DE2654948C2 - Tauch-Wärmeaustauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchwärmetauscher mit einem Tank, der die Wärmetauschflüssigkeit enthält, mit einer Verbren' jngseinrichtung an der Oberseite des Tanks, mit einem vertikalen zylindrischen Leitrohr, das die Verbrennungseinrichtung mit einer dem Einblasen des Verbrennungsgases in die Wärmetauschflüssigkeit dienenden horizontal verlaufenden Leitung im unteren Bereich des Tanks verbindet, mit mäanderförmig oberhalb der Leitung für das Verbrennungsgas im Tank angeordneten und in festen Stellungen gehaltenen Wärmetauschrohren für die Prozeßflüssigkeit, mit einem mit den Einlaßenden der Wärmetauschrohre verbundenen Verteiikopf und mit einem mit den Auslaßenden der Wärmetauschrohre verbundenen Sammelkopf, wobei die Zuführung der Prozeßflüssigkeit zu dem Verteilkopf durch ein mit Abstand in einem Rohr mit größerem Durchmesser angeordnetes Rohr erfolgt.

Bei einem bekannten Tauchwärmetauscher dieser Art (US-Patentschrift 33 68 548) ist das Rohr mit größerem Durchmesser zwar im Bereich des Verbrennungsgases über der Oberfläche der Wärmetauschflüssigkeit angeordnet, der Teil des die Prozeßflüssigkeit zuführenden Rohres jedoch, der in der Wärmetauschflüssigkeit verläuft, und auch der gesamte Verteilkopf, der sich ebenfalls innerhalb der Wärmetauschflüssigkeit befindet. sind einwandig ausgeführt. Wegen dieser Ausbildung wird die Prozeßflüssigkeit, wenn sie durch das zu ihrer Zuführung zum Verteilkopf dienende Rohr und anschließend durch den langgestreckten Verteilkopf fließt, mittels der Wärmetauschflüssigkeit durch die Wand des Rohres und des Verteilerkopfes hindurch erhitzt. Dadurch wird ein siedender Film auf der Innenseite dieser Wand erzeugt, so daß ein Teil der Prozeßflüssigkeit lokal verdampft wird. Dieser siedende Film und damit die lokale Verdampfung werden in Strömungsrichtung der Prozeßflüssigkeit immer stärker, so daß kein gleichmäßiges Einströmen der Prozeßflüssigkeit in die einzelnen Wärmetauschrohre mehr stattfindet. Hierbei kann es geschehen, daß nur noch in diejenigen Wärmetauschrohre Prozeßfiüssigkeit hineinströmt, die in der Nähe der Eintrittsstelle der Prozeßflüssigkeit in den Verteilkopf münden, während in diejenigen Wärmetauschrohre, die weiter stromabwärts von dieser Eintrittsstelle in den Verteilkopf münden, wegen der immer stärker werdenden lokalen Verdampfung nur oder vorwiegend Dampf hineinströmt, infolgedessen kann keine gleichförmige Verdampfung der Prozeßflüssigkeit in den einzelnen Wärmetauschrohren stattfinden.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen Tauchwärmetauscher der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei dem die Verteilung der Prozeßflüssigkeit, die in die einzelnen Wärmetauschrohre hineinfließt, verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rohr an seiner Unterseite in Längsrichtung hintereinander angeordnete, in einen Ringraum des Verteilkopfes mündende Verteillöcher aufweist.

Durch diesen Aufbau wird eine lokale Verdampfung der Prozeßf.üssigkeit im zuführenden Rohr und im Verteilkopf verhindert und dadurch eine gleichmäßigere Verteilung der Prozeßflüssigkeit in die einzelnen Wärmetauschrohre erreicht

Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispieles erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt eines Tauchwärmetauschers mit einem Verteilkopf und

F i g. 2 einen Schnitt in größerer Darstellung durch den Verteiikopf und ein darin befindliches Rohr zum Zuführender Prozeßflüssigkeit nach Fig. 1.

Der Tauchwärmetauscher weist einen Tank 1 mit Wärmetauschflüssigkeit auf. Die obere Öffnung ist durch einen Deckel 2 verschlossen, in dessen Mitte eine Gasablaßleitung 3 angeordnet ist. Auf der Oberseite des Tanks 1 ist an seinem einen Ende eine Verbrennungseinrichtung 4 angeordnet, deren Auslaß für Hochtemperatur-Verbrennungsgas nach unten gerichtet ist. Ein zylindrisches Leitrohr 5 zum Leiten des Verbrennungsgases zu dem Wasser im Boden'eil des Tanks 1 ist am oberen Ende mit der Verbrennungseinrichtung 4 verbunden. Auf seiner Peripherie ist es angrenzend an das untere Ende mit einem Flansch 6 mit einer horizontalen Leitung 7 für das Verbrennungsgas verbunden. Ein Ende der Leitung 7 für das Verbrennungsgas ist mit dem Flansch 6 des Leitrohrs 5 für das Verbrennungsgas verbunden. Die Leitung 7 weist an ihrer Oberseite eine Anzahl von Löchern 8 zum Auslaß des Verbrennungsgases auf. Durch Wärmetauschrohre 10 fließt die Prozeßflüssigkeit. Jedes dieser Wärmetauschrohre 10 ist schlangenartig gebogen, weist parallele Teile und ein Paar diametral gegenüberliegende parallele periphere Bleche 9 auf. die in der Ebene der Schlängelung liegen.

