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EP0135668A2 - Heat exchanger with a gas pass - Google Patents

Heat exchanger with a gas pass Download PDF

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Publication number
EP0135668A2
EP0135668A2 EP84105684A EP84105684A EP0135668A2 EP 0135668 A2 EP0135668 A2 EP 0135668A2 EP 84105684 A EP84105684 A EP 84105684A EP 84105684 A EP84105684 A EP 84105684A EP 0135668 A2 EP0135668 A2 EP 0135668A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pipes
gas
wall
heat exchanger
bent
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.)
Granted
Application number
EP84105684A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0135668B1 (en
EP0135668A3 (en
Inventor
Heinz Ammann
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.)
Trasformazione Societaria sulzer AG
Original Assignee
Sulzer AG
Gebrueder Sulzer AG
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 Sulzer AG, Gebrueder Sulzer AG filed Critical Sulzer AG
Publication of EP0135668A2 publication Critical patent/EP0135668A2/en
Publication of EP0135668A3 publication Critical patent/EP0135668A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0135668B1 publication Critical patent/EP0135668B1/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
    • F22B37/14—Supply mains, e.g. rising mains, down-comers, in connection with water tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
    • F22B37/14—Supply mains, e.g. rising mains, down-comers, in connection with water tubes
    • F22B37/148—Tube arrangements for the roofs

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger with a gas flue, which consists of wall tubes which extend substantially parallel to its longitudinal axis, are gas-tightly welded to one another and through which a medium flows, and which at least at one end has pipes which are also gas-tightly welded to one another and through which a medium flows is completed, which run transverse to the longitudinal axis of the throttle cable.
  • This object is achieved according to the invention in that all of the pipes terminating at one end of the gas train are connected on the medium side to at least 80% of the wall pipes of the gas train.
  • This solution in which at least 80% of the medium flowing through the wall pipes reaches the entire pipe end of the throttle cable, leads to surprisingly simple designs, for practically all cross-sectional shapes of the gas cable. Any differences in pipe lengths are much smaller with the new solution than with the known heat exchanger.
  • a vertical throttle cable 1 of a heat exchanger for example a steam generator, has the shape of a straight prism with an octagonal cross section.
  • Each of the eight sides of the prism 1 consists of tubes 15 which run in the longitudinal direction of the throttle cable and which are welded to one another in a gas-tight manner via webs 6 and form the boundary walls of the throttle cable.
  • tubes 15 are bent inwards by 90 and form essentially horizontally extending tubes 5. These tubes are then guided parallel to each other on the prism side in the direction of the center of the gas cable.
  • the parallel guidance of the tubes 5 within each triangular surface assigned to an octagon side (FIG.
  • all wall pipes 15 of the throttle cable 1 are thus continued into the ceiling 20, so that all of them ceiling pipes with 100% of the wall pipes of the throttle cable are connected in series on the medium side.
  • the differences in the pipe lengths of each octagon side with the associated triangular surface are practically the same, so that the heat absorption of the coolant flowing in the pipes - seen over the entire throttle cable - becomes more uniform and thus the coolant states when the coolant enters the collectors 22 are more uniform.
  • the working medium is combined in a manner not shown and either supplied to further heating surfaces of the steam generator or directly to a consumer.
  • the vertical throttle cable 1 which serves, for example, as a steam generator combustion chamber, has the shape of a straight, hexagonal prism with six identical sides.
  • the sides are again formed by in the longitudinal direction of the throttle cable 1 extending wall tubes 15, the sealing means of webs 6 are welded together Sind.
  • Auf a first height level C the tubes of three non-adjacent sides are each bent at approximately 90 0 to the inside and form as Pipes 5 'together form a first layer 3 of the ceiling 2 of the gas inlet.
  • the remaining three sides of the prism are also bent inwards by 90 ° on a second height plane D slightly above the first height plane C and together form tubes 5 ′′ a second layer 4 of the ceiling 2.
  • the tubes 5 'originating from the wall of the throttle cable 1 lying on the left in FIG. 3 extend with the associated webs 6 to a point at which the two outermost tubes of this wall extend onto the adjacent outermost tube 5' meet other two walls of this layer; one of these two positions is designated E in FIG. 3.
  • the tubes 5 'coming from the left without webs 6 are bent upwards and - after a further 90 ° bend - open horizontally into an end collector 8.
  • the tubes 5' coming from the other two sides of the first Layer 3 initially runs similarly to those coming from the outside to a point F (FIG.
  • the first layer 3 of the ceiling 2 contains three triangular openings 13, one of which is partially visible in FIG. 3. These openings are covered by the tubes 5 ′′ forming the second layer 4. About half of the tubes 5 ′′ coming from one side of the throttle cable form a central strip which is guided so far towards the center of the gas cable 1 that it projects beyond the closest point E or F of the triangular surface in the first layer 3. At this end of each middle strip, the tubes 5 "are bent vertically upwards and, after a further bend, are guided horizontally into a collector 7.
  • each middle strip On both sides of each middle strip, the remaining tubes 5" coming from the associated throttle cable wall are guided about half as far as that Pipes of the middle strip and then bent vertically upwards and finally horizontally after another turn bent connected to that intermediate collector 7, in which also open the tubes of the middle strip.
  • the webs 6 of the second layer 4 run between the tubes 5 ′′ only in the height plane D.
  • the intermediate collectors 7 are connected to the end collector 8 by means of connecting tubes 12 (FIG. 4).
  • the intermediate collectors 7, like the end collector 8, are arranged essentially horizontally, the intermediate collectors 7 and the end collector 8 being at right angles to the pipes 5 ′′ or 5 ′ opening into them.
  • the connecting pipes 12 and those outside the first layer 3 and the second layer 4 running sections of the pipes 5 'and 5 "have the necessary flexibility due to their length and their course to be able to absorb deformations due to different thermal expansions in the ceiling 2 or due to earthquakes.
  • the supports 9 are connected in a known manner, not shown, to the ceiling 2 by means of a fixed connection lying in the middle and several connections distributed over their length and sliding in their longitudinal direction, and at their ends by means of joints to the vertical walls of the throttle cable 1 .
  • bending stresses on the ceiling 2 are absorbed by the beams 9 and passed on to the walls of the throttle cable 1 as pure tensile or compressive stresses, the sliding connections and the joints absorbing thermal expansions in the longitudinal direction of the beams 9.
  • the pipes 5 ′′ guided around the supports 9 are at such a distance from the supports that they can perform their function undisturbed.
  • sheet metal strips 11 connect the first layer 3 to the second layer 4, so that the interior of the throttle cable 1 is sealed from its surroundings.
  • cover plates 10 are welded onto the underside of the second layer 4, parallel to each edge of the triangular openings, which each connect two adjacent tubes 5 "in such a way that adjacent cover plates 10 touch and all cover plates 10 together have flat surfaces
  • the sheet metal strips 11 are tightly welded to these flat surfaces and to those tubes 5 'which delimit the openings 13, approximately at the height of the longitudinal axis of these tubes, so that the welding points are easily accessible from below, both during manufacture as well as later for any inspections.
  • both ends of the cover plates 10 are extended up to the webs 6 between the tubes 5 "and are tightly welded to these webs.
  • the exemplary embodiment according to FIGS. 7 and 8 relates to a ceiling 20 of a throttle cable 1 with a regular octagonal cross section.
  • the wall tubes 15 of the throttle cable 1 are bent outwards near its upper end and are guided in intermediate collectors 21;
  • Such a collector 21 is provided parallel to each side of the throttle cable 1.
  • the pipes 5 leaving each intermediate collector 21 run parallel to each other and enter the gas duct 1 between two wall pipes 15 to form the ceiling 20. In the ceiling 20, too, they run parallel to one another up to the edge 24, where they meet tubes 5 from an adjacent intermediate collector 21.
  • the tubes 5 are bent upwards at the edge 24 from the ceiling 20 and open into collectors 22 which run along the edges 24.
  • the length of the pipe sections projecting upward from the ceiling 20 is dimensioned such that they have sufficient flexibility to be able to compensate for deformations caused by thermal expansion or earthquakes without problems.
  • the intermediate collectors 21 in the medium flow differently than shown in FIG. 7.
  • the wall pipes 15 of a wall of the throttle cable 1 can be connected via the associated intermediate collector to pipes 5 which are not in the triangular section of the ceiling 20 adjoining the wall mentioned.
  • penetrations such as manholes can also be made in the ceiling in a known manner.

