Wärmeaustauscher mit zirkulierender Wirbelschicht

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf einen Wärmeaustauscher mit zirkulierender Wirbelschicht aus inerten Feststoffteilchen - mit einem Rohrbündel aus parallelen vertikalen Steigrohren und zumindest einem Rückführrohr sowie endseitigen Rohrböden, einer unteren Verteilerkammer und einer oberen Sammlerkammer für den durch das Rohrbündel geführten Stoffstrom, wobei die Feststoffteilchen in den Steigrohren durch den aufwärtsströmenden Stoffstrom fluidisiert sowie nach oben mitgeführt werden und durch das Rückführrohr in die Verteilerkammer zurückgelangen. - Bevorzugte Anwendung des Wärmeaustauschers ist die Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere belagbildenden Flüssigkeiten, ohne Phasenwechsel.

[0002] Ein Wärmeaustauscher des beschriebenen Aufbaus ist aus der DE-OS 34 32 864 bekannt. Der mit zirkulierender Wirbelschicht arbeitende Wärmeaustauscher zeichnet sich durch einen guten Wärmeübergang an der Innenseite der Wärmetauscherrohre aus. Belagbildungen an der Wärmetauscherfläche werden durch die Wirbelschicht aus inerten Feststoffen wirksam verhindert, so daß der Wärmeaustauscher seine Wärmetauscherleistung über lange Zeiträume hinweg beibehält. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen besteht das Rohrbündel aus metallischen Werkstoffen. Metallische Werkstoffe halten der abrasiven Beanspruchung durch die Wirbelschicht stand, doch ist die chemische Beständigkeit und Korrosionsfestigkeit solcher Werkstoffe nicht in allen Fällen ausreichend. Bei extremer Korrosionsbeanspruchung bietet sich die Verwendung von Graphit an. Graphit ist gegenüber den meisten agressiven Medien widerstandsfähig, in weitem Temperaturbereich verwendbar und besitzt eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Die Abriebsfestigkeit von Graphit liegt jedoch weit unter der metallischer Werkstoffe. Zwar gehören Rohrbündelwärmeaustauscher aus Graphit zum Stand der Technik, doch sind die bekannten Ausführungen nicht als Wirbelschicht-Wärmeaustauscher geeignet. Versuche haben gezeigt, daß an den Graphit-Rohrbündeln ein nichtakzeptabler Verschleiß auftritt, wenn die Wärmeaustauscher ohne zusätzliche Maßnahmen mit einer zirkulierenden Wirbelschicht aus inerten Feststoffteilchen betrieben werden. Dabei wurde festgestellt, daß der Verschleißfortschritt einer Progression unterliegt.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wirbelschichtwärmeaustauscher anzugeben, dessen Korrosionseigenschaften denen eines Graphit-Wärmeaustauschers entsprechen und der einer abrasiven Beanspruchung durch das Wirbelgut standhält.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das Rohrbündel aus Graphitrohren und graphitischen Rohrböden besteht, wobei die Graphitrohre in Sacklöcher der Rohrböden eingesetzt sind und mit Anschlußbohrungen der Rohrböden glatte Strömungskanäle bilden, daß die Anschlußbohrungen der beiden Rohrböden außenseitig endende Bohrungserweiterungen aufweisen, in die metallische, keramische oder aus Kunststoff bestehende zylindrische Verschleißschutzhülsen eingesetzt sind, daß die in den unteren Rohrboden eingesetzten unteren Verschleißschutzhülsen mit Abstand von dem unteren Rohrboden in der Verteilerkammer enden, wobei die den Steigrohren zugeordneten Verschleißschutzhülsen einerseits und die untere Verschleißschutzhülse für das Rückführrohr andererseits unterschiedliche Längen besitzen, daß die in den oberen Rohrboden eingesetzten und den Steigrohren zugeordneten oberen Verschleißschutzhülsen oberhalb des oberen Rohrbodens in der Sammlerkammer enden und daß der Durchmesser der Bohrungserweiterungen mindestens um das zweifache Wandstärkenmaß der Verschleißschutzhülsen größer ist als der Durchmesser der Strömungskanäle. - Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Strömungswirbel in Folge des Carnot'schen Stoßverlustes an den Austrittsmündungen der Steigrohre und des Rückführrohres schädlich sind. Ähnliches gilt für den Einlaufbereich der Steigrohre und des Rückführrohres. Auch hier führen Strömungseffekte im Einlaufbereich zu einem erhöhten und die Standzeit des Wärmetauschers begrenzenden Verschleiß der Graphitbauteile. Besonders verschleißanfällig sind dabei Bereiche an und hinter rückspringenden Kanten. Erfindungsgemäß sind sowohl der untere Rohrboden als auch der obere Rohrboden an den verschleißgefährdeten Bereichen durch Verschleißschutzhülsen geschützt, die einzeln in Bohrungserweiterungen der Anschlußbohrungen eingesetzt sind. Anzustreben ist ein stufenloser Übergang zwischen Verschleißschutzhülse und dem anschließenden Strömungskanal. Der Innendurchmesser der Verschleißschutzhülsen darf auch etwas größer sein als der Durchmesser des sich anschließenden Strömungskanals. Eine im Einlaufbereich vorspringende Kante aus graphitischem Werkstoff wird durch die im Stoffstrom fluidisierten Festteilchen abgeschliffen, bis ein stufenloser Übergang ausgebildet ist. Keinesfalls darf der Innendurchmesser der Hülse kleiner sein als der Durchmesser der Anschlußbohrung bzw. der Innendurchmesser des anschließenden Graphitrohres, da sich in Folge einer Strömungsablösung hinter der rückspringenden Kante Strömungswirbel bilden, die örtlichen Verschleiß des Graphits zur Folge haben. Mit zunehmendem Verschleißfortschritt verstärkt sich dieser Effekt. Hingegen ist eine rückspringende Kante 4 an den Austrittsmündungen der Steigrohre bzw. des Rückführrohres unschädlich, da die durch Ablösung verursachten Strömungswirbel in einem Bereich auftreten, der durch die Verschleißschutzhülse bewehrt ist.

