DE2732879A1 - HEAT EXCHANGER - Google Patents
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Description
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Wärmetauscher 709884/1034 Heat exchanger 709884/1034
WärmetauscherHeat exchanger
Die Erfindung betrifft Wärmetauscher und befaßt sich insbesondere mit einem Wärmetauscher, der mehrere thermische Heberohre besitzt, die ein Wänneaustauschfluid enthalten, um einem heißen Fluid, beispielsweise Dampf, Wärme zu entnehmen.The invention relates to heat exchangers and is more particularly concerned with a heat exchanger that includes a plurality of thermal lift tubes which contain a heat exchange fluid to extract heat from a hot fluid such as steam.
Bei Kraftwerken wird der von einer Dampfturbine abgegebene Dampf normalerweise einer Zwangdurchlauf-Kondensationsvorrichtung zugeführt, in der zum Wärmeaustausch Speisewasser durch den Dampf geleitet wird, um den Dampf zu kondensieren. Wegen des beträchtlichen Wasserverbrauchs und der sich ergebenden thermischen Verunreinigung . bzw. Nachteile sind diese Arten der Kondensationsvorrichtungen immer weniger gefragt.In power plants, the steam discharged from a steam turbine is typically used in a once-through condenser supplied, in which feed water is passed through the steam for heat exchange in order to condense the steam. Because of the considerable water consumption and the resulting thermal pollution. or disadvantages are these Types of condensation devices are becoming less and less popular.
Als Folge davon wurden verschiedene Arten von trockenen Wärmetauschern vorgeschlagen, die in ihrer Grundform unter Druck stehende Luft zur Kondensation des Dampfes verwenden. Diese trockenen Kondensat!ons/orrichtungen sind jedoch erheblich teurer als die Wasserkondensationsvorrichtungen, die oben beschrieben wurden, da das Gebläse Energie verbraucht, und da der Wärmetauscher Teil der Kondensationsvorrichtung ist. Darüber hinaus haben trockene Kondensationsvorrichtungen ein geringeres Kühlvolumen als Wasserkondensationsvorrichtungen. As a result, various types of dry heat exchangers have been found proposed to use the air, which is under pressure in its basic form, to condense the steam. These however, dry condensation devices are significant more expensive than the water condensing devices described above because the fan consumes power, and there the heat exchanger is part of the condensation device. They also have dry condensing devices a smaller cooling volume than water condensing devices.
Eine dritte Form eines Wärmetauschers, der in der genannten Umgebung möglich ist, ist der sogenannte Wärmerohrwärmetauscher, der mehrere horizontal verlaufende Rohre aufweist, die an ihren Enden geschlossen sind, und die an ihren Innenflächen einen Dochtwerkstoff aufweisen. In den Rohren befindet sich das Wänneaustauschfluid und es wird durch die Wärme des Dampfes, der über einen Teil der Rohre geleitet wird, verdampft, und es wird Luft oder ein ähnliches Medium überA third form of heat exchanger that is possible in the aforementioned environment is the so-called heat pipe heat exchanger, which has a plurality of horizontally extending tubes closed at their ends and those at their inner surfaces have a wick material. The heat exchange fluid is located in the pipes and it is generated by the heat of the steam, which is passed through part of the tubes, evaporates, and it becomes air or a similar medium over
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die anderen Teile der Rohre geleitet, um das Wärmeaustauschfluid zu kondensieren. Diese Art der Anordnung ist jedoch für große Anordnungen nicht zweckmäßig, da der Dochtwerkstoff teuer ist und die Rohre schwierig und mit hohem Kosteneinsatz herzustellen sind und da die Rohre auf eine Verwendung in horizontaler Lage begrenzt sind.the other parts of the tubes to condense the heat exchange fluid. However, this type of arrangement is not suitable for large arrangements, since the wick material is expensive and the tubes are difficult and costly are to be made and since the pipes are limited to use in a horizontal position.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher zu schaffen, der luftgekühlt ist und der mit verhältnismäßig geringen Kosten hergestellt werden kann.The invention is based on the object of creating a heat exchanger which is air-cooled and which is relatively can be manufactured at low cost.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 8 und 11 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claims 1, 8 and 11.
Wesentlich für die erfindungsgemäßen Lösungen ist, daß jeder Wärmetauscher mehrere thermische Heberohre aufweist, deren oberer Teil in einen oberen Wärmetauscherabschnitt und deren unterer Teil in einen unteren Wärmetauscherabschnitt ragt.It is essential for the solutions according to the invention that each heat exchanger has several thermal lifting tubes, the upper part protrudes into an upper heat exchanger section and its lower part protrudes into a lower heat exchanger section.
Jedes Rohr ist an seinen Enden verschlossen und enthält ein Wärmeaustauschfluid, daß bei Durchleiten eines heißen Fluids durch den unteren Wärmeaustauschabschnitt die Wärme von dem heißen Fluid zu dem Wärmeaustauschfluid übertragen wird. Ein kühles Fluid wird durch den oberen Wärmeaustauschabschnitt geleitet, um die Wärme dem Wärmeaustauschfluid zu entnehmen.Each tube is closed at its ends and contains a heat exchange fluid that when a hot fluid is passed through it through the lower heat exchange section the heat is transferred from the hot fluid to the heat exchange fluid. A cool fluid is passed through the upper heat exchange section to add the heat to the heat exchange fluid remove.
