies hat bei der Fertigung den Vorteil, in beide Rohrböden und alle Stützplatten mit einem einzigen Werkzeug und mit einem einzigen Bearbeitungsmuster die Bohrungen zur Aufnahme der Rohre einbringen zu können. Zusätzliche Rohre 5 sind in Betriebslage in einer geodätisch weitmöglichst oben liegenden Position angeordnet, und damit als Entlüftungsrohre wirkbar. Die Entlüftungsrohre verlaufen mit Vorteil ebenfalls parallel zu den Wärmetauscherrohren. Beim Befüllen des Kondensators wird Wasser durch den Eintrittsflansch 111 eingebracht, und strömt durch die Rohre 31 auf die Umkehrseite. Von dort verdrängte Luft strömt über nicht vom Wasser bedeckte Rohre in die Austrittskammer 12 und durch den Austrittsflansch 121 ab. Um ein in der Umkehrkammer 13 verbleibendes Restluftpolster möglichst klein zu halten, muss an einer möglichst weit oben liegenden Position der Umkehrkammer eine Entlüftungsmöglichkeit vorgesehen werden, die erfindungsgemäss eben durch die am weitesten oben liegenden Rohre 5 gegeben ist. Die Entlüftung wird aus verschiedenen Gründen in die Austrittskammer geführt; unter anderem spart dies gegenüber einer Entlüftung in die Atmosphäre ein zur Entlüftung zu betätigendes und potentiell störanfälliges Absperrorgan. Weiterhin kann eine in die Austrittskammer geführte Entlüftung permanent wirken: Wenn sich unter ungünstigen Betriebsbedingungen Gaspolster in der Umkehrkammer 13 bilden, werden diese ebenfalls durch die Rohre 5 in die Austrittskammer 12 abgeführt. Inder Praxis können die Entlüftungsrohre 5 nicht unmittelbar bis an den oberen Rand des Rohrbodens herangezogen werden. Zur Herstellung des Kondensators - insbesondere ist an das Einschweissen des Rohrbodens, Korrosionsschutzbeschichtung der Innenwände, und das Einwalzen der Rohre zu denken - muss ein Abstand von im Allgemeinen 30 mm bis 50 mm zu der an einen Rohrboden angrenzenden Behälterwand eingehalten werden. Dadurch verbleibt ein theoretisches Restluftpolster einer Dicke d in der Umkehrkammer. Dieses Polster wird in der Praxis kleiner sein, da bei der Durchströmung der Umkehrkammer mit Kühlwasser damit zu rechnen ist, dass dieses Restluftpolster grossenteils von der Kühlwasserströmung mitgerissen wird. Auf jeden Fall ist bei der erfindungsgemässen Ausführung der Entlüftung das Restluftpolster hinreichend klein, um keine negativen Folgen für die Wirkung des Kondensators zu haben. Hingegen werden die oben zitierten Nachteile einer externen Entlüftungsleitung vermieden.
Der Kondensator ist in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt. Dabei ist die Anordnung der Wärmetauscherrohre 31, 41 jeder Gruppe auf einem rautenförmigen Raster eine Vorzugsvariante. Die Rauten schliessen bevorzugt die Winkel 60° und 120° ein. Entlang der durch diese Winkel vorgegebenen Linien ist der Abstand s zwischen zwei Wärmetauscherrohren einer Gruppe immer gleich. Die Entlüftungsrohre 5 sind ebenfalls auf einer Fortsetzung dieses Rasters angeordnet, so, dass der Abstand zu den Wärmetauscherrohren entlang diese Linien ein ganzzahliges Vielfaches des Rastermasses s ist. Weiterhin werden alle Rohrgruppen bevorzugt so angeordnet, dass das Anordnungsraster einer Rohrgruppe unmittelbar aus dem Raster einer anderen Rohrgruppe hervorgeht. Aufgrund der Anordnung aller Rohre auf einem einheitlichem Raster, und deren parallelem Verlauf, können die Bohrungen für die Rohre in den Rohrböden und den Stützplatten besonders einfach auf einer NC-Bohrmaschine hergestellt werden.