Landscapes

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

Abstract

Der Gaszug (1) besteht aus sich im wesentlichen parallel zu seiner Längsachse erstreckenden, miteinander gasdicht verschweißten und von einem Medium durchströmten Wandrohren (15). An seinem oberen Ende ist er durch ebenfalls gasdicht miteinander verschweißte und von einem Medium durchströmte Rohre (5) abgeschlossen, die quer zur Längsachse des Gaszuges (1) verlaufen und mediumseitig mit mindestens 80% der Wandrohre (15) des Gaszuges (1) in Verbindung stehen.The gas flue (1) consists of wall tubes (15) which extend essentially parallel to its longitudinal axis, are welded to each other in a gas-tight manner and through which a medium flows. At its upper end, it is sealed off by pipes (5) which are also welded together gas-tight and through which a medium flows and which run transversely to the longitudinal axis of the gas cable (1) and, on the medium side, to at least 80% of the wall pipes (15) of the gas cable (1) stand.

Das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung liegt im Bau von Dampferzeugern. Mit der erfindungsgemässen Konstruktion wird es möglich, die Unterschiede in den Längen der aus der Gaszuwand sich in den oberen Abschluß fortsetzenden Rohre zu verringern.

Figure imgaf001
The main field of application of the invention is in the construction of steam generators. With the construction according to the invention, it becomes possible to reduce the differences in the lengths of the pipes continuing from the gas inflow into the upper end.
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeübertrager mit einem Gaszug, der aus sich im wesentlichen parallel zu seiner Längsachse erstreckenden, miteinander gasdicht verschweissten und von einem Medium durchströmten Wandrohren besteht und der mindestens an seinem einen Ende durch ebenfalls gasdicht miteinander verschweisste und von einem Medium durchströmte Rohre abgeschlossen ist, die quer zur Längsachse des Gaszuges verlaufen.The invention relates to a heat exchanger with a gas flue, which consists of wall tubes which extend substantially parallel to its longitudinal axis, are gas-tightly welded to one another and through which a medium flows, and which at least at one end has pipes which are also gas-tightly welded to one another and through which a medium flows is completed, which run transverse to the longitudinal axis of the throttle cable.

Es ist ein solcher Wärmeübertrager in Form eines Dampferzeugers bekannt, dessen Gaszug rechteckigen Querschnitt aufweist. Zum Abschliessen des oberen Endes dieses Gaszuges sind auf relativ einfache Art die Rohre von zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Zuges an ihrem oberen Ende um 90° nach innen abgebogen und bis zur Mitte des Zuges geführt. Dort, wo die beiden abgebogenen Seitenwände aneinanderstossen, werden die Wandrohre nach oben abgebogen und geraden Kollektoren zugeführt, die parallel zur Decke und senkrecht zu den Rohren angeordnet sind. Obwohl diese Konstruktion relativ einfach ist, weist sie einige wesentliche Nachteile auf:

  • - Die abgebogenen Rohre der Seitenwände sind länger als die Rohre in den beiden anderen Seitenwänden. Das durch die abgebogenen Rohre fliessende Medium wird also längere Zeit vom heissen Rauchgas innerhalb des Gaszuges beaufschlagt als das Medium, das durch die anderen, nicht abgebogenen Wandrohre fliesst. Das Medium tritt also in zwei thermodynamisch verschiedenen Zuständen aus den vier Wänden des Gaszuges aus.
  • - Die bekannte Konstruktion ist nur bei Gaszügen anwendbar, die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, d.h. sobald mehr als vier Seiten im Querschnitt des Gaszuges vorhanden sind, oder der Gaszug zylindrischen Querschnitt hat, kann diese Konstruktion nicht mehr ausgeführt werden.
Such a heat exchanger in the form of a steam generator is known, the gas train of which has a rectangular cross section. To close the upper end of this throttle cable, the tubes are bent in a relatively simple manner from two opposite side walls of the train at their upper end by 90 ° inwards and are guided to the middle of the train. Where the two bent side walls meet, the wall pipes are bent upwards and fed to straight collectors, which are arranged parallel to the ceiling and perpendicular to the pipes. Although this construction is relatively simple, it has some major disadvantages:
  • - The bent tubes of the side walls are longer than the tubes in the other two side walls. The medium flowing through the bent pipes is therefore exposed to the hot flue gas within the gas flue for a longer period than the medium flowing through the other, non-bent wall pipes. The medium emerges from the four walls of the accelerator cable in two thermodynamically different states.
  • - The known construction is only applicable to throttle cables that have a rectangular cross section, ie as soon as there are more than four sides in the cross section of the throttle cable, or the throttle cable has a cylindrical cross section, this construction can no longer be carried out.

Es ist auch bekannt, die Seitenwände eines Gaszuges von der Berohrung des Gaszugendes vollständig zu trennen, indem die beiden Berohrungen mit eigenen Kollektoren verbunden werden, die nicht miteinander verbunden sind. In der Praxis bat diese Konstruktion jedoch kaum Bedeutung erlangt, vor allem weil infolge der Grosse der in Frago kommenden Gaszüge unterschiedliche Wärmedehnungen zwischen der Berohrung des Gaszuges und der des Gaszugendes zu Problemen führen, die konstruktiv nur mit sehr komplizierten und aufwendigen Mitteln gelöst werden können.It is also known to completely separate the side walls of an accelerator cable from the pipe end of the accelerator cable by connecting the two pipes with their own collectors, which are not connected to one another. In practice, however, this construction was of little importance, above all because, due to the size of the throttle cables coming into Frago, different thermal expansions between the gas pipe and the gas pipe end lead to problems that can only be solved constructively with very complicated and expensive means.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ausgehend von dem eingangs genannten Wärmeübertrager eine Ausbildung des Gaszuges und mindestens seines einen Endes zu schaffen, die bei jeder Querschnittsform des Gaszuges anwendbar ist und die grossen Unterschiede in der Länge der bekannten Berohrung vermeidet.It is therefore an object of the invention, starting from the heat exchanger mentioned at the outset, to provide a design of the throttle cable and at least one end thereof which can be used with any cross-sectional shape of the throttle cable and which avoids the large differences in the length of the known tubing.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass sämtliche das eine Ende des Gaszuges abschliessende Rohre mediumseitig mit mindestens 80% der Wandrohre des Gaszuges in Verbindung stehen. Diese Lösung, bei der mindestens 80% des Mediums, das durch die Wandrohre fliesst, in die gesamte Berohrung des Gaszugendes gelangt, führt zu überraschend einfachen Konstruktionen , und zwar für praktisch alle Querschnittsformen des Gaszuges. Etwaige Unterschiede in den Rohrlängen fallen nach der neuen Lösung wesentlich kleiner als beim bekannten Wärmeübertrager aus.This object is achieved according to the invention in that all of the pipes terminating at one end of the gas train are connected on the medium side to at least 80% of the wall pipes of the gas train. This solution, in which at least 80% of the medium flowing through the wall pipes reaches the entire pipe end of the throttle cable, leads to surprisingly simple designs, for practically all cross-sectional shapes of the gas cable. Any differences in pipe lengths are much smaller with the new solution than with the known heat exchanger.

Ausser der Einfachheit der Konstruktion weist diese Lösung die weiteren Vorteile auf, dass die bisher bekannten Technologien ohne weiteres bei der Herstellung und der Montage angewendet werden können und dass eine gute Zugänglichkeit zur Berohrung des Gaszugendes, insbesondere bei Instandhaltungsarbeiten besteht.In addition to the simplicity of the construction, this solution has the further advantages that the technologies known hitherto can readily be used in the production and assembly and that there is good accessibility to the gas-pipe end pipe, in particular during maintenance work.

Einige vorteilhafte sowie in den Unteransprüchen gekennzeichnete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine schematische Draufsicht des einen Endes eines Gaszuges nach der Erfindung,
  • Fig. 2 einen schematischen Schnitt nach der Schnittebene II-II in Fig. l,
  • Fig. 3 eine schematische Draufsicht des einen Endes eines gegenüber Fig. 1 abgewandelten Gaszuges,
  • Fig. 4 einen schematischen Schnitt nach der Schnittebene IV-IV in Fig. 3,
  • Fig. 5 eine vergrösserte Ansicht aus Richtung A in.Fig.4,
  • Fig. 6 ein Detail B aus Fig. 4, in vergrössertem Massstab,
  • Fig. 7 eine schematische Draufsicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung und
  • Fig. 8 ein Detail im Schnitt gemäss der Schnittebene VIII-VIII in Fig. 7.
Some advantageous exemplary embodiments of the invention, which are characterized in the subclaims, are explained in the following description with reference to the drawing. Show it:
  • 1 is a schematic plan view of one end of a throttle cable according to the invention,
  • 2 shows a schematic section along the section plane II-II in FIG. 1,
  • 3 is a schematic plan view of one end of a throttle cable modified compared to FIG. 1,
  • 4 shows a schematic section along the section plane IV-IV in FIG. 3,
  • 5 shows an enlarged view from direction A in FIG. 4,
  • 6 shows a detail B from FIG. 4, on an enlarged scale,
  • Fig. 7 is a schematic plan view of another embodiment of the invention and
  • 8 shows a detail in section along the section plane VIII-VIII in FIG. 7.