[0005] Graphitrohre mit vorgegebenem Nenndurchmesser weisen beachtliche fertigungsbedingte Toleranzabweichungen von dem Nenndurchmesser auf. Diese Toleranzabweichungen können bei einem Graphitrohr mit einem Nenndurchmesser von 1 Zoll bis zu 2 Millimeter betragen. Bei einem Wärmeaustauscher mit einem Rohrbündel aus Graphitrohren gleichen Nenndurchmessers sind nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung alle Bohrungserweiterungen mit gleichem Durchmesser ausgeführt, wobei der Durchmesser der Bohrungserweiterungen um das 2-fache Wandstärkenmaß der Verschleißschutzhülse größer ist als der unter Berücksichtigung der Toleranzabweichungen größtmögliche Graphitrohrinnendurchmesser. Die Einspannlänge der Verschleißschutzhülsen kann ohne weiteres so bemessen werden, daß durch Unstetigkeitsstellen bewirkte Strömungswirbel abgebaut sind, wenn der Stoffstrom graphitische Wandflächen erreicht. Vorzugsweise beträgt die Einspannlänge der Verschleißhülsen in den Rohrböden das 2,5 bis 8-fache des Strömungskanaldurchmessers. Die an den Steigrohraustritten verursachten Strömungswirbel in Folge eines Carnot'schen Stoßverlustes sind unschädlich, wenn der Überstand der oberen, den Steigrohren zugeordneten Verschleißschutzhülsen von dem oberen Rohrboden mindestens das 2,5-fache des Durchmessers der Strömungskanäle beträgt. Ein ausreichender Verschleißschutz der dem Rückführrohr zugeordneten Anschlußbohrung des oberen Rohrbodens ist insbesondere dann gewährleistet, wenn die zugeordnete Verschleißschutzhülse mit vorstehendem Kragen an den Rohrboden anschließt. Kragen meint insbesondere einen Überstand von einigen wenigen Millimetern.

