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WO2016131787A1 - Rohrbündelwärmeübertrager mit sequentiell angeordneten rohrbündelkomponenten - Google Patents

Rohrbündelwärmeübertrager mit sequentiell angeordneten rohrbündelkomponenten Download PDF

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Publication number
WO2016131787A1
WO2016131787A1 PCT/EP2016/053200 EP2016053200W WO2016131787A1 WO 2016131787 A1 WO2016131787 A1 WO 2016131787A1 EP 2016053200 W EP2016053200 W EP 2016053200W WO 2016131787 A1 WO2016131787 A1 WO 2016131787A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tube bundle
heat exchanger
tube
tubes
shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2016/053200
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Schulze
Sayyed Ahmad FANI YAZDI
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.)
Hugo Petersen GmbH
Original Assignee
Hugo Petersen GmbH
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 Hugo Petersen GmbH filed Critical Hugo Petersen GmbH
Priority to RU2017132084A priority Critical patent/RU2684688C2/ru
Priority to MX2017010674A priority patent/MX389995B/es
Priority to MA40806A priority patent/MA40806B1/fr
Priority to FI20175826A priority patent/FI130622B/en
Priority to AU2016221799A priority patent/AU2016221799B2/en
Priority to DE112016000801.5T priority patent/DE112016000801B4/de
Priority to BR112017017656-4A priority patent/BR112017017656B1/pt
Publication of WO2016131787A1 publication Critical patent/WO2016131787A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F28D7/163—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 with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
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    • 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
    • F28D7/163—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 with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • F28D7/1669—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 with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having an annular shape; the conduits being assembled around a central distribution tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies

Definitions

  • the invention relates to a tube bundle heat exchanger according to claim 1.
  • Tube bundle heat exchangers are also called
  • Shell-and-tube heat exchangers are and are the most commonly used heat exchanger in the industry.
  • the heat transfer surface separates a hot from a cold fluid space.
  • One fluid flows through the tubes (tube side), while the other fluid flows around the tubes (shell side).
  • Tube bundles are in
  • deflection segments are used.
  • the fluid in the jacket has a longer distance between inlet and outlet ports to happen.
  • FIG. 1 Such a heat exchanger according to the prior art is shown in FIG.
  • FIG. 1 is a longitudinal section through a cross-flow operated
  • Shell and tube heat exchanger shown.
  • FIG. 1 An open perspective view of the shell space shown with tube bundle and Umlenksegmenten.
  • Tube bundle heat exchangers was a so-called radial
  • Such a heat exchanger is shown in Figure 2 in a longitudinal section.
  • Heat exchanger around the tube bundles around the central channel can be achieved both lower mechanical loads and smaller pressure losses in the shell space of the
  • Peripheral row here the tubes are referred to, which are arranged side by side substantially on a circular path around the longitudinal axis of the tube bundle.
  • the tube bundle has several such rows of tubes with different radius.
  • the distances of the tubes to each other in each row of tubes and the distance between adjacent rows of tubes is chosen so that the most uniform flow through the tube bundle in the radial direction is given by the jacket space fluid so that the intended heat transfer can be done reliably.
  • Rohrbündel Anlagenübertragers come so close to a small number of rows of tubes, the tube rows, so that this construction is uneconomical or practically impossible.
  • an increase from three to four rows of pipes can no longer take place.
  • the poor flow through such bottlenecks between the pipes has a reduction in the effective
  • Heat exchange is limited, which limits the limits Heat exchanger design of a shell and tube heat exchanger points.
  • the invention provides a tube bundle heat exchanger in which a tube bundle of a plurality of tubes with at least one tubesheet in a jacket space
  • the tube bundle heat exchanger is bounded from the outside by a lateral surface and has a centrally extending in the shell space longitudinal axis, around which one of Tubes free inner channel is formed, and wherein on the inside, the lateral surface adjacent a tube-free outer channel is formed, wherein the tube bundle between the inner channel and outer channel comprises at least two tube bundle components, which in the number of tubes per area and / or in the Outer diameter of the tubes and / or differ in the distance between the tubes.
  • the tube bundle heat exchanger according to the invention can also be referred to as a multiple-bundle radial heat exchanger.
  • connection zone Development of the invention will be discussed in more detail by a connection zone.
  • the number of tubes per surface of the tube bundle component perpendicular to the longitudinal extent of the tubes defines the tube density.
  • the distance of the tubes from one another is the shortest distance between the outer wall of a tube to the outer wall of the next adjacent tube.
  • the at least two annular tube bundle components become radial during operation of the jacket space fluid
  • the invention provides a tube bundle heat exchanger with shell tube components arranged sequentially in the jacket space in a direction perpendicular to the longitudinal axis.
  • the tube bundle heat exchanger may comprise a tube bundle with between two and ten tube bundle components.
  • the invention further provides that at least two tube bundle components are detachably connected to one another.
  • the tube bundle is modular at least two
  • Tube bundle components constructed.
  • a first tube bundle component adjoins and adjoins the inner channel this is a second tube bundle component, wherein the radius of the longitudinal axis of the facing inner boundary of the second tube bundle component is formed corresponding to the radius of the outer boundary of the first tube bundle component.
  • Tube bundle component to be formed larger than the radius of the outer boundary of the first tube bundle component, at least so much larger that the second
  • Tube bundle component further tube bundle components
  • Tube bundle component may include multiple tube bundle stages.
  • the arrangement of the tubes in the tube bundle or in the tube bundle component defines the so-called
  • the pipe mirror can basically have a radially ordered shape or emulate a radial shape with the aid of a plurality of segments.
  • the number of segments can be arbitrary.
  • the segments are in practice as
  • Tube bundle modules executed. If at least one
  • Tube bundle component of at least two, preferably three or four or five, tube bundle modules is composed, a structure of a desired tube bundle is under
  • connection zone according to the invention with prefabricated modules according to the modular principle allows.
  • the tube bundle modules can be the same.
  • n-1 (for example, three)
  • Tube bundle modules with a cross-section perpendicular to
  • connection zone is formed by the missing to the full circle n-th (for example, fourth) module.
  • the connection of the tube bundle modules is Favor in a simple manner by insertion into the at least one tubesheet.
  • Tube bundle module formed. According to an advantageous embodiment of the invention, the tube bundle heat exchanger on a single chamber.
  • the shell and tube heat exchanger with a chamber as a module for a multi-part
  • Tube bundle heat exchanger formed by the exit from the one chamber is designed for connection to the inlet of the next chamber. This allows connecting a plurality of tube bundle heat exchanger to a kind of tower or stack, in which in operation
  • Heat exchanger module enters the next module.
  • the tube bundle heat exchanger in a development of the invention two or more, preferably up to twenty, chambers around a single tube bundle, wherein between adjacent chambers at least one deflection segment for the jacket space fluid is arranged.
  • the deflection segment is limited.
  • the deflection segment consists of a disc with a surface perpendicular to the longitudinal axis, which corresponds inversely to the tube mirror, wherein an inner region is cut from this surface or an outer region is cut off.
  • the inner region corresponds in its cross section practically to that of the inner channel, and the outer region in its cross section practically coincides with that of the outer channel.
  • the arrangement of the tubes in the tube bundle defines a
  • Tube mirror which at least one connection zone
  • Rohrbündel Anlagenübertragers fluid enters the shell space and / or exits the shell space.
  • the number of tubes per cross-sectional area perpendicular to the longitudinal axis in the connection zone may be less than outside the connection zone, or that the connection zone is completely free of tubes.
  • Heat exchanger with connection zone can on a hood in the conventional sense following the tubesheet in
  • An inventive heat exchanger is therefore also called “Semi RF Heat
  • Tube bundle modules composed and at least one tube bundle module is formed unlike the at least one other tube bundle module, the connection zone can be realized in a structurally simple manner.
  • a tube bundle module then includes, for example, a
  • connection zone inlet and / or outlet gap for the jacket space fluid can arbitrary
  • connection zone in an advantageously simple embodiment, a first and a second passage area and two lateral boundaries, wherein the first passage area of the transition
  • the first lateral boundary extending from one extending in the longitudinal direction of the shell space edge of the first passage surface to the corresponding extending in the longitudinal direction of the shell space edge of the second passage surface
  • the second lateral boundary extending from the other in the longitudinal direction of the shell space edge the first passage surface to the corresponding extending in the longitudinal direction of the jacket space edge of the second
  • connection zone The two lateral boundaries of the connection zone are substantially parallel to each other when the connection zone is to realize the shortest path between the inner and outer channels.
  • lateral boundaries of the connection zone in a direction perpendicular to the longitudinal axis or a
  • connection zone create different cross-sectional shapes of the connection zone.
  • the cross-section of the connection zone is the area through which the jacket space fluid flows when it flows between the inner and the outer channel.
