DD205741A1

DD205741A1 - CROSS-SECTIONAL FACILITIES FOR TUBE BELT WASHER

Info

Publication number: DD205741A1
Application number: DD23741282A
Authority: DD
Inventors: Hartmut Voelzke; Gerhard Conrad; Bruno Duy; Winfried Bartusch
Original assignee: Voelske Hartmut; Gerhard Conrad; Bruno Duy; Winfried Bartusch
Priority date: 1982-02-15
Filing date: 1982-02-15
Publication date: 1984-01-04

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT QUERLEITEINRICHTUNGEN FUER ROHRBUENDELWAERMEUEBERTRAGER MIT IN EINEN BEHAELTER EINGEBAUTEM ROHRBUENDEL, WOBEI DIE QUERLEITEINRICHTUNGEN LAENGS DES ROHRBUENDEL, WOBEI DIE QUERLEITEINRICHTUNGEN LAENGS DES ROHRBUENDELS UND IM RECHTEN WINKEL ZU DESSEN LAENGSACHSE ANGEORDNET SIND. ZIEL DER ERFINDUNG IST ES, QUERLEITEINRICHTUNGEN ZU ENTWICKELN, WODURCH DIE UNERWUENSCHTEN KURSSCHLUSSSTROEME ZWISCHEN QUERLEITEINRICHTUNGEN UND BEHAELTERINNENWAND DER ORHRBUENDELWAERMEUEBERTRAGER WEITESTGEHEND VERHINDERT UND DIE HERKOEMMLICHEN DISTANZHUELSEN ABGELOEST WERDEN. DAS WIRD DADRUCH ERREICHT, DASS DIE QUERLEITEINRIC HTUNGEN ALS SCHALEN AUS STAHLFEINBLECH MIT GLEICHMAESSIG BREITEM, RADIALUMLAUFENDEM UND ZUR KREISFOERMIGEN, EBENEN SCHALENBODENFLAECHE KONISCH ANGEORDNETEN RAND AUSGEBILDET WERDEN. DER NEIGUNGSWINKEL DES RANDES ZUR SCHALENBODENOBERFLAECHE IST SO FESTZULEGEN, DASS EIN PARALLELES INEINANDERSTECKEN ZWEIER SCHALEN SOWEIT MOEGLICH IST, DASS DER VERBLEIBENDE ABSTAND ZWISCHEN DEN BEIDEN SCHALENBODENFLAECHEN DEM LEITBLECHABSTAND ENTSPRICHT. IN DIE SCHALENBODENFLAECHEN WERDEN LOECHER FUER DIE ROHRE DES ROHRBUENDELS SOWIE JE EINE OFFENE SEGMENTFLAECHE GESTANZT.THE INVENTION CONCERNS CROSS-BODY FACILITIES FOR TUBE BELT WELDING TRANSMITTER WITH PIPE BUILDER BUILT INTO A CONTAINER, WHICH HAS THE LENGTH FACILITIES LENGTH OF THE TUBE BUMPER, WHICH HAVE THE LATERAL DEVICES LOCATED LONG THE TUBE AND IN THE RIGHT ANGLE TO THE LATCH AXLE. THE OBJECTIVE OF THE INVENTION IS TO DEVELOP CROSS-SECTIONS THAT THEREFORE PREVENTLY PREVENT THE UNWANTED CLOSURE PROCESSES BETWEEN CROSS-SECTIONAL FACILITIES AND CONTAINER WALLS OF OR ORANGE WASHER, AND REMOVE THE TRADITIONAL CONTAINER HOSPITALS. THIS WILL MEET THAT THE CROSS-LINKED INSERTIONS ARE MADE AS SHEARS OF STEEL FRESH PLATE WITH AN EQUALLY WIDE, RADIALALLY RUNNING, AND CONICAL RIM TO THE CIRCULAR SURFACE, FLAT LEVEL. THE TILTING ANGLE OF THE EDGE TO THE GROUND FLOOR SURFACE SHOULD BE FIXED IN SUCH A WAY THAT A PARALLEL INTERLOCKING OF TWO BOWLS IS POSSIBLE AS THE REMAINING DISTANCE BETWEEN THE TWO FLOOR BOTTOM AREAS FULFILLING THE GUIDANCE LEVEL. LOECHERS FOR THE PIPES OF THE TUBE BOWL AND EVEN AN OPEN SEGMENT AREA ARE SURFACED INTO THE BOTTOM FLOOR FLOORS.

Description

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Querleiteinrichtungen für Rohrbünde!WärmeübertragerCross-conducting devices for pipe collars! Heat exchangers

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft Querleiteinrichtungen für Rohrbündelwärmeübertrager mit in einen Behälter eingebautem Rohrbündel, das aus parallel angeordneten, in runden, ebenen Platten, den Rohrboden, befestigten Rohren besteht, und die Querleiteinrichtungen längs des Rohrbündels sowie im rechten Winkel zu dessen Längsachse angeordnet sind, um Querstrom des Wärmeübertragermediums. zur Verbesserung des 10- Wärmeüberganges im Mantelraum zu erzeugen.The invention relates to transverse baffles for shell and tube heat exchanger with built-in a container tube bundle, which consists of parallel, in round, flat plates, the tubesheet, fixed pipes, and the Querleiteinrichtungen along the tube bundle and at right angles to its longitudinal axis are arranged to cross-flow of Wärmeübertragermediums. to improve the 10- heat transfer in the mantle space to produce.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Für Rohrbündelwärmeübertrager ist es bekannt, dxtrch den Einbau von Querleitblechen, insbesondere Segmentleitblechen, eine Kombination von Längs- und Querstrom des Mediums im Mantelraum zur Verbesserung des Wärmeüberganges zu erzeugen. Der Abstand zwischen den Segmentleitblechen wird zweckmäßig so groß gewählt, daß die effektive Segmentfläche gleich dem Strömungsquerschnitt des Querstroms ist, um unnötige Verluste durch Beschleunigung und Verzögerung der Strömung zu vermeiden.For shell-and-tube heat exchangers, it is known that the installation of transverse baffles, in particular segment baffles, produces a combination of longitudinal and transverse flow of the medium in the jacket space for improving the heat transfer. The distance between the segment baffles is expediently chosen so large that the effective segment area is equal to the flow cross-section of the cross-flow in order to avoid unnecessary losses due to acceleration and deceleration of the flow.