Gemäss Fig. 1 und 2 weist ein vertikaler Gaszug 1 eines Wärmeübertragers, beispielsweise eines Dampferzeugers, die Form eines geraden Prismas mit achteckigem Querschnitt auf. Jede der acht Seiten des Prismas 1 besteht aus in Längsrichtung des Gaszuges verlaufenden Rohren 15, die über Stege 6 miteinander gasdicht verschweisst sind und die Begrenzungswände des Gaszuges bilden. Am in Fig. 2 oberen Ende des Gaszuges 1 sind Rohre 15 um 90 nach innen abgebogen und bilden im wesentlichen horizontal verlaufende Rohre 5. Diese Rohre sind dann je Prismaseite parallel zueinander in Richtung zum Zentrum des Gaszuges geführt. Die Parallelführung der Rohre 5 innerhalb jeder einer Achteckseite zugeordneten Dreieckfläche (Fig. l) reicht jeweils bis zu einer Kante 24, an der zwei einander benachbarte Dreieckflächen zusammentreffen. An den Kanten 24 sind die Rohre nach oben abgebogen und münden jeweils in einen Kollektor 22, der jeweils parallel zu einer Kante 24 und horizontal oberhalb des Gaszuges 1 angeordnet ist. Die Gesamtheit der in den acht Dreieckflächen liegenden Rohre 5 bildet zusammen mit den ebenfalls in den Dreieckflächen weitergeführten Stegen 6 eine gasdichte Decke 20 des Gaszuges l. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist sind zwei miteinander fluchtende Kollektoren 22 zu einem sich über die ganze Breite des Gaszuges erstreckenden Kollektor zusammengefasst.1 and 2, a vertical throttle cable 1 of a heat exchanger, for example a steam generator, has the shape of a straight prism with an octagonal cross section. Each of the eight sides of the prism 1 consists of tubes 15 which run in the longitudinal direction of the throttle cable and which are welded to one another in a gas-tight manner via webs 6 and form the boundary walls of the throttle cable. At the upper end of the throttle cable 1 in FIG. 2, tubes 15 are bent inwards by 90 and form essentially horizontally extending tubes 5. These tubes are then guided parallel to each other on the prism side in the direction of the center of the gas cable. The parallel guidance of the tubes 5 within each triangular surface assigned to an octagon side (FIG. 1) extends in each case up to an edge 24, at which two adjacent triangular surfaces meet. At the edges 24, the tubes are bent upwards and each open into a collector 22, which is arranged parallel to an edge 24 and horizontally above the throttle cable 1. The entirety of the tubes 5 lying in the eight triangular surfaces forms, together with the webs 6 also continued in the triangular surfaces, a gas-tight cover 20 of the gas train 1. As can be seen from FIG. 1, two collectors 22 which are aligned with one another are combined to form a collector which extends over the entire width of the throttle cable.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind also alle Wandrohre 15 des Gaszuges 1 in die Decke 20 weitergeführt, so dass sämtliche Deckenrohre mit 100% der Wandrohre des Gaszuges mediumseitig in Serie geschaltet sind. Die Unterschiede in den Rohrlängen jeder Achteckseite mit zugehöriger Dreieckfläche sind praktisch gleich, so dass die Wärmeaufnahme des in den Rohren strömenden Kühlmittels - über den ganzen Gaszug gesehen - gleichmässiger wird und damit auch die Kühlmittelzustände beim Eintritt des Kühlmittels in die Kollektoren 22 gleichmässiger ist. Das Arbeitsmittel wird nach Verlassen der Kollektoren 22, in denen durch Mischen der Kühlmittelströme die Kühlmittelzustände ausgeglichen werden, auf nicht dargestellte Weise zusammengefasst und entweder weiteren Heizflächen des Dampferzeugers oder direkt einem Verbraucher zugeführt.In this exemplary embodiment, all wall pipes 15 of the throttle cable 1 are thus continued into the ceiling 20, so that all of them ceiling pipes with 100% of the wall pipes of the throttle cable are connected in series on the medium side. The differences in the pipe lengths of each octagon side with the associated triangular surface are practically the same, so that the heat absorption of the coolant flowing in the pipes - seen over the entire throttle cable - becomes more uniform and thus the coolant states when the coolant enters the collectors 22 are more uniform. After leaving the collectors 22, in which the coolant states are compensated by mixing the coolant flows, the working medium is combined in a manner not shown and either supplied to further heating surfaces of the steam generator or directly to a consumer.

In dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 und 4, weist der beispielsweise als Dampferzeuger-Brennkammer dienende, vertikale Gaszug l die Form eines geraden, hexagonalen Prismas mit sechs gleichen Seiten auf. Die Seiten sind wiederum durch in die Längsrichtung des Gaszuges 1 verlaufende Wandrohre 15 gebildet, die mittels Stegen 6 dicht miteinander verschweisst sind.Auf einer ersten Höhenebene C sind die Rohre von drei einander nicht-benachbarten Seiten um etwa 900 nach innen abgebogen und bilden als Rohre 5' zusammen eine erste Schicht 3 der Decke 2 des Gaszugus. Die übrigen drei Seiten des Prismas sind an einer etwas oberhalb der ersten Höhenebene C liegenden zweiten Höhenebene D ebenfalls nach innen um 90° abgebogen und bilden als Rohre 5" zusammen eine zweite Schicht 4 der Decke 2. In den beiden Schichten 3 und 4 sind die zwischen Wandrohre 15 eingeschweissten Stege 6 zwischen den Rohren 5' bzw. 5" weitergeführt.In the exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4, the vertical throttle cable 1, which serves, for example, as a steam generator combustion chamber, has the shape of a straight, hexagonal prism with six identical sides. The sides are again formed by in the longitudinal direction of the throttle cable 1 extending wall tubes 15, the sealing means of webs 6 are welded together sind.Auf a first height level C, the tubes of three non-adjacent sides are each bent at approximately 90 0 to the inside and form as Pipes 5 'together form a first layer 3 of the ceiling 2 of the gas inlet. The remaining three sides of the prism are also bent inwards by 90 ° on a second height plane D slightly above the first height plane C and together form tubes 5 ″ a second layer 4 of the ceiling 2. In the two layers 3 and 4 there are webs 6 welded between wall tubes 15 between the tubes 5 'or 5 ".