  • the invention provides a variety of ways to adjust the design of the geometry of the connection zone the desired during operation flow profile of the jacket space fluid and thus the kinetics of heat transfer.
  • the lateral boundaries of the connection zone can, for example, extend at least in sections essentially parallel to one another. The two lateral boundaries can be from the
  • the invention offers the possibility that the first or the second lateral boundary or both lateral boundaries of the connection zone extend or extend at least in sections radially from the longitudinal axis.
  • a further embodiment of the invention provides that the first or the second lateral boundary or both lateral boundaries of the connection zone in the cross section perpendicular to the longitudinal axis extends or extend at least in sections curved, wherein the first or the second lateral boundary or both lateral
  • the invention also provides a tube bundle for a tube bundle heat exchanger described above and a
  • Tube bundle component for such a tube bundle available.
  • Such a tube bundle or each tube bundle component can be manufactured and sold separately.
  • the final assembly of the entire heat exchanger can then, for example, only at the site by installation in the mantle and attaching the inlets and outlets to the
  • connections for the connection zone take place.
  • the invention also provides, via further parameters, the possibility of specifically influencing the flow, in particular of the jacket space fluid, and adapting it to the respective practical requirements.
  • the arrangement of the tubes in the tube bundle defines a tube mirror, in which the tubes are at least partially aligned with each other and / or at least partially offset from each other.
  • the tube bundle can also be arranged eccentrically to the longitudinal axis in the shell space.
  • the tube bundle heat exchanger according to the invention can be any tube bundle heat exchanger.
  • Heat exchange surface is the tube bundle heat exchanger Particularly advantageous to use as a gas-gas heat exchanger, ie for heat exchange between two substantially gaseous fluids.
  • Heat recovery from hot exhaust gas streams are used.
  • a particular field of application is the use in the context of methods for the synthesis of
  • FIG. 1 Schematic representation of a longitudinal section
  • Figure 2 is a schematic representation of a longitudinal section
  • Figure 3 is a schematic representation of a cross section through a tube bundle in the jacket with colliding
  • FIG. 3A Tubes (FIG. 3A) and with enlarged dimensions (FIG. 3B) for accommodating four rows of tubes instead of three,
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a cross section through a tube bundle in the jacket according to a first embodiment of the invention
  • Figure 5 is a schematic representation aligned
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a cross section through a tube bundle in the jacket according to a further embodiment of the invention
  • FIG. 8 shows a schematic representation of a cross section through a tube bundle in the jacket according to a further embodiment of the invention
  • Figure 9 is a schematic open perspective
  • Tube bundle heat exchanger with two chambers with a tube bundle according to a further embodiment of the invention
  • FIG. 10 shows a schematic representation of a cross section through a tube bundle in the jacket according to a further embodiment of the invention.
  • FIG. 11 shows a schematic representation of a cross section through a tube bundle in the jacket according to a further embodiment of the invention
  • Figure 12 is a schematic representation of a cross section through a tube bundle in the shell according to a further embodiment of the invention.
  • the working temperature range of the tube bundle heat exchanger according to the invention can be any working temperature range.
  • the invention provides a tube bundle 2 with a plurality of tube bundle components, which are combined with each other and their tubes together determine the entire heat transfer surface.
  • FIG. 4 shows a tube bundle 2 according to the invention in FIG.
  • Cross section shown. It extends along the longitudinal axis 33 and has an inner channel 21.
  • the tube bundle 2 comprises three tube bundle components 50, 51, 52. These are
  • the tube bundle components 50, 51, 52 each have an annular cross-sectional area. Perpendicular to this cross-sectional area extend in the outer
  • Tube bundle component 50 tubes 27 in six concentric rows of tubes about the longitudinal axis 33rd
  • the central tube bundle component 51 has an extent in radial dimension to the longitudinal axis 33, which is about half of the corresponding extent of the outer
  • Tube bundle component 51 is.
  • the tubes 22 of the middle tube bundle component 51 have a larger diameter than the tubes 27 of the outer tube bundle component 50.
  • the tubes 27 extend in three concentric rows of tubes to the longitudinal axis 33rd
  • the inner tube bundle component 52 has tubes 20, which are also in three concentric rows of tubes for
  • the tubes 20 have a larger diameter than the tubes 22 of the middle
  • Tube bundle component 51 Their tubes 22 have a
  • Diameter which is also greater than the diameter of the tubes 27 of the outer tube bundle component 52. Depending on the process requirements, this diameter relation can be realized exactly in the reverse order or in radial
  • the tubes 20, 22, 27 are in the tube bundle component 50,
  • Pipe diameter from the center of a pipe to the center of the adjacent pipe Due to the process and due to design, this can be increased.
  • the distance of the tubes 20 of the inner tube bundle component 52 is about 1.8 to 2.0 times the
  • each tube bundle component has a staggered arrangement of the tubes at tube-free center and tube-free outer ring (wall bond). Another way to arrange the tubes relative to each other in the context of
  • the tube bundle component according to the invention has at least one tube bundle component in which tubes with their
  • Circle to a tube of the circle with the next larger diameter on continuation to an adjacent tube of a next circle with a larger diameter results in a curved path 28.
  • the invention provides the ability to pack the tubes particularly closely on adjacent circles, because the distance between the circles on which the centers of the tubes are arranged, can also be chosen smaller than the tube radius with a suitably dimensioned tube spacing.
  • Such pipe arrangements are realized in the tube bundles, which are shown in Figures 7 to 12.
  • tube bundle component can also be arranged in alignment with each other. It is also within the scope of the invention to combine aligned and offset pipe arrangements. Such a combination may be present within a single tube bundle component. Furthermore, tube bundle components with staggered tube arrangement with those with aligned tube arrangement in a
  • Tube bundle combined. This can be the
  • FIG. 5A shows on the left side an arrangement of tubes 20 in which the centers of adjacent tubes in a row of tubes lie on a straight line. Likewise, the centers of adjacent tubes of immediately consecutive rows of tubes are each on a straight line. Each tube is thus the center of a cross with orthogonal arms, on whose arms the adjacent tubes lie.
  • FIG. 6 shows an open perspective illustration of a chamber of a shell-and-tube heat exchanger with a tube bundle which has three tube bundle components 50, 51, 52. Their tubes have the same
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the invention
  • Tube bundle 2 according to the invention shown in cross section. It extends along the longitudinal axis 33 and has an inner channel 21. Between the outermost row of tubes of the tube bundle 2 and the inside of the lateral surface of the outer channel extends 23.
  • the tube bundle 2 comprises two
  • Tube bundle components 50, 51 are concentrically positioned about the longitudinal axis 33.
  • the tube bundle components 50, 51 each have one
  • the tubes 20 of the inner tube bundle component 51 extend in three concentric rows of tubes to the longitudinal axis 33.
  • the distance between the tubes 20 of the inner tube bundle component 51 is about 0.95 to 1.05 times the tube diameter.
  • Tube bundle component viewed radially outward is an area without tubes. This corresponds in its radial dimension in about a row of pipes.
  • Such a space can with modular structure of
  • Tube bundle from detachably connectable
  • Tube bundle components are used approximately as a mounting surface in which fasteners such as flange can be attached (in the
  • the outer tube bundle component 50 is arranged.
  • the tubes 20 are packed much denser than in the inner tube bundle component 51.
  • Tubes 20 in the outer tube bundle component 50 is about 0.05 to 0.1 times the tube diameter.
  • FIG. 8 shows another embodiment of the invention
  • Tube bundle components 50, 51, 52, 53, 54 each having an annular cross-sectional area comprises.
  • the spacing of the rows of tubes is equal in the outer, middle and inner tube bundle components 50, 52, 54.
  • Tube bundle 2 alternate with drilled and undrilled zones radially from the longitudinal axis 33. This will be between the outer and the middle
  • These have a pipe density of zero. These zones help with a modular design and installation of the heat exchangers as well as better maintenance and subsequent upgrading of the system.
  • FIG. 9 shows an open perspective view of a chamber of a shell-and-tube heat exchanger with tube sheets 25, 26 for a tube bundle 2 according to FIG. 6
  • FIG. 10 shows another embodiment of the invention
  • connection zone 4 The area recessed to the full circle forms the connection zone 4, the inner channel 21 and the outer channel 23 directly to each other.
  • the distance between the tubes 20 decreases from the inside to the outside of a tube bundle component to the next.
  • the largest pipe density has the outer tube bundle component 51.
  • Embodiments allow in the radial direction with respect to the longitudinal axis a structure of the tube bundle according to the modular principle. This is made possible in the context of the invention also in the direction parallel to the longitudinal axis, which allows a particularly simple construction in relation to embodiments with a connection zone.
  • a further degree of freedom in the structure and the bore of the tube bundle is created.
