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Dokumentenidentifikation DE3826761C2 23.09.1993
Titel Wärmetauscher mit Entgasungseinrichtung
Anmelder Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München, DE
Erfinder Jost, Norbert, Dipl.-Ing., 8521 Spardorf, DE;
Baehr, Siegfried, 8557 Eggolsheim, DE
DE-Anmeldedatum 04.08.1988
DE-Aktenzeichen 3826761
Offenlegungstag 08.02.1990
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 23.09.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.09.1993
IPC-Hauptklasse F22D 1/50
IPC-Nebenklasse F22D 1/34   F28B 9/10   

Beschreibung[de]

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Kondensatoren für Dämpfe und befaßt sich mit der konstruktiven Ausgestaltung eines Wärmetauschers, der mit einer Einrichtung für das Abführen nicht kondensierbarer Gase versehen ist.

In Wärmetauschern, wie sie als Oberflächenvorwärmer in Kraftwerken verwendet werden und bei denen der Wärmeübergang auf der Seite des wärmeabgebenden Mediums über Kondensation eingeleitet wird, nimmt die Konzentration nicht kondensierbarer Gase in dem Maße zu, wie die Kondensation des Heizdampfes voranschreitet. Hierdurch wird der Wirkungsgrad des Wärmetauschers verschlechtert. Es ist deshalb erforderlich, den von dem dampfförmigen Heizmedium durchströmten Raum zu entgasen.

Ein bekannter Wärmetauscher mit Kondensation des wärmeabgebenden Mediums nach der US-PS 39 38 588 ist so aufgebaut, daß der von dem dampfförmigen Heizmedium durchströmte Raum durch eine Zwischenwand von einem Raum getrennt ist, der von einem zu erwärmenden flüssigen Medium durchströmt ist. Dieser Raum ist seinerseits in eine Eintrittskammer und eine Autrittskammer unterteilt, und die Eintrittskammer und die Austrittskammer sind über wärmetauschende Rohre miteinander verbunden, die U-förmig durch den vom Heizmedium durchströmten Raum geführt sind. Am kalten Ende der wärmetauschenden Rohre ist eine Entgasungskammer angeordnet, in welche aus dem umgebenden Dampfraum ein Gemisch aus Dampf und nicht kondensierbaren Gasen über eine Einlaßöffnung eintritt. Der mittels Zwischenwänden mäanderförmig geführte Gemischstrom verläßt nach Auskondensation weiterer Dampfanteile die Entgasungskammer über einen Auslaßstutzen.

Eintrittskammer und Austrittskammer können auch beidseitig des vom dampfförmigen Heizmedium durchströmten Raumes angeordnet sein, wobei die Kühlrohre gestreckt durch diesen Raum verlaufen. - Unabhängig von der Art der Anordnung der Kühlrohre ist es zur heizdampfseitige Entgasung des Wärmetauschers auch bekannt, zusätzlich zu den Kühlrohren innerhalb des Heizdampfraumes axial oder radial angeordnete und mit Löchern versehene Leitungen separat vorzusehen, über die das Gas-Dampfgemisch nach außen abgeleitet wird. Derartige Entgasungsleitungen sind von vornherein fest in dem Wärmetauscher installiert.

Eine ausreichende Entgasung von Wärmetauschern erfordert in aller Regel zum Transport der nicht kondensierbaren Gase Heizdampf, der sich demzufolge am Wärmetausch nicht mehr beteiligen kann. Demzufolge wird der thermodynamische Vorteil einer verbesserten Entgasung mit dem thermodynamischen Nachteil erhöhten Heizdampfverlustes erkauft.

Gegenstand der Erfindung ist ein Wärmetauscher mit einem Raum, der von einem dampfförmigen Heizmedium durchströmt ist, und mit einer Eintrittskammer und einer Austrittskammer für ein zu erwärmendes flüssiges Medium, wobei die Eintrittskammer und die Austrittskammer über Kühlrohre miteinander verbunden sind, die gestreckt oder U-förmig durch den vom Heizmedium durchströmten Raum geführt sind, und wobei in dem vom Heizmedium durchströmten Raum perforierte Rohre zur Abführung nicht kondensierbarer Gase angeordnet sind. Ausgehend von einem solchen Wärmetauscher, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Wärmetauscher so auszugestalten, daß eine ausreichende Entgasung ohne nennenswerten Verlust an Heizdampf möglich ist, also den Wirkungsgrad des Wärmetauschers zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die perforierten Rohre aus einem oder mehreren perforierten Kühlrohren bestehen, deren eines Ende verschlossen ist und deren anderes Ende mittels eines oder mehrerer zusätzlicher Rohre durch eine Kammer für das flüssige Medium hindurch nach außen geführt ist.

