Wärmetauscher mit zusätzlicher Flüssigkeitsregelung im Mantelraum

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher (1) zum indirekten Wärmetausch zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten Medium, mit einem aus einer Mehrzahl um ein Kernrohr (100) gewickelter Rohre gebildeten Rohrbündel (10) zur Aufnahme des ersten Mediums, einem das Rohrbündel (10) umschließenden Mantel (20), der einen das Rohrbündel (10) umgebenden Mantelraum (200) zur Aufnahme des zweiten Mediums begrenzt, und mit einem Flüssigkeitsverteiler (40), der dazu eingerichtet und vorgesehen ist, einen im Mantelraum (200) geführten Strom (S) des zweiten Mediums in Form einer Flüssigkeit (F) im Mantelraum (200) zu verteilen. Erfindungsgemäß ist ein Regelmittel (33) vorgesehen, das dazu eingerichtet und vorgesehen ist, die Verteilung eines zusätzlichen im Mantelraum (200) geführten weiteren Stromes (S') der Flüssigkeit (F) im Mantelraum (200) zu regeln, und/oder die Verteilung des Stromes (S) der Flüssigkeit (F) im Mantelraum (200) zu regeln.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Ein derartiger Wärmetauscher dient zum indirekten Wärmetausch zwischen einem ersten und einem zweiten Medium und weist zumindest ein Rohrbündel zur Aufnahme des ersten Mediums auf, einen das mindestens eine Rohrbündel umschließenden Mantel, der einen das Rohrbündel umgebenden Mantelraum zur Aufnahme des zweiten Mediums in Form einer Flüssigkeit definiert, und einen Flüssigkeitsverteiler, der dazu ausgebildet ist, einen im Mantelraum geführten Strom (Hauptstrom) des zweiten Mediums über einen Querschnitt des Mantelraum zu verteilen. Das Rohrbündel ist vorzugsweise aus einer Mehrzahl an Rohren gebildet, die um ein Kernrohr gewickelt sind, dass sich entlang der Längsachse (Zylinderachse) des Mantels im Mantelraum erstreckt.

[0003] Ein solcher Wärmetauscher ist aus der DE 10 2004 040 974 A1 bekannt.

[0004] In Wärmetauschern mit Fallfilmverdampfung, d.h., die zu verdampfende Flüssigkeit strömt von oben nach unten durch den Verdampfungsraum (Mantelraum) und wird dabei teilweise verdampft, beruht die Wärmeübertragung zwischen Mantelseite (Mantelraum) und Rohrseite (Rohrbündel) auf einem gleichmäßigen Wärmemengenangebot von beiden Seiten. Rohrseitig sind die Ströme gleichmäßig auf alle Lagen verteilt. Durch äußere Bedingungen kann diese gleichmäßige Verteilung jedoch beeinträchtigt werden, z.B. durch Gasmitriss in einem sonst rein flüssigen Strom. Auf der Mantelseite sind die Flüssigkeitsverteilersysteme so konzipiert, dass ein zweiphasiges Flüssigkeits-/Gasgemisch (zweites Medium) in einem Vorverteilersystem beruhigt und entgast wird. Anschließend wird die entgaste Flüssigkeit über ein Fallrohr zur Druckerzeugung aufgestaut und dem eigentlichen Hauptverteilersystem zugeführt. Die Flüssigkeit wird durch eine fest installierte Strömungsbremse im unteren Teil des Fallrohrs abgebremst und weiter entgast. Das Hauptverteilersystem ist lastunabhängig und statisch wodurch sich im Gesamtsystem ergebende Änderungen (z.B. Gasanteil, Last) auf die Güte der Verteilung auswirken können.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend das Problem zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art hinsichtlich der besagten Verteilungsgüte zu verbessern.

[0006] Dieses Problem wird durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

[0007] Danach ist ein Regelmittel vorgesehen, das dazu ausgebildet ist, die Verteilung eines zusätzlichen im Mantelraum parallel zum Strom (Hauptstrom) geführten weiteren Stromes (Teilstrom) der Flüssigkeit im Mantelraum zu steuern und/oder die Verteilung des Stromes (Hauptstromes) der Flüssigkeit im Mantelraum zu steuern.