  • FIG. 11 shows a tube bundle 2 in the shell space 3 of a further embodiment of the invention
  • Heat exchanger shown in cross section. With regard to the radial subdivision into tube bundle components
  • the tube bundle 2 is made of four Tube bundle modules 200 assembled, which extend parallel to the longitudinal axis 33.
  • the four tube bundle modules are mounted in the tubesheet so that they complement each other to form a circumferentially closed tube bundle.
  • each of the four tube bundle modules has a substantially quarter-circle annular cross-section.
  • tube bundle modules with cross-sectional areas which in each case cover different portions of a full-circle ring in the circumferential direction with respect to the longitudinal axis, can also be combined with one another
  • Tube bundles are combined.
  • Embodiment are connected to a tube bundle 2, which then has a connection zone instead of the fourth tube bundle module.
  • This design corresponds to
  • Quarter-circular ring-shaped cross section is to be understood as an example; In the context of the invention, larger and smaller subdivisions of the full circular ring cross-sectional area of the tube bundle 2 can be selected and / or several connecting zones can be arranged in the tube bundle.
  • Tube bundle 2 in the shell space is shown in FIG. The distance of the outer edge 24 of the tube bundle to
  • the fluid distribution can be optimized, especially when gas flows as Matelraumfluid not through the central channel, but directly through the jacket into the tube bundle.

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Abstract

Um die Wärmeaustauscherfläche erhöhen zu können, ohne den Gesamtdurchmesser eines Rohrbündelwärmetauschers vergrößern zu müssen, schafft die Erfindung einen Rohrbündelwärmeübertrager (1), in welchem in einem Mantelraum (3) ein Rohrbündel (2) aus mehreren Rohren (20, 22, 27) mit zumindest einem Rohrboden (25; 26) angeordnet ist, wobei der Rohrbündelwärmeübertrager (1) nach außen von einer Mantelfläche (31) begrenzt wird und eine zentral im Mantelraum verlaufende Längsachse (33) hat, um welche ein von Rohren freier innerer Kanal (21) ausgebildet ist, und wobei innenseitig, der Mantelfläche (31) benachbart ein von Rohren freier äußerer Kanal (23) ausgebildet ist, wobei das Rohrbündel (2) zwischen innerem Kanal (21) und äußerem Kanal (23) zumindest zwei Rohrbündelkomponenten (50, 51, 2, 53, 54) umfasst, welche sich in der Anzahl der Rohre pro Fläche und/oder im Außendurchmesser der Rohre und/oder im Abstand der Rohre unterscheiden.

Description

Rohrbündelwärmeübertrager
mit sequentiell angeordneten Rohrbündelkomponenten
Die Erfindung betrifft einen Rohrbündelwärmeübertrager nach Anspruch 1.
Rohrbündelwärmeübertrager werden auch als
Rohrbündelwärmetauscher bezeichnet und sind die in der Industrie am Häufigsten eingesetzten Wärmetauscher. Bei den Rohrbündelwärmetauschern trennt die Wärmeübertragungsfläche einen heißen von einem kalten Fluidraum. Ein Fluid fließt durch die Rohre (rohrseitig) , während das andere Fluid um die Rohre strömt (mantelseitig) . Rohrbündel werden im
Mantel platziert und dabei so in einem Rohrboden gehalten, dass dieser eine Barriere bildet, um die Vermischung der beiden unterschiedlich temperierten Fluide zu vermeiden. Um eine höhere Geschwindigkeit im Mantel zu erzeugen bzw. die Kontakthäufigkeit des Mediums im Mantelraum mit der Wärmeübertragungsfläche zu erhöhen, werden Umlenksegmente eingesetzt. Das Fluid im Mantel hat eine längere Strecke zwischen Ein- und Ausgangsstutzen zur passieren.
Ein derartiger Wärmetauscher gemäß dem Stand der Technik ist in Figur 1 dargestellt. In der Abbildung oben ist ein Längsschnitt durch einen im Kreuzstrom betriebenen
Rohrbündelwärmetauscher dargestellt. In der Abbildung unten ist eine offene perspektivische Darstellung des Mantelraums mit Rohrbündel und Umlenksegmenten gezeigt.
Auf der Mantelseite hat die Rohrteilung einen großen
Einfluss auf die Fluidgeschwindigkeit und damit auf die Wärmeübertragung sowie auf den Druckverlust. Herkömmliche Kreuzströmungswärmetauscher haben auf der Mantelseite ungleichmäßige Strömungslinien und dadurch eine höhere mechanische Belastung. Außerdem sind die Druckverluste bei diesen Wärmetauschern sehr hoch.
Der nächste Schritt in der Entwicklung von
Rohrbündelwärmetauschern war ein sogenannter radial
durchströmter Apparat. Ein derartiger Wärmeübertrager ist in Figur 2 in einem Längsschnitt dargestellt. In der
Abbildung oben ist ein Längsschnitt durch einen im
Kreuzstrom betriebenen Rohrbündelwärmetauscher dargestellt. In der Abbildung unten ist eine offene perspektivische Darstellung des Mantelraums mit Rohrbündel und
Umlenksegmenten gezeigt, wobei der jeweilige Kopfraum für die Zufuhr und Abfuhr des rohrseitigen und mantelseitigen Fluids nicht dargestellt sind.
Mit einem radial durchströmten Rohrbündelwärmeübertrager können Schwächen des klassischen Rohbündelwärmetauschers verringert werden. Durch gleichmäßige Strömung vom
Zentralkanal nach außen in radialer Richtung
beziehungsweise vom Raum zwischen dem Mantel des
Wärmetauschers um die Rohrbündel herum zum Zentralkanal erreicht man sowohl geringere mechanische Belastungen als auch kleinere Druckverluste im Mantelraum des
Wärmetauschers. Damit gewinnt man nicht nur Freiheit in der Wahl der mantelseitigen Ausrichtung der Zu- und
Abführstut zen, sondern auch eine kompaktere Bauweise des Rohrbündels Die radiale Anordnung der Rohre hat den Nachteil, dass man bei der Anzahl der Rohrreihen limitiert ist. Als
"Rohrreihe" werden hier die Rohre bezeichnet, welche nebeneinander im Wesentlichen auf einer Kreisbahn um die Längsachse des Rohrbündels angeordnet sind. Das Rohrbündel weist mehrere derartige Rohrreihen mit unterschiedlichem Radius auf. Die Abstände der Rohre zueinander in jeder Rohrreihe sowie der Abstand benachbarter Rohrreihen ist so gewählt, dass eine möglichst gleichmäßige Durchströmung des Rohrbündels in radialer Richtung durch das Mantelraumfluid gegeben ist, damit die beabsichtigte Wärmeübertragung zuverlässig erfolgen kann.
Probleme können bei Rohrbündelwärmeübertragern insbesondere dann entstehen, wenn große Wärmeübertragungsflächen
realisiert werden sollen. Wie die Abbildung in Figur 3A zeigt, werden sich bei vorgegebenen Abmessungen des
Rohrbündelwärmeübertragers nach einer kleinen Anzahl von Rohrreihen die Rohrreihen derart nah kommen, so dass diese Bauweise unwirtschaftlich ist beziehungsweise praktisch unmöglich wird. Im gezeigten Beispiel kann eine Erhöhung von drei auf vier Rohreihen nicht mehr erfolgen. Außerdem hat die schlechte Durchströmung solcher Engpässe zwischen den Rohren eine Reduzierung der effektiven
Wärmeaustauschfläche zur Folge. Durch die Kollision der Rohre wird die Unterbringung der Bedarfsfläche zum
Wärmeaustausch eingeschränkt, was die Grenzen des Wärmetauscher-Entwurfs eines Rohrbündelwärmeübertragers aufzeigt .
Als Gegenmaßnahme wird ein größerer Durchmesser des
Zentralraums des Bündels gewählt. In Figur 3B ist diese Lösung illustriert. Durch die Wahl größerer Abmessungen können im Vergleich zu dem in Figur 3A gezeigten
Rohrspiegel nun vier Rohrreihen untergebracht werden, was allerdings wiederum einen größeres Gesamtdurchmesser der Wärmetauschers zur Folge hat.
Es ergibt sich daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Rohrbündelwärmeübertrager zur Verfügung zu stellen, welcher die Nachteile bekannter Rohrbündelwärmeübertrager
überwindet. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, die Wärmeaustauscherfläche zu erhöhen, ohne den Gesamtdurchmesser des
Rohrbündelwärmetauschers vergrößern zu müssen. Gerade bei konstanten Abmessungen des Rohrbündelwärmetauschers soll eine Erhöhung der Wärmeaustauscherfläche ermöglicht werden.
