174776. lajstromszámú szabadalom • Berendezés különböző közegek közötti hőcsere elvégézésre
5 174776 6 belépő gyűjtőkamrából ugyancsak csővezetéken át jut a csőcsonkokhoz, majd onnan a csőkötegek közötti térbe. Itt játszódik le a hőhordozó közegek közötti hőcsere, amely után a hőhordozó közegek a megfelelő kilépőkamrákba jutnak. A fenti hőcserélő kialakítással a csövek és a köpenyek hőtágulásainak kiegyenlítését a hajlított kivitellel oldják meg, a karbantartás és javítás azáltal egyszerűsödik le, hogy a hibás csőkötegeket egyszerűen kikapcsolják, a gyártás pedig azért egyszerű, mert egyetlen fajta csőköteget kell előállítani, és a különböző méretű hőcserélőket ezekből állítják össze, anélkül, hogy a konstrukción változtatni kellene. Hátránya viszont a fenti megoldásnak, hogy a hőhordozó közegek be- és elvezetése a csövekbe és a csövek közé rendkívül bonyolult bevezetőrendszer segítségével történik, ami a hőcserélő üzembiztosságát nagymértékben veszélyezteti. A csőkötegek hajlítása igen nagymértékű, ami a hőcserélő jelentős helyigénnyel jár együtt. Emellett valamely sérült cső megkeresése igen nagy nehézséget jelent. Ha valamelyik csőköteg-köpeny megsérül, akkor az egész fenéklapot szét kell vágni ahhoz, hogy a javítást el lehessen végezni. További hátránya az ismertetett hőcserélő kialakításnak, hogy a járulékos bevezető és elvezető csővezetékek kis keresztmetszete következtében jelentős hidraulikus ellenállások és veszteségek lépnek fel a hőcserélőben. Ezek a hőcserélő hatásfokát például egy gőzturbinánál nagymértékben rontják. A jelen találmánnyal olyan csőköteges hőcserélő kialakítása a célunk, amely a felsorolt hátrányokat megszünteti, ugyanakkor egyszerű kialakítású és amellyel különböző közegek hőcseréje elvégezhető oly módon, hogy a hőcserélő csöveinek és a köpenyrésznek nyúláskülönbségei kiegyenlíthetők. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy a párhuzamosan kapcsolt köpenycsövekben csőkötegfalban rögzített végű csövekkel kialakított, köpenyén bevezetőcsonkkal és kivezetőcsonkkal ellátott csőköteges hőcserélőben a köpenycsövek olyan köpenyben vannak erősítve, amelybe az első közeg a csöveken át és a köpenycsövek között van áramoltatva, és amely a csövek között áramoltatott második közeg számára bevezető- és elvezető csőcsonkkal van ellátva. A köpeny csövek között, azok teljes hossza mentén a csövek és a köpenycsövek közötti hőátadási tényezőt növelő betéttestek vannak elhelyezve. A találmány szerinti megoldással elérhető a hőcserélő csövei és a köpeny közötti hőtágulási különbségből adódó feszültségek csökkentése, sőt akár azok kiegyenlítődése is. Ezek a feszültségek ugyanis a hőmérsékletkülönbségek által jönnek létre, és ha a csövek és a köpeny közötti hőmérsékletmező kiegyenlítődik, a feszültségek egyáltalán nem lépnek fel. Ez a találmány szerinti megoldásnál úgy érhető el, hogy ugyanazt a hőhordozó közeget vezetjük a csövekben, és a köpenycsövek közötti térben. Célszerű a második hőhordozó közeget az egyes köpenycsövek belsejében a csőköteget tartó csőkö tegfalon át bevezetni és kivezetését is hasonló módon a másik csőkötegfalon át végezni. Ebben az esetben a köpenycső végénél nem kell fedelet alkalmazni, ami egyúttal a hibás csövek megtalálását és a károsodott csövek javítását, illetve kicserélését nagymértékben megkönnyíti. A fedelek elmaradása ezen túlmenően lehetővé teszi, hogy a köpenycsöveket szorosan egymás mellé helyezzük el a hőcserélőben, valamint azt, hogy a csőkötegfalaknál a holt teret csökkentsük. Ezek eredményeképpen a hőátadás hatékonyságát csökkentő tényezők jóval kisebb szerepet játszanak, és egyúttal jelentős anyagmegtakarítás is elérhető a hőcserélő előállítása során. A második hőhordozó közeget célszerű járulékos csőkötegfalakon át bevezetni, amikor is a járulékos csőkötegfalak a hőcserélő köpenyéhez lehetnek erősítve a csőköteg két oldalánál. Ezeken a járulékos csőkötegfalakon át haladnak a második hőhordozó közeget bevezető csővezetékek. A fenti kialakítás következtében a hőcserélő javítása rendkívül leegyszerűsödik. A hibás csőköteget egyszerűen kikapcsoljuk anélkül, hogy ehhez a hőcserélő belsejéhez kéne hozzáférni, ami azt jelenti, hogy a hőcserélő üzemét nem kell leállítani. Ez atomerőművekben különösen nagy jelentőségű. Ezen túlmenően a második hőhordozó közeg be- és elvezetésére szolgáló csövek a találmány szerinti hőcserélőben a járulékos csőkötegfalak és a csőkötegek között hajlítottan vannak beépítve, és ez a kialakítás biztosítja a hőmérsékletkülönbség által létrejövő nyúláskülönbségek kiegyenlítődését a csövek és a köpeny között. Ily módon a hőcserélőbe nem kell külön kiegyenlítő szerkezetet beépíteni, és ezáltal a gyártás tovább egyszerűsíthető. A találmány szerinti megoldás előnyösen alkalmazható az energiaszolgáltató iparban, a vegyiparban, a kőolaj- és élelmiszeriparban, valamint a népgazdaság egyéb ágazataiban folyadékok, gőzök, gázok és egyéb hőhordozó közegek melegítésére, illetve hűtésére. A találmány szerinti hőcserélőben mind folyékony, mind gáz- vagy gőzállapotú közegek alkalmazhatók. A legjobb eredmény a találmány szerinti megoldással akkor érhető el, ha az egyik hőhordozó közeget kondenzáljuk, és a második hőhordozó közeget felmelegítjük. így a találmány szerinti megoldás különösen alkalmas atomreaktorok gőztúlhevítő berendezéseiben. A találmány további részleteit kiviteli példán, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti csőköteges hőcserélő hosszmetszete, a 2. ábra az 1. ábrán bemutatott hőcserélő egy csőkötegének hosszmetszete nagyítva, a 3. ábra pedig az 1. ábrán bemutatott hőcserélő III—III metszete. Az 1. ábrán látható csőköteges hőcserélő 1 köpenyben van elhelyezve. Az 1 köpenyben áramlik az első hőhordozó közeg, és keresztülhalad a 2 csőkötegen. A 2 csőköteg egyes tagjai az 1 köpeny tengelyével párhuzamosan vannak elhelyezve és egymással párhuzamosan vannak kapcsolva. A 2 csőköteg valamennyi tagja 3 köpenycsőként van kialakítva, és a 3 köpenycsövek belsejében újabb 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