Gemäß der Erfindung soll also ein vorteilhafter Wärmetauscher geschaffen werden, bei dem das Bedürfnis nach einer großen Gebläseleistung auf einem Minimalwert gehalten ist und bei dem keine Wärmerohre erforderlich sind, die an ihrer Innenfläche einen Dochtwerkstoff erfordern. Gemäß der Erfindung wird ein Wärmetauscher der oben erwähnten Art geschaffen, der mehrere schwerkraftgesteuerte, thermische Heberohre enthält, die einheitlich aufgebaut und angeordnet sind.According to the invention, an advantageous heat exchanger is to be created in which the need for a high fan output is kept to a minimum and in which no heat pipes are required which require a wick material on their inner surface. According to the invention, a heat exchanger of the type mentioned above is provided that includes a plurality of gravity-controlled, thermal siphon tubes that are constructed and arranged uniformly.
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Der erfindungsgemäße Wärmetauscher läßt sich dadurch kennzeichnen, daß er einen oberen Wärmeaustauschabschnitt, einen unteren Wärmeaustauschabschnixt, und mehrere thermische Heberohre aufweist, von denen jedes einen oberen Teil hat, der in den oberen Wärmeaustauschabschnitt ragt, wobei jedes der Rohre an seinen Enden verschlossen ist und ein Wärmeaustauschfluid enthält, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um ein heißes Fluid an den unteren Teilen der Rohre entlang zu führen, um Wärme von dem heißen Fluid auf das Wärmeaustauschfluid zu übertragen, und daß eine Einrichtung vorhanden ist, um ein kühles Fluid an den oberen Teilen der Rohre entlangzuführen, um die Wärme von dem Wärmeaustauschfluid zu entfernen.The heat exchanger according to the invention can be characterized by that it separates an upper heat exchange section, a lower heat exchange section, and a plurality of thermal lift tubes each of which has an upper part protruding into the upper heat exchange section, each of the Tubes is closed at its ends and contains a heat exchange fluid that means are provided to passing a hot fluid along the lower portions of the tubes to transfer heat from the hot fluid to the heat exchange fluid to be transmitted, and that there is means for passing a cool fluid along the upper parts of the tubes, to remove the heat from the heat exchange fluid.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen beschreiben. Dabei zeigen:Embodiments of the invention are described below with reference to the drawings. Show:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Teils eines Kraftwerks, das den Wärmetauscher gemäß der Erfindung verwendet,Fig. 1 is a schematic view of part of a power plant, which the heat exchanger according to the invention used,
Fig. 2 einen vergrößerten vertikalen Schnitt, der eine Ausführungsform des Wärmetauschers gemäß der Erfindung darstelltFig. 2 is an enlarged vertical section showing one embodiment of the heat exchanger according to the invention
Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht eines Teils des Kondensationsabschnitts nach Fig. 2,3 is an enlarged partial view of part of the condensing section according to Fig. 2,
Fig. 4 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Wärmetauschers nach der Erfindung und4 is an enlarged perspective view of another Embodiment of the heat exchanger according to the Invention and
Fig. 5Fig. 5
und 6 Schnitte längs der Linien 5-5 und 6-6 in Fig. 4and 6 sections along lines 5-5 and 6-6 in FIG
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Der Wärmetauscher wird beispielshalber zusammen mit einem Kraftwerk beschrieben, bei dem der Wärmetauscher dazu verwendet wird, den von einer Turbine abgegebenen Dampf zu kondensieren. In Fig. 1 ist eine Dampfturbine mit dem Bezugszeichen 10 versehen und sie weist eine Einlaßleitung 12 auf, um Dampf von einem äußeren Generator in die Turbine einzuführen, und ferner zwei Auslaßleitungen 15 und 16, um den abgegebenen Dampf, nachdem er durch die Turbine hindurchgegangen ist, abzuleiten. Die Turbine arbeitet in bekannter Weise um einen elektrischen Generator 18 zur Erzeugung von elektrischer Energie in bekannter Weise, anzutreiben. By way of example, the heat exchanger is described together with a power plant in which the heat exchanger is used for this purpose is to condense the steam emitted by a turbine. In Fig. 1 is a steam turbine with the reference number 10 and it has an inlet conduit 12 for steam from an external generator into the turbine introduce, and further two outlet ducts 15 and 16 to the discharged steam after it has passed through the turbine has passed through. The turbine works in a known manner around an electrical generator 18 for generation of electrical energy in a known manner.