Diese Aufgaben werden auf überraschend einfache Weise gelöst mit einem Rohrbündelwärmeübertrager gemäß
Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung stellt einen Rohrbündelwärmeübertrager zur Verfügung, in welchem in einem Mantelraum ein Rohrbündel aus mehreren Rohren mit zumindest einem Rohrboden
angeordnet ist, wobei der Rohrbündelwärmeübertrager nach außen von einer Mantelfläche begrenzt wird und eine zentral im Mantelraum verlaufende Längsachse hat, um welche ein von Rohren freier innerer Kanal ausgebildet ist, und wobei innenseitig, der Mantelfläche benachbart ein von Rohren freier äußerer Kanal ausgebildet ist, wobei das Rohrbündel zwischen innerem Kanal und äußerem Kanal zumindest zwei Rohrbündelkomponenten umfasst, welche sich in der Anzahl der Rohre pro Fläche und/oder im Außendurchmesser der Rohre und/oder im Abstand der Rohre unterscheiden.
Damit realisiert die Erfindung den Vorteil, dass die
Wärmeaustauscherfläche des Rohrbündelwärmeübertragers bei konstanten Abmessungen des Mantels flexibel an
unterschiedliche Anforderungen angepasst werden kann. Der erfindungsgemäße Rohrbündelwärmeübertrager kann auch als Mehrfachbündel-Radialwärmetauscher bezeichnet werden.
Mit einem derartigen Mehrfachbündel-Radialwärmetauscher besteht die Flexibilität, zunächst kleinstmögliche
Rohrbündeldurchmesser zu wählen, und bei Bedarf
beziehungsweise zu Optimierungszwecken zu einem neu
orientierten Rohrbündel zu wechseln. Dies gilt sowohl für vollständig am Umfang jeder Rohrreihe berohrte
Wärmetauscherbündel, als auch für sogenannte semi-radiale Wärmetauscher, auf die unten im Zusammenhang mit der
Weiterbildung der Erfindung durch eine Verbindungszone näher eingegangen wird.
Die Anzahl der Rohre pro Fläche der Rohrbündelkomponente senkrecht zur Längserstreckung der Rohre definiert die Rohrdichte . Der Abstand der Rohre voneinander ist die kürzeste Distanz zwischen der Außenwand eines Rohrs zur Außenwand des nächsten benachbarten Rohrs . Die zumindest zwei kreisringförmigen Rohrbündelkomponenten werden im Betrieb vom Mantelraumfluid als radial
sequentielle Rohrbündel durchströmt. Sie sind insbesondere konzentrisch zur Längsachse angeordnet. So schafft die Erfindung einen Rohrbündelwärmeübertrager mit im Mantelraum in einer Richtung senkrecht zur Längsachse sequentiell angeordneten Rohrbündelkomponenten .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rohrbündelwärmeübertragers weisen die zumindest zwei
Rohrbündelkomponenten senkrecht zur Längsachse gesehen jeweils im Wesentlichen einen kreisringförmigen Querschnitt auf. Damit wird eine konstruktiv besonders einfache
Möglichkeit geschaffen, Rohrbündelkomponenten sozusagen radial zu einem Rohrbündel stapeln zu können. Insbesondere kann der Rohrbündelwärmeübertrager ein Rohrbündel mit zwischen zwei und zehn Rohrbündelkomponenten umfassen.
Um je nach Anwendungsfall ein darauf abgestimmtes
Rohrbündel bereit stellen zu können, sieht die Erfindung des Weiteren vor, dass zumindest zwei Rohrbündelkomponenten lösbar miteinander verbunden sind. Insbesondere ist das Rohrbündel modulartig aus zumindest zwei
Rohrbündelkomponenten aufgebaut. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließt sich von der Längsachse radial nach außen gesehen an den inneren Kanal eine erste Rohrbündelkomponente an und an diese eine zweite Rohrbündelkomponente, wobei der Radius der zur Längsachse hin weisenden inneren Begrenzung der zweiten Rohrbündelkomponente korrespondierend zu dem Radius der äußeren Begrenzung der ersten Rohrbündelkomponente ausgebildet ist.
Praktischerweise kann der Radius der zur Längsachse hin weisenden inneren Begrenzung der zweiten
Rohrbündelkomponente größer ausgebildet sein als der Radius der äußeren Begrenzung der ersten Rohrbündelkomponente, zumindest so viel größer, dass sich die zweite
Rohrbündelkomponente über die erste Rohrbündelkomponente montieren lässt. Auf diese Weise können sich an die zweite
Rohrbündelkomponente weitere Rohrbündelkomponenten
anschließen. Dabei können auch innerhalb eines
Rohrbündelkomponente Zonen unterschiedlicher Anzahl der Rohre pro Fläche und/oder unterschiedlichen
Außendurchmessers der Rohre und/oder unterschiedlichen Abstands der Rohre ausgebildet sein, so dass eine
Rohrbündelkomponente mehrere Rohrbündelstufen umfassen kann . Die Anordnung der Rohre im Rohrbündel beziehungsweise in der Rohrbündelkomponente definiert den sogenannten
Rohrspiegel. Der Rohrspiegel kann grundsätzlich eine radial geordnete Form haben oder mit Hilfe mehrerer Segmente eine radiale Form nachbilden. Die Anzahl der Segmente kann beliebig sein. Die Segmente sind in der Praxis als
Rohrbündelmodule ausgeführt. Wenn zumindest eine
Rohrbündelkomponente aus zumindest zwei, vorzugsweise drei oder vier oder fünf, Rohrbündelmodulen zusammengesetzt ist, wird ein Aufbau eines gewünschten Rohrbündels unter
Realisierung der erfindungsgemäßen Verbindungszone mit vorgefertigen Modulen nach dem Baukastenprinzip ermöglicht.
Die Rohrbündelmodule können dabei gleichartig sein.
Insbesondere können n-1 (beispielsweise drei)
Rohrbündelmodule mit im Querschnitt senkrecht zur
Längsachse gesehen im Wesentlichen 1 /n-kreisförmigem
(beispielsweise viertelkreisförmigem) Rohrspiegel
miteinander verbunden werden, wobei die Verbindungs zone durch das zum Vollkreis fehlende n-te (beispielsweise vierte) Modul entsteht. Die Verbindung der Rohrbündelmodule erfolgt bevorzug in einfacher Weise durch Einsetzen in den zumindest einen Rohrboden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest ein Rohrbündelmodul
ungleichartig zu dem zumindest einen anderen
Rohrbündelmodul ausgebildet. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Rohrbündelwärmeübertrager eine einzige Kammer auf.
Insbesondere ist der Rohrbündelwärmeübertrager mit einer Kammer als ein Modul für einen mehrteiligen
Rohrbündelwärmeübertrager ausgebildet, indem der Austritt aus der einen Kammer zum Anschluss an den Eintritt der nächsten Kammer ausgebildet ist. Dadurch wird ein Verbinden mehrerer Rohrbündelwärmeübertrager zu einer Art Turm oder Stapel ermöglicht, in welchem im Betrieb das
Mantelraumfluid nach dem Verlassen eines
Wärmeübertragermoduls in das nächste Modul eintritt. Um längere Strömungswege bei möglichst hohem treibenden Gefälle für die Wärmeübertragung realisieren zu können, weist der Rohrbündelwärmeübertrager in einer Weiterbildung der Erfindung zwei oder mehr, vorzugsweise bis zu zwanzig, Kammern um ein einziges Rohrbündel auf, wobei zwischen einander benachbarten Kammern zumindest ein Umlenksegment für das Mantelraumfluid angeordnet ist.
Im Betrieb des Rohrbündelwärmeübertragers tritt das
Mantelraumfluid in die erste Kammer ein, welche außer durch die Mantelfläche von einem Rohrboden und einem
Umlenksegment begrenzt ist. Das Umlenksegment besteht aus einer Scheibe mit einer Fläche senkrecht zur Längsachse, welche invers zum Rohrspiegel korrespondiert, wobei von dieser Fläche ein innerer Bereich ausgeschnitten oder ein äußerer Bereich abgeschnitten ist. Insbesondere
korrespondiert der innere Bereich in seinem Querschnitt praktisch mit demjenigen des inneren Kanals, und der äußere Bereich in seinem Querschnitt praktisch mit demjenigen des äußeren Kanals.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung definiert die Anordnung der Rohre im Rohrbündel einen
Rohrspiegel, welcher zumindest eine Verbindungszone
aufweist, durch welche im Betrieb des
Rohrbündelwärmeübertragers Fluid in den Mantelraum eintritt und/oder aus dem Mantelraum austritt. Dabei kann die Anzahl der Rohre pro Querschnittsfläche senkrecht zur Längsachse in der Verbindungszone geringer sein als außerhalb der Verbindungszone, oder dass die Verbindungszone ist gänzlich frei von Rohren. Durch einen erfindungsgemäßen
Wärmeübertrager mit Verbindungszone kann auf eine Haube im herkömmlichen Sinn im Anschluss an den Rohrboden in
Längsrichtung des Wärmetauschers im Prinzip verzichtet werden. Auf diese Weise kann mit Hilfe der Erfindung kompakter und damit auch kleiner gebaut werden.