In der ersten Schicht 3 reichen die aus der in Fig. 3 links aussen liegenden Wand des Gaszuges 1 stammenden Rohre 5' mit den zugehörigen Stegen 6 bis zu einer Stelle, an der die beiden äussersten Rohre dieser Wand auf das benachbarte äusserste Rohr 5' der anderen beiden Wände dieser Schicht treffen; eine dieser beiden Stellen ist in Fig. 3 mit E bezeichnet. An der Verbindungslinie dieser beiden Stellen werden die von links aussen kommenden Rohre 5' ohne Stege 6 nach oben abgebogen und münden - nach einer weiteren Abbiegung um 90° - horizontal in einen Endkollektor 8. Die von den beiden anderen Seiten kommenden Rohre 5' der ersten Schicht 3 verlaufen zuerst ähnlich wie die von links aussen kommenden bis zu einer Stelle F (Fig. 3), sind dann aber an den von der Stelle F zu den beiden Stellen E führenden Verbindungslinien so abgebogen, dass sie - in der Höhenebene C bleibend - parallel zueinander auf die Verbindungslinie derbeiden 'Stellen E zulaufen. In der durch die drei Verbindungslinien begrenzten Dreieckfläche ist die Teilung der Rohre 5' kleiner als ausserhalb dieser Dreieckfläche und die Stege 6 sind entsprechend schmäler. An der Verbindungslinie der Stellen E, an der sämtliche Rohre 5' der ersten Schicht 3 zusammentreffen, sind auch die eine kleinere Teilung aufweisenden Rohre 5' ohne Stege 6 nach oben abgebogen und zum Endkollektor 8 geführt.In the first layer 3, the tubes 5 'originating from the wall of the throttle cable 1 lying on the left in FIG. 3 extend with the associated webs 6 to a point at which the two outermost tubes of this wall extend onto the adjacent outermost tube 5' meet other two walls of this layer; one of these two positions is designated E in FIG. 3. At the connecting line between these two locations, the tubes 5 'coming from the left without webs 6 are bent upwards and - after a further 90 ° bend - open horizontally into an end collector 8. The tubes 5' coming from the other two sides of the first Layer 3 initially runs similarly to those coming from the outside to a point F (FIG. 3), but is then bent at the connecting lines leading from point F to the two points E in such a way that they remain in the level C parallel to each other on the connecting line of said two 'points e run. In the triangular area delimited by the three connecting lines, the pitch of the tubes 5 'is smaller than outside this triangular area and the webs 6 are correspondingly narrower. At the connecting line of the points E, where all the tubes 5 ′ of the first layer 3 meet, the tubes 5 ′ with a smaller division are also bent upwards without webs 6 and led to the end collector 8.

Die erste Schicht 3 der Decke 2 enthält drei dreieckförmige Oeffnungen 13, von denen eine in Fig. 3 teilweise sichtbar ist. Diese Oeffnungen werden von den die zweite Schicht 4 bildenden Rohren 5" überdeckt. Von den aus jeweils einer Seite des Gaszuges kommenden Rohren 5" bilden etwa die Hälfte einen mittleren Streifen, der so weit in Richtung auf das Zentrum des Gaszuges 1 geführt ist, dass er die ihm nächstliegende Stelle E bzw. F der Dreieckfläche in der ersten Schicht 3 überragt. An diesem Ende jedes mittleren Streifens sind die Rohre 5" vertikal nach oben abgebogen und nach einer weiteren Abbiegung horizontal in einen Kollektor 7 geführt. Beiderseits jedes mittleren Streifens, sind die übrigen aus der zugehörigen Gaszugwand kommenden Rohre 5" etwa halb so weit geführt wie die Rohre des mittleren Streifens und dann vertikal nach oben abgebogen und schliesslich nach einer weiteren Abbiegung horizontal umgebogen an denjenigen Zwischenkollektor 7 angeschlossen, in den auch die Rohre des mittleren Streifens münden. Die Stege 6 der zweiten Schicht 4 verlaufen zwischen den Rohren 5" nur in der Höhenebene D. Die Zwischenkollektoren 7 sind mittels Verbindungsrohren 12 (Fig. 4) mit dem Endkollektor 8 verbunden.The first layer 3 of the ceiling 2 contains three triangular openings 13, one of which is partially visible in FIG. 3. These openings are covered by the tubes 5 ″ forming the second layer 4. About half of the tubes 5 ″ coming from one side of the throttle cable form a central strip which is guided so far towards the center of the gas cable 1 that it projects beyond the closest point E or F of the triangular surface in the first layer 3. At this end of each middle strip, the tubes 5 "are bent vertically upwards and, after a further bend, are guided horizontally into a collector 7. On both sides of each middle strip, the remaining tubes 5" coming from the associated throttle cable wall are guided about half as far as that Pipes of the middle strip and then bent vertically upwards and finally horizontally after another turn bent connected to that intermediate collector 7, in which also open the tubes of the middle strip. The webs 6 of the second layer 4 run between the tubes 5 ″ only in the height plane D. The intermediate collectors 7 are connected to the end collector 8 by means of connecting tubes 12 (FIG. 4).