Vier Kondensations- oder Verflüssigerabschnitte 20, 22, 24 und 26 umgeben die Turbine 10, wobei sich die Kondensationsabschnitte 20 und 22 auf der einen Seite der Turbine befinden und die Kondensationsabschnitte 24 und 26 auf ihrer anderen Seite befinden. Die Kondensationsabschnitte 20 und nehmen den von der Auslaßleitung 14 abgegebenen Dampf auf und die Kondensationsabschnitte 24 und 26 nehmen den von der Auslaßleitung 16 abgegebenen Dampf auf.Four condensation or liquefaction sections 20, 22, 24 and 26 surround turbine 10 with condensing sections 20 and 22 on one side of the turbine and the condensing sections 24 and 26 are on their other side. The condensation sections 20 and receive the vapor discharged from the outlet line 14 and the condensing sections 24 and 26 take that from the Outlet line 16 emitted steam.
Eine Ausführungsform eines Kondensationsabschnittes 22 ist in Einzelheiten in den Figuren 2 und 3 dargestellt, und es können natürlich die übrigen Kondensationsabschnitte 20, 24 und 26 entsprechend aufgebaut sein. Insbesondere weist der Kondensationsabschnitt 22 ein Gehäuse 30 auf, das in einen oberen Teil 32 und einen unteren Teil 34 durch eine horizontal verlaufende Trennwand 36 aufgeteilt ist. Es ist eine Einlaßöffnung 38 an einem Ende des unteren Gehäuseteils 34 vorgesehen, um Dampf von der Dampfleitung 14 aufzunehmen, der in der weiter unten beschriebenen Weise behandelt wird.One embodiment of a condensation section 22 is shown in detail in Figures 2 and 3, and of course the remaining condensation sections 20, 24 and 26 be constructed accordingly. In particular, the condensation section 22 has a housing 30, which is shown in FIG an upper part 32 and a lower part 34 is divided by a horizontally extending partition 36. It is an inlet port 38 provided at one end of the lower housing portion 34 for receiving steam from the steam line 14, which is treated in the manner described below.
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Es sind mehrere vertikale Trennwände 40 in Abständen voneinander im oberen Gehäuseteil 32 vorgesehen, wobei die Endtrennwände 40 die Wände des Gehäuses bilden. Es sind auch mehrere durchlochte vertikale Trennwände 42 im oberen Gehäuseteil 32 vorgesehen, die neben den Trennwänden 40 angeordnet sind. Jede Trennwand 42 teilt den Raum zwischen der daneben liegenden Trennwand 40 in einen Luftdurchlaß 44 und eine Wärmetauschkammer 46.A plurality of vertical partition walls 40 are provided at intervals from one another in the upper housing part 32, the End partitions 40 form the walls of the housing. There are also several perforated vertical partitions 42 in the top Housing part 32 is provided, which are arranged next to the partition walls 40. Each partition 42 divides the space between the adjacent partition 40 into an air passage 44 and a heat exchange chamber 46.
Werden mehrere thermische Heberohre 50 in dem Gehäuse 30 vorgesehen, wobei sich der obere Teil Jedes Rohres in die Kammer 46 erstreckt, und wobei der untere Teil des Rohres in den unteren Gehäuseteil 34 ragt. Die Rohre 50 sind in jeder Wärmetauschkammer 46 in drei parallelen Reihen angeordnet, wobei die Endrohre jeder Reihe dargestellt sind. Selbstverständlich kann die Zahl der Rohre 50 jeder Reihe entsprechend der besonderen Konstruktion abgewandelt werden. Mehrere Wärmeaustauschrippen 51 ragen von den oberen Teilen der Rohre 50 in die Wärmetauschkammer 46 und der untere Teil jedes der Rohre 50 verläuft gegenüber dem oberen Teil unter einem Winkel und zwar aus einem Grund der im Folgenden noch erläutert wird. Jedes Rohr ist an seinen Enden geschlossen und enthält ein Wärmeaustauschfluid, beispielsweise Ammoniak, das in dem Teil des Rohres, der in das untere Gehäuseteil hineinragt, verdampft ist und das in dem Teil des Rohres, der in die Wärmetauschkammer 46 ragt, kondensiert ist, so wie es weiter unten noch in Einzelheiten beschrieben ist.If a plurality of thermal lifting tubes 50 are provided in the housing 30, with the upper part of each tube extending into the Chamber 46 extends, and wherein the lower part of the tube protrudes into the lower housing part 34. The tubes 50 are in of each heat exchange chamber 46 is arranged in three parallel rows, the end pipes of each row being shown. Of course, the number of tubes 50 in each row can be varied according to the particular construction. A plurality of heat exchange fins 51 protrude from the upper parts of the tubes 50 into the heat exchange chamber 46 and the lower part each of the tubes 50 extends at an angle with respect to the upper part for a reason as follows is explained. Each tube is closed at its ends and contains a heat exchange fluid such as ammonia, that in the part of the tube that goes into the lower housing part protrudes, has evaporated and which is condensed in the part of the tube which protrudes into the heat exchange chamber 46, so as it is described in detail below.
