DE19953612A1 - Wärmetauscher - Google Patents
WärmetauscherInfo
- 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
Links
- 238000013022 venting Methods 0.000 title claims description 8
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 27
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 16
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000000275 quality assurance Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
- F28B1/00—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
- F28B1/02—Condensers 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
- F28B9/00—Auxiliary systems, arrangements, or devices
- F28B9/10—Auxiliary systems, arrangements, or devices for extracting, cooling, and removing non-condensable gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-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
- F28D7/1615—Heat-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
- F28D7/1623—Heat-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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/18—Safety 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
Die Erfindung betrifft Wärmetauscher gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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.
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.
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.
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.
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
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.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19953612A DE19953612A1 (de) | 1999-11-08 | 1999-11-08 | Wärmetauscher |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19953612A DE19953612A1 (de) | 1999-11-08 | 1999-11-08 | Wärmetauscher |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19953612A1 true DE19953612A1 (de) | 2001-05-10 |
Family
ID=7928244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19953612A Ceased DE19953612A1 (de) | 1999-11-08 | 1999-11-08 | Wärmetauscher |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19953612A1 (de) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1508763A1 (de) * | 2003-08-21 | 2005-02-23 | Balcke-Dürr GmbH | Wärmetauscher mit Entlüftungsrohr |
| EP1876391A1 (de) * | 2006-07-06 | 2008-01-09 | Balcke-Dürr GmbH | Wärmetauscher und ein Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP2011052953A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Atlas Copco Energas Gmbh | コンプレッサ用の圧縮ガス冷却器 |
| WO2012052226A3 (de) * | 2010-10-18 | 2013-05-16 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur abwärmenutzung |
| US20140034275A1 (en) * | 2011-04-21 | 2014-02-06 | Carrier Corporation | Condenser/Accumulator and Systems and Operation Methods |
| CN103868251A (zh) * | 2014-03-21 | 2014-06-18 | 黄山金普森新能源科技股份有限公司 | 一种用于太阳能光热利用装置中的换热器 |
| WO2015145200A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Provides Metalmeccanica S.R.L. | Compact heat exchanger |
| DE202019103830U1 (de) | 2019-07-11 | 2019-11-13 | Seifert Systems Ltd. | Anordnung zum Betreiben mehrerer parallel verschalteter Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten |
| EP3822569A1 (de) | 2019-11-14 | 2021-05-19 | Promix Solutions AG | Wärmetauscher |
| EP4089357A1 (de) | 2021-05-10 | 2022-11-16 | Promix Solutions AG | Wärmetauscher |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE462206C (de) * | 1929-01-12 | Paul H Mueller Dr Ing | Oberflaechenkondensator mit obenliegender, vom Kuehlwasser zuerst durchflossener Rohrgruppe | |
| US2049748A (en) * | 1934-07-07 | 1936-08-04 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Heat exchanger |
| DE854362C (de) * | 1939-02-21 | 1952-11-04 | Mitteldeutsche Stahlwerke G M | Durch eine Laengstrennwand unterteilter Waermeaustauscher |
| DE2826707A1 (de) * | 1978-06-19 | 1979-12-20 | Balcke Duerr Ag | Dampfbeheizter waermeaustauscher |
| DE3637904A1 (de) * | 1985-11-10 | 1987-05-21 | Korabostroene K | Vakuumkondensator mit kondensatfalle fuer dampf |
| DD291828A5 (de) * | 1990-02-06 | 1991-07-11 | Schwermaschinenbau "K. Liebknecht" Magdeburg,De | Rohrbuendelwaermeuebertrager mit quer- bzw. spiralberippten austauschrohren |
| DE4425440A1 (de) * | 1994-07-19 | 1996-01-25 | Valeo Motorkuehlsysteme Gmbh | Querstromkühler mit Entlüftung |
-
1999
- 1999-11-08 DE DE19953612A patent/DE19953612A1/de not_active Ceased
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE462206C (de) * | 1929-01-12 | Paul H Mueller Dr Ing | Oberflaechenkondensator mit obenliegender, vom Kuehlwasser zuerst durchflossener Rohrgruppe | |
| US2049748A (en) * | 1934-07-07 | 1936-08-04 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Heat exchanger |
