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DE10133958C1 - Spiral heat exchanger has a filling of loose mineral material, in the intermediate zone between the inner pressure vessel and the outer mantle, to distribute pressures and give a stable mantle support - Google Patents

Spiral heat exchanger has a filling of loose mineral material, in the intermediate zone between the inner pressure vessel and the outer mantle, to distribute pressures and give a stable mantle support

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Publication number
DE10133958C1
DE10133958C1 DE2001133958 DE10133958A DE10133958C1 DE 10133958 C1 DE10133958 C1 DE 10133958C1 DE 2001133958 DE2001133958 DE 2001133958 DE 10133958 A DE10133958 A DE 10133958A DE 10133958 C1 DE10133958 C1 DE 10133958C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
pressure
intermediate zone
mantle
filling
Prior art date
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DE2001133958
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German (de)
Inventor
Wolf-Dieter Consilius
Hans Peter Haupt
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.)
Hes Heat Exchanger Systems 79650 Schopfh De GmbH
Original Assignee
CANZLER GmbH
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/04Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by spirally-wound plates or laminae
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2225/00Reinforcing means
    • F28F2225/02Reinforcing means for casings

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  • 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

The heat exchanger (1), in a spiral structure, has inner channels for the heat exchange medium which are sealed against each other. It has an inner vessel (2) under pressure, a pressure-resistant mantle (3), and an intermediate zone (4) between them. The intermediate zone is filled with a loose mineral material e.g. quartz sand with a grain size of 0.1-1.4 mm and preferably 0.2-1.0 mm in a composition of \-98% pure SiO2. The intermediate zone can be linked to the ambient atmosphere, and can be evacuated. The intermediate zone can be connected to an external filter.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere Spiralwärmetauscher, mit in seinem Inneren angeordneten, voneinander abgedichteten Kanälen für je ein Wärmetauschermedium, mit einem druckbelasteten Innen­ behälter, einem drucktragenden Mantel und einem Zwischenraum zwischen dem Innenbehälter und dem Mantel.The invention relates to a heat exchanger, in particular a spiral heat exchanger, with channels, which are arranged in its interior and are sealed off from one another, each for a heat exchanger medium, with a pressure-loaded interior container, a pressure-bearing jacket and a space between the inner container and the jacket.

Für die Berechnung von glatten Zylindern als Druckbehältermantel von Wär­ metauschern, die unter innerem Überdruck stehen, werden die erforderlichen Wanddicken in Abhängigkeit vom äußeren Durchmesser des Zylinders, des inneren Überdrucks, der Festigkeitskennwerte des gewählten Werkstoffs sowie der vorausgesetzten Sicherheitsbeiwerte nebst Zuschlägen ermittelt.For the calculation of smooth cylinders as a pressure vessel jacket by Wär Metal exchangers that are under internal pressure become the necessary ones Wall thicknesses depending on the outer diameter of the cylinder, the internal overpressure, the strength properties of the selected material and of the required safety factors and surcharges.

Es ist üblich, bei ferritischen Kohlenstoffstählen und austenitischen nichtrosten­ den Stählen die Zylinder massiv aus gewalzten Blechen herzustellen. Bei Be­ anspruchung durch Korrosion können höherwertige Werkstoffe zum Einsatz gelangen. Wegen der hohen Materialkosten ist die Verarbeitung dieser Werk­ stoffe zu massiven Behälterwänden nur bei dünnen Wanddicken wirtschaftlich. Werden die erforderlichen Wanddicken größer, kommen die bekannten Verfah­ ren einer Plattierung oder einer Auskleidung zur Anwendung. It is common for ferritic carbon steels and austenitic stainless steels to manufacture the steel cylinders from rolled sheet metal. At Be Corrosion can use higher quality materials reach. Because of the high material costs, the processing is this factory materials for solid container walls are only economical with thin walls. If the required wall thicknesses increase, the well-known procedures come plating or lining.  

Bei einer Plattierung wird der hochwertige teure Werkstoff mittels Walz- oder Sprengplattierverfahren auf einen preiswerten Grundwerkstoff aufgebracht. Die erforderlichen Wanddicken werden mit den Festigkeitskennwerten des Grund­ werkstoffs ermittelt. Die Plattierungsauflage bildet den Korrosionsschutz.In the case of plating, the high-quality, expensive material is rolled or Explosive plating process applied to an inexpensive base material. The required wall thicknesses are with the strength values of the reason determined material. The plating pad forms the corrosion protection.