Ein Gebläse 52 ist am oberen Ende jedes Luftdurchlasses vorgesehen, und es wirkt so, daß es Umgebungsluft in den Durchlaß 44 hineinführt und zwar in Abwärtsrichtung, wie man es an Hand der Figuren 2 und 3 erkennt. Eine Leitwand 54 ist in jedem Luftdurchlaß 44 vorgesehen, um einen Teil der Luft in den unteren Teil des Durchlasses zu leiten. Die Luft geht dann durch die Löcher in den Trennwänden 42 in einer allgemeinen Richtung von rechts nach links hindurchA fan 52 is provided at the top of each air passage, and it acts to bring ambient air into the Passage 44 leads into it, specifically in the downward direction, as can be seen from FIGS. 2 and 3. A guide wall 54 is provided in each air passage 44 to direct some of the air into the lower part of the passage. the Air then passes through the holes in the partitions 42 in a general right to left direction
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und fließt in den Wärmetauschkammern 46 über die oberen Teile der Rohre 50. Durch die obere Wand des Gehäuses 30 ragen mehrere Abluftrohre 56, die die Luft aufnehmen, nachdem sie durch die Wärmetauschkammern 46 hindurchgegangen ist und sie wird dann über einen Windrichtungsauslaß 58 abgegeben, der am oberen Ende jedes Auslaßrohres 56 befestigt ist.and flows in the heat exchange chambers 46 via the upper ones Parts of the tubes 50. A plurality of exhaust air tubes 56 protrude through the upper wall of the housing 30 and take in the air afterwards it has passed through the heat exchange chambers 46 and it is then via a wind direction outlet 58 which is attached to the upper end of each outlet tube 56 is.
Wie man an Hand von Fig. 2 erkennt, ist ein weiteres Luftauslaßrohr 60 mit zwei Wärmetauschkammern 46 verbunden und es arbeitet so, daß es einen Teil der Luft, die von den zuletzt genannten Wärmetauschkammern abgegeben wird, in einen Sammelkanal 62 leitet. Der Sammelkanal 62 wird dazu verwendet, die verhätlnismäßig warme Luft wiederum zu dem Kessel (nicht dargestellt) zurückzuführen, der mit der Dampfturbine 10 verbunden ist,um den Kessel mit Verbrennungsluft zu speisen. Wie man an Hand von Fig. 3 erkennt, kann der Durchlaß der Luft durch die Auslaßrohre 56 und 60, die mit den beiden letztgenannten Wäremtauschkammern 46 verbunden sind, wahlweise mit Hilfe von handzubetätigender Dämpfungsventile 64, die in jedem Rohr vorgesehen sind, gemäß der durch den Kessel benötigten Verbrennungsluft gesteuert werden. Selbstverständlich läßt sich die Anzahl der Wärmetauschkammern 46, die ein zusätzliches Luftablaßrohr 60 aufweisen, entsprechend den Bedürfnissen verändern.As can be seen from FIG. 2, there is another air outlet pipe 60 is connected to two heat exchange chambers 46 and it works so that there is some of the air coming from the last called heat exchange chambers is discharged into a collecting channel 62. The collecting channel 62 is used to the relatively warm air in turn to the boiler (not shown) connected to the steam turbine 10 to feed the boiler with combustion air. As can be seen from Fig. 3, the passage of air through the outlet pipes 56 and 60, which with the two the latter heat exchange chambers 46 are connected, optionally with the help of manually operated damping valves 64, provided in each pipe are controlled according to the combustion air required by the boiler. Of course the number of heat exchange chambers 46, which have an additional air discharge pipe 60, can be correspondingly change the needs.
Gemäß Fig. 1 verbinden zwei Dampfkondensatleitungen 70 und 72 das Auslaßende der unteren Gehäuseteile 34 der Kondensationsabschnitte 22 bzw. 24 mit einer Pumpe 78; und es verbinden Dampfkondensatleitungen 74 und 76 die unteren Gehäuseteile der Kondensationsabschnitte 20 bzw. 26 mit einer Pumpe 80. Die Pumpen 78 und 80 wirken so, daß sie den kondensierten Dampf aus den Kondensationsabschnitten 20, 22, 24 und 26 herausziehen und ihn zu einem Sammelbehälter (nicht dargestellt) oder einer ähnlichen Einrichtungen zur weiteren Behandlung pumpen.Referring to Fig. 1, two steam condensate lines 70 and 72 connect the outlet end of the lower housing portions 34 of the condensation sections 22 or 24 with a pump 78; and steam condensate lines 74 and 76 connect the lower housing parts the condensation sections 20 and 26, respectively, with a pump 80. The pumps 78 and 80 act to condense the Withdraw steam from condensing sections 20, 22, 24 and 26 and transfer it to a sump (not shown) or a similar device for further treatment.