[0008] Erfindungsgemäß wird also insbesondere mantelseitig (und ggf. rohrseitig, siehe unten) die angebotene Wärmemenge beeinflusst, um damit auf die jeweils herrschenden Zustände reagieren zu können. Hierzu wird insbesondere mantelseitig die Verteilung und Zuführung eines Teils der Flüssigkeit (weiterer Strom) parallel zum besagten (Haupt)strom geführt. Dadurch kann die Flüssigkeitsverteilung gezielt von außen auf die im Wärmetauscher vorliegenden Bedingungen angepasst werden.

[0009] Durch die separate mantelseitige Regelung des Teilstromes bzw. des weiteren Stromes der Flüssigkeit ist es möglich, Fehlverteilungen und/oder Unstetigkeiten, die durch Temperaturmessungen erfasst werde können, gezielt entgegen zu wirken. Solche Fehlverteilungen oder Unstetigkeiten können von außerhalb des Wärmetauschers aufgeprägt sein oder sich über thermodynamische Prozesse im Rohrbündel des Wärmetauschers ergeben. Durch die geregelten mantelseitige Flüssigkeitsverteilung lässt sich die Heizfläche des Wärmetauschers optimal nutzen und die Leistung auch bei ungünstigen Zuständen höher halten als ohne die vorgenannte Regelung.

[0010] Zum Verteilen der zu verteilenden Flüssigkeit des besagten (Haupt)stromes weist der Flüssigkeitsverteiler einen Hauptverteiler oberhalb des Rohrbündels auf, der mit Durchgangsöffnungen versehen ist (Lochboden), durch die hindurch die Flüssigkeit auf das Rohrbündel hinab regnen kann.

[0011] Vorzugsweise ist zumindest eine zusätzliche, mit dem Regelmittel regelbare Leitung mit zumindest einem oberhalb des Rohrbündels angeordneten Auslass vorgesehen, über den der weitere Strom der Flüssigkeit regelbar auf das Rohrbündel aufgebbar ist. Hierbei weist das Regelmittel zum Steuern der Verteilung des weiteren Stromes der Flüssigkeit auf das Rohrbündel zumindest ein Ventil der besagten Leitung auf, mit dem z.B. der effektive Querschnitt jener Leitung variierbar ist.

[0012] Weiterhin weist der Hauptverteiler zumindest einen Durchgangsbereich auf, durch den Rohre des Rohrbündels verlaufen, wobei jener Durchgangsbereich insbesondere durch zwei Verteilerarme des Hauptverteilers begrenzt ist, über die die Flüssigkeit auf das Rohrbündel aufgebbar ist. Durch diesen Durchgangsbereich ist bevorzugt auch die mindestens eine Leitung hindurchgeführt, um den weiteren Strom (Teilstrom) auf das unterhalb des Hauptverteilers angeordnete Rohrbündel vordefinierbar verteilen zu können.

[0013] Natürlich können auch zum Führen des weiteren Stromes bzw. weiterer Ströme eine Mehrzahl an Leitungen mit je zumindest einem Auslass vorgesehen sein, über die zusätzlich Flüssigkeit regelbar auf das Rohrbündel aufgebbar ist, wobei die Auslässe bevorzugt so über den (senkrecht zur Längsachse des Mantels orientierten) Querschnitt des Mantelraumes verteilt sind, das der weitere Strom der Flüssigkeit in einer radialer Richtung des Mantels zumindest auf zwei (oder auch mehrere) Sektionen des Rohrbündels und/oder in einer Umfangsrichtung des Mantels variabel verteilbar ist, also die Verteilung des weiteren Stromes auf die Sektionen für jede Sektion separat geregelt werden kann.

[0014] Zum Verteilen des besagten Stromes (Hauptstromes) der Flüssigkeit weist der Hauptverteiler vorzugsweise eine Mehrzahl an Verteilerarmen auf, die insbesondere jeweils in radialer Richtung des Mantels erstreckt sind. Dabei weisen die Verteilerarme insbesondere jeweils eine tortenstückartige (kreissektorartige) Form auf. Die Durchgangsbereiche sind dann vorzugsweise entsprechend geformt.

[0015] Zum Speisen des Hauptverteilers mit dem Strom (Hauptstrom) der zu verteilenden Flüssigkeit weist der Flüssigkeitsverteiler zumindest ein Fallrohr auf, das vorzugsweise im Kernrohr des Rohrbündels angeordnet ist und insbesondere einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Kernrohres. Der Hauptverteiler ist dabei über das mindestens eine Fallrohr mit einem Vorverteiler des Flüssigkeitsverteilers verbunden, der zum Sammeln und Beruhigen der Flüssigkeit dient.