Bei einer losen Auskleidung fehlt die feste Verbindung zwischen Grund- und Auflagewerkstoff. In diesem Fall wird die korrosionsbeständige Auskleidung partiell in den Druckbehälter eingebracht und mit dem tragenden Mantel ver­ schweißt. Bei einigen Sonderwerkstoffen, wie z. B. Titan oder Zirkonium, die schweißtechnisch keine Mischverbindung zulassen, ist eine derart einfache schweißtechnische Verbindung nicht möglich. Hier sind aufwendige Veranke­ rungen erforderlich, damit die Auskleidung funktionsgerecht mit der Behälter­ wand verbunden werden kann.With a loose lining, there is no firm connection between the base and Cladding material. In this case, the corrosion-resistant lining partially introduced into the pressure vessel and ver with the supporting jacket welded. With some special materials, such as. As titanium or zirconium, the no mixed connection in terms of welding technology is such a simple one welding connection not possible. Here are elaborate anchors necessary to ensure that the liner functions properly with the container wall can be connected.

Die stützende Funktion des Mantels erfolgt bei einer losen Auskleidung in dem Moment, in dem sich die Auskleidung aufgrund des Innendrucks an die Innen­ seite des drucktragenden Mantels anlegt. Hierbei kommt es zu einer elasti­ schen oder auch plastischen Verformung des Auskleidungswerkstoffs.The supporting function of the jacket takes place with a loose lining in the Moment when the lining presses against the inside due to the internal pressure side of the pressure-bearing jacket. This leads to an elastic or plastic deformation of the lining material.

Auch bei Spiralwärmetauschern, wie sie beispielsweise durch die DE 196 34 988 C1 oder die DE 27 44 002 C2 bekannt sind, gibt es Ausfüh­ rungsformen, bei denen die Kräfte des druckbelasteten Innenbehälters von einer dünnen Behälterwand auf einen drucktragenden Mantel übertragen wer­ den. Zur Übertragung der Kräfte dienen Stützelemente zwischen dem Innenbe­ hälter und dem Mantel. Die Stützelemente werden üblicherweise als zylindri­ sche Bolzen ausgeführt, die einseitig mit dem Mantelblech verschweißt werden. Die Zahl und Anordnung der Bolzen bestimmt die erforderliche Dicke der dün­ nen Wand des Innenbehälters. Durchschnittlich werden ca. 400 Bolzen pro Quadratmeter Mantelfläche benötigt. Da der gewickelte Körper eines Spiral­ wärmetauschers nicht rund ist, muss die Länge der Stützelemente zum runden Außenmantel hin angepasst werden. Dies ist fertigungstechnisch aufwendig. Ferner ist zu berücksichtigen, dass die Wirksamkeit der Stützelemente nur gegeben ist, wenn sichergestellt ist, dass alle Stützelemente tragen. Hierfür ist eine sehr präzise und kostenintensive Vorbereitung und Durchführung der Montagearbeiten notwendig.Even with spiral heat exchangers, such as those used by DE 196 34 988 C1 or DE 27 44 002 C2 are known, there is Ausfüh Forms in which the forces of the pressure-loaded inner container of who transferred a thin container wall to a pressure-bearing jacket the. Support elements between the inner part serve to transmit the forces holder and the coat. The support elements are usually called cylindri cal bolts that are welded to the jacket sheet on one side. The number and arrangement of the bolts determines the required thickness of the thin NEN wall of the inner container. On average, about 400 bolts per Square meters of surface area required. Because the wound body of a spiral heat exchanger is not round, the length of the support elements must be rounded Outer jacket can be adjusted. This is complex in terms of production technology. It should also be borne in mind that the effectiveness of the support elements only  is given when it is ensured that all supporting elements are wearing. For this is a very precise and costly preparation and implementation of the Assembly work necessary.