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Bei Betrieb wird der Dampf von der Turbine 10 über die Auslaßleitungen 14 und 16 den Kondensationsabschnittsn 20, 22, 24 und 26 zugeführt, in die er hineinfließt und in denen er durch den unteren Gehäuseteil dieses Abschnittes und um die unteren Teile der Rohre 50 fließt. Die Dampfwärme wird auf das Wärmeaustauschfluid in den Rohren 50 übertragen, woraufhin sich der Dampf kondensiert und das Wärmeaustauschfluid verdampft und in den oberen Teil der Rohre 50 wandert, die sich in den Wärmetauschkammern 46 befinden. Die Gebläse 52 drücken verhältnismäßig kühle Umgebungsluft in die Luftdurchlässe 44 durch die durchlochten Trennwände 42 und leiten diese über die oberen Teile der Rohre 50, um die Wärme von dem Wärmeaustauschfluid in den Rohren an die Luft zu übertragen, bevor die Luft über die Auslaßrohre 56 und bei einem Teil der Wärmetauschkammern 46 durch die Auslaßrohre 60 abgeleitet wird. Während die Luft an dem oberen Teil der Rohre 50 vorbeifließt, kondensiert sich das Wäremaustauschfluid in den Rohren und tropft wegen der Schwerkraft zu den unteren Teilen der Rohre im unteren Gehäuseteil 34, um die übertragung von Wärme in der oben beschriebenen Weise fortzusetzen. In operation, the steam is released from the turbine 10 via the exhaust lines 14 and 16 the condensation sections 20, 22, 24 and 26 supplied, into which it flows and in which it passes through the lower housing part of this section and around the lower parts of the tubes 50 flows. The steam heat is on transfer the heat exchange fluid in the tubes 50, whereupon the vapor condenses and the heat exchange fluid evaporates and migrates into the upper part of the tubes 50, the are located in the heat exchange chambers 46. The fans 52 force relatively cool ambient air into the air passages 44 through the perforated partition walls 42 and conduct them over the upper parts of the tubes 50 to remove the heat to transfer the heat exchange fluid in the tubes to the air before the air via the outlet tubes 56 and at a Part of the heat exchange chambers 46 discharged through the outlet pipes 60 will. As the air flows past the top of the tubes 50, the heat exchange fluid condenses in the tubes and drips due to gravity to the lower parts of the tubes in the lower housing part 34 to prevent the transmission of heat to continue in the manner described above.
Wie man an Hand von Figur 1 erkennt, wird der kondensierte Dampf von den Kondensationsabschnitten 20, 22, 24 und 26 über die Leitungen 70 , 72, 74 und 76 mit Hilfe der Pumpen 78 und 80 abgesaugt und er wird dann an diesen zu Sammelbehältern oder ähnlichen Einrichtungen zur weiteren Behandlung geleitet.As can be seen from FIG. 1, the condensed vapor is released from the condensing sections 20, 22, 24 and 26 Sucked off via the lines 70, 72, 74 and 76 with the aid of the pumps 78 and 80 and it then becomes collecting containers on these or similar facilities for further treatment.
Eine weitere Ausführungsform des Kondensationsabschnitts ist in den Figuren 4 bis 6 mit der Bezugszahl 88 versehen und er enthält einen Kanal 90, der zur Aufnahme des Dampfes von den Leitungen 14 oder 16 und zur Abgabe des kondensierten Dampfes an die Leitungen 70 und 72 dient, und zwar ähnlich wie es in dem unteren Gehäuseteil 34 der weiter obenAnother embodiment of the condensation section is provided with the reference number 88 in FIGS and it includes a conduit 90 which is used to receive the vapor from lines 14 or 16 and to discharge the condensed Steam to the lines 70 and 72 is used, in a manner similar to that in the lower housing part 34 of the above
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beschriebenen Ausführungsform vorgesehen ist. Es sind mehrere Wärmetauschrohre 92 vorgesehen, von denen jeder einen unteren Teil 92a aufweist, der in den Kanal 90 ragt, und einen oberen Teil 92b, der aus der oberen Wand des Kanals nach außen ragt. Die oberen Teile 92b der Wärmeaustauschrohre verlaufen unter einem Winkel zu den unteren Teilen 92a und sind gegenüber dem Kanal 90 seitlich verschoben. Die Wärmeaustauschrohre 92 sind in zwei Gruppen, 94 und 96, aufgeteilt, wobei die Wärmeaustauschrohre der einen Gruppe nach der einen Seite des Kanals 90 ragen, und die Wärmeaustauschrohre der anderen Gruppe nach der anderen Seite des Wärmeaustauschkanals ragen. Jede Gruppe 94 und 96 enthält vier Reihen von Wärmeaustauschrohren 92, wobei jede Reihe sich über die volle Länge des Kanals 90 erstreckt. Auf die Weise bilden die Wärmeaustauschrohre 92 eine im wesentlichen Y-förmige Anadnung bei einer Ansicht vom Ende des Kanals 90, wobei der Steg des Y in den Kanal 90 hineinragt.described embodiment is provided. There are several Heat exchange tubes 92 are provided, each of which has a lower portion 92a protruding into the channel 90, and an upper portion 92b protruding outwardly from the upper wall of the channel. The upper parts 92b of the heat exchange tubes extend at an angle to the lower parts 92a and are laterally displaced with respect to the channel 90. The heat exchange tubes 92 are divided into two groups, 94 and 96, with the heat exchange tubes following one group one side of the channel 90 protrude, and the heat exchange tubes of the other group to the other side of the heat exchange channel protrude. Each group 94 and 96 contains four rows of heat exchange tubes 92, each row being extends the full length of the channel 90. In this way, the heat exchange tubes 92 form a substantially Y-shaped Assumption in a view from the end of the channel 90, the web of the Y protruding into the channel 90.