Eine Trägereinrichtung 14 weist einen Trägerrahmen 15 auf, ebenso einen rechteckigen oberen Rahmen 16. der aus langen und kurzen Seitenelementen, einer Vielzahl von vertikalen Trägerelementen 20. die von den vier Ecken des oberen Rahmens 16 und auch von mittleren Teilen der langen Elemente des oberen Rahmens 16 herunterhängen und die durch Verstärkungselemente 17,18 und 19, welche gegenüberliegende Seiten der angrenzenden vertikalen Trägerelemente 20 querverbinden, verbunden sind und einer Vielzahl von horizontalen Rohrträgerelementen 23, 24 und 25. die beim gewünschten vertikalen Abstand zwischen den

jeweiligen zugeordneten Trägerelementen 20 sind, die in Querrichtung einander gegenüberliegend angeordnet sind, besteht. Die Rohrtragerelemente 23, 24 und 25 weisen auf ihren vertikal gegenüberliegenden Seiten Ausnehmungen 21 und 22 auf, so daß jede Ausnehmung 21 bzw. 22. die in jedem Rohrträgerelement 23 bzw. 24 bzw. 25 gebildet ist, gegenüber einer Ausnehmung 21 Dzw. 22 liegt, die in einem angrenzenden Rohrträgerelement 23 bzw. 24 bzw. 25 gebildet ist. Rechteckige und längliche Trägerplatten 27. hergestellt aus einem Kunstharz, mit einer solchen Dicke, daß sie in die Ausnehmungen 21 und 22 der Rohrträgerelemente 23,

24 und 25 eingepaßt werden können, und die entlang gegenüberliegenden Kanten nicht dargestellte halbkreisförmige Aussparungen aufweisen derart, daß die entlang einer Kante gebildeten Aussparungen hinsichtlich derjenigen entlang der anderen Kante im Zickzack gestaffelt sind, sind vertikal Seite an Seite angeordnet, wobei ihre gegenüberliegenden Enden in die gegenüberliegenden Ausnehmungen 21 und 22 der angrenzenden horizontalen Rohrträgerelemente 23 und 24 oder 24 und

25 eingepaßt sind, wodurch die Wärmetauschrohre 10 so gelagert sind, daß sie durch Löcher 28 hindurchgehen, die jeweils gebildet worden sind, indem die halbkreisförmigen Aussparungen der angrenzenden Trägerplatten 27 zusammengepaßt sind.

Der Verteilkopf 11 für die Prozeßflüssigkeit hat eine Doppelwandkonstruktion, wobei ein Rohr 33 mit kleinem Durchmesser in einem großen Außenrohr 34 angeordnet ist Das Rohr 33 weist an seinem unteren Teil und entlang seiner Längsrichtung eine Anzahl von Verteillöcheni 29 für die Prozeßflüssigkeit auf. Die Prozeßflüssigkeit wird durch eine Einlaßleitung 30 in den Verteilkopf 11 eingeleitet, während Prozeßdampf, der in dem Warmetauschabschnitt 13 erhalten worden ist. durch einen Auslaßverteilkopf 12 und eine Leitung 31 an die Außenseite geleitet wird.

Die zu verdampfende Prozeßflüssigkeit wird durch ein EiniaÖIeitung 30 in den Verteilkopf 11 eingeführt und sie strömt nach unten durch die Verteillöcher 29 in einen Ringraum 32 der zwischen der Innenwand des Verteilkopfes 11 und der Außenwand des Rohrs 33 gebildet ist. Sodann wird sie in die einzelnen Wärmetauschrohre 10 gepreßt. Wenn dann die Prozeßflüssigkeit durch den schlangenförmigen Durchtritt innerhalb jedes Wärmetauschrohrs 10 strömt, dann nimmt sie Wärme zur Verdampfung auf und wird allmählich verdampft. Sodann wird sie zu dem Zeitpunkt vollständig in Dampf umgewandelt, wo sie das obere Ende des Rohrs 10 erreicht. D ( so erhaltene Prozeßdampf wird durch die Leitung 31 7-,:r Außenseite geleitet.

Der Verteilkopf 11 hat eine Doppelwandkonstruktion, so daß keine teilweise Verdampfung der Prozeßflüssigki.-it erfolgen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Tauchwärmetauscher mit einem Tank, der die Wärmetauschflüssigkeit enthält, mit einer Verbrennungseinrichtung an der Oberseite des Tanks, mit einem vertikalen zylindrischen Leitrohr, das die Verbrennungseinrichtung mit einer dem Einblasen des Verbrennungsgases in die Wärmetauschflüssigkeit dienenden horizontal verlaufenden Leitung im unteren Bereich des Tanks verbindet, mit mäanderförmig oberhalb der Leitung für das Verbrennungsgas im Tank angeordneten und in festen Stellungen gehaltenen Wärmetauschrohren für die Prozeßflüssigkeit, mit einem mit den Einlaßenden der Wärmetauschrohre verbundenen Verteilkopf und if. mit einem mit den Auslaßenden der Wärmetauschrohre verbundenen Sammelkopf, wobei die Zuführung der Prozeßflüssigkeit zu dem Verteilkopf durch ein mit Abstand in einem Rohr mit größerem Durchmesser angeordnetes Rohr erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (33) an seiner Unterseite in Längsrichtung hintereinander angeordnete, in einen Ringraum (32) des Verteilkopfes (II) mündende Verteillöcher (29) aufweist