Eine derartige Ausgestaltung des Wärmetauschers ermöglicht es, ohne Verwendung spezieller zusätzlicher Entgasungsleitungen eine wirksame Entgasung vorzunehmen und die hierfür erforderlichen Rohre aus der Menge der Kühlrohre gezielt auszusuchen, beispielsweise nachträglich aufgrund der Betriebsverhältnisse. Die Erfindung kann daher insbesondere auch bei bereits installierten Wärmetauschern angewendet werden, indem u. a. in einzelne Kühlrohre mittels einer biegsamen Welle ein Bohrwerkzeug eingeführt wird, mit dem die notwendigen Löcher erzeugt werden. Ein weiterer Vorteil der neuen Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß durch die Herausführung der zusätzlichen Rohre durch die Eintritts- oder Austrittskammer mit dem wärmeaufnehmenden Medium hindurch zumindest ein teilweiser Rückgewinn der Wärme des an den abgesaugten Gasen noch anhängenden Heizdampfes erfolgt. Daher empfiehlt es sich besonders, die zusätzlichen Rohre durch die Eintrittskammer zu führen, also durch denjenigen Bereich, in dem das wärmeaufnehmende Medium die niedrigste Temperatur aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel des neuen Wärmetauschers ist in der Figur schematisch dargestellt.

Die Figur zeigt einen Wärmetauscher 1, der im wesentlichen aus einem Dampfraum 2, einem Raum 3 für ein flüssiges Medium und einer den Dampfraum 2 von dem Raum 3 trennenden Zwischenwand 4 sowie den Kühlrohren 36 besteht. Dem Dampfraum 2 wird Heizdampf über den Eintrittsstutzen 21 zugeführt, während das sich bildende Kondensat über den Austrittsstutzen 22 austritt. - Der Raum 3 ist in eine Eintrittskammer 31 und eine Austrittskammer 33 mittels der Wand 35 unterteilt, wobei der Eintrittskammer 31 ein flüssiges Kühlmittel über den Eintrittsstutzen 32 zugeführt und das erwärmte Kühlmittel aus der Austrittskammer 33 über den Austrittsstutzen 34 herausgeführt wird.

Von der Eintrittskammer 31 verlaufen U-förmig gebogene Kühlrohre 36 durch die Wand 4 hindurch zur Austrittskammer 33.

Das ebenfalls U-förmig verlaufende Rohr 37 ist als Entgasungsrohr ausgebildet und ist hierzu mit Löchern 42 versehen. Weiterhin ist dieses Rohr an dem in der Austrittskammer 33 gelegenen Ende mit einem Verschluß 38 versehen, während an das zur Eintrittskammer 31 hin gelegene Ende ein zusätzliches Rohr 39 angeschlossen ist, das durch die Eintrittskammer 31 hindurchgeführt und aus dieser Kammer herausgeführt ist. Über ein Ventil 41 ist eine nicht näher dargestellte Absaugeinrichtung angeschlossen.


Anspruch[de]
  1. 1. Wärmetauscher mit einem Raum, der von einem dampfförmigen Heizmedium durchströmt ist, und mit einer Eintrittskammer und einer Austrittskammer für ein zu erwärmendes flüssiges Medium, wobei die Eintrittskammer

    und die Austrittskammer über Kühlrohre miteinander verbunden sind, die gestreckt oder U-förmig durch den vom Heizmedium durchströmten Raum geführt sind,

    und wobei in dem vom Heizmedium durchströmten Raum perforierte Rohre zur Abführung nicht kondensierbarer Gase angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die perforierten Rohre aus einem oder mehreren perforierten Kühlrohren (37) bestehen, deren eines Ende verschlossen (38) ist und deren anderes Ende mittels eines oder mehrerer zusätzlicher Rohre (39) durch eine Kammer (31) für das flüssige Medium hindurch nach außen geführt ist.
  2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Rohre (39) durch die Eintrittskammer (31) geführt sind.






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