Schlagwortartig ausgedrückt wird mit dem
Rohrbündelwärmeübertrager mit Verbindungszone eine
"semiradiale Strömung" realisiert. Ein erfindungsgemäßer Wärmeübertrager wird daher auch als "Semi RF Heat
Exchanger" bezeichnet. Dabei soll der Ausdruck "semi" dahingehend verstanden werden, dass nur ein Teil - nicht zwingend die Hälfte - des Rohrspiegels mit Rohren bestückt ist . Ist zumindest eine Rohrbündelkomponente aus
Rohrbündelmodulen zusammengesetzt und ist zumindest ein Rohrbündelmodul ungleichartig zu dem zumindest einen anderen Rohrbündelmodul ausgebildet, kann in konstruktiv einfacher Weise die Verbindungszone realisiert werden. Ein Rohrbündelmodul umfasst dann beispielsweise einen
Ausschnitt aus dem Rohrspiegel mit der Verbindungszone und benachbarten Rohren, während das eine weitere oder die weiteren Rohrbündelmodule die übrigen Rohre zum gesamten Rohrspiegel beisteuern.
Der durch die Verbindungszone geschaffene Ein-und/oder Austrittsspalt für das Mantelraumfluid kann beliebige
Geometrie annehmen. Dazu weist die Verbindungszone in einer vorteilhaft einfachen Ausgestaltung eine erste und eine zweite Durchtrittsfläche sowie zwei seitliche Begrenzungen auf, wobei die erste Durchtrittsfläche der Übergang
zwischen dem äußeren Kanal und der Verbindungszone ist, die zweite Durchtrittsfläche der Übergang zwischen der
Verbindungszone und dem inneren Kanal ist, die erste seitliche Begrenzung sich vom einen in Längsrichtung des Mantelraums verlaufenden Rand der ersten Durchtrittsfläche zum korrespondierenden in Längsrichtung des Mantelraums verlaufenden Rand der zweiten Durchtrittsfläche erstreckt, und die zweite seitliche Begrenzung sich vom anderen in Längsrichtung des Mantelraums verlaufenden Rand der ersten Durchtrittsfläche zum korrespondierenden in Längsrichtung des Mantelraums verlaufenden Rand der zweiten
Durchtrittsfläche erstreckt.
Die beiden seitlichen Begrenzungen der Verbindungszone verlaufen im wesentlichen parallel zueinander, wenn die Verbindungszone den kürzesten Weg zwischen innerem und äußeren Kanal realisieren soll. Im Rahmen der Erfindung können die seitlichen Begrenzungen der Verbindungszone in einer Richtung senkrecht zur Längsachse oder einer
Parallelen der Längsachse auch abschnittsweise
unterschiedliche Querschnittsformen der Verbindungs zone schaffen. Der Querschnitt der Verbindungszone ist die vom Mantelraumfluid durchströmte Fläche, wenn dieses zwischen dem inneren und dem äußeren Kanal strömt. Die Erfindung schafft eine Vielzahl von Möglichkeiten, durch die Gestaltung der Geometrie der Verbindungszone das im Betrieb gewünschte Strömungsprofil des Mantelraumfluids und damit auch die Kinetik des Wärmeübergangs einzustellen. Die seitlichen Begrenzungen der Verbindungszone können beispielsweise zumindest abschnittsweise im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Die beiden seitlichen Begrenzungen können von der
Längsachse aus gesehen zumindest abschnittsweise
miteinander einen Winkel (CC) im Bereich von etwa 180° bis etwa 10° einschließen. Eine weitere Möglichkeit im Rahmen der Erfindung ist, dass die beiden seitlichen Begrenzungen in Richtung vom äußeren Kanal auf den inneren Kanal hin zumindest abschnittsweise miteinander einen Winkel (CC) im Bereich von etwa 180° bis etwa 10° einschließen. Des Weiteren bietet die Erfindung die Möglichkeit, dass die erste oder die zweite seitliche Begrenzung oder beide seitliche Begrenzungen der Verbindungszone zumindest abschnittsweise radial von der Längsachse aus gesehen verläuft oder verlaufen. Eine zusätzliche Möglichkeit ist, dass die erste oder die zweite seitliche Begrenzung oder beide seitliche Begrenzungen der Verbindungszone im
Querschnitt senkrecht zur Längsachse gesehen zumindest abschnittsweise im wesentlichen tangential zum Rand des inneren Kanals verläuft oder verlaufen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, das die erste oder die zweite seitliche Begrenzung oder beide seitliche Begrenzungen der Verbindungszone im Querschnitt senkrecht zur Längsachse gesehen zumindest abschnittsweise gekrümmt verläuft oder verlaufen, wobei die erste oder die zweite seitliche Begrenzung oder beide seitliche
Begrenzungen zumindest abschnittsweise insbesondere ein Kreisbogensegment oder einen Abschnitt einer Spirale definiert oder definieren. Hinsichtlich einer noch
ausführlicheren Beschreibung der Verbindungszone in
verschiedenen Gestaltungsmöglichkeiten wird auf die am selben Tag von der Anmelderin eingereichte deutsche Patentanmeldung mit dem Titel "Rohrbündelwärmeübertrager", und dort insbesondere auf die Figuren 12 bis 30 und ihre Beschreibung verwiesen, welche durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Die Erfindung stellt auch ein Rohrbündel für einen oben beschriebenen Rohrbündelwärmeübertrager sowie eine
Rohrbündelkomponente für ein derartiges Rohrbündel zur Verfügung. Ein derartiges Rohrbündel beziehungsweise jede Rohrbündelkomponente kann separat gefertigt und vertrieben werden. Die Endmontage des gesamten Wärmetauschers kann dann beispielsweise erst am Einsatzort durch Einbau in den Mantel und Anbringen der Zu- und Abführungen an die
Anschlüsse für die Verbindungszone erfolgen.
Die Erfindung schafft zudem über weitere Parameter die Möglichkeit, die Strömung insbesondere des Mantelraumfluids gezielt zu beeinflussen und an die jeweiligen praktischen Anforderungen anzupassen. So ist zum einen vorgesehen, dass die Anordnung der Rohre im Rohrbündel einen Rohrspiegel definiert, in welchem die Rohre zumindest bereichsweise fluchtend zueinander und/oder zumindest bereichsweise versetzt zueinander angeordnet sind. Des Weiteren kann das Rohrbündel auch exzentrisch zur Längsachse im Mantelraum angeordnet werden.
Der erfindungsgemäße Rohrbündelwärmeübertrager kann
grundsätzlich für flüssige und gasförmige Medien verwendet werden sowie für Fluide, die flüssige und gasförmige
Komponenten enthalten wie etwa Aerosole oder Nassdampf. Durch die mit der Erfindung erreichbare relativ hohe
Wärmeaustauschfläche ist der Rohrbündelwärmeübertrager besonders vorteilhaft zu verwenden als Gas-Gas- Wärmeübertrager, also zum Wärmeaustausch zwischen zwei im Wesentlichen gasförmigen Fluiden. Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Rohrbündelwärmeübertrager zur
Wärmerückgewinnung aus heißen Abgasströmen eingesetzt werden. Ein besonderes Anwendungsgebiet ergibt sich mit dem Einsatz im Rahmen von Verfahren zur Synthese von
Schwefelsäure (H2S04) .