[0006] Im Rahmen der Erfindung liegt es, Verschleißschutzhülsen aus keramischen Werkstoffen einzusetzen, die formschlüssig eingesetzt, eingeklebt oder eingekittet sein können. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht jedoch vor, daß die Verschleißschutzhülsen aus biegeelastischem Werkstoff bestehen und in ihrem Einspannbereich in Längsrichtung geschlitzt und mittels eines Klemmsitzes an den Rohrböden befestigt sind. In Betracht kommen Kunststoffe und insbesondere hochfeste und korrosionsbeständige Stähle. Ein Längsschlitz im Einspannbereich der Verschleißschutzhülsen wirkt als Dehnungsfuge und verhindert, daß sich in den Rohrböden unzulässig hohe Durckspannungen in Folge unterschiedlicher thermischer Ausdehung der Verschleißschutzhülsen und des Graphitbodens aufbauen. Gleichzeitig gewährleistet die Schlitzung der Verschleißschutzhülsen eine für den Klemmsitz ausreichende Federelastizität der in den Rohrböden eingesetzten Bauteile. Es versteht sich, daß die Verschleißschutzhülsen im Einspannbereich mit einem oder auch mehreren Längsschlitzen ausgebildet sein können, deren Breite so bemessen ist, daß die im Stoffstrom fluidisierten Feststoffteilchen die Graphitwandung nicht erreichen oder zumindest keine abrasive Wirkung auf die in dem Längsschlitz freigelegte Graphitwandung ausüben. Eine weitere Verbesserung des Klemmsitzes ist erreichbar, wenn die Verschleißschutzhülsen an der Mantelaußenseite schraubenlinienförmig verlaufende Rillen oder Riefen aufweisen. Werden metallische Werkstoffe oder Kunststoffe zur Herstellung der Verschleißschutzhülsen verwendet, so können diese Riefen oder Rillen durch spanabhebende Fertigungsverfahren ohne weiteres hergestellt werden.

[0007] Die Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß die ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und chemische Beständigkeit von Graphit auch bei einem Wärmeaustauscher genutzt wird, der mit zirkulierender Wirbelschicht aus inerten Feststoffteilchen betrieben wird. Der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher zeichnet sich durch guten Wärmedurchgang und gute Korrosionsbeständigkeit aus und ermöglicht die Behandlung von belagbildenden Flüssigkeiten. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist der abrasive Verschleiß an dem graphitischen Rohrbündel beherrschbar. Ausreichende Standzeiten können erreicht werden. Die Verschleißschutzhülsen unterliegen keiner Druckbeanspruchung und werden von Zeit zu Zeit ausgewechselt. Sie können folglich aus preiswerten Werkstoffen gefertigt werden. Das gilt insbesondere, wenn sie nach bevorzugter Ausführung der Erfindung durch einen Klemmsitz an den Rohrböden befestigt sind.

[0008] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1

einen Längsschnitt durch einen Wärmeaustauscher mit zirkulierender Wirbelschicht aus inerten Feststoffteilchen,

Fig. 2

einen Ausschnitt des unteren Rohrbodens des in Fig. 1 dargestellten Wärmeaustauschers, in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3

bis 6 Verschleißschutzhülsen für den Einbau in den unteren sowie den oberen Rohrboden des in Fig. 1 dargestellten Wärmeaustauschers.