Die Zwischenkollektoren 7 sind wie der Endkollektor 8 im wesentlichen horizontal angeordnet, wobei die Zwischenkollektoren 7 und der Endkollektor 8 rechtwinklig zu den in sie mündenden Rohren 5" bzw. 5' liegen. Die Verbindungsrohre 12 sowie die ausserhalb der ersten Schicht 3 und der zweiten Schicht 4 verlaufenden Abschnitte der Rohre 5' und 5" weisen durch ihre Länge und ihren Verlauf die nötige Flexibilität auf, um Verformungen durch unterschiedliche Wärmedehnungen in der Decke 2 oder durch Erdbeben ohne weiteres aufnehmen zu können.The intermediate collectors 7, like the end collector 8, are arranged essentially horizontally, the intermediate collectors 7 and the end collector 8 being at right angles to the pipes 5 ″ or 5 ′ opening into them. The connecting pipes 12 and those outside the first layer 3 and the second layer 4 running sections of the pipes 5 'and 5 "have the necessary flexibility due to their length and their course to be able to absorb deformations due to different thermal expansions in the ceiling 2 or due to earthquakes.

Vier horizontale Träger 9 sind paarweise und symmetrisch zur Längsachse des Gaszuges 1 verteilt und in einer Höhe angeordnet, die zwischen der zweiten Schicht 4 und den Zwischenkollektoren 7 liegt. Die Träger 9 sind auf bekannte, nicht gezeigte Weise mittels einer in ihrer Mitte liegenden festen Verbindung und mehreren übur- ihre Lange verteilten und in ihrer Längsrichtung gleitenden Verbindungen mit der Decke 2, und an ihren Enden mittels Gelenken mit den vertikalen Wänden des Gaszuges 1 verbunden. Dadurch werden Biegebeanspruchungen auf die Decke 2 von den Trägern 9 aufgefangen und in die Wände des Gaszuges 1 als reine Zug- oder Druckbeanspruchung weitergeleitet, wobei die gleitenden Verbindungen und die Gelenke Wärmedehnungen in der Längsrichtung der Träger 9 aufnehmen.Four horizontal beams 9 are distributed in pairs and symmetrically to the longitudinal axis of the throttle cable 1 and are arranged at a height that lies between the second layer 4 and the intermediate collectors 7. The supports 9 are connected in a known manner, not shown, to the ceiling 2 by means of a fixed connection lying in the middle and several connections distributed over their length and sliding in their longitudinal direction, and at their ends by means of joints to the vertical walls of the throttle cable 1 . As a result, bending stresses on the ceiling 2 are absorbed by the beams 9 and passed on to the walls of the throttle cable 1 as pure tensile or compressive stresses, the sliding connections and the joints absorbing thermal expansions in the longitudinal direction of the beams 9.

Die um die Träger 9 herumgeführten Rohre 5" haben von den Trägern solchen Abstand, dass diese ihre Funktion ungestört ausüben können.The pipes 5 ″ guided around the supports 9 are at such a distance from the supports that they can perform their function undisturbed.

Entlang den Rändern der dreieckigen Oeffnungen 13 in der ersten Schicht 3 verbinden Blechstreifen 11 die erste Schicht 3 mit der zweiten Schicht 4, so dass der Innenraum des Gaszuges 1 gegenüber seiner Umgebung dicht ist. Gemäss Fig. 5 und 6 sind auf der Unterseite der zweiten Schicht 4, parallel zu jedem Rand der dreieckförmigen Oeffnungen 13 Deckbleche 10 angeschweisst, die jeweils zwei benachbarte Rohre 5" so verbinden, dass benachbarte Deckbleche 10 sich berühren und alle Deckbleche 10 zusammen ebene Flächen bilden. An diesen ebenen Flächen und an denjenigen Rohren 5', die die Oeffnungen 13 begrenzen, sind ungefähr in der Höhe der Längsachse dieser Rohre die Blechstreifen 11 dicht angeschweisst. Die Schweissstellen sind somit von unten her leicht zugänglich, und zwar sowohl während der Herstellung als auch später bei etwaigen Inspektionen. Um die Dichtheit zwischen dem Inneren des Gaszuges 1 und der Umgebung zu gewährleisten, sind beide Enden der Deckbleche 10 bis zu den Stegen 6 zwischen den Rohren 5" verlängert und mit diesen Stegen dicht verschweisst.Along the edges of the triangular openings 13 in the first layer 3, sheet metal strips 11 connect the first layer 3 to the second layer 4, so that the interior of the throttle cable 1 is sealed from its surroundings. 5 and 6 13 cover plates 10 are welded onto the underside of the second layer 4, parallel to each edge of the triangular openings, which each connect two adjacent tubes 5 "in such a way that adjacent cover plates 10 touch and all cover plates 10 together have flat surfaces The sheet metal strips 11 are tightly welded to these flat surfaces and to those tubes 5 'which delimit the openings 13, approximately at the height of the longitudinal axis of these tubes, so that the welding points are easily accessible from below, both during manufacture as well as later for any inspections. In order to ensure the tightness between the interior of the throttle cable 1 and the surroundings, both ends of the cover plates 10 are extended up to the webs 6 between the tubes 5 "and are tightly welded to these webs.

