DE612926C

DE612926C - Heat exchanger with a tube bundle between two roll-in floors

Info

Publication number: DE612926C
Application number: DEG86467D
Authority: DE
Original assignee: DRUCKTRANSFORMATOREN KOENEMANN
Current assignee: DRUCKTRANSFORMATOREN KOENEMANN
Priority date: 1933-09-22
Filing date: 1933-09-22
Publication date: 1935-05-08

Description

Wärmeaustauscher mit einem Rohrbündel zwischen zwei Einwalzböden Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher mit einem Rohrbündel zwischen zwei Einwalzböden, einem das Rohrbündel umgebenden Mantel und Sammelkammern über den Rohrböden, in die die Rohre einmünden. Derartige Austauscher sind bekannt. Sie besitzen aber den Nachteil, daß der Durchflußquerschnitt innerhalb und außerhalb der Rohre meistenteils stark verschieden ist, und zwar ist er außerhalb erheblich größer als innerhalb. Dies hängt damit zusammen, -daß man beim Einwalzen einen bestimmten Abstand einhalten muß, der um so größer ist, je höher die Druck- und Temperaturbeanspruchung der Einwalzstellen und der Rohrböden ist. Werden nun derartige Wärmeaustauscher beiderseits der Rohre für etwa gleiche Flüssigkeitsmengen benutzt, so wird die Strömungsgeschwindigkeit außerhalb der Rohre geringer als innerhalb. Von der Strömungsgeschwindigkeit ist der Wärmeübergang abhängig und vom Wärmeübergang beiderseits der Wand der Wärmedurchgang, wobei die -niedrigere Wärmeübergangszahl für den Gesamtwä.rmedur<:bgang ausschlaggebend ist. Die Größe des Wärmeaustauschers ist daher letzten Endes durch den Durchflußquerschnitt außerhalb der Rohre bedingt.Heat exchanger with a tube bundle between two roll-in trays The invention relates to a heat exchanger with a tube bundle between two roll-in floors, a jacket surrounding the tube bundle and collecting chambers the tube sheets into which the tubes open. Such exchangers are known. she but have the disadvantage that the flow area inside and outside the tube is mostly very different, and outside it is considerable greater than within. This is due to the fact that when rolling in a certain The distance must be maintained, which is greater, the higher the pressure and temperature stress of the rolling-in points and the tube sheets. Are now such heat exchangers used on both sides of the tubes for approximately the same amount of liquid, so the flow velocity outside the pipes less than inside. From the flow rate is the heat transfer depends on the heat transfer on both sides of the wall, where the -lower heat transfer coefficient is decisive for the total heat transfer rate is. The size of the heat exchanger is therefore ultimately determined by the flow area conditionally outside the pipes.

Um nun auch außerhalb der Rohre guten Wärmeübergang zu erzielen, hat man vorgeschlagen, Umlenkbleche, sogenannte Schikanen, einzulegen. Die Flüssigkeit strömt dann nicht mehr längs der Rohre, sondern quer zu den Rohren. Ferner hat man auch den Querschnitt unterteilt. Hierdurch erreicht man allerdings höhere Geschwindigkeit und besseren Wärmeübergang, muß aber in jedem Fall größere Reibungsverluste, der Umlenkstellen wegen, in Kauf nehmen. Diese Bauarten bedingen also dauernd höhere Pumparbeit. Auch kann man bei Unterteilungen das vorteilhafte Gegenstromprinzip nicht anwenden.In order to achieve good heat transfer outside the pipes, too it was proposed to insert baffles, so-called baffles. The liquid then no longer flows along the pipes, but transversely to the pipes. Furthermore, one has also divided the cross section. However, this achieves a higher speed and better heat transfer, but must in each case greater friction losses, the Because of deflection points, accept. These types of construction therefore always require higher ones Pumping work. The advantageous countercurrent principle can also be used for subdivisions do not apply.

Weiterhin hat man bereits vorgeschlagen, damit außerhalb und innerhalb der Rohre die Durchflußgeschwindigkeit gleich ist, Rohre von viereckigem Querschnitt zu benutzen und diese Rohre mit den Ecken aneinanderstoßen zu lassen. Auf diese Weise entsteht außerhalb der Rohre der gleiche Strömungsquerschnitt wie innerhalb der Rohre.Furthermore, it has already been suggested that this should be done outside and inside the flow rate of the tubes is the same, tubes of square cross-section to use and to let these tubes butt against each other with the corners. To this The same flow cross-section arises outside the pipes as inside of the pipes.