Es sind an dem oberen Teil 92b der Wärmerohre mehrere Rippen 98 vorgesehen, von denen jedoch der Einfachheit halber nur einige dargestellt sind. Jedes Wärmerohr 92 ist an seinen Enden verschlossen, enthält ein Wärmeaustauschfluid und arbeitet ebenso wie die Wärmerohre oder Rohre 50 der zuvor beschriebenen Ausführungsform.A plurality of fins 98 are provided on the upper part 92b of the heat pipes, but these are for the sake of simplicity only some are shown. Each heat pipe 92 is closed at its ends and contains a heat exchange fluid and operates in the same way as the heat pipes or tubes 50 of the previously described embodiment.
Mit den oberen Enden der Wärmerohre 92 ist eine Halterungsplatte 100 verbunden und ragt über diese hinweg, und haltert ein Induktionszuggebläse 102 und eine Haube 104, die um das Gebläse herum angeordnet ist und an ihrem oberen Ende offen ist. In der Halterungsplatte 100 ist eine öffnung (nicht dargestellt) vorgesehen, damit Luft durch das Induktionszuggebläse 102 an den oberen Teilen 92b der Wärmerohre vorbeigezogen und durch die Haube 104 zur Abgabe in die Umgebungsluft geführt werden kann, wie es durch die Strömungspfeile dargestellt ist. A support plate 100 is connected to and protrudes over the upper ends of the heat pipes 92 and supports an induction draft fan 102 and a hood 104 disposed around the fan and open at its upper end is. An opening (not shown) is provided in the mounting plate 100 so that air can flow through the induction fan 102 is drawn past the upper parts 92b of the heat pipes and through the hood 104 for discharge into the ambient air can be performed, as shown by the flow arrows.
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- 15 - 273287H- 15 - 273287H
Bei Betrieb arbeitet das Gebläse 102 so, daß es Luft an den oberen Teilen 92b der Wärmerohre beider Gruppen 94 und 96 der Wärmerohre vorbeisaugt und durch die Haube 104 fördert, wodir ch das Wärmeaustauschfluid an den oberen Enden 92b des Wärmerohres gekühlt wird. Das Wärmeaustauschfluid kondensiert und tropft nach unten in die unteren Teile 92b der Wärmerohre, die sich in dem Kanal 90 befinden, und es wird wegen des Wärmeaustausches mit dem Dampf, der durch diesen Kanal hindurchgeht, verdampft.In operation, the fan 102 operates to blow air on the tops 92b of the heat pipes of both groups 94 and 96 the heat pipes by suction and conveyed through the hood 104, whereby the heat exchange fluid at the upper ends 92b of the Heat pipe is cooled. The heat exchange fluid condenses and drips down into the lower portions 92b of FIG Heat pipes, which are located in the channel 90, and it is because of the heat exchange with the steam passing through them Channel passes through, evaporates.
Die unteren Teile 92a der Wärmerohre können in der gleichen Weise wie die unteren Teile der Wärmerohre 50 der zuvor beschriebenen Ausführungsform geneigt sein.The lower parts 92a of the heat pipes can be used in the same manner as the lower parts of the heat pipes 50 described previously Embodiment be inclined.
Aus der Anordnung nach der Erfindung ergeben sich verschiedene Vorteile. Beispielsweise ist es nicht notwendig, einen Docht oder etwas ähnliches in den Wärmerohren der beiden Anordnungen vorzusehen, da diese Rohre als durch die Schwerkraft gesteuerte, thermische Heberohre arbeiten, d.h., daß das kondensierte Wärmeaustauschfluid in den Rohren unter der Schwerkraft von deren oberen Teil in deren unteren Teil tropft. Ferner kann der Wärmetauscher nach der Erfindung zusammen mit bekannten Dampfturbinen verwendet werden, die einen geringen Gegendruck und geringe Erwärmungsgeschwindigkeiten aufweisen.Various advantages result from the arrangement according to the invention. For example, it is not necessary to have a Provide wick or something similar in the heat pipes of the two arrangements, as these pipes are considered by gravity controlled, thermal lifting tubes work, i.e. that the condensed heat exchange fluid in the tubes under gravity drips from their upper part into their lower part. Furthermore, the heat exchanger according to the invention can be used together with known steam turbines, which have a low back pressure and low heating speeds exhibit.
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 2 und 3 ermöglichen die geneigten unteren Teile der Wärmerohre eine Vergrößerung ihrer Länge ohne daß der Aufbau des Dampfdurchlasses vergrößert werden muß und es wird außerdem dadurch der dem Wärmestrom entgegengerichtete Widerstand vermindert. Ferner wird durch das bei der Ausführungsform nach den Figuren 2 und 3 verwendete Verfahren, nämlich mindestens einen Teil der erwärmten Luft, die von dem Kessel abgegeben wird, ?u verwenden, zu einem erhöhten Wirkungsgrad des ganzen Systems.In the embodiment according to Figures 2 and 3, the inclined lower parts of the heat pipes allow enlargement its length without the need to increase the structure of the vapor passage and it is also thereby the resistance to the flow of heat is reduced. Furthermore, by the in the embodiment according to the Figures 2 and 3 methods used, namely at least some of the heated air given off by the boiler will,? u use, to increase the efficiency of the whole system.