Die vorangehend beschriebene und in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung eignet sich besonders dann, wenn die Erfindung bei einer Revision einer bereits vorhandenen Konstruktion implementiert werden soll. Die Erfindung kann durch Anbringen der Entlüftungsrohre 5 sehr einfach implementiert werden, ohne dass eine vollständige Neukonstruktion und eine Umstellung der Fertigung und der Logistik notwendig ist. Bei der Fertigung der Rohrböden und der Stützplatten kann das Bohrungsbild für die Wärmetauscherrohre ohne jegliche Änderungen übernommen werden; es müssen lediglich zusätzliche Bohrungen für die Entlüftungsrohre gefertigt werden. Da die Entlüftungsrohre auf dem gleichen Raster angeordnet werden wie die Wärmetauscherrohre, können die zusätzlich notwendigen Bohrungen auf einer NC-Bohrmaschine einfach hergestellt werden. In Bezug auf den zusätzlichen Fertigungsaufwand ist festzustellen, dass eine Entlüftungsleitung ohnehin notwendig ist. Dem Aufwand für die Implementation der internen Leitung direkt im Werk steht die Montage einer externen Leitung am Installationsort gegenüber, was im allgemeinen ungleich aufwendiger ist, und wobei sich der Fertigungsprozess einer umfassenden Qualitätskontrolle, wie sie im Werk gewährleistet wird, leicht entziehen kann. Bei der Umrüstung bestehender Konstruktionen ist zu beachten, dass die zusätzlich implementierten Rohre im Betrieb des Wärmetauschers auch als Wärmetauscherrohre wirken. Die Anzahl installierter zusätzlicher interner Entlüftungsrohre sollte daher nicht unnötig hoch ausfallen, um die Wärmebilanzen des Wärmetauschers nicht unnötig von der ursprünglichen Auslegung zu verschieben. Im Extremfall kann hierbei ein einzelnes Rohr genügen; um jedoch bei einem eventuellen Verstopfen eines internen Entlüftungsrohres eine gewisse Redundanz zu haben - und auch, um das Befüllen des Wärmetauschers zu beschleunigen -, werden zwei oder drei zusätzliche interne Entlüftungsrohre eine gute Wahl darstellen.
Bei der Neukonstruktion eines Wärmetauschers kann die Erfindung unmittelbar berücksichtigt werden. Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Beispiel sind die Wärmetauscherrohre 41 einer obersten Gruppe 4 auf der Umkehrseite möglichst nahe, das heisst bis auf den fertigungs- und montagebedingten Abstand d, an die Oberkante der Umkehrkammer 13 herangezogen. Auf diese Weise wirken die geodätisch am weitesten oben angeordneten Wärmetauscherrohre 41 beim Befüllen des Wärmetauschers unmittelbar als Entlüftungsrohre 5. Wiederum sind alle Rohre im Querschnitt auf einem einheitlichen rautenförmigen Raster angeordnet.
Schliesslich kann die Erfindung selbstverständlich nicht nur in Wärmetauschern mit rechteckigem Querschnitt realisiert werden, sondern es sind selbstverständlich auch andere Querschnittsformen, wie zum Beispiel Ovale, Ellipsen, oder, in Fig. 5 dargestellt, Kreisquerschnitte möglich. In Fig. 5 erkennbar, können auch hier alle erfindungsrelevanten Merkmale der vorangehend dargestellten Ausführungsbeispiele realisiert werden.
In den Ausführungsbeispielen wurde die Erfindung anhand von Kondensatoren dargestellt, bei denen das die Rohre durchströmende Medium Wärme aufnimmt. Für den Fachmann ist ohne weiteres ersichtlich, dass die Erfindung auch realisiert werden kann, wenn das die Rohre durchströmende Medium Wärme abgibt. In diesem Falle ist es sinnvoll, die Eintrittskammer geodätisch oberhalb der Austrittskammer anzuordnen. Die Erfindung kann selbstverständlich auch ohne Phasenübergang in der Kammer 20 realisiert werden. Hingegen wird es aus fluidmechanischen Gründen von Vorteil sein, aber nicht zwingend, wenn das die Rohre durchströmende Medium eine Flüssigkeit ist, und innerhalb des Wärmetauschers keinen Phasenübergang vollzieht. Dem Fachmann offenbart sich im Lichte der vorangehenden Ausführungen eine Vielfalt unterschiedlicher Ausgestaltungen der durch die Ansprüche gekennzeichneten Erfindung.