[0016] In einer Variante der Erfindung sind die Verteilerarme zum variablen (regelbaren) Verteilen des Stromes (Hauptstromes) der Flüssigkeit in radialer Richtung zumindest in zwei separate (oder mehrere) Segmente unterteilt, die jeweils zumindest eine Durchgangsöffnung aufweisen, durch die hindurch Flüssigkeit auf das Rohrbündel regnen kann, wobei das Regelmittel dazu eingerichtet und vorgesehen ist, eine Zufuhr von Flüssigkeit in die beiden (oder mehreren) Segmente für jedes Segment separat zu regeln, so dass die Flüssigkeit in radialer Richtung des Mantels auf zumindest zwei (oder entsprechend mehrere) Sektionen des Rohrbündels variabel verteilbar ist. Hierzu können den einzelnen Segmenten Fallrohre (z.B. mit Ventilen) zugeordnet sein, über die die besagten Segmente regelbar mit Flüssigkeit des besagten Stromes (Hauptstromes) beschickt werden können, so dass die Verteilung der Flüssigkeit auf jene beiden Sektionen (oder auch mehrere Sektionen) für jede Sektion separat regelbar ist.

[0017] In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass zumindest zwei (oder mehrere) Verteilerarme dazu ausgebildet sind, entlang der radialen Richtung des Mantels jeweils unterschiedliche Sektionen des Rohrbündels mit Flüssigkeit zu beaufschlagen. Hierbei weisen die besagten Verteilerarme zum Verteilen der Flüssigkeit des Stromes (Hauptstromes) auf die Sektionen je zumindest eine Durchgangsöffnung auf, durch die hindurch Flüssigkeit auf das Rohrbündel aufgebbar ist, wobei jene Durchgangsöffnungen entlang der radialen Richtung unterschiedlich positioniert sind, so dass mit den Verteilerarmen selektiv Sektionen des Rohrbündels mit Flüssigkeit (regelbar) beaufschlagbar sind. Zum Beschicken der Verteilerarme mit der zu verteilenden Flüssigkeit sind bevorzugt eine Mehrzahl an Fallrohren vorgesehen, wobei ein Fallrohr je zumindest einen, insbesondere zwei Verteilerarme mit Flüssigkeit beaufschlägt. Hierbei sind jene Fallrohre insbesondere im Kernrohr angeordnet oder werden durch eine Unterteilung des Kernrohres in Sektionen gebildet. Über eine Regelung der Flüssigkeitszufuhr durch jene Fallrohre (z.B. mittels Ventilen) kann ebenfalls die Verteilung des besagten Stromes (Hauptstromes) der Flüssigkeit auf die Sektionen des Rohrbündels für jede Sektion separat geregelt werden.

[0018] Auch rohrseitig kann eine Regelung vorgenommen werden, die mit der mantelseitigen Regelung zusammenwirkt, indem die Rohre des Rohrbündels bzw. Rohrraumes derart um das Kernrohr gewickelt sind, dass zumindest die oben genannte erste und zweite Sektion des Rohrbündels gebildet sind (oder auch mehrere Sektionen). Dabei sind die Sektionen separat zueinander ausgebildet und umlaufen jeweils das Kernrohr, wobei die zweite Sektion die erste Sektion des Rohrbündels umgreift, d.h., die Sektionen unterteilen das Rohrbündel in der radialen Richtung des Mantels, dessen Längsachse bzw. Zylinderachse mit der Längsachse (Zylinderachse) des Kernrohres zusammenfällt. Es können mehr als zwei Sektionen, z.B. drei Sektionen, vorhanden sein.

[0019] Die erste und die zweite Sektion durchdringen einander, wenn die beiden durch die Sektionen gebildeten Hohlzylinder einander zumindest teilweise überlappen. Die radial innerste Sektion erstreckt sich in einem derartigen Fall bis zu einem gegebenen Radius R1 vom Kernrohr weg. Die zweite Sektion erstreckt sich von einem Radius R2 bis zu einem Radius R3 vom Kernrohr. Umgibt die zweite Sektion die erste Sektion ist der Radius R2 mindestens so groß wie der Radius R1. Durchdringt die zweite Sektion die erste Sektion ist der Radius R2 kleiner als R1. Die beiden Hohlzylinder, die durch die Sektionen gebildet werden, überlappen somit zumindest teilweise. Im Rahmen der Erfindung ist auch der vollständige Überlapp der beiden Sektionen möglich.