[0009] Der in den Figuren dargestellte Wärmeaustauscher arbeitet mit einer zirkulierenden Wirbelschicht aus inerten Feststoffteilchen und ist für die Wärmebehandlung von Flüssigkeiten ohne Phasenwechsel bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau des Wärmetauschers gehören ein Rohrbündel 1 aus parallelen vertikalen Steigrohren 2 und zumindest einem Rückführrohr 3 sowie endseitigen Rohrböden 4, 5, eine untere Verteilerkammer 6 und eine obere Sammlerkammer 7 für den durch das Rohrbündel 1 geführten Stoffstrom. Im übrigen weist der Wärmeaustauscher einen Wärmetauschermantel 8 mit Rohranschlüssen für im Mantelraum geführtes Heiz- oder Kühlmedium auf. Die Feststoffteilchen 9 werden in den Steigrohren 2 durch den aufwärtsströmenden Stoffstrom fluidisiert sowie nach oben mitgeführt. Durch das Rückführrohr 3 gelangen sie in die Verteilerkammer 6 zurück. Der Fig. 1 entnimmt man, daß an die Steigrohre sowie an das Rückführrohr 3 Endstücke 10, 11 anschließen, die mit Abstand zu dem unteren Rohrboden 4 in der Verteilerkammer 6 ausmünden. Die den Steigrohren 2 zugeordneten Endstücke 10 enthalten seitliche Bypassöffnungen 12, die der Stabilisierung der Wirbelschicht dienen. Im übrigen sind die Endstücke 10 für die Steigrohre 2 einerseits und das Endstück 11 für das Rückführrohr 3 andererseits mit unterschiedlicher Länge ausgebildet.

[0010] Das Rohrbündel 1 besteht aus Graphitrohren 2, 3 und aus graphitischen Rohrböden 4, 5. Die Graphitrohre 2, 3 sind in Sacklöcher der Rohrböden 4, 5 eingesetzt und bilden mit Anschlußbohrungen 13 der Rohrböden glatte Strömungskanäle. Die Durchmesser der Anschlußbohrungen 13 und die Graphitrohrinnendurchmesser entsprechen sich und bilden den Strömungskanaldurchmesser D. Die Anschlußbohrungen 13 sowohl des unteren als auch des oberen Rohrbodens 4, 5 weisen ferner außenseitig endende Bohrungserweiterungen 14 auf, in die nichtgraphitische zylindrische Verschleißschutzhülsen 15, 15', 15'' eingesetzt sind. Dabei sind die in den unteren Rohrboden 4 eingesetzten Verschleißschutzhülsen 15 rückwärtig als Steigrohrendstücke 10 bzw. Rückführrohrendstück 11 ausgebildet. Die Verschleißschutzhülsen 15' für die Austrittsmündungen der Steigrohre 2 weisen oberhalb des oberen Rohrbodens 5 endende Austrittsverlängerungen 16 auf, die mindestens das 2,5-fache des Graphitrohrinnendurchmessers D betragen sollen. In der Anschlußbohrung 13 des oberen Rohrbodens 5, die dem Rückführrohr 3 zugeordnet ist, ist ferner eine Verschleißschutzhülse 15'' eingesetzt, die mit einem vorstehenden Kragen 17 an den Rohrboden anschließt. Kragen 17 meint hier einen Überstand von einigen Millimetern. Die Einspannlänge L der Verschleißschutzhülsen 15, 15', 15'' in den Rohrböden 4, 5 kann je nach Dicke des Rohrbodens das 2,5 bis 8-fache des Graphitrohrinnendurchmessers D betragen.

[0011] Einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß der Innendurchmesser D' der Verschleißschutzhülsen 15, 15', 15'' und der Strömungskanaldurchmesser bzw. Innendurchmesser der Graphitrohre D nahezu übereinstimmen, wobei der Innendurchmesser D' der Verschleißschutzhülsen auch etwas größer sein darf als der Durchmesser D des sich anschließenden Strömungskanals 13. Der Durchmesser der Bohrungserweiterung D_B ist also mindestens um das 2-fache Wandstärkenmaß s der Verschleißschutzhülsen 15, 15', 15'' größer als der Strömungskanaldurchmesser D. Besteht das Rohrbündel 1 aus Graphitrohren 2, 3 gleichen Nenndurchmessers, deren Innendurchmesser D fertigungsbedingte Toleranzabweichungen von dem Nenndurchmesser aufweisen, so sind zweckmäßigerweise alle Bohrungserweiterungen 14 mit gleichem Durchmesser D_B ausgeführt, wobei der Durchmesser D_B der Bohrungserweiterungen um das 2-fache Wandstärkenmaß s der Verschleißschutzhülsen 15, 15', 15'' größer ist als der unter Berücksichtigung der Toleranzabweichungen größtmögliche Graphitrohrinnendurchmesser D.