Der Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher, insbesondere einen Spiralwärmetauscher, der Bauart mit einem druckbelasteten Innenbehälter und einem drucktragenden Mantel, bei denen ein Zwischenraum zwischen dem Innenbehälter und dem Mantel vorhanden ist, technisch zu verbessern und kostenmäßig günstiger zu gestalten.The object of the invention is therefore based on the prior art based on a heat exchanger, in particular a spiral heat exchanger, the type with a pressure-loaded inner container and a pressure-bearing one Sheath where there is a space between the inner container and the Coat is in place to improve technically and cost-effectively too shape.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Wärmetau­ scher, insbesondere einem Spiralwärmetauscher, mit in seinem Inneren ange­ ordneten, voneinander abgedichteten Kanälen für je ein Wärmetauscherme­ dium gemäß Anspruch 1.This object is achieved according to the invention in a heat rope shear, especially a spiral heat exchanger, with inside arranged, sealed channels for one heat exchanger each dium according to claim 1.

Kernpunkt der Erfindung bildet die Maßnahme, den Zwischenraum zwischen druckbelastetem Innenbehälter und drucktragendem Mantel mit einem mine­ ralischen Schüttgut auszufüllen. Hierbei handelt es sich um ein thermisch sta­ biles schütt- bzw. rieselfähiges körniges Produkt. Das Schüttgut verändert seine physikalischen Eigenschaften über den gesamten möglichen Temperatur- Einsatzbereich der Wärmetauscher nicht. Hierdurch können Einsatzbereiche bis zu Temperaturen oberhalb von 800°C abgedeckt werden. Selbst in diesen hohen Temperaturbereichen kommt es zu keiner Plastifizierung oder einem Sintern des Schüttguts. Das Schüttgut ist chemisch beständig, hat ein fluidähn­ liches Verhalten, ist nicht kompressibel und hat einen Wärmeausdehnungs­ koeffizienten, der nachteilige Einflüsse auf den Wärmetauscher durch tempe­ raturbedingte Volumenänderungen ausschließt.The key point of the invention is the measure, the space between pressure-loaded inner container and pressure-bearing jacket with a mine ralic bulk goods. This is a thermal sta Bile pourable or free-flowing granular product. The bulk material changed its physical properties over the entire possible temperature Application area of the heat exchanger is not. This allows areas of application can be covered up to temperatures above 800 ° C. Even in these high temperature ranges, there is no plasticization or Sintering the bulk material. The bulk material is chemically stable and has a fluid-like appearance behavior, is not compressible and has a thermal expansion coefficient, the adverse influences on the heat exchanger by tempe excludes volume changes caused by the temperature.

Als besonders geeignet für die Befüllung des Zwischenraums wird Quarzsand angesehen (Anspruch 2). Bevorzugt soll reiner Quarzsand zum Einsatz gelan­ gen, der zu über 98% aus reinem SiO2 besteht. Hinsichtlich der Wahl einer ge­ eigneten Korngrößenverteilung wird eine optimierte Schüttdichte angestrebt, so dass eine sehr große Packungsdichte der Schüttgutlage mit minimiertem Po­ renvolumen erreicht wird.Quartz sand is considered to be particularly suitable for filling the intermediate space (claim 2). Pure quartz sand, which consists of over 98% pure SiO 2 , should preferably be used. With regard to the choice of a suitable grain size distribution, an optimized bulk density is aimed at, so that a very high packing density of the bulk material layer is achieved with a minimized pore volume.

Für die Praxis wird gemäß Anspruch 3 ein Schüttgut als besonders vorteilhaft angesehen, welches eine Körnung zwischen 0,1 mm und 1,4 mm, vorzugs­ weise zwischen 0,2 mm und 1 mm, aufweist.In practice, a bulk material is particularly advantageous according to claim 3 viewed, which has a grain size between 0.1 mm and 1.4 mm, preferred between 0.2 mm and 1 mm.

Eine Verdichtung des Schüttguts im Wärmetauscher erfolgt beim Befüllvorgang beispielsweise durch von außen auf den Wärmetauscher bzw. den drucktra­ genden Mantel einwirkende Rüttelelemente. Auch kann der Wärmetauscher beim Befüllvorgang auf einem Rütteltisch platziert werden. Durch die Vibration bzw. Schwingung kann eine hohe Schüttdichte mit geringen Toträumen des Schüttguts im Zwischenraum erreicht werden.The bulk material is compressed in the heat exchanger during the filling process for example, from the outside on the heat exchanger or the pressure tra vibrating elements acting on the jacket. The heat exchanger can also placed on a vibrating table during the filling process. Through the vibration or vibration can have a high bulk density with low dead spaces of the Bulk goods can be reached in the intermediate space.

