DE2628160C3

DE2628160C3 - Wärmeaustauscher

Info

Publication number: DE2628160C3
Application number: DE19762628160
Authority: DE
Inventors: Jean Prof. Saint-Benoit Coutanceau; Christian Elancourt Loche; Gilles Verson Meunier
Original assignee: Francaise D'entreprises Metalliques Sa Paris Fr Cie
Current assignee: Francaise D'entreprises Metalliques Sa Paris Fr Cie
Priority date: 1975-07-25
Filing date: 1976-06-23
Publication date: 1981-09-24
Also published as: DE2628160B2; DE2628160A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, der einerseits aus Rohrschlangen mit ebenen Wänden, insbesondere aus Rohren mit rechteckigem Querschnitt besteht, die in im wesentlichen parallelen, vertikalen, in gleichmäßigen Abständen liegenden Ebenen verlaufen, Wobei diese Rohrschlangen voll einem ersten Strömungsmedium, insbesondere einer Kühlflüssigkeit durchflossen werden, und andererseits aus Wellplatten besteht, die ebenfalls in im wesentlichen parallelen, Vertikalen, in gleichmäßigen Abständen liegenden Ebenen Verläufen. Wobei die Wellplatten an den Rohrschlangen durch Verklammerung und/oder Kleben oder Schweißen befestigt sind und von einem zweiten Strömungsmedium, insbesondere von Kühlluft, bestrichen werden.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 67 50 415 ist bereits ein Wärmetauscher mit Wellplatten bekannt, bei denen die Abfaltungen rechteckigen Querschnitt haben. Die Wellplatten dienen als Schikane bzw. Strömungsablenkungseinsätze für verhältnismäßig viskose Medien,

ίο z. B. Öl oder Petroleum. Wegen des Auftretens von Turbulenzen ist der Wärmeaustauschkoeffizient relativ klein, so daß dieser Wärmetauscher in Anlagen großer Leistung nicht verwendet werden kann.

Die deutsche Patentschrift 3 95 685 offenbart Rohr-

Ii schlangen eines Wärmetauschers, die nicht zwischen Wellplatten angeordnet sind. Der Wärmeaustausch wird dabei durch zwischen der Warmwasserrohrleitung angeordnete Rippen erreicht, wobei die Stärke der Rippen und ihr Abstand voneinander in den einzelnen Gruppen entsprechend abnehmender Temperaturdifferenz immer kleiner wird. Der Nachteil bei dieser Wärmetauschervorrichtung besteht darin, daß sie in der Herstellung aufwendig ist und einen geringen Zusammenhalt aufweist. Für Anlagen großer Leistung ist dieser Wärmetauscher wegen seines geringen Wärmeaustauschkoeffizienten nicht geeignet

Die deutsche Auslegeschrift 10 18G31 betrifft senkrecht angeordnete Rohrbündel von rechteckigem Querschnitt für Wärmetauscher mit vom umgebenden

»> Strömungsmittel im Querstrom beaufschlagten Rohren, welche in Rohrplatten eingesetzte Enden mit Kreisquerschnitt aufweisen. Die senkrechte Anordnung der Rohrbündel hat jedoch den Nachteil, daß die Kontaktflächen zwischen den Rohren und den Rohrplatten nicht

" optimal genutzt werden können, weil die Rohrplatten gekrümmt sind und somit ein wirkungsvoller Kontakt zwischen ihren Krümmungsflächen und den ebenen Flächen der Rohrbündel nicht in dem Maße bewirkt werden kann, wie wenn beide Wärmetauscherelemente

•ίο ebene Kontaktflächen hätten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher großer Leistung vorzuschlagen, bei dem die Wärmetauscherelemente so angeordnet sind, daß an ihren Kontaktflächen ein besserer

■f⁵ Wärmeaustausch stattfindet, und der trotz geringer Wandstärken der verwendeten metallischen Werkstoffe einen großen Zusammenhalt aufweist sowie einfacher zu bauen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hauptzweige der Rohrschlangen im wesentlichen horizontal verlaufen, jede Rohrschlange zwischen zwei benachbarten Wellplatten und jede Wellplatte zwischen zwei benachbarten Rohrschlangen angeordnet ist, wobei jede Wellplatte rechtwinklige Abfaltun-

">⁵ gen aufweist, deren Faltenlinien im wesentlichen vertikal verlaufen, und die Böden der Wellplatten in engem Wärmekontakt mit den jeweils gegenüberliegenden ebenen Wänden der Rohrschlange stehen.
Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Rohrschlangen mit einem Sammelrohr verbunden sind.