[0012] Die in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Verschleißschutzhülsen 15, 15', 15'' bestehen aus metallischem Werkstoff, insbesondere einem hochfesten und korrosionsbeständigen Stahl. Sie weisen einen in Längsrichtung geschlitzten Einspannbereich 18 auf. Mittels eines Klemmsitzes sind sie in dem Einspannbereich 18 an den Rohrböden 4, 5 befestigbar. Man erkennt, daß die Verschleißschutzhülsen 15 je nach der ihnen zugedachten Funktion mit unterschiedlicher Länge ausgeführt sind und daß die als Steigrohrendstücke 10 an den unteren Rohrboden 4 angeschlossenen Verschleißschutzhülsen 15 zusätzliche Bypassöffnungen 12 zur Stabilisierung der Wirbelschicht aufweisen. Die Außenfläche der Verschleißschutzhülsen ist glatt. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber, an der Mantelaußenseite schraubenlinienförmig verlaufende Riefen oder Rillen auszubilden. Diese bewirken einen zusätzlichen Formschluß der Verschleißschutzhülsen 15, 15', 15'' in dem graphitischen Rohrboden 4, 5.

Ansprüche

1. Wärmeaustauscher mit zirkulierender Wirbelschicht aus inerten Feststoffteilchen, - mit
   einem Rohrbündel (1) aus parallelen vertikalen Steigrohren (2) und zumindest einem Rückführrohr (3) sowie endseitigen Rohrböden (4,5),
   einer unteren Verteilerkammer (6) und einer oberen Sammlerkammer (7) für den durch das Rohrbündel (1) geführten Stoffstrom,
wobei die Feststoffteilchen in den Steigrohren (2) durch den aufwärtsströmenden Stoffstrom fluidisiert sowie nach oben mitgeführt werden und durch das Rückführrohr (3) in die Verteilerkammer (6) zurückgelangen, dadurch gekennzeichnet,
   daß das Rohrbündel (1) aus Graphitrohren (2, 3) und graphitischen Rohrböden (4, 5) besteht, wobei die Graphitrohre (2, 3) in Sacklöcher der Rohrböden (4, 5) eingesetzt sind und mit Anschlußbohrungen (13) der Rohrböden (4, 5) glatte Strömungskanäle bilden,
   daß die Anschlußbohrungen (13) der beiden Rohrböden (4,5) außenseitig endende Bohrungserweiterungen (14) aufweisen, in die metallische, keramische oder aus kunststoff bestehende zylindrische Verschleißschutzhülsen (15, 15', 15'') eingesetzt sind,
   daß die in den unteren Rohrboden (4) eingesetzten unteren Verschleißschutzhülsen (15) mit Abstand von dem unteren Rohrboden (4) in der Verteilerkammer (6) enden, wobei die den Steigrohren (2) zugeordneten unteren Verschleißschutzhülsen einerseits und die untere Verschleißschutzhülse für das Rückführrohr (3) andererseits unterschiedliche Längen besitzen,
   daß die in den oberen Rohrboden (5) eingesetzten und den Steigrohren (2) zugeordneten oberen Verschleißschutzhülsen (15') oberhalb des oberen Rohrbodens (5) in der Sammlerkammer (7) enden, und
daß der Durchmesser (D_B) der Bohrungserweiterungen (14) mindestens um das 2-fache Wandstärkenmaß (s) der Verschleißschutzhülsen (15, 15', 15'') größer ist als der Durchmesser (D) der Strömungskanäle.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D_B) der Bohrungserweiterungen (14) um das 2-fache Wandstärkenmaß (s) der Verschleißschutzhülsen (15, 15', 15'') größer ist als der unter Berücksichtigung der Toleranzabweichungen größtmögliche Graphitrohrinnendurchmesser.

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannlänge (L) der Verschleißschutzhülsen (15, 15', 15'') in den Rohrböden (4, 5) das 2,5 bis 8-fache des Durchmessers (D) der Strömungskanäle beträgt.

4. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurchgekennzeichnet, daß der Überstand (16) der oberen, den Steigrohren (2) zugeordneten Verschleißschutzhülsen (15') von dem oberen Rohrboden (5) mindestens das 2,5-fache des Durchmessers (D) der Strömungskanäle beträgt.

5. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in den oberen Rohrboden (5) eingesetzte und dem Rückführrohr (3) zugeordnete obere Verschleißschutzhülse (15'') mit einem vorstehenden Kragen (17) an der Oberseite des Rohrbodens (5) abschließt.

6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschutzhülsen (15, 15', 15'') aus biegeelastischem Werkstoff bestehen und in ihrem Einspannbereich (18) in Längsrichtung geschlitzt und mittels eines Klemmsitzes an den Rohrböden (4, 5) befestigt sind.

7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschutzhülsen (15, 15', 15'') aus einem hochfesten und korrosionsbeständigen Stahl bestehen.

8. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschutzhülsen (15, 15', 15'') an der Mantelaußenseite schraubenlinienförmig verlaufende Riefen oder Rillen aufweisen.

Claims

1. Heat exchanger with a circulating fluidised bed of inert solid particles, - having
   a tube array (1) comprising parallel vertical upflow tubes (2), at least one downflow tube (3) and endplates (4,5),
   a lower distribution chamber (6) and an upper collecting chamber (7) for the material stream passing through the tube array (1),
wherein the solid particles in the upflow tubes (2) are fluidised by the ascending material stream and carried upwards, to return to the distribution chamber (6) through the downflow tube (3), characterised in that
   the tube array (1) consists of graphite tubes (2,3) and graphitic endplates (4,5), the graphite tubes (2,3) being set in holes in the endplates (4,5) to form smooth flow channels with the connecting bores (13) in the endplates (4,5)
   the connecting bores (13) in the two endplates (4,5) have outwardly enlarged end sections (14), in which are inserted cylindrical wear protection liners (15,15',15'') of metallic, ceramics or synthetic material,
   the lower wear protection liners (15) fitted in the lower endplate (4) terminate in the distribution chamber (6) clear of the lower endplate (4), the lower wear protection liners associated with the upflow tubes (2) differing in length from the wear protection liner for the downflow tube (3),
   the upper protection liners (15') set in the upper endplate (5) and associated with the upflow tubes (2) terminate in the collecting chamber (7) above the upper endplate (5), and
the diameter (D_B) of the enlarged end sections (14) is greater than the diameter (D) of the flow channels by at least twice the wall thickness (s) of the wear protection liners (15, 15', 15'').

2. A heat exchanger as in Claim 1, characterised in that the diameter (D_B) of the enlarged end sections (14) is greater than the maximum internal diameter of the graphite tubes, allowing for the possible manufacturing tolerances, by at least twice the wall thickness (s) of the wear protection liners (15, 15', 15'').

3. A heat exchanger as in Claim 1 or 2, characterised in that the inserted length (L) of the wear protection liners (15, 15', 15'') in the endplates (4,5) is between 2.5 and 8 times the diameter (D) of the flow channels.

4. A heat exchanger as in any of Claims 1 to 3, characterised in that the extension (16) of the upper wear protection liners (15') associated with the upflow tubes (2) beyond the upper endplate (5) is at least 2.5 times the diameter (D) of the flow channels.

5. A heat exchanger as in any of Claims 1 to 4, characterised in that the upper wear protection liner (15'') embedded in the upper endplate (5) and associated with the downflow tube (3) terminates in a collar (17) extending above the face of the endplate (5).

6. A heat exchanger as in any of Claims 1 to 5, characterised in that the wear protection liners (15, 15', 15'') are made from a flexible material, slit longitudinally over their embedded length (18) and secured in the endplates (4,5) by interference fitting.

7. A heat exchanger as in Claim 6, characterised in that the wear protection liners (15, 15', 15'') are made from a steel of high strength and corrosion resistance.

8. A heat exchanger as in any of Claims 1 to 7, characterised in that the jacket faces of the wear protection liners (15, 15', 15'') carry helical flutes or grooves.