[0020] Je nach konkreter Ausgestaltung der Erfindung sind auch 3 oder mehr Sektionen vorteilhaft, wobei die einzelnen Sektionen einander umgeben oder durchdringen können. Analog zu den vorangegangenen Erläuterungen ist es vorteilhaft, wenn eine dritte Sektion eine zweite Sektion umgibt, welche wiederum eine erste Sektion umgibt. Ebenso ist es in einer alternativen Ausgestaltung vorteilhaft, wenn eine dritte Sektion eine zweite Sektion durchdringt, welche eine erste Sektion durchdringt. Kombinationen von sich umgebenden Sektionen mit sich durchdringenden Sektionen sind ebenso wie mehr als 3 Sektionen alternative zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.

[0021] Die separaten (hohlzylinderförmigen) Sektionen weisen weiterhin jeweils zumindest einen zugeordneten Einlass auf, so dass sie jeweils separat mit dem ersten Medium beschickbar sind. Diesbezüglich kann ein weiteres Regelmittel vorgesehen sein, mit dem die Einspeisung des ersten Mediums über den jeweiligen Einlass einer Sektion separat von der Einspeisung des ersten Mediums über die Einlässe der anderen Sektionen regelbar ist (z.B. mittels den Einlässen zugeordneten Ventilen). Weiterhin umfassen die einzelnen Sektionen jeweils zumindest einen zugeordneten Auslass zum Auslassen des ersten Mediums aus dem Rohrraum bzw. Mantel.

[0022] Bevorzugt erfolgt die Regelung auf der Rohrseite und/oder der Mantelseite in Abhängigkeit von der Messung der Temperatur an einem oder mehreren Punkten des Wärmetauschers. Zweckmäßigerweise weist der Wärmetauscher mindestens Lichtwellenleiter auf, der mit einer geeigneten Vorrichtung zur Bestimmung der Temperatur aus den Signalen des Lichtwellenleiters verbunden ist. Die Verwendung von Lichtwellenleitern ermöglicht die Bestimmung der Temperatur an einem beliebigen und an beliebig vielen Punkten des Lichtleiters über die Auswertung optischer Signale aus der Raman Streuung, der Brillioun Streuung oder der Streuung am Bragg-Gitter. Alle diese Signale sind temperaturabhängig und daher zur Temperaturbestimmung geeignet. Die Lichtwellenleiter werden dabei vorteilhafterweise direkt auf den Rohren oder in den Rohren des Wärmetauschers befestigt.

[0023] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen bei den nachfolgenden Figurenbeschreibungen von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren erläutert werden.

[0024] Es zeigen:

Fig. 1

eine ausschnitthafte, schematische Schnittansicht eines Wärmetauschers mit einem regelbaren Teilstrom einer zu verteilenden Flüssigkeit;

Fig. 2

eine schematische Draufsicht auf Verteilerarme eines Flüssigkeitsverteilers eines Wärmetauschers zum Regeln der Verteilung eines Hauptstromes einer zu verteilenden Flüssigkeit; und

Fig. 3

eine weitere schematische Schnittansicht eines Wärmetauschers mit einem Rohrbündel, das separat (regelbar) beaufschlagbare radiale Sektionen ausbildet;

[0025] Figur 1 zeigt einen Wärmetauscher 1, der einen, insbesondere hohlzylindrischen, drucktragenden Mantel 20 aufweist (in der Figur 1 nicht dargestellt), dessen Längs- bzw. Zylinderachse sich - bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Zustand des Wärmetauschers 1 - entlang der Vertikalen Z erstreckt. Der Mantel 20 begrenzt einen Mantelraum 200, in dem ein gewickeltes Rohrbündel 10 angeordnet ist. Dieses weist mehrere Rohre auf, die in mehreren Lagen um ein Kernrohr 100 gewickelt sind, dessen Längsachse mit der Längsachse des Mantels 20 zusammenfällt. Das Rohrbündel 10 ist also koaxial bezüglich des Mantels 20 angeordnet.

[0026] In den Rohrraum (Rohrbündel 10) wird zumindest ein erstes Medium eingespeist, das entlang der Vertikalen Z aufwärts strömt. Der Mantelraum 200 dient zur Aufnahme eines zweiten Mediums in Form einer Flüssigkeit F, die auf das mindesten eine Rohrbündel 10 aufgegeben wird und im Mantelraum entlang der Vertikalen Z abwärts strömt. Aufgrund der Ausbildung des Rohrbündels 10 als gewickeltes Rohrbündel wird das erste Medium somit im Kreuzgegenstrom zur Flüssigkeit F geführt.