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Bei der Ausführungsform nach den Figuren k bis 6 wird durch die Y-förmige Gestalt der Wärmerohre die Luftumlenkung und damit eine Änderung der Geschwindigkeit minimal gehalten und es wird damit ein Umlauf der heißen Luft durch die Anordnung weitgehend vermindert, verglichen mit anderen durch einen Luftstrom eines Luftgebläses gekühlten Einheiten. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 4 bis 6 ist auch die Packungsdichte der Wärmerohre verhältnismäßig groß, was zu einer verhältnismäßig großen luftgekühlten Oberfläche pro Längeneinheit führt, wodurch wiederum die Raumanforderung des Wärmetauschers gering ist. Die Ausführungsform nach den Figuren 4 bis 6 ermöglicht auch die Auswahl einer sehr wirtschaftlichen Gebläsegröße, in dem die Anzahl der Wärmerohre und die Winkel ,unter denen die oberen Teile der Wärmerohre zu den unteren Teilen der Wärmerohre stehen, verändert wird.In the embodiment according to FIGS k to 6 is kept minimal by the Y-shape of the heat pipes, the air deflection and thus a change of speed and it is thus largely reduces a circulating hot air through the arrangement as compared with other by an air stream of a Fan cooled units. In the embodiment according to FIGS. 4 to 6, the packing density of the heat pipes is also relatively high, which leads to a relatively large air-cooled surface per unit length, which in turn means that the space requirement of the heat exchanger is low. The embodiment according to FIGS. 4 to 6 also enables a very economical fan size to be selected by changing the number of heat pipes and the angles at which the upper parts of the heat pipes are in relation to the lower parts of the heat pipes.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwendung in einer Anordnung zur Kondensierung von Dampf begrenzt, sondern kann in allen Fällen verwendet werden, in denen ein Wärmeaustausch zwischen zwei Fluiden erwünscht ist.The present invention is not limited to use in an arrangement for condensing steam, but rather can be used in all cases where heat exchange between two fluids is desired.
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Claims (15)
dadurch gekennzeichnet, daß das Wänneaustauschfluid in dan unteren Teilen der Rohre (50) verdampft und in den oberen Teilen der Rohre (50) kondensiert, und daß das kondensierte Fluid aufgrund der Schwerkraft von den oberen Teilen der Rohre zu den unteren Teilen der Rohre tropft.3. Heat exchanger according to claim 2,
characterized in that the heat exchange fluid evaporates in the lower parts of the tubes (50) and condenses in the upper parts of the tubes (50), and that the condensed fluid drips due to gravity from the upper parts of the tubes to the lower parts of the tubes.
dadurch gekennzeichnet, daß das verhältnismäßig kühle Fluid Luft ist und daß die Führeinrichtung Gebläse (52) aufweist, von denen jeweils eines einer der Kammern zugeordnet ist7um Umgebungsluft durch die Kammern zu führen.4. Heat exchanger according to claim 1,
characterized in that the relatively cool fluid is air and that the guide device has fans (52), one of which is assigned to one of the chambers 7 in order to guide ambient air through the chambers.
dadurch gekennzeichnet, daß jede der Kammern einen Auslaß (56) aufweist, um die Luft an die Umgebungsluft abzugeben, nachdem sie an den oberen Teilen der Rohre (50) entlanggeführt worden ist.5. Heat exchanger according to claim 4,
characterized in that each of the chambers has an outlet (56) for exhausting the air to the ambient air after it has been passed along the tops of the tubes (50).
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Kammern einen zusätzlichen Auslaß (60) aufweisen, um die Luft zu einem Sammelrohr (62) zu leiten, damit sie weiter behandelt werden kann, nachdem sie über die oberen Teile der Rohre (50) hinweggeleitet worden ist.6. Heat exchanger according to claim 4,
characterized in that at least some of the chambers have an additional outlet (60) for directing the air to a manifold (62) for further treatment after it has been passed over the tops of the tubes (50).
dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (64) jeder Kammer zugeordnet sind um Luft wahlweise durch die Auslässe zu leiten.7. Heat exchanger according to claim 6,
characterized in that means (64) are associated with each chamber for selectively directing air through the outlets.