Bei einer derartigen Bauart besteht nun aber" die Schwierigkeit, daß sich Vierkantrotere nicht in die Bodenplatten einwalzen lassen. Die Rohre müssen daher mit Ansatzstücken von kreisförmigem Querschnitt versehen, werden, und zwar von kleinerem Querschnitt, damit Flüssigkeit in -iie von den Vierkantrohren gebildeten Kanäle eintreten kann. Die Form der Rohre wird auf diese Art und Weise hinsichtlich des Strömungswiderstandes recht ungünstig. Jedes Rohr besitzt je Beine Qnersahnittsverengung und -erweiterung, so daß beim Durchfluß der Flüssigkeit Stoßverluste und damit Kraftverluste in erheblichem Maße auftreten. Auch wird bei gegebener Teilung und gegebenem, Rohrdurchmesser die Geschwindigkeit in den Vierhantrohren erheblich geringer als in Rohren von gleichbleibendem, kreisförmigem Querschnitt, wodurch der Wärmeaustausch verschlechtert wird.With such a design, however, "there is the problem that Do not allow square roters to be rolled into the floor slabs. The pipes must therefore provided with extensions of circular cross-section, namely of smaller cross-section, so that liquid is formed in -iie by the square tubes Channels can enter. The shape of the tubes is in terms of this way the flow resistance quite unfavorable. Each tube has a narrowing of the neck for each leg and expansion, so that when the liquid flows through, shock losses and thus power losses occur to a considerable extent. Also, given the division and Given the pipe diameter, the speed in the square tubes is considerably lower than in tubes of constant, circular cross-section, whereby the heat exchange is worsened.

Weiterhin besitzt diese Bauart fabrikatorisch Nachteile. Jedes Rohr muß mit zwei Ansatzstücken versehen werden.Furthermore, this type of construction has manufacturing disadvantages. Every pipe must be provided with two extensions.

Alle diese Nachteile werden durch die Erfindung dadurch vermieden, daß die Rohre zwischen. den Einw alzböden nach innen abge--bogen' werden, so da.ß sie über den größten Teil der Rohrlänge dichter zusammenliegen als an den Einwalzstellen.All these disadvantages are avoided by the invention in that that the pipes between. the roll-in bottoms are bent inwards, so that they are closer together over the greater part of the pipe length than at the rolled-in points.

An und für sich ist das Abbiegen von Rohren, die zwischen zwei Trommeln oder ähnlichen Behältern eingewalzt sind, um den Abstand zwischen den Rohren zu vermindern, im Kesselbau bekannt. Man erreicht dadurch z. B., daß freie Querschnitte in dem Weg der Rauchgase vermieden werden; man biegt auch die Siederohre so weit zusammen, daß sie sich berühren, um eine nahezu geschlossene Brennkammer zu bilden. Auch im Kondensatorbau hat man das Abbiegen von Rohren bereits angewandt, um freie Querschnitte für den Durchtritt des Dampfes zu schaffen.In and of itself is the bending of pipes between two drums or similar containers are rolled to the distance between the tubes reduce, known in boiler construction. One reaches z. B. that free cross-sections in the way of the smoke gases are avoided; you also bend the boiler pipes so far together that they touch to form a nearly closed combustion chamber. The bending of tubes has also already been used in the construction of condensers in order to obtain free To create cross-sections for the passage of the steam.

Dagegen erfolgt die Anwendung derartig abgebogener Rohre nach der Erfindung, um gleiche Querschnitte und damit gleiche Geschwindigkeit innerhalb und außerhalb der Rohre zu erzielen.In contrast, the use of such bent pipes takes place after Invention to have the same cross-sections and thus the same speed within and outside of the pipes.

