Heizblechpaket für Regenerativ-Wärmetauscher

Abstract

 Ein Heizblechpaket (4) mit einer gewichtsparenden Pakethalterung und verbesserter Durchströmung, zum tangentialen bzw. radialen Einbau in trapezartig segmentierte Zellen aufweisende Heizflächenträger von Regenerativ-Wärmetauschern mit feststehenden oder umlaufenden Speichermassen, das aus einer Vielzahl aneinanderliegender, zusammengehaltener, zwischen sich Strömungskanäle freilassender Profilbleche (14, 15) besteht, besitzt an zumindest zwei einander gegenüberliegenden Paketseiten (18, 19) ein formstabil miteinander verbundenes Profilblechepaar, in dem mindestens die beiden äußeren Profilbleche (14, 15) sandwichartig miteinander verbunden sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Heizblechpaket zum tangentialen bzw. radialen Einbau in trapezartig segmentierte Zellen aufweisende Heizflächenträger von Regenerativ-Wärmetauschern mit feststehenden oder umlaufenden Speichermassen, das aus einer Vielzahl aufeinanderliegender, zusammengehaltener, zwischen sich Strömungskanäle freilassender Profilbleche besteht.

[0002] Der Regenerativ-Wärmetauscher läßt sich hierbei sowohl für die Luftvorwärmung (Luvos) als auch für die Gasvorwärmung (Gavos) einsetzen. Als Luftvorwärmer wird bei Kraftwerks- und Industriefeuerungsanlagen zur Vorwärmung der Verbrennungsluft und als Gasvorwärmer in der Abgasreinigung, bspw. bei katalytisch arbeitenden Reaktoren, zur Vorwärmung oder bei einer Gaswäsche zur Wiederaufwärmung genutzt. Der Wärmetausch zwischen dem abströmenden heißen Gas und der dazu im Gegenstrom zugeführten Luft wird entweder durch einen rotierenden Heizflächenträger oder - bei feststehendem Heizflächenträger - durch beidseitig der Speichermassen angeordnete, sich um eine gemeinsame Achse kontinuierlich drehende Hauben erreicht.

[0003] Die Heizflächen bzw. Speichermassen solcher Regenerativ-Wärmetauscher bestehen aus zwei unterschiedlich profilierten, bspw. 0,5 bis 1,3 mm dicken, gegebenenfalls beschichteten oder emaillierten Stahlblechen, die entsprechend dem zellenartigen Aufbau des kreisrunden Heizflächenträgers zu Paketen gebündelt und passend in die einzelnen Zellen des Heizflächenträgers eingesetzt werden. Die Heizbleche werden durch massive Kästen oder Rahmenhalterungen paketiert, die um die zu dem Paket gebündelten Heizbleche gelegt werden. Bei den wegen der stabileren Paketlage zumeist tangential angeordneten Heizblechen ist es üblich, die Heizblechpakete an ihren bezogen auf die Trapezform parallelen Kopfenden mittels Kopfplatten zusammenzuhalten, die an der Ober- bzw. Unterseite jeweils über horizontal verlaufende Holme miteinander verbunden sind. Die Heizblechpakete werden der Gasströmungsrichtung folgend, d.h. in der Regel vertikal angeordnet. Bei dieser seit langem bekannten Bauweise der Heizblechpakete erhöhen die massiven Halterungen nicht nur das Paketgewicht, sondern sie nehmen außerdem von dem zur Verfügung stehenden Einbauraum einen erheblichen Teil in Anspruch, und das gilt gleichermaßen für tangential oder radial angeordnete Blechlagen des Heizblechpaketes. Einhergehend damit wird unvermeidlich der freie Strömungsquerschnitt für den Luft- bzw. Gasdurchsatz eingeschränkt.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Heizblechpaket der eingangs genannten Art zu vereinfachen, insbesondere mit einer gewichtssparenden Pakethalterung und verbesserter Durchströmung zu schaffen.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an zumindest zwei einander gegenüberliegenden Paketseiten mindestens die beiden äußeren Profilbleche als sandwichartig, formstabil miteinander verbundenes Profilblechpaar ausgebildet sind. Bei einem Einbau eines tangential ausgerichtete Profilbleche aufweisenden Heizblechpaketes sind das die beiden zueinander parallelen Kopfseiten und beim Einbau mit in bezug auf den Heizflächenträger radial ausgerichteten Profilblechen sind folglich die entsprechend der Trapez form der Heizflächenträgerzellen zueinander divergierend verlaufenden Paketlängsseiten mit einem erfindungsgemäßen Profilblechepaar ausgebildet. Für die Heizblechpakete bedarf es somit keiner schweren Kopfplatten oder gar eines kompletten Umfangsgehäuses mehr, sondern die quasi Hohlkastenträger bildenden äußeren Profilblechepaare sorgen für eine ausreichend große Stabilität, die dadurch noch unterstützt wird, daß vertikale Außenholme der Profilbleche mit paketober- und paketunterseitigen Horizontalholmen verbunden sind, so daß sich eine gurtartige Holm-Umschlingung des Heizflächenpaketes ergibt.