Aehnlich wie in Fig. 1 und 2 bezieht sich das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7 und 8 auf eine Decke 20 eines Gaszuges 1 mit einem regelmässigon achteckigen Querschnitt. In diesem Fall, sind jedoch die Wandrohre 15 des Gaszuges 1 nahe dessen oberen Ende nach aussen abgebogen und in Zwischenkollektoren 21 geführt; parallel zu jeder Seite des Gaszuges 1 ist ein solcher Kollektor 21 vorgesehen. Die jeden Zwischenkollektor 21 verlassenden Rohre 5 verlaufen zueinander parallel und treten jeweils zwischen zwei Wandrohren 15 zum Bilden der Decke 20 in den Gaszug 1 ein. Auch in der Decke 20 verlaufen sie parallel zueinander bis zur Kante 24, an der sie mit Rohren 5 aus einem benachbarten Zwischenkollektor 21 zusammentreffen. Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 sind die Rohre 5 an der Kante 24 aus der Decke 20 nach oben abgebogen und münden in Kollektoren 22, die den Kanten 24 entlang verlaufen. Die Länge der nach oben aus der Decke 20 herausragenden Rohrabschnitte ist so bemessen, dass sie genügende Flexibilität aufweisen, um Verformungen durch Wärmedehnungen oder Erdbeben problemlos ausgleichen zu können.Similar to FIGS. 1 and 2, the exemplary embodiment according to FIGS. 7 and 8 relates to a ceiling 20 of a throttle cable 1 with a regular octagonal cross section. In this case, however, the wall tubes 15 of the throttle cable 1 are bent outwards near its upper end and are guided in intermediate collectors 21; Such a collector 21 is provided parallel to each side of the throttle cable 1. The pipes 5 leaving each intermediate collector 21 run parallel to each other and enter the gas duct 1 between two wall pipes 15 to form the ceiling 20. In the ceiling 20, too, they run parallel to one another up to the edge 24, where they meet tubes 5 from an adjacent intermediate collector 21. As in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, the tubes 5 are bent upwards at the edge 24 from the ceiling 20 and open into collectors 22 which run along the edges 24. The The length of the pipe sections projecting upward from the ceiling 20 is dimensioned such that they have sufficient flexibility to be able to compensate for deformations caused by thermal expansion or earthquakes without problems.

Es ist möglich, die Zwischenkollektoren 21 anders als in Fig. 7 gezeigt im Mediumstrom anzuordnen. Beispielsweise können die Wandrohre 15 einer Wand des Gaszuges 1 über den zugehörigen Zwischenkollektor mit Rohren 5 verbunden sein, die nicht in dem an die genannte Wand angrenzenden dreieckförmigen Abschnitt der Decke 20 liegen.It is possible to arrange the intermediate collectors 21 in the medium flow differently than shown in FIG. 7. For example, the wall pipes 15 of a wall of the throttle cable 1 can be connected via the associated intermediate collector to pipes 5 which are not in the triangular section of the ceiling 20 adjoining the wall mentioned.

Es ist zweckmässig, bei allen Ausführungsbeispielen der Erfindung die in der Decke befindlichen Rohre etwas zur Horizontalen geneigt anzuordnen, so dass flüssiges Medium und darin enthaltene Rückstände in den Rohren abfliessen können, um Korrosionen und/oder Anfahrprobleme zu vermeiden.In all of the exemplary embodiments of the invention, it is expedient to arrange the pipes in the ceiling somewhat inclined to the horizontal, so that liquid medium and residues contained therein can flow off in the pipes in order to avoid corrosion and / or start-up problems.

Selbstverständlich können in der Decke in bekannter Weise auch Durchdringungen, wie Mannlöcher, angebracht werden.Of course, penetrations such as manholes can also be made in the ceiling in a known manner.

Claims (14)