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche und ähnliche Bauteile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können. Es zeigen:
Figur 1 Schematische Darstellung eines Längsschnitts
durch einen im Kreuzstrom betriebenen
Rohrbündelwärmetauscher nach dem Stand der
Technik (oben) sowie eine schematische offene perspektivische Darstellung des entsprechenden
Mantelraums mit Rohrbündel und Umlenksegmenten
(unten) ,
Figur 2 schematische Darstellung eines Längsschnitts
durch einen im Kreuzstrom betriebenen radialen
Rohrbündelwärmetauscher nach dem Stand der
Technik (oben) sowie eine schematische offene perspektivische Darstellung des entsprechenden
Mantelraums mit Rohrbündel und Umlenksegmenten
(unten) , wobei der jeweilige Kopfraum für die
Zufuhr und Abfuhr des rohrseitigen und mantelseitigen Fluids nicht dargestellt sind, Figur 3 schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Rohrbündel im Mantel mit kollidierenden
Rohren (Figur 3A) und mit vergrößerten Abmessungen (Figur 3B) zur Unterbringung von vier statt drei Rohrreihen,
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Rohrbündel im Mantel gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Figur 5 eine schematische Darstellung fluchtender und
versetzter Rohranordnung (Figur 5A) sowie eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Rohrbündel (Figur 5B) im Mantel (links) und ohne Mantel (rechts) mit versetzter
Rohranordnung, Figur 6 eine schematische offene perspektivische
Darstellung eines erfindungsgemäßen
Rohrbündelwärmetauschers mit zwei Kammern mit einem Rohrbündel gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung, Figur 7 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Rohrbündel im Mantel gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Figur 8 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Rohrbündel im Mantel gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Figur 9 eine schematische offene perspektivische
Darstellung eines erfindungsgemäßen
Rohrbündelwärmetauschers mit zwei Kammern mit einem Rohrbündel gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Figur 10 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Rohrbündel im Mantel gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Figur 11 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Rohrbündel im Mantel gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Figur 12 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Rohrbündel im Mantel gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
In den Figuren ist zur Veranschaulichung teilweise die Strömungsrichtung des Mantelraumfluids und des
Rohrraumfluids durch Pfeile angedeutet, wie sie im Betrieb des erfindungsgemäßen Rohrbündelwärmeübertragers
prinzipiell erfolgt. Des Weiteren sind teilweise gepunktete Linien eingezeichnet, welche zur Veranschaulichung der Unterteilung des Rohrbündels in Rohrbündelkomponenten
(Figuren 4 und 8) beziehungsweise des Rohrbündels und der Verbindungszone (Figur 10) dienen sollen.
Die Fluidein- und -austrittstutzen 13, 14 für das
Mantelraumfluid können im Rahmen der Erfindung
grundsätzlich eine beliebige Gestalt annehmen,
beispielsweise mit einem rechteckigen, ovalen oder
kreisförmigen Querschnitt. Der Arbeitstemperaturbereich des erfindungsgemäßen Rohrbündelwärmetauschers kann
grundsätzlich zwischen -270 °C bis 2000 °C liegen,
insbesondere zwischen -80°C und 2000°C, vor allem zwischen -50 °C und 1300 °C. Bevorzugt wird ein Arbeitskreis zwischen 0 bis 600 °C.
Um die Wärmeaustauscherfläche eines
Rohrbündelwärmetauschers variieren zu können, ohne die äußeren Abmessungen des Rohrbündels beziehungsweise des Wärmetauschers zu verändern, schafft die Erfindung ein Rohrbündel 2 mit mehreren Rohrbündelkomponenten, welche miteinander kombiniert sind und deren Rohre gemeinsam die gesamte Wärmeübertragungsfläche bestimmen.
In Figur 4 ist ein erfindungsgemäßes Rohrbündel 2 im
Querschnitt dargestellt. Es erstreckt sich entlang der Längsachse 33 und weist einen inneren Kanal 21 auf.
Zwischen der äußersten Rohrreihe des Rohrbündels 2 und der Innenseite der Mantelfläche verläuft der äußere Kanal 23. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Rohrbündel 2 drei Rohrbündelkomponenten 50, 51, 52. Diese sind
konzentrisch zueinander um die Längsachse 33 positioniert.
Die Rohrbündelkomponenten 50, 51, 52 haben jeweils eine kreisringförmige Querschnittsfläche. Senkrecht zu dieser Querschnittsfläche verlaufen in der äußeren
Rohrbündelkomponente 50 Rohre 27 in sechs konzentrischen Rohrreihen um die Längsachse 33.
Die mittlere Rohrbündelkomponente 51 hat eine Erstreckung in radialer Abmessung zur Längsachse 33, welche etwa die Hälfte der entsprechenden Erstreckung der äußeren
Rohrbündelkomponente 51 beträgt. Die Rohre 22 der mittleren Rohrbündelkomponente 51 haben einen größeren Durchmesser als die Rohre 27 der der äußeren Rohrbündelkomponente 50. Die Rohre 27 verlaufen in drei konzentrischen Rohrreihen zur Längsachse 33.
Die innere Rohrbündelkomponente 52 weist Rohre 20 auf, die ebenfalls in drei konzentrischen Rohrreihen zur
Längsachse 33 verlaufen. Die Rohre 20 haben einen größeren Durchmesser als die Rohre 22 der mittleren
Rohrbündelkomponente 51. Deren Rohre 22 haben einen
Durchmesser, der ebenfalls größer als der Durchmesser der Rohre 27 der äußeren Rohrbündelkomponente 52 ist. Je nach Prozessbedarf kann diese Durchmesserrelation genau in der umgekehrten Reihenfolge realisiert oder in radialer
Richtung gesehen eine Mischung aus aufeinander folgenden zunehmenden und abnehmenden Durchmessern der
Rohrbündelkomponenten sein.
Die Rohre 20, 22, 27 sind in der Rohrbündelkomponente 50,
51, 52 nach Art eines Mauerverbundes, das heißt sozusagen auf Lücke zueinander, angeordnet. Der Abstand zweier benachbarter Rohre 20, 22, 27 in einer Rohrbündelkomponente
52, 51, 50 hat einen Minimumabstand des 1,05-fachen
Rohrdurchmessers vom Zentrum eines Rohres zum Zentrum des benachbarten Rohres. Prozessbedingt sowie konstruktiv bedingt kann dieser vergrößert werden.
Der Abstand der Rohre 20 der inneren Rohrbündelkomponente 52 beträgt etwa das 1,8- bis 2,0-fache des
Rohrdurchmessers. Der Abstand der Rohre 22 der mittleren Rohrbündelkomponente 51 beträgt etwa das 1,1- bis 1,3-fache des Rohrdurchmessers. Der Abstand der Rohre 27 der äußeren Rohrbündelkomponente 50 beträgt etwa das 1,8- bis 2-fache des Rohrdurchmessers. Oben wurde ein Rohrbündel aus Rohrbündelkomponenten
beschrieben, wobei jede Rohrbündelkomponente eine versetzte Anordnung der Rohre bei rohrfreier Mitte und rohrfreiem Außenring hat (Mauerverbund) . Eine weitere Möglichkeit zur Anordnung der Rohre relativ zueinander im Rahmen der
Erfindung ist eine spezielle Variante der versetzten
Anordnung, nämlich das Anordnen von - von der Längsachse aus gesehen - hintereinander positionierten Rohrreihen derart, dass die Rohre auf einer gekrümmten Bahn angeordnet sind. Diese Anordnung wird erreicht, wenn ein Mauerverbund mit Rohren aufgebaut wird, deren Mittelpunkte auf
konzentrischen Kreisen um die Längsachse positioniert sind. In Figur 4 sind als gepunktete Linien solche gekrümmte Bahnen 28 für die innere und äußere Rohrbündelkomponente markiert .
Die erfindungsgemäße Rohrbündelkomponente weist in einer bevorzugten entsprechenden Ausführungsform zumindest eine Rohrbündelkomponente auf, in welcher Rohre mit ihren
Mittelpunkten auf zumindest drei zur Längsachse
konzentrischen Kreisen derart angeordnet sind, dass die Verbindungslinie der Mittelpunkte eines Rohres eines
Kreises zu einem Rohr des Kreises mit dem nächstgrößeren Durchmesser bei Weiterführung zu einem benachbarten Rohr eines nächsten Kreises mit größerem Durchmesser eine gekrümmte Bahn 28 ergibt. Damit schafft die Erfindung die Möglichkeit, die Rohre auf einander benachbarten Kreisen besonders eng zu packen, denn der Abstand der Kreise, auf denen die Mittelpunkte der Rohre angeordnet sind, kann bei passend dimensioniertem Rohrabstand auch geringer gewählt werden als der Rohrradius. Derartige Rohranordnungen sind in den Rohrbündeln verwirklicht, die in den Figuren 7 bis 12 dargestellt sind.
Im Rahmen der Erfindung können die Rohre in einer
Rohrbündelkomponente jedoch auch fluchtend zueinander angeordnet sein. Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, fluchtende und versetzte Rohranordnungen miteinander zu kombinieren. Eine derartige Kombination kann innerhalb einer einzigen Rohrbündelkomponente vorliegen. Des Weiteren können Rohrbündelkomponenten mit versetzter Rohranordnung mit solchen mit fluchtender Rohranordnung in einem
Rohrbündel kombiniert sein. Dabei können sich die
Rohrabstände in jeder Rohrbündelkomponente voneinander unterscheiden .
Beispiele für fluchtende und versetzte Rohranordnungen sind in Figur 5 dargestellt. In Figur 5A ist auf der linken Seite eine Anordnung von Rohren 20 gezeigt, in welcher die Mittelpunkte benachbarter Rohre in einer Rohrreihe auf einer Geraden liegen. Ebenso liegen die Mittelpunkte benachbarter Rohre von unmittelbar aufeinander folgenden Rohrreihen jeweils auf einer Geraden. Jedes Rohr ist somit der Mittelpunkt eines Kreuzes mit orthogonalen Armen, auf dessen Armen die benachbarten Rohre liegen.