Auf der Zeichnung ist ein derartiger Wärmeaustauscher dargestellt. Die Rohre z liegen zwischen den Rohrböden 2 und 3, über den Rohrböden befinden sich Kappen :l und 5, die als Sammelkammern für die Rohre dienen. Die Rohre selber sind nun nicht wie bei den üblichen Konstruktionen gerade, sondern sind zwischen den Rohrböden nach innen gebogen, so daß der Abstand über den größten Teil ihrer Länge geringer ist als an den Einwalzstellen. Die Rohre sind umgeben von einem Mantel 6. Der einfacheren Bauart wegen ist dieser Mantel nicht, der Form des Rohrbündels angepaßt, sondern ist zylindrisch ausgebildet. Der zwischen dem Rohrbündel und dem. Mantel verbleibende Raum wird von einem Füllkörper 7 eingenommen. Füllkörper 7 besteht des leichteren Zusammenbaues wegen aus zwei Teilen. Die Anwendung von -Füllkörpern ist vom Kondensatorbau her bereits bekannt, um Zwischenräume zwischen einzelnen Rohrgruppen. auszufüllen und um auf diese Weise die Herstellung der Kondensatoren zu vereinfachen und ihre Einzelteile normalisieren zu können. Für den vorliegenden Fall ist die Anwendung der Füllkörper aus dem Grunde besonders vorteilhaft, weil dadurch der Einbau des Rohrbündels entsprechend erleichtert wird. Die Rohre können in diesem Fall vor dem Einbau in den Mantel gebogen werden, was bei Verwendung eines Mantels, der das Rohrbündel in der Mitte eng umschließt und an den Enden sich erweitert, nicht möglich ist.Such a heat exchanger is shown in the drawing. The tubes z are between the tube sheets 2 and 3, above the tube sheets are Caps: 1 and 5, which serve as collecting chambers for the pipes. The pipes themselves are now not straight as with the usual constructions, but are between the Tube sheets bent inwards so that the distance is over most of their length is less than at the rolled-in points. The pipes are surrounded by a jacket 6. Because of the simpler design, this jacket is not the shape of the tube bundle adapted, but is cylindrical. The one between the tube bundle and the. The space remaining in the jacket is taken up by a packing 7. Packing 7 consists the easier assembly because of two parts. The use of fillers is already known from capacitor construction to create spaces between individual Tube groups. to be completed and in this way the manufacture of the capacitors to simplify and normalize their individual parts. For the present Case, the use of the packing is particularly advantageous for the reason that this facilitates the installation of the tube bundle accordingly. The pipes can in this case it has to be bent before installation in the jacket, which is what happens when using a Jacket, which tightly encloses the tube bundle in the middle and widens at the ends, not possible.

Auf der Zeichnung ist lediglich ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Wärmeaustauscher kann auch in anderer Form ausgeführt werden. So können z. B. die Zufluß-und Abflußstutzen am Mantel 6 auch an deal 1`ohrböden 2 und 3 angebracht werden, allerdings müssen sie dann mit Stopfbuchsen o. dgl. durch die Kappen ¢ und 5 hindurchgeführt werden.Only one embodiment is shown in the drawing. The heat exchanger can also be designed in another form. So z. B. The inflow and outflow nozzles on the jacket 6 are also attached to deal 1`ohrboden 2 and 3 , but then they have to go through the caps ¢ and with stuffing boxes or the like 5 are passed through.

Ebenso kann der Füllkörper 7 auch durch eine Alt Leitblech, das an das Mantelinnere sich fest anlegt, ersetzt werden.Likewise, the filling body 7 can also be replaced by an old baffle that is attached to the inside of the jacket fits tightly, be replaced.

Der Erfindungsgedanke, den Strömungsquerschnitt innerhalb und außerhalb der Rohre durch Biegen der Rohre gleichzuhalten, kann auch bei Vorwärmern ähnlicher Bauart, z. B. bei solchen mit Haarnadelrühren, in gleicher Weise angewendet werden.The idea of the invention, the flow cross-section inside and outside Keeping the pipes the same by bending the pipes can also be more similar with preheaters Type of construction, e.g. B. in those with hairpin stirring, can be used in the same way.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Heat exchanger with a tube bundle between two roll-in floors, a jacket surrounding the tube bundle, collecting chambers for the Pipes above the roll-in bases and with approximately the same flow cross-section outside and inside the tubes, characterized in that the tubes are between the roll-in trays are bent inwards so that they are more dense over most of the length of the pipe lie together than at the rolled-in points.

2. Heat exchanger according to claim i, characterized characterized in that in the space between the jacket and the tube bundle a Packing is installed.