| DE854362C (de) * | 1939-02-21 | 1952-11-04 | Mitteldeutsche Stahlwerke G M | Durch eine Laengstrennwand unterteilter Waermeaustauscher |
| DE2826707A1 (de) * | 1978-06-19 | 1979-12-20 | Balcke Duerr Ag | Dampfbeheizter waermeaustauscher |
| DE3637904A1 (de) * | 1985-11-10 | 1987-05-21 | Korabostroene K | Vakuumkondensator mit kondensatfalle fuer dampf |
| DD291828A5 (de) * | 1990-02-06 | 1991-07-11 | Schwermaschinenbau "K. Liebknecht" Magdeburg,De | Rohrbuendelwaermeuebertrager mit quer- bzw. spiralberippten austauschrohren |
| DE4425440A1 (de) * | 1994-07-19 | 1996-01-25 | Valeo Motorkuehlsysteme Gmbh | Querstromkühler mit Entlüftung |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1508763A1 (de) * | 2003-08-21 | 2005-02-23 | Balcke-Dürr GmbH | Wärmetauscher mit Entlüftungsrohr |
| EP1876391A1 (de) * | 2006-07-06 | 2008-01-09 | Balcke-Dürr GmbH | Wärmetauscher und ein Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP2011052953A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Atlas Copco Energas Gmbh | コンプレッサ用の圧縮ガス冷却器 |
| WO2012052226A3 (de) * | 2010-10-18 | 2013-05-16 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur abwärmenutzung |
| US20140034275A1 (en) * | 2011-04-21 | 2014-02-06 | Carrier Corporation | Condenser/Accumulator and Systems and Operation Methods |
| CN103868251B (zh) * | 2014-03-21 | 2016-08-24 | 黄山金晖能源科技有限公司 | 一种用于太阳能光热利用装置中的换热器 |
| CN103868251A (zh) * | 2014-03-21 | 2014-06-18 | 黄山金普森新能源科技股份有限公司 | 一种用于太阳能光热利用装置中的换热器 |
| US9903622B2 (en) | 2014-03-25 | 2018-02-27 | Provides Metalmeccanica S.R.L. | Compact heat exchanger |
| WO2015145200A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Provides Metalmeccanica S.R.L. | Compact heat exchanger |
| DE202019103830U1 (de) | 2019-07-11 | 2019-11-13 | Seifert Systems Ltd. | Anordnung zum Betreiben mehrerer parallel verschalteter Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten |
| WO2021004763A1 (de) | 2019-07-11 | 2021-01-14 | Seifert Systems Ltd. | Anordnung zum betreiben mehrerer parallel verschalteter luft-flüssigkeits-wärmetauschereinheiten |
| DE102019124291B4 (de) | 2019-07-11 | 2022-03-31 | Seifert Systems Ltd. | Anordnung zum Betreiben mehrerer parallel verschalteter Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten |
| EP3822569A1 (de) | 2019-11-14 | 2021-05-19 | Promix Solutions AG | Wärmetauscher |
| US12104865B2 (en) | 2019-11-14 | 2024-10-01 | Promix Solutions Ag | Heat exchanger |
| EP4089357A1 (de) | 2021-05-10 | 2022-11-16 | Promix Solutions AG | Wärmetauscher |
| US12209812B2 (en) | 2021-05-10 | 2025-01-28 | Promix Solutions Ag | Heat exchanger for tempering of a fluid |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3206397C2 (de) | Wärmetauscher mit perforierten Platten | |
| DE3486308T2 (de) | Wärmetauscher. | |
| DE2333703A1 (de) | Mehrstufiger verdampfer | |
| DE1551489A1 (de) | Waermeaustauscher | |
| DE102012004900A1 (de) | Vorrichtung zur Kühlung und/oder zur Wärmerückgewinnung | |
| DE19953612A1 (de) | Wärmetauscher | |
| DE69837557T2 (de) | Plattenwärmetauscher | |
| DE2900153C2 (de) | Sprühgenerator zur Erwärmung der Lösung in einer Absorbtionskälteanlage | |
| DE4201637C3 (de) | Kondensator zur Verflüssigung von Dampf | |
| DE4009997A1 (de) | Verdampfer | |
| DE2732879A1 (de) | Waermetauscher | |
| EP3143352A1 (de) | Wärmeübertrager mit kanälen zur dämpfung von flüssigkeitsbewegungen | |
| EP0619466B1 (de) | Dampfkondensator | |
| DE19905060A1 (de) | Kondensator mit gelöteten Platten und dessen Anwendung bei Luftdestillationsdoppelsäulen | |
| DE69605347T2 (de) | Wärmetauscher mit gelöteten Platten | |
| DE2714147A1 (de) | Waermeaustauscher | |
| DE1939245C3 (de) | Luftgekühlter Kondensator für das Kopf produkt einer Destillier- oder Rektifizier-Kolonne | |
| DE4130692C2 (de) | Verdampfungswärmetauscher | |
| DD300656A5 (de) | Wärmetauscher | |
| DE3121297C2 (de) | Vorrichtung zum Regeln der Temperatur eines korrosiven Gases, insbesondere Synthesegas | |
| EP4235074B1 (de) | Wärmetauscher | |
| DE10016080A1 (de) | Kondensator | |
| DE102016113137A1 (de) | Gas-Fluid-Gegenstromwärmetauscher | |
| EP3077750A1 (de) | Wärmeübertrager mit sammelkanal für den abzug einer flüssigen phase | |
| DE2839896C2 (de) | Vorrichtung zum Destillieren von Wasser aus einer wässrigen Lösung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ALSTOM, PARIS, FR |
|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: ROESLER, U., DIPL.-PHYS.UNIV., PAT.-ANW., 81241 MU |
|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: F28D 7/00 AFI20051017BHDE |
|
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20121116 |