Revendications

1. Échangeur de chaleur à lit fluidisé circulant formé de particules de substances solides inertes, comportant
un faisceau de tubes (1) constitué par des tubes montants verticaux parallèles (2) et par au moins un tube de renvoi (3) ainsi que par des fonds d'extrémité (4,5) de fixation des tubes,
une chambre inférieure de répartition (6) et une chambre supérieure de collecte (7) pour le flux de substances traversant le faisceau de tubes (1), et
dans lequel les particules de substances solides sont fluidisées dans les tubes montants (2) par le courant de substance qui circule selon un déplacement ascendant et sont entraînées simultanément vers le haut et parviennent, par le tube de renvoi (3), dans la chambre de répartition (6),
caractérisé en ce
le faisceau de tubes (1) est constitué par des tubes en graphite (2,3) et par des fonds en graphite (4,5) de fixation des tubes, les tubes en graphite (2,3) étant insérés dans des trous borgnes des fonds (4,5) de fixation des tubes et formant, avec des perçages de raccordement (13) des fonds (4,5) de fixation des tubes, des canaux d'écoulement lisses,
que les perçages de raccordement (13) des deux fonds (4,5) de fixation des tubes comportent des parties élargies (14) des perçages, qui se terminent côté extérieur et dans lesquelles sont insérées des douilles (15,15',15'') de protection contre l'usure métalliques, céramiques ou réalisées en une matière plastique,
que les douilles inférieures (15) de protection contre l'usure, qui sont insérées dans le fond inférieur (4) de fixation des tubes, se terminent à distance du fond inférieur (4) de fixation des tubes, dans la chambre de répartition (6), auquel cas d'une part les douilles inférieures de protection contre l'usure, qui sont associées aux tubes montants (2), et d'autre part la douille inférieure de protection contre l'usure pour le tube de renvoi (3) possède des longueurs différentes,
que les douilles (15') de protection contre l'usure, qui sont insérées dans le fond supérieur (5) de fixation des tubes et sont associées aux tubes montants (2), se terminent dans la chambre de collecte (7), au-dessus du fond supérieur (5) de fixation des tubes, et
que le diamètre (D_B) des parties élargies (14) des perçages est supérieur, au moins du double de la valeur (s) de l'épaisseur de paroi des douilles (15,15',15'') de protection contre l'usure, au diamètre (D) des canaux d'écoulement.

2. Échangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre (D_B) des parties élargies (14) des perçages est supérieur, du double de la valeur (s) de l'épaisseur de paroi des douilles (15,15',15'') de protection contre l'usure, au diamètre intérieur maximum possible des tubes en graphite, lorsque l'on tient compte des écarts de tolérance.

3. Échangeur de chaleur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la longueur d'encastrement (1) des douilles (15,15',15'') de protection contre l'usure dans les fonds (4,5) de fixation des tubes est comprise entre 2,5 et 8 fois le diamètre (D) des canaux d'écoulement.

4. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la longueur (16), sur laquelle les douilles supérieures (15') de protection contre l'usure, qui sont associées aux tubes montants (2), fait saillie hors du fond supérieur (5) de fixation des tubes, est égale au moins à 2,5 fois le diamètre (D) des canaux d'écoulement.

5. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la douille supérieure (15'') de protection contre l'usure, qui est insérée dans le fond supérieur (5) de fixation des tubes et est associée au tube de renvoi (3), se termine par un collet saillant (17) au niveau de la face supérieure du corps (5) de fixation des tubes.

6. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les douilles (15,15',15'') de protection contre l'usure sont réalisées en un matériau élastique et flexible et sont fendues dans la direction longitudinale dans la zone d'ancrage (18) et sont fixées au moyen d'un ajustement serré dans les fonds (4,5) de fixation des tubes.

7. Échangeur de chaleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les douilles (15,15',15'') de protection contre l'usure sont réalisées en un acier très résistant et résistant à la corrosion.

8. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les douilles (15,15',15'') de protection contre l'usure possèdent, sur leur surface enveloppe extérieure, des cannelures ou des rainures de forme hélicoïdale.

Zeichnung