Doppelrohr-Sicherheitswärmetauscher spielen eine wichtige Rolle bei Anwendungen, bei denen aufgrund einer Leckage eine Vermischung der Wärmetauschermedien verhindert werden muss.

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Doppelrohrsicherheitswärmeübertrager mit Überwachungssystem Leckagen rechtzeitig erkennen

20.09.2021

Leckagen verursachen Kosten und außerplanmäßige Ausfallzeiten. Damit Bruchstellen früh erkannt werden und eine Vermischung von Medien verhindert werden kann, ist der Einsatz von Doppelrohrsicherheitswärmetauschern mit seinen charakteristischen Innen- und Außenrohren weit verbreitet. Doppelrohrsicherheitswärmetauscher eigenen sich ideal für die Anwendung in der chemischen Industrie, im Energiesektor, in der Schwer- und Leichtindustrie, der Öl- und Gasindustrie, der maritimen Industrie, im Transportwesen, in der Kältetechnik sowie in der Lebensmittelindustrie.

Im Gegensatz zu normalen Rohrbündelwärmetauschern in Einzelrohrbauweise verfügen Doppelrohrsicherheitswärmetauscher über zwei Rohrwände. Die Bauweise mit einem Innen- und einem Außenrohr hat sich unter anderem bei Anwendungen mit korrosiven Medien oder mit Gefahrenstoffen als zuverlässig erwiesen, da die Prozesssicherheit signifikant erhöht werden kann. Sollte eine der beiden Rohrwände reißen oder an einer Stelle undicht werden, tritt das Medium über so genannte Leckagekanäle, die zwischen den Doppelrohren eingearbeitet sind, in den Leckageraum zwischen den Rohrböden ein und löst einen Alarm im Leckageüberwachungssystem aus.

Zuverlässiger und kosteneffektiver Betrieb

Doppelrohrsicherheitswärmetauscher können in unterschiedlichen Materialien und Materialkombinationen anwendungsspezifisch ausgeführt werden. Das Innenrohr ist normalerweise glatt ausgeführt, während die Innenseite des Außenrohrs eine Profilierung aufweist. Dadurch werden zwischen den Rohren feine Leckagekanäle gebildet. Abhängig von der Anwendung und der Medien kann die Außenfläche des Außenrohrs mit glatter oder berippter Oberfläche ausgeführt werden.

Die Rohr-in-Rohr-Technologie der Doppelrohrsicherheitswärmetauscher bietet erhebliche Vorteile gegenüber Einzelrohrwärmetauschern. Einzelrohrwärmetauscher sind zwar äußerst effizient und erfüllen die Anforderungen strenger Qualitätsprüfungen, jedoch besteht im Falle einer Rohrleckage das Risiko einer Vermischung der Medien im Wärmetauscher. Zur Vermeidung dieses Risikos werden oft mindestens zwei in einem Zwischenkreislauf kombinierte Wärmetauscher eingesetzt, um die sichere Trennung der Medien zu gewährleisten. Diese Konfiguration erfordert zudem Regelsysteme und weiteres Zubehör. In Doppelrohrsicherheitswärmetauschern jedoch lassen sich zwei Medien in einem einzelnen Wärmetauscher auf sichere Weise trennen – so ermöglicht die Rohr-in-Rohr-Technologie auch die Installation unter den strengsten Sicherheitsstandards und Umweltauflagen – denn es sind keine Zwischenkreisläufe erforderlich und dank eines Überwachungssystems wird eine Leckage schon bei der Entstehung erkannt. Anwendern und Betreibern bietet diese Technologie nicht nur einen zuverlässigen Betrieb, sondern verhindert auch außerplanmäßige Ausfallzeiten und trägt mit seiner effizienten Konstruktion auch zur Senkung der Betriebskosten und damit zu einer optimalen Energieeffizienz bei.

Anwendung: Produktion von Polysilizium

Vor allem in der chemischen Industrie haben sich Doppelrohrsicherheitswärmetauscher als eine geeignete Lösung erwiesen. Oft werden bei der Herstellung chemischer Produkte korrosive Medien genutzt. Die Produktion von Polysilizium beispielweise erfordert verschiedene chemische Prozesse, den Einsatz von Gefahrstoffen sowie zahlreiche hintereinandergeschaltete Wärmetauscher. Leckagen wirken sich daher auf unvorhersehbare Weise auf die Arbeitskräfte, den Prozess, die gesamte Anlage sowie die Umwelt aus.vDoppelrohrsicherheitswärmetauscher können zum Beispiel zum Verdampfen von Chlorsilanmischungen im Naturumlauf mithilfe von kondensierendem Dampf in vertikaler Aufstellung genutzt werden. Ihre Verwendung sichert nicht nur den Produktionsprozess, sondern trägt dazu bei, gefährliche Unfälle, Störungen und kostenintensive Betriebsunterbrechungen im Falle einer Leckage früh zu erkennen oder auch zu verhindern.

Weiteres Beispiel: Chlorkondensation

Der Chlorkondensator dient als Verflüssiger am Ende des Produktionsprozesses von Chlor, um dessen Lagerung und den Transport zu erleichtern. Aufgrund der toxischen und korrosiven Eigenschaften von Chlor sind Doppelrohrsicherheitswärmetauscher eine verlässliche Lösung. Hierbei wird das Chlor auf der Rohrseite des Wärmetauschers kondensiert und das Ammoniak auf der Mantelseite verdampft. Die Doppelrohrausführung bietet Sicherheit während des gleichzeitigen Phasenübergangs auf beiden Seiten. Ein Zwischenkreislauf ist nicht erforderlich.

Anwendung im Erdgassektor

Dank seiner Eigenschaften spielen Doppelrohrsicherheitswärmetauscher bei der Aufbereitung, dem Transport und der Verwendung von Erdgas eine wichtige Rolle. So werden sie häufig in Gasdruckreduzierstationen, bei der Untergrundspeicherung von Erdgas in Kavernen und bei der Gaskühlung eingesetzt. Sie sind auch ein wesentlicher Bestandteil von Kombikraftwerken zur Vorwärmung des Gases, bevor es für die Verbrennung in die Turbine gelangt. Die wichtigsten Vorteile von Doppelrohrsicherheitswärmetauschern bei dieser Anwendung sind eine hohe Sicherheit, eine höhere Effizienz der Turbine, ein geringerer Gasverbrauch und somit niedrigere Emissionen, insbesondere auch durch den möglichen Einsatz von den verschiedensten Abwärmequellen.

Diese müssten ansonsten mit Kosten und Umweltunfreundlich entsorgt werden. Das Doppelrohrsystem ermöglicht den weiteren Betrieb im Fall einer Leckage, sodass die Anlage nicht sofort abgeschaltet werden muss. Somit werden ungeplante und kostenintensive Stillstandzeiten vermieden. Durch ihre kompakte Bauweise können Doppelrohrsicherheitswärmetauscher in bestehende Anlagen und Systeme integriert werden.

Bildergalerie

  • Doppelrohr-Sicherheitswärmetauscher sind in verschiedenen Materialien und Materialkombinationen erhältlich, abhängig von der Anwendung und den eingesetzten Medien.

    Bild: Kelvion

  • Anders als normale Rohrbündelwärmetauscher in Einzelrohrbauweise, verfügen die Rohre eines Doppelrohr-Sicherheitswärmetauschers über eine doppelte Rohrwand, die aus einem inneren und einem äußeren Rohr besteht.

    Bild: Kelvion

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