In weilerer Ausgestaltung der Erfindung sind die Wellplatten zwischen den Rohrschlangen so angeordnet, daß ihre Böden einander gegenüberliegen.

Die Wellplatten zwischen den Rohrschlangen können einer Ausführungsform der Erfindung zufolge auch so angeordnet sein, daß ihre Böden gegeneinander versetzt sind.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß in den Böden der Wellplatten rechtwinklige Laschen durch Ausschneiden und Abbiegen ausgebildet sind.

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher kann auch so ^r· abgewandelt werden, daß die Rohrschlangen mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt seitlich durch Aussparungen in den Wellplatten geführt sind.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die Wellplatten Abschrägungen auf, um die in Dehnungsmöglichkeit der Wellplatten zu verbessern. Dies kann in weiterer Ausbildung der Erfindung auch dadurch erfolgen, datf die Wellplatten Abstufungen haben.

Die mit der Erfindung erziehen Vorteile bestehen ^ insbesondere darin, daß ein optimaler Wärmeaustausch bei dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher großer Leistung erreicht wird, weil die Böden der Wellplatten in engem Wärmekontakt mit den jeweils gegenüberliegenden Wänden der Rohrschlangen stehen und der -'n Wärmetauscher durch die horizontale Anordnung der Rohrschlangen zu den senkrechten Wellplatten einen festen Zusammenhalt aufweist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bt in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine isometrische Teilansicht eines Wärmetauschers während des Zusammenbaus,

F i g. 2 in vergrößerter Darstellung eine isometrische Teilansicht eines Wärmetauschers, »'

Fig.3 und 4 Teildraufsichten von Wellplattenanordnungen des Wärmetauschers,

F i g. 5 eine weitere Ausführungsform der F i g. 2,

F > g. 6 eine vereinfachte Draufsicht der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform, und i">

Fig. 7 und 8 weitere Wellplattenprofile des Wärmetauschers.

Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Wärmetauscher großer Leistung, bei dem das Kühlwasser eines mit geschlossenem Strömungskreis arbeitenden Kondensators eines Kernkraftwerkes von beispielsweise 6O⁰C auf 25° C durch Wärmeaustausch mit Kühlluft gesenkt werden soll.

Der in Fig. 1 gezeigte Wärmetauscher besteht einerseits aus Rohrschlangen 1 mit ebenen Wänden, « insbesondere aus Rohren mit rechteckigem Querschnitt, die in im wesentlichen parallelen, vertikalen, in gleichmäßigen Abständen liegenden Ebenen verlaufen, wobei diese Rohrschlangen 1 von einem ersten Strömungsmedium, insbesondere einer Kühlflüssigkeit ^r>o durchflossen werden, und andererseits aus Wellplatten 2 besteht, die ebenfalls in im wesentlichen parallelen.

vertikalen, in gleichmäßigen Abständen liegenden Ebenen verlaufen, woßei die Wellplatten 2 an den Rohrschlangen 1 durch Verklammerung und/oder Kleben oder Schweißen befestigt sind und von einem zweiten Strömungsmedium, insbesondere von Kühlluft, bestrichen werden.

Die Wellplatten 2 können aus Aluminium bestehen und eine Stärke von 0,2 bis 03 mm haben. Die Rohrschlangen 1 haben eine Stärke von etwa 1 mm und können ebenfalls aus Aluminium gefertigt sein. Die Breite des Rechteckquerschnittes liegt bei etwa 1 cm.

Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, sind die ebenen Wände der Rohrschlangen 1 mit den Böden 12, 13 der Wellplatten 2 verbunden, was in bekannter Weise durch Verklammerung und/oder Kleben oder Schweißen erfolgen kann. So wird ein Wärmetauscher beliebiger Abmessung hergestellt, der trotz der geringen Wandstärken der Wärmetauscherelemente einen großen Zusammenhalt und die erforderlichen, von den Verbindungsmitieln unabhängigen Zwischenräume aufweist Zur Erhöhung des Zusammenhalt= At den Wellplatten sind die Rohrschlangen 1 mit einem Sammelrohr 9 verbunden.