Der mit Schüttgut befüllte Zwischenraum wird derart verschlossen, dass mög­ lichst keine Toträume entstehen. Schädliche Lufteinschlüsse, die durch Volu­ menausdehnung beim Erwärmen Druck aufbauen können, sollen weitgehend eliminiert werden. In diesem Zusammenhang kann der Zwischenraum eine nach außen zur umgebenden Atmosphäre offene Be- und Entlüftung aufweisen (Anspruch 4). Hierdurch ist ein ständiger Druckausgleich sichergestellt, so dass ein nachteiliger Druckaufbau im Zwischenraum nicht entstehen kann.The intermediate space filled with bulk material is closed in such a way that As far as possible there are no dead spaces. Harmful air pockets caused by Volu expansion during heating should largely build up be eliminated. In this context, the space can be a have open ventilation to the surrounding atmosphere (Claim 4). This ensures constant pressure equalization, so that an adverse pressure build-up in the space cannot arise.

Eine Alternative hierzu besteht in der Evakuierung des Zwischenraums, wie dies Anspruch 5 vorsieht.An alternative to this is to evacuate the gap, such as this provides claim 5.

Gemäß den Merkmalen von Anspruch 6 verfügt der Zwischenraum über einen äußeren Anschluss mit zugeordnetem Filterelement. In der Variante gemäß Anspruch 4 erfolgt über den Anschluss die Be- bzw. Entlüftung. In der Variante gemäß Anspruch 5 dient der Anschluss zur Evakuierung des Zwischenraums und zur Kontrolle des Innendrucks. Das Filterelement im Anschluss gewähr­ leistet, dass das Schüttgut im Zwischenraum verbleibt. Vorzugsweise besteht das Filterelement aus porösem Sintermetall, dessen Poren kleiner sind als die kleinste Korngröße des verwendeten mineralischen Schüttguts. According to the features of claim 6, the space has one outer connection with assigned filter element. In the variant according to Claim 4 takes place via the connection of the ventilation. In the variant According to claim 5, the connection serves to evacuate the space and to check the internal pressure. Ensure the filter element in the connection ensures that the bulk material remains in the intermediate space. Preferably there is the filter element made of porous sintered metal, whose pores are smaller than that smallest grain size of the mineral bulk material used.  

Für die Paxis versprechen insbesondere Spiralwärmetauscher in der erfin­ dungsgemäßen Ausgestaltung technische und wirtschaftliche Vorteile (An­ spruch 7).Spiral heat exchangers in the erfin promise for the practice design technical and economic advantages (An Proverb 7).

Die erfindungsgemäßen Wärmetauscher zeichnen sich durch ihren einfachen Aufbau und die vorteilhafte Fertigung aus, was kostenmäßig günstig ist. Eine Verankerung oder präzise Stützelemente zwischen dem druckbelasteten In­ nenbehälter und dem drucktragenden Mantel sind nicht erforderlich. Die Schüttgutfüllung des Zwischenraums sorgt für eine gleichmäßige Flächenpres­ sung und Druckverteilung bzw. -überführung vom Innenbehälter zum drucktra­ genden Mantel. Damit ist ein stabiles Tragverhalten des Mantels gewährleistet.The heat exchangers according to the invention are characterized by their simple Structure and the advantageous production from what is inexpensive. A Anchoring or precise support elements between the pressure-loaded In Container and the pressure-bearing jacket are not required. The Bulk filling of the space ensures an even surface press solution and pressure distribution or transfer from the inner container to the pressure carrier coat. This ensures a stable wearing behavior of the jacket.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:The invention is illustrated below with reference to the drawings Embodiments described in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Spiralwärmetauscher; Fig. 1 is a cross sectional view of a spiral heat exchanger according to the invention;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Darstellung gemäß der Fig. 1 entlang der Linie II-II; FIG. 2 shows a section through the illustration according to FIG. 1 along the line II-II;

Fig. 3 im Vertikalschnitt eine weitere Ausführungsform eines Wärmetauschers; FIG. 3 shows in vertical section another embodiment of a heat exchanger;

Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem Wärmetauscher mit Be- und Entlüf­ tung des Zwischenraums und Fig. 4 shows a section of a heat exchanger with ventilation of the space and

Fig. 5 einen Ausschnitt aus einem Wärmetauscher mit Drucküber­ wachung des Zwischenraums. Fig. 5 shows a section of a heat exchanger with pressure monitoring of the gap.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Wärmetauscher 1 in der Bauart als Spiral­ wärmetauscher. Figs. 1 and 2 show a heat exchanger 1 in the type heat exchanger as a spiral.