Bezugszeichenliste
3
erste Rohrgruppe
4
zweite Rohrgruppe
5
Entlüftungsrohre
11
Eintrittskammer
12
Austrittskammer
13
Umkehrkammer
14
Trennsteg
20
Kammer
31
Wärmetauscherrohre der ersten Rohrgruppe
41
Wärmetauscherrohre der zweiten Rohrgruppe
111
Kühlwasser-Eintrittsflansch
121
Kühlwasser-Austrittsflansch
201
Dampf-Eintrittsflansch
202
Rohrboden
203
Stützplatte
d maximale Dicke des verbleibenden Luftpolsters
n ganze Zahl
s Abstand zweier Wärmetauscherrohre, Rastermass

Claims (12)

1. Horizontaler Wärmetauscher, umfassend eine Eintritts- und eine Austrittskammer (11, 12), sowie eine Umkehrkammer (13) für ein erstes Medium, wobei die Eintritts- und die Austrittskammer auf einer Ein- Austrittsseite des Wärmetauschers angeordnet sind, und wobei die Umkehrkammer auf einer Umkehrseite des Wärmetauschers angeordnet ist, sowie eine Kammer (20) für ein zweites Medium, welche Kammer zwischen der Ein-Austrittsseite und der Umkehrseite angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entlüftung der Umkehrkammer eine Leitung (5) innerhalb des Wärmetauschers von einer geodätisch weitestmöglich oben gelegenen Stelle der Umkehrkammer durch die Kammer für das zweite Medium hindurch in eine Kammer der Ein- Austrittsseite geführt ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, in welchem Wärmetauscher eine Anzahl von nahezu horizontal verlaufenden Wärmetauscherrohren (31, 41) die Eintrittskammer (11) und die Austrittskammer (12) mit der Umkehrkammer (13) verbinden, welche Rohre durch die Kammer (20) für das zweite Medium hindurchführen, und deren Oberflächen als Wärmetauscherflächen zwischen dem ersten und dem zweiten Medium wirken.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, in welchem Wärmetauscher die Wärmetauscherrohre zu Gruppen (3, 4) parallel verlaufender Rohre zusammengefasst sind, und die Rohre innerhalb einer Gruppe einen festen Abstand (s) untereinander aufweisen.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, wobei die geodätisch am weitesten oben liegenden Rohre (5) einer am weitesten oben liegenden Rohrgruppe (4) als Vorrichtung zur Entlüftung der Umkehrkammer an einer geodätisch weitestmöglich oben gelegenen Steile der Umkehrkammer angeordnet sind.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entlüftung der Umkehrkammer geodätisch oberhalb einer obersten Rohrgruppe (4) wenigstens ein Entlüftungsrohr (5) angeordnet ist.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsrohr parallel zu den Wärmetauscherrohren verläuft.
7. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (n × s) eines Entlüftungsrohres (5) von einem Wärmetauscherrohr (31, 41) ein ganzzahliges Vielfaches (n) des Abstandes (s) der Wärmetauscherrohre einer Gruppe untereinander beträgt.
8. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Medium erwärmt wird, und die Eintrittskammer geodätisch unterhalb der Austrittskammer angeordnet ist.
9. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Medium abgekühlt wird, und die Eintrittskammer geodätisch oberhalb der Austrittskammer angeordnet ist.
10. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Medium eine Flüssigkeit ist, und im Wärmetauscher keinen Phasenübergang vollzieht.
11. Wärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher ein Verdampfer für das zweite Medium ist.
12. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher ein Kondensator für das zweite Medium ist.
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