Wie die Fig.2, 3 und 5 zeigen, können die Wellplatten 2 entweder so angeordnet sein, daß ihre Mittelebenen A-B. C-D zusammenfallen oder gemäß den F i g. 4 und 6 gegeneinander versetzt sind. In letzterem Falle entspricht die Länge der Querschnitte der Wellplatten gleich dem Doppelten der Flankenhöhe der Abstufung 14.

Nach der F i g. 7 können die Wellplatten 2 Abschrägungen 18 oder gemäß Fig.8 Abstufungen 14 aufweisen, was die Dehnungsmöglichkeit der Wellplatten 2 verbessert.

Wie die Fig. 3 zeigt, können die Weilplatten 2 zwischen den Rohrschlangen 1 auch so angeordnet sein, daß ihre Böden 12, 13 einander gegenüberliegen oder gemäß Fig.4 gegeneinander versetzt sind. Auf diese Weise entstehen rechteckige, nebeneinanderlegende Kanäle für die Kühlluft (Pfeil F, Fi g. 1), die die gleichen Querschnitte wie die Wellplatten 2 haben, was b:.ionders bei der in Fi g. 5 gezeigten Ausführungsform der Fall ist, wo die Rohrschlangen 1 seitlich durch die Wellplatten 2 geführt sind, so daß die Kühlluft nur durch die Kanäle, wie bei a, b, c, d in F i g. 5 gezeigt ist, ziehen kann.

Mit der in Fig. 5 gezeigten Anordnung wird ein stärkerer Zusammenhalt der Rohrschlangen 1 mit den Wellplatten 2 erreicht, indem in den Böden 12, 13 dei Wellplatten 2 durch Ausscheiden und Abbiegen rechtwinklige Laschen 15,16,17 erhalten werden, die an den ebenen Flächen der Rohrschlangen 1 flach anliegen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmetauscher, der einerseits aus Rohrschlangen mit ebenen Wänden, insbesondere aus Rohren mit rechteckigem Querschnitt besteht, die in im wesentlichen parallelen, vertikalen, in gleichmäßigen Abständen liegenden Ebenen verlaufen, wobei diese Rohrschlangen von einem ersten Strömungsmedium, insbesondere einer Kühlflüssigkeit durchflossen werden, und andererseits aus Wellplatten bestehen, die ebenfalls in im wesentlichen parallelen, vertikalen, in gleichmäßigen Abständen liegenden Ebenen verlaufen, wobei die Wellplatten an den Rohrschlangen durch Verklammerung und/oder Kleben oder Schweißen befestigt sind und von einem zweiten Strömungsmedium, insbesondere von Kühlluft, bestrichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptzweige der Rohrschlangen (1) im wesentlichen horizontal verlaufen, jede Rohrschlange (J) zwischen zwei benachbarten Wellplatten (2) und jede Wellplatte zwischen zwei benachbarten Rohrschlangen angeordnet ist, wobei jede Wellplatte (2) rechtwinklige Abfaltungen aufweist, deren Faltenlinien im wesentlichen vertikal verlaufen, und die Böden (12, 13) der Wellplatten (2) in engem Wärmekontakt mit den jeweils gegenüberliegenden ebenen Wänden der Rohrschlange (1) stehen.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlangen (1) mit einem Sammelrohr (9) verbunden sind.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellplatten (2) zwischen den Rohrschlangen (J) so anr-ordnet sind, daß ihre Böden (12,13) einander gegenüberliegen.

4. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellplatten (2) zwischen den Rohrschlangen (1) so angeordnet sind, daß ihre Böden (12,13) gegeneinander versetzt sind.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Böden (12, 13) der Wellplatten (2) durch Ausschneiden und Abbiegen rechtwinklige Laschen (15,16,17) ausgebildet sind.

6. Wärmetauscher nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlangen (1) mit quadratischem oder rechtwinkligem Querschnitt seitlich durch Aussparungen in den Wellplatten (2) geführt sind.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Wellplatten (2) Abschrägungen (18) aufweisen.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellplatten (2) Abstufungen (14) haben.