Der Spiralwärmetauscher 1 weist einen druckbelasteten Innenbehälter 2 und einen drucktragenden Mantel 3 auf. Zwischen dem Innenbehälter 2 und dem Mantel 3 ist ein Zwischenraum 4 vorhanden. Der Innenbehälter 2 ist aus zwei Metallbändern 5, 6 gebildet, die um einen Kern gewickelt worden sind. Hierdurch entstehen zwei Kanäle 7, 8. Für zwei Wärmetauschermedien steht damit im Kanal 7 bzw. 8 je ein Strömungsquerschnitt zur Verfügung. Der Strömungsquerschnitt wird durch die Breite der spiralgewickelten Bänder 5, 6 und den Abstand zwischen ihnen gebildet. Der Abstand kann für beide Wärmetauschermedien in unterschiedlicher Größe gewählt werden. Dadurch können auf beiden Seiten optimale Strömungsverhältnisse erreicht werden unter Ausnutzung der vorgegebenen Druckverluste. Die Abdichtung der bei­ den Wärmetauschermedien gegeneinander erfolgt normalerweise durch wechselseitiges Verschweißen der Kanäle 7, 8. Der Zutritt des einen Wär­ metauschermediums erfolgt über den Stutzen 9, das anderen Wärmetau­ schermedium wird über den Stutzen 10 abgeleitet.The spiral heat exchanger 1 has a pressure-loaded inner container 2 and a pressure-bearing jacket 3 . A space 4 is present between the inner container 2 and the jacket 3 . The inner container 2 is formed from two metal strips 5 , 6 which have been wound around a core. This creates two channels 7 , 8 . A flow cross-section is therefore available in channels 7 and 8 for two heat exchanger media. The flow cross section is formed by the width of the spirally wound tapes 5 , 6 and the distance between them. The distance can be selected in different sizes for both heat exchange media. As a result, optimal flow conditions can be achieved on both sides using the specified pressure losses. Sealing of the heat exchanger media against one another is normally carried out by mutual welding of the channels 7 , 8 . The access of a heat exchange medium takes place via the connection piece 9 , the other heat exchange medium is derived via the connection piece 10 .

Der Zwischenraum 4 zwischen dem Innenbehälter 2 und dem Mantel 3 ist mit einem mineralischen Schüttgut 11 gefüllt. Hierbei kommt Quarzsand zum Einsatz, und zwar in einer Körnung zwischen 0,1 mm und 1,4 mm, vorzugs­ weise zwischen 0,2 mm und 1,0 mm.The space 4 between the inner container 2 and the jacket 3 is filled with a mineral bulk material 11 . Here, quartz sand is used, with a grain size between 0.1 mm and 1.4 mm, preferably between 0.2 mm and 1.0 mm.

Anhand der Fig. 2 erkennt man, dass der Zwischenraum 4 über die ge­ samte Länge des Spiralwärmetauschers 1 mit Quarzsand 11 befüllt ist.With reference to FIG. 2, it can be seen that the intermediate space is filled via the 4 ge entire length of the spiral heat exchanger 1 with quartz sand. 11

Der Zwischenraum 4 wird durch den Quarzsand 11 vollständig ausgefüllt. Eine Verdichtung der Schüttung erfolgt beim Verfüllen durch von außen auf den Spiralwärmetauscher 1 einwirkende Rüttelelemente.The intermediate space 4 is completely filled by the quartz sand 11 . The filling is compressed during filling by vibrating elements acting on the spiral heat exchanger 1 from the outside.

In der Fig. 3 ist ein Wärmetauscher 12 dargestellt, der wiederum einen druckbelasteten Innenbehälter 13 und einen drucktragenden Mantel 14 auf­ weist, mit einem Zwischenraum 15, der durch ein mineralisches Schüttgut 16 verfüllt ist. Auch hierbei kommt bevorzugt Quarzsand zum Einsatz. Beim Füllvorgang steht dieser Wärmetauscher 12 auf einem Rütteltisch 17. Durch die Schwingung des Wärmetauschers 12 auf dem Rütteltisch 17 beim Be­ füllen kann das Porenvolumen in der Schüttung minimiert werden. Stirnseitig ist der Wärmetauscher 12 durch Plandeckel 18, 19 verschlossen. Hierbei sollen nach Möglichkeit keine Toträume im Zwischenraum 15 verbleiben.In FIG. 3, a heat exchanger 12 is shown, which in turn has a pressure-loaded inner container 13 and a pressure-bearing casing 14, with a space 15 which is filled by a mineral bulk sixteenth Here, too, quartz sand is preferably used. During the filling process, this heat exchanger 12 stands on a vibrating table 17 . Due to the vibration of the heat exchanger 12 on the vibrating table 17 when filling, the pore volume in the bed can be minimized. The end of the heat exchanger 12 is closed by facing covers 18 , 19 . If possible, no dead spaces should remain in the intermediate space 15 .