[0027] Zum Verteilen der Flüssigkeit F im Mantelraum 200 wird ein in den Mantel 20 eingeleiteter Strom S der Flüssigkeit F in einem Vorverteiler 43 gesammelt, beruhigt und entgast. Der Vorverteiler 43 weist zum Aufnehmen der Flüssigkeit F dabei eine umlaufende Wandung auf, die von einem quer zur Längsachse des Mantels 20 verlaufenden Boden abgeht. Der Boden des Vorverteilers ist über ein im Kernrohr 100 verlaufendes Fallrohr 380 mit einem Hauptverteiler 44 verbunden, um diesen mit dem Strom S der Flüssigkeit F zu speisen, wobei jener Hauptverteiler 44 zum Verteilen des Stromes S der Flüssigkeit F über den gesamten Querschnitt des Mantelraumes 200 quer zur Vertikalen Z eine Mehrzahl an Verteilerarmen 300 aufweist (vgl. Figur 2), die jeweils kreissektorförmig in einer radialen Richtung R des Mantels 20 vom Kernrohr 100 abgehen, so dass zwischen den Verteilerarmen 300 Durchgangsbereiche 45 gebildet werden (vgl. Figur 2), durch die hindurch die Rohre des Rohrbündels 10 am Hauptverteiler 44 vorbeigeführt werden können.

[0028] Die Verteilerarme 300 weisen jeweils einen Boden mit einer Mehrzahl an Durchgangsöffnungen auf (so genannte Lochböden), durch die hindurch in die Verteilerarme 300 eingeleitet Flüssigkeit F auf das entlang der Vertikalen Z darunter angeordnete Rohrbündel 10 regnen kann.

[0029] Um auf die Verteilung der Flüssigkeit F im Mantelraum Einfluss nehmen zu können und ggf. z.B. einer Ungleichverteilung entgegenwirken zu können, wird nun mantelseitig die Verteilung und Zuführung eines Teils der Flüssigkeit F in Form zumindest eines weiteren Stromes S' parallel zum (Haupt)strom S geführt.

[0030] Hierzu sind zusätzliche Leitungen 330 zum Leiten des weiteren Stromes S' (bzw. der weiteren Ströme) vorgesehen, die über entsprechende Einlässe/Stutzen 332 in den Mantelraum 200 geführt sind und jeweils zumindest einen Auslass 331 aufweisen, über die die Flüssigkeit F zusätzlich regelbar auf das mindestens eine Rohrbündel 10 aufgegeben werden kann. Die Leitungen 330 verfügen daher jeweils über ein Ventil 333. Um die Flüssigkeit F kontrolliert über die Leitungen 330 auf das Rohrbündel 10 aufgeben zu können, sind die Leitungen 330 durch die besagten Durchgangsbereiche 45des Hauptverteilers 44 hindurchgeführt und deren Auslässe 331 oberhalb des Rohrbündels 10 angeordnet, und zwar insbesondere so, dass das Rohrbündel 10 in der radialen Richtung R des Mantels 20 sektionsweise separat regelbar mit der Flüssigkeit F beaufschlagbar ist. Die besagten Sektionen des Mantels umlaufen dabei jeweils das Kernrohr 100 und sind dabei hohl(kreis)zylinderförmig ausgebildet. Die einzelnen Sektionen umgreifen somit jeweils die radial weiter innen gelegenen Sektionen.

[0031] Figur 2 zeigt Möglichkeiten zur Regelung des Hauptstromes S. Hierbei können die kreissektorförmig ausgebildeten Verteilerarme 300 eines Hauptverteilers 44 nach Art der Figur 1, die durch die besagten Durchgangsbereiche 45 voneinander separiert sind, zum variablen Verteilen des Stromes S der Flüssigkeit F in der radialen Richtung R zumindest in z.B. drei separate Segmente 351, 352, 353 unterteilt sein, die jeweils zumindest eine Durchgangsöffnung 370 aufweisen, durch die hindurch die Flüssigkeit F auf das darunter gelegene Rohrbündel 10 abregnen kann. Wird nun eine Zufuhr von Flüssigkeit F in die besagten Segmente 351, 352, 353 für jedes der Segmente 351, 352, 353 separat geregelt, z.B. indem jedes Segment 351, 352, 353 über ein mittels eines Ventils regelbares Fallrohr beschickt wird (z.B. aus einem Vorverteiler 43), so kann der Strom S der Flüssigkeit F in radialer Richtung R des Mantels 20 auf eine der Segmentanzahl entsprechende Anzahl an Sektionen des Rohrbündels (siehe oben) variabel verteilt werden.