[0006] Durch den sandwichartigen Hohlkastenträgerverbund mindestens der beiden äußeren Profilbleche des Heizblechpaketes wird neben einer Gewichtseinsparung vor allem eine bessere Ausnutzung des Einbauvolumens im Heizflächenträger und damit eine Vergrößerung der aktiven Heizfläche erreicht. Denn im Gegensatz zu den herkömmlichen Kopfplattenanordnungen oder Umfangsrahmen sind die Profilbleche des bzw. der Profilblechepaare uneingeschränkt in der Lage, wie alle übrigen Heizbleche des Paketes als Heizflächen mit den entsprechenden freien Querschnitten im gesamten Bereich der einzelnen Zellen genutzt zu werden können; das Heizblechpaket bietet somit höhere Wärmeleistungen. Gleichzeitig verringert sich die Versperrung in den Strömungsquerschnitten der einzelnen Zellen, so daß sich geringere Strömungsverluste für die wärmeaustauschenden Medien und ein niedrigerer Druckabfall erreichen lassen. Die bei dem Hohlkastenträger-Sandwichverbund nicht eingeschränkten Strömungsquerschnitte erlauben es, das Heizblechpaket gegebenenfalls allseitig, d.h. umfangsgeschlossen mit Profilblechepaaren auszubilden und damit eine noch höhere Stabilität zu begünstigen.

[0007] Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das eine Profilblech des Profilblechepaares onduliert und das andere Profilblech korrugiert ist. Ein Profilblechpaar setzt sich somit stets aus einem stärker und einem weniger gewellten Profilblech zusammen, und bei mehreren Profilblechpaaren an den entsprechenden Paketseiten sind die beiden Profilblecharten regelmäßig wechselnd aufeinanderliegend angeordnet.

[0008] Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die Profilbleche durch Schweißpunkte miteinander verbunden sind. Die beiden Bleche eines Profliblechepaares oder mehrere Profilblechepaare lassen sich nach dem Punktschweißverfahren in einem automatischen Fertigungsprozeß zu dem formstabilen Hohlkastenträger-Verbundkörper und damit zu den paketumschließenden Halterungen miteinander verbinden, und zwar an den Stellen, an denen sich die Bleche punktweise berühren. Aus wärme- und strömungstechnischen Gründen verläuft nämlich die Profilierung des ondulierten Bleches schräg zu der des korrigierten Bleches. Das Punktschweißen kann geschehen, sobald die beiden Profilbleche, die sich bspw. nach dem durch die DE 41 22 949 A bekanntgewordenen Verfahren herstellen lassen, aufeinanderliegen. Statt durch Punktschweißen lassen sich zwei oder mehrere Profilbleche alternativ durch bspw. Schrauben oder Nieten miteinander verbinden.

[0009] Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung liegen die Stirnflächen der Horizontalholme auf der gleichen Höhe wie die Stirnflächen der Radialwände der Zellen des Heizflächenträgers. Die durch den Hohlkastenträger-Sandwichverbund erreichte große Formstabilität des Heizblechpaketes schafft die Voraussetzung für die niveaugleiche Anordnung der Horizontalholme der Heizblechpakete mit den Zellenwänden an der oberen und unteren Stirnseite des Heizflächenträgers. Damit ergibt sich entsprechend der Zahl - meist zwei - der parallel verlaufenden Horizontalholme eine zusätzliche radiale Abdichtkontur und dementsprechend eine geringere Medienleckage. Denn es dichtet nicht mehr nur eine einzelne Zellenwand des Heizflächenträgers gegen die jeweiligen Radial-Dichtplatten ab, sondern weiterhin auch die parallel zu den Radialwänden der Zellen liegenden Halterungsflacheisen der Horizontalholme der Heizblechpakete, die fluchtend mit der Ober- und Unterkante des Heizflächenträgers abschließen. Die Horizontalholme erhöhen somit die Anzahl der Dichtlinien pro Radialdichtung und Zelle des Heizflächenträgers, wodurch sich der im Bereich dieser Dichtungen aufgrund des Druckgefälles übertretende Volumenstrom reduziert, was zu einer Leckageminderung beiträgt.

Ansprüche

1. Heizblechpaket, zum tangentialen bzw. radialen Einbau in trapezartig segmentierte Zellen aufweisende Heizflächenträger von Regenerativ-Wärmetauschern mit feststehenden oder umlaufenden Speichermassen, das aus einer Vielzahl aneinanderliegender, zusammengehaltener, zwischen sich Strömungskanäle freilassender Profilbleche besteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß an zumindest zwei einander gegenüberliegenden Paketseiten (18, 19) mindestens die beiden äußeren Profilbleche (14, 15) als sandwichartig, formstabil miteinander verbundenes Profilblechepaar (17) ausgebildet sind.

2. Heizblechpaket nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das eine Profilblech (14) des Profilblechpaares (17) onduliert und das andere Profilblech (15) korrugiert ist.

3. Heizblechpaket nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Profilbleche (14, 15) durch Schweißpunkte (16) miteinander verbunden sind.

4. Heizblechpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß vertikale Außenholme (20) der Profilbleche (14, 15) mit paketober- und paketunterseitigen Horizontalholmen (21) verbunden sind.

5. Heizblechpaket nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnflächen (23) der Horizontalholme (21) auf der gleichen Höhe wie die Stirnflächen (24) der Radialwände (22) der Zellen (13) des Heizflächenträgers (4) liegen.

Zeichnung