Die Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Wärmetauscher 1. Dargestellt ist der drucktragende Mantel 3 und der mit Quarzsand 11 befüllte Zwischen­ raum 4. Über einen Anschluss 20 steht der Zwischenraum 4 mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung. Der Anschluss 20 wird durch einen Ventilstutzen gebildet mit einem inneren Kanal 22. Der Auslassöffnung 23 des Kanals 22 ist ein Filterelement 24 in Form einer Sintermetalllage zugeordnet, welches durch einen Deckel 25 gehalten ist. Das Filterelement 24 verhindert einen Austritt des Quarzsands 11 über den Ventilstutzen 21. FIG. 4 shows a detail of a heat exchanger 1. The pressure-carrying jacket 3 and the intermediate space 4 filled with quartz sand 11 are shown . The intermediate space 4 is connected to the external atmosphere via a connection 20 . The connection 20 is formed by a valve socket with an inner channel 22 . A filter element 24 in the form of a sintered metal layer is assigned to the outlet opening 23 of the channel 22 and is held by a cover 25 . The filter element 24 prevents the quartz sand 11 from escaping via the valve stub 21 .

Über den Anschluss 20 erfolgt eine permanente Be- und Entlüftung des mit Quarzsand 11 befüllten Zwischenraums 4. Ein nachteliger Druckaufbau im Zwischenraum 4 kann so vermieden werden. Kommt es zu einem Defekt am Innenbehälter 2, führt dies zu einer Leckage eines der Wärmetauscherme­ dien. Dieses tritt am Anschluss 20 aus, so dass die Betriebsstörung ermittelt werden kann. Nach Feststellung können geeignete Maßnahmen zur Repa­ ratur in die Wege geleitet werden.A permanent ventilation of the intermediate space 4 filled with quartz sand 11 takes place via the connection 20 . A subsequent build-up of pressure in the intermediate space 4 can be avoided. If there is a defect in the inner container 2 , this leads to a leakage of one of the heat exchanger media. This emerges at connection 20 , so that the malfunction can be determined. After detection, suitable measures for repair can be initiated.

Auch Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einem Wärmetauscher 1, bei dem der mit einem mineralischen Schüttgut 11 befüllte Zwischenraum 4 über einen Anschluss 20 mit zugeordnetem Filterelement 24 aus Sintermetall be­ steht. Der grundsätzliche Aufbau entspricht der Darstellung gemäß Fig. 4.Also Fig. 5 shows a detail of a heat exchanger 1, in which the filled with a mineral bulk material 11 space 4 is connected via a connection 20 with an associated filter element 24 made of sintered metal be. The basic structure corresponds to the representation according to FIG. 4.

In dieser Ausführungsform ist der Zwischenraum 4 evakuiert. Hierdurch wer­ den nachteilige Lufteinschlüsse vermieden. Zur Drucküberwachung ist an den evakuierten Zwischenraum 4 über den Ventilstutzen 21 ein Druckmess­ gerät 26 angeschlossen. Mit 27 ist ein Ventil bezeichnet. Über ein Manome­ ter 28 kann der Druck zur Anzeige gebracht werden.In this embodiment, the intermediate space 4 is evacuated. As a result, who avoided the disadvantageous air pockets. For pressure monitoring, a pressure measuring device 26 is connected to the evacuated space 4 via the valve stub 21 . With 27 a valve is designated. The pressure can be displayed via a manometer 28 .