Bei der in Figur 5A auf der rechten Seite dargestellten versetzten Rohranordnung definieren zwei einander
benachbarte Rohre einer Rohrreihe einen Abstand, wobei in der folgenden Rohrreihe die Rohre an der Stelle angeordnet sind, welche einen halben Abstand entfernt von einem Rohr der vorausgegangenen und nachfolgenden Rohrreihe in der Reihe positioniert ist. Die Rohre sind also nach Art eines Mauerverbundes auf Lücke angeordnet. In Figur 6 ist eine offene perspektivische Darstellung einer Kammer eines Rohrbündelwärmeübertragers mit einem Rohrbündel dargestellt, welches drei Rohrbündelkomponenten 50, 51, 52 aufweist. Deren Rohre haben denselben
Rohrdurchmesser, jedoch ist die Anzahl der Rohre pro
Querschnittsfläche der inneren Rohrbündelkomponente 52 geringer . Im Betrieb tritt das Mantelraumfluid durch den zentralen Kanal 21 ein und umströmt nacheinander die Rohre der inneren Rohrbündelkomponente 52, der mittleren
Rohrbündelkomponente 51 und der äußeren
Rohrbündelkomponente 50. Dann passiert das Mantelraumfluid im äußeren Kanal 23 das Umlenkblech 32 und umströmt auf seinem Weg zurück in den zentralen Kanal 21 die Rohre der genannten Rohrbündelkomponenten in umgekehrter Reihenfolge, bevor es aus dem inneren Kanal 21 austritt. In Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Rohrbündels 2 im Querschnitt dargestellt. Es erstreckt sich entlang der Längsachse 33 und weist einen inneren Kanal 21 auf. Zwischen der äußersten Rohrreihe des Rohrbündels 2 und der Innenseite der Mantelfläche verläuft der äußere Kanal 23. Das Rohrbündel 2 umfasst zwei
Rohrbündelkomponenten 50, 51. Diese sind konzentrisch zueinander um die Längsachse 33 positioniert.
Die Rohrbündelkomponenten 50, 51 haben jeweils eine
kreisringförmige Querschnittsfläche. Senkrecht zu dieser Querschnittsfläche verlaufen Rohre 20. Die Rohre 20 der inneren Rohrbündelkomponente 51 verlaufen in drei konzentrischen Rohrreihen zur Längsachse 33. Der Abstand der Rohre 20 der inneren Rohrbündelkomponente 51 beträgt etwa das 0,95- bis 1,05-fache des Rohrdurchmessers.
Im Anschluss an die dritte Rohrreihe der inneren
Rohrbündelkomponente radial in Richtung nach außen gesehen befindet sich ein Bereich ohne Rohre. Dieser entspricht in seiner radialen Abmessung in etwa einer Rohrreihe. Ein derartiger Freiraum kann bei modularem Aufbau des
Rohrbündels aus miteinander lösbar verbindbaren
Rohrbündelkomponenten etwa als Montagefläche genutzt werden, in welcher Befestigungsmittel wie zum Beispiel Flanschverbindungen angebracht werden können (in den
Figuren nicht dargestellt) . Anschließend an den Freiraum ist die äußere Rohrbündelkomponente 50 angeordnet. In dieser sind die Rohre 20 deutlich dichter gepackt als in der inneren Rohrbündelkomponente 51. Der Abstand der
Rohre 20 in der äußeren Rohrbündelkomponente 50 beträgt etwa das 0,05- bis 0,1-fache des Rohrdurchmessers.
In Figur 8 ist eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Rohrbündels 2 im Querschnitt dargestellt, welches fünf radial sequentiell angeordnete
Rohrbündelkomponenten 50, 51, 52, 53, 54 mit jeweils kreisringförmiger Querschnittsfläche umfasst. Der Abstand der Rohrreihen voneinander ist in der äußeren, mittleren und inneren Rohrbündelkomponente 50, 52, 54 gleich.
Allerdings ist die Anzahl der Rohre 20 pro Reihe in der mittleren Rohrbündelkomponente 54 deutlich geringer als in der äußeren Rohrbündelkomponente 50. In der in Figur 8 gezeigten Ausführungsform des
Rohrbündels 2 wechseln sich berohrte und nicht berohrte Zonen radial von der Längsachse 33 aus gesehen ab. Dadurch werden zwischen der äußeren und der mittleren
Rohrbündelkomponente 50, 52 sowie zwischen der mittleren und der inneren Rohrbündelkomponente 52, 54 rohrfreie Zone geschaffen, welche ebenfalls als Rohrbündelkomponente 51, 53 bezeichnet werden können. Diese haben eine Rohrdichte von Null. Diese Zonen helfen bei einem modularen Aufbau und Montage der Wärmetauscher sowie der besseren Wartung und einer spätere Ertüchtigung der Anlage.
In Figur 9 ist eine offene perspektivische Darstellung einer Kammer eines Rohrbündelwärmeübertragers mit Rohrböden 25, 26 für ein Rohrbündel 2 gemäß der in Figur 6
dargestellten Ausführungsform mit zwei
Rohrbündelkomponenten 50, 51 dargestellt. Jedoch sind nicht in alle Öffnungen Rohre eingesetzt, vielmehr wird ein Bereich von Rohren freigehalten. Dieser Bereich stellt eine Verbindungszone 4 dar, durch welche im Betrieb das
Mantelraumfluid durch entsprechende Zu- und Abführstutzen (nicht dargestellt) in den inneren Kanal um die
Längsachse 33 eingeleitet beziehungsweise aus diesem abgezogen werden kann.
Im Betrieb tritt das Mantelraumfluid durch die
Verbindungszone 4 in den zentralen Kanal 21 ein und
umströmt nacheinander die Rohre der inneren
Rohrbündelkomponente 51 und der äußeren
Rohrbündelkomponente 50. Dann passiert das Mantelraumfluid im äußeren Kanal 23 das Umlenkblech 32 und umströmt auf seinem Weg zurück in den zentralen Kanal 21 die Rohre der genannten Rohrbündelkomponenten in umgekehrter Reihenfolge, bevor es aus dem inneren Kanal durch die Verbindungzone 4 wieder austritt. In Figur 10 ist eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Rohrbündels 2 im Querschnitt dargestellt, welches vier Rohrbündelkomponenten 51, 52, 53, 54 mit jeweils ringförmiger Querschnittsfläche eines
Dreiviertelkreises umfasst. Der zum Vollkreis ausgesparte Bereich bildet die Verbindungszone 4, den inneren Kanal 21 und den äußeren Kanal 23 direkt miteinander verbindet. Der Abstand der Rohre 20 voneinander nimmt von innen nach außen von einer Rohrbündelkomponente zur nächstfolgenden ab. Die größte Rohrdichte hat die äußere Rohrbündelkomponente 51.
Die Rohrbündelkomponenten der oben beschriebenen
Ausführungsformen erlauben in radialer Richtung in Bezug auf die Längsachse einen Aufbau des Rohrbündels nach dem Baukastenprinzip. Dies wird im Rahmen der Erfindung auch in Richtung parallel der Längsachse ermöglicht, was gerade in Bezug auf Ausführungsformen mit Verbindungszone eine besonders einfache Konstruktion erlaubt. Zudem wird über die Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Rohrbündels mit mehreren Rohrbündelmodulen ein weiterer Freiheitsgrad im Aufbau und der Berohrung des Rohrbündels geschaffen.
In Figur 11 ist ein Rohrbündel 2 im Mantelraum 3 einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Wärmeübertragers im Querschnitt dargestellt. Hinsichtlich der radialen Unterteilung in Rohrbündelkomponenten
entspricht dieses Rohrbündel dem in Figur 6 dargestellten Rohrbündel. Das Rohrbündel 2 ist aus vier Rohrbündelmodulen 200 zusammengesetzt, welche sich parallel zur Längsachse 33 erstrecken. Die vier Rohrbündelmodule sind derart im Rohrboden montiert, dass sie sich zu einem in Umfangsrichtung geschlossenen Rohrbündel ergänzen. Im gezeigten Beispiel hat jedes der vier Rohrbündelmodule einen im Wesentlichen viertelkreisringförmigen Querschnitt. Im Rahmen der Erfindung können auch Rohrbündelmodule mit Querschnittsflächen, welche jeweils in Umfangsrichtung in Bezug auf die Längsachse gesehen unterschiedliche Anteile eines Vollkreisringes abdecken, miteinander zu einem
Rohrbündel kombiniert werden.