[0032] Alternativ hierzu können die Verteilerarme 300 dazu ausgebildet sein, unterschiedliche Sektionen des Rohrbündels 10 mit Flüssigkeit F zu beaufschlagen, z.B. durch eine entsprechende Verteilung der Durchgangslöcher 371 der Verteilerarme 300 entlang der radialen Richtung R gemäß Figur 2. Um dies zu illustrieren, weisen die Verteilerarme 300 gemäß Figur 2 je eine Durchgangsöffnung 371 auf, die gegenüber den entsprechenden Durchgangsöffnungen 371 der benachbarten Verteilerarme 300 in der radialen Richtung R verschoben ist. Andere derartige Verteilungen, insbesondere mit mehreren Durchgangslöchern pro Verteilerarm 300 sind ebenfalls denkbar. Um nun die einzelnen Verteilerarme 300 mit Flüssigkeit F des (Haupt)stromes S beschicken zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Kernrohr 100 in Sektionen 381 - 386 unterteilt ist, so dass eine entsprechende Anzahl an Fallrohren gebildet wird, die jeweils vorzugsweise regelbar ausgestaltet sind (z.B. mittels Ventilen) und jeweils zumindest einen zugeordneten Verteilerarm 300 mit der Flüssigkeit F beschicken (vgl. Fig. 2). Es ist auch denkbar, dass eine Sektion 381 - 386 des Kernrohres 100 mehr als einen Verteilerarm 300, z.B. zwei Verteilerarme 300, mit der Flüssigkeit F beaufschlagt. Die besagten Fallrohre 381 - 386 wiederum können z.B. aus einem Vorverteiler 43 gemäß Figur 1 gespeist werden.

[0033] Figur 3 zeigt ferner anhand einer schematischen Schnittansicht eines Wärmetauschers 1 die zusätzliche Möglichkeit zur entsprechenden sektionsweisen Aufteilung bzw. Regelung der Rohrströme. Hierzu sind bevorzugt die Rohre des koaxial zum Mantel 20 des Wärmetauschers 1 angeordneten Rohrbündels 10 derart um das Kernrohr 100 (nicht gezeigt) gewickelt, dass vorliegend exemplarisch eine erste, eine zweite und einen dritte hohlzylinderförmige Sektion 11, 12, 13 des Rohrbündels 10 gebildet wird, die separat zueinander ausgebildet sind und jeweils das Kernrohr 100 umlaufen, wobei die zweite Sektion 12 die erste Sektion 11 des Rohrbündels 10 und die dritte Sektion 13 die beiden anderen Sektionen 11, 12 umgreift. Diese Sektionen 11, 12, 13 können nun separat regelbar mit der Flüssigkeit F wie oben beschrieben beregnet werden. Darüber hinaus können die drei Sektionen 11, 12, 13 nicht nur separat über zumindest einen zugeordneten Einlass E, E', E" an einem unteren Ende des Mantels 20 mit dem ersten Medium beschickt werden, sondern die Beaufschlagung der Rohrseite kann auch über den Einlässen E, E', E" zugeordnete Ventile 301, 302, 303 eines weiteren Regelmittels 30 in Ergänzung zur mantelseitigen Regelung geregelt werden. Das in die Sektionen 11, 12, 13 eingeleitete Medium kann schließlich an einem oberen Ende des Mantels 20 über zumindest je einen Auslass A, A, A" pro Sektion aus dem Rohrbündel 10 abgezogen werden.