Eine Undichtigkeit in der durch das Schüttgut 11 gestützten druckbeauf­ schlagten Wand des Innenbehälters 2 würde unmittelbar zu einem Druckan­ stieg im quarzsandgefüllten Zwischenraum 4 führen und am Manometer 28 des Druckmessgeräts 26 zur Anzeige gebracht. Da der äußere Mantel 3 für die Aufnahme des maximal zulässigen Betriebsdrucks dimensioniert ist, wird zwar ein innerer Defekt angezeigt, eine Gefährdung besteht jedoch nicht. Der Wärmetauscher 1 kann gegebenenfalls kontrolliert weiter betrieben wer­ den, was die Möglichkeit der zeitlichen Planung einer Reparatur schafft. A leak in the pressurized wall of the inner container 2 supported by the bulk material 11 would immediately lead to a pressure rise in the quartz sand-filled space 4 and be displayed on the manometer 28 of the pressure measuring device 26 . Since the outer jacket 3 is dimensioned to accommodate the maximum permissible operating pressure, an internal defect is indicated, but there is no danger. The heat exchanger 1 can, if necessary, continue to operate in a controlled manner, which creates the possibility of scheduling a repair.

BezugszeichenaufstellungREFERENCE NUMBERS

11

Spiralwärmetauscher
Spiral heat exchanger

22

Innenbehälter
inner container

33

Mantel
coat

44

Zwischenraum
gap

55

Metallband
metal band

66

Metallband
metal band

77

Kanal
channel

88th

Kanal
channel

99

Stutzen
Support

1010

Stutzen
Support

1111

Schüttgut
bulk

1212

Wärmetauscher
heat exchangers

1313

Innenbehälter
inner container

1414

Mantel
coat

1515

Zwischenraum
gap

1616

Schüttgut
bulk

1717

Rütteltisch
shaking table

1818

Plandeckel
plan cover

1919

Plandeckel
plan cover

2020

Anschluss
connection

2121

Ventilstutzen
valve connector

2222

Kanal
channel

2323

Auslassöffnung
outlet

2424

Filterelement
filter element

2525

Deckel
cover

2626

Druckmessgerät
pressure monitor

2727

Ventil
Valve

2828

Manometer
manometer

Claims (7)

1. Wärmetauscher, insbesondere Spiralwärmetauscher, mit in seinem Inneren angeordneten, voneinander abgedichteten Kanälen für je ein Wärmetau­ schermedium, mit einem druckbelasteten Innenbehälter (2, 13), einem drucktragenden Mantel (3, 14) und einem Zwischenraum (4, 15) zwischen dem Innenbehälter (2, 13) und dem Mantel (3, 14), dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Zwischenraum (4, 15) mit einem mineralischen Schüttgut (11, 16) gefüllt ist. 1. Heat exchanger, in particular spiral heat exchanger, arranged in its interior, sealed channels for a heat exchanger medium, with a pressure-loaded inner container ( 2 , 13 ), a pressure-bearing jacket ( 3 , 14 ) and a space ( 4 , 15 ) between the Inner container ( 2 , 13 ) and the jacket ( 3 , 14 ), characterized in that the intermediate space ( 4 , 15 ) is filled with a mineral bulk material ( 11 , 16 ). 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut (11, 16) Quarzsand ist.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the bulk material ( 11 , 16 ) is quartz sand. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Schüttgut (11, 16) eine Körnung zwischen 0,1 mm und 1,4 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 mm und 1,0 mm, aufweist.3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the bulk material ( 11 , 16 ) has a grain size between 0.1 mm and 1.4 mm, preferably between 0.2 mm and 1.0 mm. 4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Zwischenraum (4, 15) mit der Atmosphäre in Verbindung steht.4. Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the intermediate space ( 4 , 15 ) is in communication with the atmosphere. 5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (4, 15) evakuiert ist.5. Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the intermediate space ( 4 , 15 ) is evacuated. 6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (4, 15) über einen äuße­ ren Anschluss (20) mit zugeordnetem Filterelement (24) verfügt.6. Heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that the intermediate space ( 4 , 15 ) has an outer connection ( 20 ) with an associated filter element ( 24 ). 7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der Bauart als Spiralwärmetauscher.7. Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, in the type as Spiral heat exchangers.
DE2001133958 2001-07-17 2001-07-17 Spiral heat exchanger has a filling of loose mineral material, in the intermediate zone between the inner pressure vessel and the outer mantle, to distribute pressures and give a stable mantle support Expired - Fee Related DE10133958C1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2744002C2 (en) * 1977-09-30 1983-06-30 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Spiral heat exchanger
DE19634988C1 (en) * 1996-08-29 1997-11-20 Gea Canzler Gmbh Spiral heat exchanger

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