[实用新型]热交换器元件

说明书

本实用新型涉及一种用于与热交换器的管连接的热交换器元件，其中，所述热交换器元件(1、29、31)由多个相互焊接的构件(13、14)制成，其中，所述构件(13、14)借助电子束焊接被相互连接并且所述构件是热交换器头部的组成部分。电子束焊接尤其是对于热交换器头部的构件而言具有优良的技术效果：能够完全或大部分替代相对耗费的埋弧焊接。

技术领域

本实用新型涉及一种热交换器元件。

背景技术

用于在可流动介质之间、尤其是液体与气体之间交换热能的热交换器为了介质分离而具有被热交换器介质流过的通道、尤其是以管形式的通道。所述管与所谓的管底部连接，所述管底部是热交换器头部的组成部分。热交换器头部以及热交换器的管基于高的热传导能力而大多由金属制成。与此相应地，热交换器头部通常构造为焊接结构。引导介质的组件的焊接对焊接方法提出了高要求，因为介质密封性即使在部分高压下并且在高热交换负荷下在运行期间也不应导致疲劳现象。出于该原因，必须为角焊缝和对接焊缝实施经常耗费的焊接缝预备。使用特别的焊接方法例如埋弧焊接、等离子焊接、TIG(非熔化极惰性气体钨极保护焊)焊接或电极焊接来确保高焊接质量。

如下一个实例可阐述用于焊接用于热交换器的厚壁构件(＞ 10mm)耗费有多大：在较大厚度构件(它们应通过埋弧焊接彼此连接)的情况下，在两侧预备焊缝成一个双V形焊缝之后，首先借助于埋弧焊接从其中一侧(根部侧)出发将第一焊接缝实施为配合焊接部/ 帽。所述配合焊接部是必需的，因为在局部存在非常高的压力的热交换器中不允许使用如下构件，所述构件在它们的连接部位处未完全焊透或者具有缺口部位。配合焊接部处于热交换器的稍后的内侧上。在外侧上的焊缝预备必须达到如此深，使得仅在各构件之间保留一个狭窄的贴靠面，该贴靠面在焊接时完全熔化。

在难以加工的材料(其尤其由高度耐腐蚀的镍钼合金的组构成) 的情况下，产生相对大即宽的焊缝预备。在任何情况下必须避免焊接时在组织结构中产生微裂纹，所述微裂纹在焊接连接部的随后的X射线或超声波中能够识别到。相对大的焊缝预备导致，根据工件的厚度必须先后施加10个或更多个焊接层。通常手动引入第一焊接层。因此可以更好地控制热引入并且有目的地将其保持为低。其它的层然后可以机器制造。在20mm的构件厚度时，在外侧上可制造例如9个层再加上在内侧上的配合焊接部。在30mm的构件厚度时，对于专业焊接而言在外侧需要15个层，并且在35mm的构件厚度时甚至需要20个焊接层。在超过100mm厚度的构件时，制造耗费极其高。加工时间非常长。焊接填料的成本巨大。

现有技术还包括例如为了制造多件式组件在AT 500 655 A1中描述的电子束焊接方法。通过DE 102 58 503 A1将一种用于热交换器的隧道管底部归为现有技术，在该隧道管底部中，管底部的钢板借助于激光束焊接或者电子束焊接与承载底部的腹板焊接。因此可以在构造结构中和因此在热交换器的技术参数中达到较高的质量以及降低制造成本。各构件如此预备，使得在接头连接时在第一构件上制造台阶，第二构件放置到该台阶上。形成横截面为L形接头，将电子束指向该接头，从而电子束直接指向所述台阶，电子束将所述台阶熔化。在薄壁构件中由此也可以将接头的较短的边完全熔化。在厚壁构件中，公差带可能较大。此外，台阶作为支座于是较宽并且尤其宽于电子束。在该情况下，电子束不能完全焊接L形接合部。台阶越长，要求完全熔化焊接接合部的规定越是难以实现。

实用新型内容

本实用新型基于如下任务，即：提出一种用于与热交换器的管连接的热交换器元件，该热交换器元件能够成本有利地制成，在焊接技术方面是特别高品质的，并且确保高的运行安全性。