Bezugszeichenliste

[0034] 

1	Wärmetauscher
10	Rohrbündel
11	Erste Sektion
12	Zweite Sektion
13	Dritte Sektion
20	Mantel
30	Weiteres Regelmittel
33	Regelmittel
40	Flüssigkeitsverteiler
43	Vorverteiler
44	Hauptverteiler
45	Durchgangsbereich
100	Kernrohr
200	Mantelraum
300	Verteilerarm
301	Ventil
302	Ventil
303	Ventil
330	Leitung
331	Auslass
332	Einlass
333	Ventil
351	Segment
352	Segment
353	Segment
370	Durchgangsöffnung
371	Durchgangsöffnung
380	Fallrohr
381-386	Sektion Fallrohr
A, A', A"	Auslass
E, E', E"	Einlass
S	Strom
S'	Weiterer Strom
R	Radiale Richtung
Z	Vertikale
U	Umfangsrichtung

Ansprüche

1. Wärmetauscher zum indirekten Wärmetausch zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten Medium, mit:

- einem aus einer Mehrzahl um ein Kernrohr (100) gewickelter Rohre gebildeten Rohrbündel (10) zur Aufnahme des ersten Mediums,

- einem das Rohrbündel (10) umschließenden Mantel (20), der einen das Rohrbündel (10) umgebenden Mantelraum (200) zur Aufnahme des zweiten Mediums begrenzt, und

- einem Flüssigkeitsverteiler (40), der dazu eingerichtet und vorgesehen ist, einen im Mantelraum (200) geführten Strom (S) des zweiten Mediums in Form einer Flüssigkeit (F) im Mantelraum (200) zu verteilen,

dadurch gekennzeichnet,
dass ein Regelmittel (33) vorgesehen ist, das dazu eingerichtet und vorgesehen ist,

- die Verteilung eines zusätzlichen im Mantelraum (200) geführten weiteren Stromes (S') der Flüssigkeit (F) im Mantelraum (200) zu regeln, und/oder

- die Verteilung des Stromes (S) der Flüssigkeit (F) im Mantelraum (200) zu regeln.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsverteiler (40) einen Hauptverteiler (44) oberhalb des Rohrbündels (10) zur Aufnahme zu verteilender Flüssigkeit (F) des besagten Stromes (S) aufweist, wobei der Hauptverteiler (44) Durchgangsöffnungen aufweist, durch die hindurch die Flüssigkeit (F) auf das Rohrbündel (10) aufgebbar ist.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zusätzliche Leitung (300) mit zumindest einem Auslass vorgesehen ist, über den der weitere Strom (S') der Flüssigkeit (F) regelbar auf das Rohrbündel (10) aufgebbar ist, wobei das Regelmittel (33) insbesondere zum Regeln der Verteilung des weiteren Stromes (S') der Flüssigkeit (F) zumindest ein Ventil (333) für die Leitung (300) aufweist.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 3 soweit rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptverteiler (44) zumindest einen Durchgangsbereich (45) aufweist, durch den Rohre des Rohrbündels (10) hindurchgeführt sind, wobei jener Durchgangsbereich (45) insbesondere durch zwei Verteilerarme (300) des Hauptverteilers (44) begrenzt ist, über die die Flüssigkeit (F) auf das Rohrbündel (10) aufgebbar ist.

5. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leitung (330) durch den mindestens einen Durchgangsbereich (45) hindurchgeführt ist.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 3 oder nach einem der Ansprüche 4 bis 5 soweit rückbezogen auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl an Leitungen (330) mit je zumindest einem Auslass (331) vorgesehen sind, über die der weitere Strom (S') der Flüssigkeit (F) regelbar auf das Rohrbündel (10) aufgebbar ist, wobei die Auslässe (331) so über den Querschnitt des Mantelraumes (200) verteilt sind, dass der weitere Strom (S') der Flüssigkeit (F) in einer radialer Richtung (R) des Mantels (20) zumindest auf eine erste und eine zweite Sektion (11, 12, 13) des Rohrbündels (10) und/oder in einer Umfangsrichtung (U) des Mantels (20) variabel verteilbar ist.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder nach einem der Ansprüche 3 bis 6 soweit rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptverteiler (44) eine Mehrzahl an Verteilerarmen (300) aufweist, die insbesondere jeweils in radialer Richtung (R) des Mantels (20) erstreckt sind.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerarme (300) zum variablen Verteilen des Stromes (S) der Flüssigkeit (F) in radialer Richtung (R) zumindest in zwei separate Segmente (351, 352, 353) unterteilt sind, die jeweils zumindest eine Durchgangsöffnung (370) aufweisen, durch die hindurch Flüssigkeit (F) auf das Rohrbündel (10) aufgebbar ist, wobei das Regelmittel (33) dazu eingerichtet und vorgesehen ist, eine Zufuhr von Flüssigkeit (F) in die beiden Segmente (351, 352, 353) separat zu regeln, so dass die Flüssigkeit (F) in radialer Richtung (R) des Mantels (20) auf zumindest eine erste und eine zweite Sektion (11, 12, 13) des Rohrbündels (10) entsprechend variabel verteilbar ist.

9. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Verteilerarm (300) dazu eingerichtet und vorgesehen ist, entlang der radialen Richtung (R) des Mantels (20) eine erste Sektion (11) und zumindest ein anderer Verteilerarm (300) dazu eingerichtet und vorgesehen ist, entlang der radialen Richtung (R) des Mantels (20) eine davon verschiedene zweite Sektion (12) des Rohrbündels mit Flüssigkeit (F) zu beaufschlägen, wobei insbesondere die beiden Verteilerarme (300) zum Verteilen der Flüssigkeit (F) auf die beiden Sektionen (11, 12) je zumindest eine Durchgangsöffnung (371) aufweisen, durch die hindurch Flüssigkeit (F) auf das Rohrbündel (10) aufgebbar ist, wobei jene Durchgangsöffnungen (371) entlang der radialen Richtung (R) unterschiedlich positioniert sind, und wobei insbesondere zum Speisen der Verteilerarme (300) mit der Flüssigkeit (F) eine Mehrzahl an Fallrohren (381-386) vorgesehen ist, wobei ein Fallrohr (381-386) je zumindest einen, insbesondere zwei Verteilerarme (300) mit Flüssigkeit (F) beaufschlagt, und wobei insbesondere die Fallrohre (381 - 386) im Kernrohr (100) angeordnet sind oder durch eine Unterteilung des Kernrohres (100) in Sektionen (381 - 386) gebildet sind.

10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 6, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre des Rohrbündels (10) derart um das Kernrohr (100) gewickelt sind, dass zumindest die erste und die zweite Sektion (11, 12, 13) des Rohrbündels (10) gebildet wird, wobei die beiden Sektionen (11, 12, 13) separat zueinander ausgebildet sind und jeweils das Kernrohr (100) umlaufen, wobei die zweite Sektion (12) die erste Sektion (11) des Rohrbündels (10) umgibt, und wobei die beiden Sektionen (11, 12) jeweils zumindest einen zugeordneten Einlass (E, E') aufweisen, so dass die beiden Sektionen (11, 12) separat mit dem ersten Medium beschickbar sind.

11. Wärmetauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Regelmittel (30) vorgesehen ist, mit dem die Einspeisung des ersten Mediums in die erste Sektion (11) des Rohrbündels (10) über den Einlass (E) der ersten Sektion (11) separat von der Einspeisung des ersten Mediums in die zweite Sektion (12) des Rohrbündels (10) über den Einlass (E') der zweiten Sektion (12) regelbar ist.

12. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Regelmittel (30) zumindest ein Ventil (301) für den Einlass (E) der ersten Sektion (11) und ein Ventil (332) für den Einlass (E') der zweiten Sektion (12) umfasst.

13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sektionen (11, 12) jeweils zumindest einen zugeordneten Auslass (A, A') zum Auslassen des ersten Mediums aufweisen.

14. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre derart um das Kernrohr (100) gewickelt sind, dass eine weitere dritte umlaufende Sektion (13) des Rohrbündels (10) gebildet ist, die die zweite Sektion (12) umgibt, wobei die dritte Sektion (13) zumindest einen zugeordneten Einlass (E") aufweist, so dass die dritte Sektion (13) separat zu den beiden anderen Sektionen (11, 12) mit dem ersten Medium beschickbar ist, und wobei insbesondere das Regelmittel (30) dazu eingerichtet und vorgesehen ist, die Einspeisung des ersten Mediums in die dritte Sektion (13) des Rohrbündels (10) über den Einlass (E") der dritten Sektion (13) separat von der Einspeisung des ersten Mediums über die anderen Einlässe (E, E') zu regeln, und wobei insbesondere das Regelmittel (30) zumindest ein Ventil (303) für den Einlass (E") der dritten Sektion (13) umfasst, und wobei die dritte Sektion (13) zumindest einen zugeordneten Auslass (A") zum Auslassen des ersten Mediums aus der dritten Sektion (13) des Rohrbündels (10) aufweist.

15. Wärmetauscher nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher mindestens Lichtwellenleiter aufweist, der mit einer geeigneten Vorrichtung zur Bestimmung der Temperatur aus den Signalen des Lichtwellenleiters verbunden ist.

Zeichnung