Im Rahmen der Erfindung können beispielsweise auch drei Rohrbündelmodule 200 der in Figur 11 dargestellten
Ausführungsform zu einem Rohrbündel 2 verbunden werden, welches dann anstelle des vierten Rohrbündelmoduls eine Verbindungszone aufweist. Diese Bauform entspricht im
Prinzip der in Figur 10 dargestellten Ausführungsform. Die Unterteilung in vier Rohrbündelmodule 200 beziehungsweise die Ausführungsform mit einer Verbindungszone mit
viertelkreisringförmigem Querschnitt ist beispielhaft zu verstehen; im Rahmen der Erfindung können größere und kleinere Unterteilungen der Vollkreisringquerschnittsfläche des Rohrbündels 2 gewählt werden und/oder auch mehrere Verbindungszonen im Rohrbündel angeordnet werden.
Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung möglich,
Einfluss auf die Strömung des Mantelraumfluids dadurch zu nehmen, dass das Rohrbündel 2 mit seiner Längsachse
versetzt zu der Längsachse des Mantelraums 3 angeordnet wird. Eine derartige exzentrische Anordnung des
Rohrbündels 2 im Mantelraum ist in Figur 12 dargestellt. Der Abstand des äußeren Randes 24 des Rohrbündels zur
Innenseite der Mantelfläche 31 nimmt im Uhrzeigersinn gesehen bei der in Figur 12 dargestellten Ausführungsform von oben mittig aus betrachtet zunächst zu, bis er sein
Maximum unten in der Mitte erreicht und entsprechend wieder abnimmt bis zum Minimum oben in der Mitte. Mit einer exzentrischen Anordnung des Rohrbündels zur Zentralachse 33 kann die Fluidverteilung optimiert werden, besonders, wenn Gas als Matelraumfluid nicht durch den Zentralkanal, sondern direkt durch Mantel in das Rohrbündel strömt. Damit schafft die Erfindung die Möglichkeit, auch auf
konstruktive Besonderheiten eingehen zu können. Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt ist, sondern vielmehr in vielfältiger Weise variiert werden kann. Insbesondere können die Merkmale der einzeln
dargestellten Beispiele auch miteinander kombiniert oder gegeneinander ausgetauscht werden. Dies gilt insbesondere für die Rohrdichte, den Außendurchmesser der Rohre und den Abstand der Rohre voneinander in miteinander kombiniert dargestellten Rohrbündelkomponenten. Gerade hinsichtlich dieser Parameter besteht im Rahmen der Erfindung Freiheit in der Gestaltung eines aus mehreren Rohrbündelkomponenten aufgebauten Rohrbündels, so dass für jeden in der Praxis interessierenden Anwendungsfall die optimale Berohrung gewählt werden kann. Dies gilt sowohl für Ausführungsformen mit als auch ohne Verbindungszone. Bezugszeichenliste
1 Rohrbündelwärmeübertrager
11 Kammer, erste Kammer
12 letzte Kammer
13 Zuführung für Mantelraumfluid, Zuführungseinrichtung
14 Abführung für Mantelraumfluid, Abführungseinrichtung
2 Rohrbündel
20, 22, 27 Rohr
21 innerer Kanal
23 äußerer Kanal
24 äußerer Rand des Rohrbündels
200 Rohrbündelmodul
25 erster Rohrboden
26 zweiter Rohrboden
28 gekrümmte Bahn
250 Zuführkammer
260 Abführkammer
R Rohrraummedium
M Mantelraummedium
3 Mantelraum
31 Mantelfläche
32 Leitblech, Umlenksegment für das Mantelraumfluid 33 Längsachse
4 Verbindungszone
50 bis 54 Rohrbündelkomponente

Claims

Rohrbündelwärmeübertrager (1), in welchem in einem Mantelraum (3) ein Rohrbündel (2) aus mehreren
Rohren (20, 22, 27) mit zumindest einem Rohrboden (25; 26) angeordnet ist,
wobei der Rohrbündelwärmeübertrager (1) nach außen von einer Mantelfläche (31) begrenzt wird und eine zentral im Mantelraum verlaufende Längsachse (33) hat, um welche ein von Rohren freier innerer Kanal (21) ausgebildet ist, und
wobei innenseitig, der Mantelfläche (31) benachbart ein von Rohren freier äußerer Kanal (23) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Rohrbündel (2) zwischen innerem Kanal (21) und äußerem Kanal (23) zumindest zwei
Rohrbündelkomponenten (50, 51, 52, 53, 54) umfasst, welche sich in der Anzahl der Rohre pro Fläche
und/oder im Außendurchmesser der Rohre und/oder im Abstand der Rohre unterscheiden.
Rohrbündelwärmeübertrager (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest zwei Rohrbündelkomponenten (50, 51, 52, 53, 54) senkrecht zur Längsachse (33) gesehen jeweils im Wesentlichen einen kreisringförmigen
Querschnitt aufweisen. 3. Rohrbündelwärmeübertrager (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrbündel (2) zwischen zwei und zehn
Rohrbündelkomponenten (50, 51, 52, 53, 54) umfasst.
Rohrbündelwärmeübertrager (1) nach einem der
vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in zumindest einer Rohrbündelkomponente (50, 51,
52, 53, 54) die Rohre (20, 22, 27) mit ihren
Mittelpunkten auf zumindest drei zur Längsachse (33) konzentrischen Kreisen derart angeordnet sind, dass die Verbindungslinie der Mittelpunkte eines Rohres eines Kreises zu einem Rohr des Kreises mit dem nächstgrößeren Durchmesser bei Weiterführung zu einem benachbarten Rohr des nächsten Kreises mit größerem Durchmesser eine gekrümmte Bahn (28) ergibt.
Rohrbündelwärmeübertrager (1) nach einem der
vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest zwei Rohrbündelkomponenten (50, 51, 52,
53, 54) lösbar miteinander verbunden sind.
Rohrbündelwärmeübertrager (1) nach einem der
vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Rohrbündel modulartig aus zumindest zwei Rohrbündelkomponenten (50, 51, 52, 53, 54) aufgebaut ist .
Rohrbündelwärmeübertrager (1) nach einem der
vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Rohrbündelkomponenten (50, 51, 52 53, 54) aus zumindest zwei, vorzugsweise drei oder vier oder fünf, Rohrbündelmodulen (200)
zusammengesetzt ist.
Rohrbündelwärmeübertrager (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rohrbündelmodule (200) gleichartig sind oder dass zumindest ein Rohrbündelmodul ungleichartig zu dem zumindest einen anderen Rohrbündelmodul
ausgebildet ist.
Rohrbündelwärmeübertrager (1) nach einem der
vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Rohrbündelwärmeübertrager eine einzige
Kammer (11) aufweist.
Rohrbündelwärmeübertrager nach einem der
vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Rohrbündelwärmeübertrager zwei oder mehr, vorzugsweise bis zu zwanzig, Kammern (11, 12) und zumindest ein einziges Rohrbündel (2) aufweist, wobei zwischen einander benachbarten Kammern ein
Umlenksegment (32) für das Mantelraumfluid (M) angeordnet ist.
Rohrbündelwärmeübertrager (1) nach einem der
vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Rohre (20) im Rohrbündel (2) einen Rohrspiegel definiert, welcher zumindest eine Verbindungszone (4) aufweist, durch welche im Betrieb des Rohrbündelwärmeübertragers (1) Fluid (M) in den Mantelraum (3) eintritt und/oder aus dem
Mantelraum (3) austritt.
12. Rohrbündelwärmeübertrager (1) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzahl der Rohre (20) pro Querschnittsfläche senkrecht zur Längsachse (33) in der
Verbindungszone (4) geringer ist als außerhalb der Verbindungszone oder dass die Verbindungszone frei von Rohren ist.
13. Rohrbündelwärmeübertrager (1) nach einem der
vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anordnung der Rohre (20) im Rohrbündel (2) einen Rohrspiegel definiert, in welchem die Rohre (20) zumindest bereichsweise fluchtend zueinander und/oder zumindest bereichsweise versetzt zueinander angeordnet sind .
14 Rohrbündelwärmeübertrager (1) nach einem der
vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Rohrbündel (2) exzentrisch zur
Längsachse (33) im Mantelraum (3) angeordnet ist.
15 Rohrbündel (2) für einen Rohrbündelwärmeübertrager (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14. Rohrbündelkomponente (50, 51, 52, 53, 54) für ein Rohrbündel (2) gemäß Anspruch 15.
Verwendung eines Rohrbündelwärmeübertragers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als Gas-Gas- Wärmeübertrager, insbesondere zur Wärmerückgewinnung.
Verwendung eines Rohrbündelwärmeübertragers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als Gas-Gas- Wärmeübertrager, insbesondere zur Wärmerückgewinnung, wobei der Gas-Gas-Wärmeübertrager in einem Verfahren zur Synthese von Schwefelsäure verwendet wird.
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