Rohrbündelwärmetauscher

Rohrbündelwärmer sind eine Bauform von Wärmeübertragern, bei der ein Bündel aus Rohren als zentrale Wärmeübertragungsfläche dient. Typisch besteht der Aufbau aus einem Mantel (Schale), in dem das Rohrbündel montiert ist, zwei Köpfen zum Durchfluss der Medien sowie Baffle-Platten, die die Strömung im Mantel lenken. Das Heizmedium fließt in der Regel durch die Rohre, während das zu erwärmende Medium den Raum außerhalb der Rohre innerhalb des Mantels durchströmt. Alternativ kann auch das Heizmedium außerhalb der Rohre geführt werden.

Funktionsweise: Wärme wird durch die Rohrwandung vom Heizmedium auf das Prozessmedium übertragen. Die Baffle-Platten verbessern die Shell-Seite der Konvektion und erhöhen den Wärmestrom, indem sie turbulente Strömung erzeugen und Leckströmungen minimieren. Abhängig von der Bauart können Rohrbündelwärmer sowohl hohe Drücke als auch anspruchsvolle Temperaturen erreichen, wobei Materialien wie Stahl, Edelstahl oder Legierungen verwendet werden.

Anwendungen: Vorwärmen oder Erhitzen von Prozessflüssigkeiten in der chemischen Industrie, Raffinerien, Kraftwerken oder Nuklearanlagen. Typische Einsatzbereiche sind Dampfinjektionen, Vorwärmen von Speisewasser oder Erhitzen von Heizmedien auf definierte Temperaturen.

Vor- und Nachteile: Vorteile sind eine kompakte Bauweise, hohe Wärmetauscherfläche pro Volumen und robuster Betrieb bei vergleichsweise hohen Drücken. Nachteile umfassen potenzielles Fouling auf der Shell-Seite, aufwändige Reinigung der Rohrbündel und begrenzte Designflexibilität bei sehr großen Temperaturunterschieden.

Auslegung und Wartung: Die Materialwahl (z. B. Kohlenstoffstahl, Edelstahl), Rohrdurchmesser, Strömungsgeschwindigkeit, Druck- und Temperaturgrenzen sowie Reinigungskonzepte spielen zentrale Rollen. Regelmäßige Inspektion, Spülung und gegebenenfalls Demontage des Rohrbündels sind gängige Wartungsmaßnahmen.