gekennzeichnet durch ein Gehäuse (30), Trenneinrichtungen (36) zur Teilung des Gehäuses in einen oberen Teil und einen unteren Teil, mehrere thermische Heberohre (50),deren oberer Teil im wesentlichen vertikal in den oberen Teil des Gehäuses ragt und deren unterer Teil in den unteren Teil des Gehäuses ragt, wobei der untere Teil jedes der Rohre (50) unter einem Winkel gegenüber dem entsprechenden oberen Teil verläuft, wobei jedes der Rohre (50) an seinen Enden verschlossen ist und ein Wärmeaustauschfluid enthält, eine Einrichtung um ein verhältnismäßig heißes Fluid durch den unteren Teil des Gehäuses (30) und an den unteren Teilen der Rohre (50) entlangzuführen, um Wärme von dem heißen Fluid an das Wärmeaustauschfluid zu übertragen f und durch eine Einrichtung,um das verhältnismäßig kühle Fluid durch den oberen Teil des Gehäuses (30) und an den oberen Teilen der Rohre (50) entlangzuführen und dem Wärmeaustauschfluid Wärme zu entnehmen.8. Heat exchanger
characterized by a housing (30), separating means (36) for dividing the housing into an upper part and a lower part, a plurality of thermal lifting tubes (50), the upper part of which protrudes substantially vertically into the upper part of the housing and the lower part of which extends into the lower part of the housing protrudes, the lower part of each of the tubes (50) extending at an angle with respect to the corresponding upper part, each of the tubes (50) being closed at its ends and containing a heat exchange fluid, a means around a relatively hot one fluid along out through the lower part of the housing (30) and on the lower parts of the tubes (50), f in order to transfer heat from the hot fluid to the heat exchange fluid and means to the relatively cool fluid through the upper part of the housing (30) and along the upper parts of the tubes (50) and remove heat from the heat exchange fluid.
dadurch gek e.n nzeichnet, daß der untere Teil der Rohre (50) unter einem stumpfen Winkel zu den vertikal verlaufenden Teilen dieser Rohre verläuft.9. Heat exchanger according to claim 8,
characterized in that the lower part of the tubes (50) extends at an obtuse angle to the vertically extending parts of these tubes.
gekennzeichnet durch einen Kanal (9O)7 der mit einer Quelle eines relativ heißen Fluids verbindbar ist, mehrere thermische Heberohre (92), von denen jedes einen unteren Teil (92a) aufweist, das in den Kanal in den Strom des verhältnismäßig heißen Fluids ragt, und einen oberen Teil (92b), der aus dem Kanal nach außen und unter einem Winkel zu dem unteren Teil (92a) wegragt, wobei die Rohre (92) mindestens in zwei voneinander beabstandeten parallelen Reihen angeordnet sind, wobei die oberen Teile (92b) eine Reihe in der Richtung der einen Seitenwand des Kanals (90) und die oberen Teile (92b) der anderen Reihe in der Richtung der anderen Seitenwand des Kanals (90) wegragen und wobei die Rohre an ihren Enden verschlossen sind und ein Wärmeaustauschfluid enthalten, daß Wärme von dem verhätlnismäßig heißen Fluid in den Kanal (90) aufnimmt, und durch eine Einrichtung um ein verhältnismäßig kühles Fluid an den oberen Teilen (92b) der Rohre entlangzuführen, um Wärme aus dem Wänaeaustauschfluid abzuführen.11. heat exchanger,
characterized by a channel (9O) 7 connectable to a source of relatively hot fluid, a plurality of thermal lift tubes (92) each having a lower portion (92a) protruding into the channel in the flow of the relatively hot fluid, and an upper part (92b) protruding out of the channel and at an angle to the lower part (92a), the tubes (92) being arranged in at least two spaced parallel rows, the upper parts (92b) one row protruding in the direction of one side wall of the channel (90) and the upper parts (92b) of the other row in the direction of the other side wall of the channel (90) and the tubes being closed at their ends and containing a heat exchange fluid that Receives heat from the relatively hot fluid into the conduit (90), and by means for passing a relatively cool fluid along the upper portions (92b) of the tubes to remove heat from the heat exchange fluid to dissipate.
dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (90) horizontal verläuft und daß die Rohre (92) im wesentlichen Y-förmig ausgebildet sind, wenn man sie vom Ende des Kanals betrachtet.12. Heat exchanger according to claim 11,
characterized in that the channel (90) is horizontal and the tubes (92) are substantially Y-shaped when viewed from the end of the channel.
dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeaustauschfluid in den unteren Teilen (92a) der Rohre (92) verdampft und in den oberen Teilen (92b) der Rohre (92) kondensiert, und daß das kondensierte Fluid sich unter Einfluß der Schwerkraft von den oberen Teilen der Rohre zu den unteren Teilen der Rohre (92) bewegt.13. Heat exchanger according to claim 11,
characterized in that the heat exchange fluid vaporizes in the lower parts (92a) of the tubes (92) and condenses in the upper parts (92b) of the tubes (92) and that the condensed fluid separates under the influence of gravity from the upper parts of the tubes moved to the lower parts of the tubes (92).
dadurch gekennzeichnet, daß das verhältnismäßig kalte Fluid Luft ist und daß die Führungsvorrichtung eine Halterungsplatte (100) aufweist, die rait den oberen Enden der Rohre (92) verbunden ist, sowie ein Gebläse (102), das an der Platte zur Führung von Umgebungsluft an den oberen Teilen der Rohre entlang angeordnet ist.14. Heat exchanger according to claim 11,
characterized in that the relatively cold fluid is air and that the guide device comprises a support plate (100) connected to the upper ends of the tubes (92) and a fan (102) attached to the plate for guiding ambient air is arranged along the upper parts of the tubes.
dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (102) ein Induktionszuggebläse ist.15. Heat exchanger according to claim 14,
characterized in that the fan (102) is an induction draft fan.
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