1. Wärmeübertrager mit einem Gaszug, der aus sich im wesentlichen parallel zu seiner Längsachse erstreckenden, miteinander gasdicht verschweissten und von einem Medium durchströmten Wandrohren besteht und der mindestens an seinem einen Ende durch ebenfalls gasdicht miteinander verschweisste und von einem Medium durchströmte Rohre abgeschlossen ist, die quer zur Längsachse des Gaszuges verlaufen, dadurch gekenn- zeichnet, dass sämtliche das eine Ende des Gaszuges abschliessende Rohre mediumseitig mit mindestens 80% der Wandrohre des Gaszuges in Verbindung stehen.1. Heat exchanger with a gas flue, which consists of wall pipes which extend essentially parallel to its longitudinal axis, are gas-tightly welded to one another and through which a medium flows, and which is closed at least at one end by pipes which are also gas-tightly welded to one another and through which a medium flows run transversely to the longitudinal axis of the accelerator cable, characterized in that all the pipes terminating at one end of the accelerator cable are connected on the medium side to at least 80% of the wall pipes of the accelerator cable. 2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandrohre zum Bilden der das eine Ende des Gaszuges abschliessenden Rohre um etwa 90° in Richtung zum vom Gaszug umschlossenen Innenraum hin gebogen sind.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the wall tubes for forming the one end of the gas flue pipes are bent by about 90 ° towards the interior enclosed by the gas flue. 3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandrohre zum Bilden der das eine Ende des Gaszuges abschliessenden Rohre um etwa 90° in Richtung zum vom Gaszug umschlossenen Innenraum hin gebogen sind und gruppenweise zueinander parallel in einer Ebene verlaufen, dass die abschliessenden Rohre in den Bereichen, in denen sie mit den abschliessenden Rohren anderer Gruppen zusammentreffen, aus ihrer jeweiligen Ebene parallel zur Längsachse des Gaszuges abgebogen sind und in Kollektoren münden, die parallel zu den Bereichen verlaufen, in denen die Rohrgruppen zusammentreffen.3. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the wall pipes for forming the one end of the gas pipe closing pipes are bent by about 90 ° towards the interior enclosed by the gas train and run in groups parallel to each other in one plane that the final pipes in the areas in which they meet the final pipes of other groups, are bent from their respective planes parallel to the longitudinal axis of the throttle cable and open into collectors that run parallel to the areas in which the pipe groups meet. 4. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Uebergang von den Wandrohren zu den das eine Ende des Gaszuges abschliessenden Rohren mindestens ein die genannten Rohre verbindender Kollektor vorgesehen ist.4. Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, there characterized in that at least one collector connecting said pipes is provided at the transition from the wall pipes to the pipes closing the one end of the gas flue. 5. Wärmeübertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor als Mischer für das ihn durchströmende Medium ausgebildet ist.5. Heat exchanger according to claim 4, characterized in that the collector is designed as a mixer for the medium flowing through it. 6. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilung der Wandrohre im Gaszug und die Teilung der das eine Ende des Gaszuges abschliessenden Rohre einander gleich sind.6. Heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that the division of the wall pipes in the gas flue and the division of the pipes closing the one end of the gas flue are identical to each other. 7. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaszug einen vieleckigen Querschnitt mit mehr als vier Ecken und einer geradzahligen Anzahl gleichlanger Seiten aufweist, dass die Wandrohre jeder zweiten Wand des Gaszuges in einer ersten Höhenebene (C) nahe dem abzuschliessenden Gaszugende um etwa 900 nach innen abgebogen und jeweils zu einer Stelle geführt sind, die auf einer Verbindungslinie liegt, die jeweils die beiden Punkte verbindet, an denen die äussersten abgebogenen Rohre jeweils benachbarter zweiter Wände zusammentreffen, dass die von den Verbindungslinien eingeschlossene Fläche von Verlängerungen mindestens eines Teils der abgebogenen, bis zur Verbindungslinie geführten Rohre ausgefüllt ist und dass die Wandrohre der übrigen Wände des Gaszuges in einer zweiten, nahe des abzuschliessenden Gaszugendes liegenden Höhenebene (D) um etwa 90° nach innen abgebogen und soweit geführt sind, dass sie jeweils eine Dreieckfläche überdecken, die von der betreffenden übrigen Wand und dem jeweils abgebogenen äussersten Rohr der beiden dieser Wand benachbarten zweiten Wände begrenzt ist.7. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the throttle cable has a polygonal cross-section with more than four corners and an even number of sides of equal length, that the wall tubes of every second wall of the throttle cable in a first height plane (C) near the gas cable end to be closed by about 90 0 are bent inwards and are each guided to a point that lies on a connecting line that connects the two points at which the outermost bent pipes of adjacent second walls meet, that the area of extensions of at least one part enclosed by the connecting lines the bent pipes, which run to the connecting line, are filled in and that the wall pipes of the other walls of the throttle cable are bent inwards by about 90 ° in a second level (D) near the end of the gas cable to be closed and are guided so that they each cover a triangular surface by the concerned remaining wall and the respectively bent outermost tube of the two walls adjacent to this wall is limited. 8. Wärmeübertrager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilung der Wandrohre im Gaszug und die Teilung der aus jeder zweiten Wand des Gaszuges abgebogenen Rohre bis zur Verbindungslinie einander gleich sind.8. Heat exchanger according to claim 7, characterized in that the division of the wall pipes in the gas duct and the division of the pipes bent from every second wall of the gas duct are identical to one another up to the connecting line. 9. Wärmeübertrager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilung der Wandrohre im Gaszug und die Teilung der die Dreieckfläche überdeckenden Rohre einander gleich sind.9. Heat exchanger according to claim 8, characterized in that the division of the wall pipes in the throttle cable and the division of the pipes covering the triangular surface are equal to one another. L0. Wärmeübertrager nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilung der Rohre, die die von den Verbindungslinien eingeschlossene Fläche ausfüllen, kleiner ist als die Teilung der aus jeder zweiten Wand des Gaszuges abgebogenen Rohre.L0. Heat exchanger according to claim 8 or 9, characterized in that the pitch of the tubes, which fill the area enclosed by the connecting lines, is smaller than the pitch of the tubes bent from every other wall of the gas flue. L1. Wärmeübertrager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass.die aus jeder zweiten Wand des Gaszuges abgebogenen Rohre in einen gemeinsamen Kollektor münden und dass die aus den übrigen Wänden des Gaszuges abgebogenen Rohre nach dem Ueberdecken der zugehörigen Dreieckfläche jeweils in einen Kollektor münden.L1. Heat exchanger according to claim 7, characterized in that the pipes bent from every second wall of the gas train open into a common collector and that the pipes bent from the other walls of the gas train each open into a collector after covering the associated triangular surface. L2. Wärmeübertrager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektoren, in die die an den übrigen Wänden des Gaszuges abgebogenen Rohre münden, mit dem gemeinsamen Kollektor in Verbindung stehen.L2. Heat exchanger according to claim 11, characterized in that the collectors, into which the pipes bent on the other walls of the gas train open, are connected to the common collector. 13. Wärmeübertrager nach Anspruch 11, mit vertikaler Längsachse des Gaszuges, dadurch gekennzeichnet, dass ausserhalb des Gaszuges nahe den das eine Gaszugende abschliessenden Rohren mehrere, zueinander parallele Träger angeordnet sind, die zwischen den Kollektoren, in die die an den übrigen Wänden des Gaszuges abgebogenen Rohre münden, einerseits und den das Gaszugende abschliessenden Rohren andererseits liegen sowie zum gemeinsamen Kollektor parallel verlaufen und die mit den Wänden des Gaszuges gelenkig verbunden sind.13. Heat exchanger according to claim 11, with the vertical longitudinal axis of the throttle cable, characterized in that a plurality of mutually parallel supports are arranged outside the gas cable close to the pipes that terminate the gas cable end, between the collectors into which the bent on the other walls of the gas cable Pipes open out on the one hand and the end of the throttle cable closing pipes are on the other hand and run parallel to the common collector and which are articulated to the walls of the throttle cable. 14. Wärmeübertrager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der gemeinsame Kollektor als Mischer für das ihn durchströmende Medium ausgebildet ist.14. Heat exchanger according to claim 11, characterized in that at least the common collector is designed as a mixer for the medium flowing through it.
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