Die Einhaltung gleicher Leitblechabstände wird durch den Einbau von Distanzhülsen in 3'eden Querstromabschnitt erreicht, deren Anzahl vom Behälterdurchmesser der Rohrbündelwärmeübertrager abhängig ist und zwei bis sechs StückCompliance with the same Leitblechabstände is achieved by the installation of spacers in 3'eden cross-flow section, the number depends on the container diameter of the tube bundle heat exchanger and two to six pieces

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je Querstromabschnitt betragen kann. Infolge meist kleiner leitblechabstände im Vergleich zur Baulänge der Rohrbündelwärmeübertrager macht sich in der Regel der Einbau zahlreicher Segmentleitbleche und Distanzhülsen erforderlich. Nachteilig ist, daß zwischen Segmentiertblechen und Behälterinnenwand durch erforderliche Montagefreiheiten für den Rohrbündeleinbau.und durch fertigungsbedingte Toleranzen bei der Behälterherstellung Spaltringe Torhanden sind, die Ursachen sind für unerwünschte Kurzschlußströme, welche -nicht am Wärmeübergang teilnehmen.may be each cross-section. As a result of usually smaller baffle distances compared to the overall length of the tube bundle heat exchanger, the installation of numerous segment baffles and spacers is usually required. The disadvantage is that between Segmentiertblechen and container inner wall by required assembly freedoms for Rohrbündeleinbau.und production-related tolerances in the container manufacturing gap rings Torhanden, the causes of unwanted short-circuit currents, which -not participate in the heat transfer.

Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, die Spaltringe zwischen äußerem Segmentleitblechumfang und Behälterinnenwand mit elastischem Kunststoffschlauch abzudichten, der in einem am Umfang der Querleitbleche befestigten Leichtbau-U-Profil aus Stahlblech angeordnet ist (DD-Patentanmeldung. WP F28P/ 231 931/2).It has therefore already been proposed to seal the split rings between outer segment guide plate circumference and container inner wall with elastic plastic tube which is arranged in a lightweight U-profile made of sheet steel fixed to the circumference of the transverse baffle plates (DD patent application, WP F28P / 231 931/2).

Erfahrungsgemäß ist die Anwendung dieses Lösungsvorschlages aber besonders bei Rohrbündelwärmeübertragern mit zahlreichen Leitblechen aufwendig.Experience has shown that the application of this proposed solution but especially at Rohrbündelwärmeübertragern with numerous baffles consuming.

Darüber hinaus ist es nachteilig, daß das Aufstecken von Distanzhülsen auf die Rohre des Rohrbündels in jedem Querstromabschnitt material- und zeitintensiv sowie wärmetechnisch ungünstig ist, da in diesen Rohrabschnitten der Wärmeübergang verschlechtert wird.Moreover, it is disadvantageous that the attachment of spacers on the tubes of the tube bundle in each cross-section is material and time-consuming and thermally unfavorable, since in these pipe sections, the heat transfer is deteriorated.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, Querleiteinrichtungen für Rohrbündelwärmeübertrager zu entwickeln, wodurch die unerwünschten Kurzschlußströme außerhalb der Querleiteinrichtungen weitestgehend verhindert sowie die herkömmlichen Distanzhülsen abgelöst werden, und die Anwendung rationeller Herstellungsverfahren und unkomplizierter Montagetechnologien möglich ist.The aim of the invention is to develop transverse baffles for shell and tube heat exchangers, whereby the unwanted short-circuit currents outside the transverse baffles largely prevented and the conventional spacers are replaced, and the application of rational manufacturing process and uncomplicated assembly technologies is possible.

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, Querleiteinrichtungen zu entwickeln, die die Punktion eines Segmentleitbleches und die Einhaltung des LeitblechabstandesThe invention is based on the technical object to develop cross-conducting devices, the puncture of a Segmentleitbleches and compliance with the Leitblechabstandes

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zum folgenden Querleitbleeh in einem Bauteil vereinen, wobei die lückenlose Aneinanderreihung der Querleiteinrichtungen eines Rohrbündelwärmeübertragers ein in sich stabiles und geschlossenes System bildet, ohne den Ansprach auf absolute Abdichtung zum umgebenden Mantelraum zu erheben.to unite the following Querleitbleeh in a single component, the gapless juxtaposition of the transverse guiding a Rohrbündelwärmeübertragers forms a stable and closed system in itself, without raising the address to absolute seal to the surrounding jacket space.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Srfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß aus Stahlfeinblechtafeln vorausbestimmbarer Porm und Größe auf einem Ziehwerkzeug Schalen gezogen werden mit gleichmäßig breitem, radial umlaufenden und zur kreisförmigen, ebenen Schalenbodenfläche konisch angeordneten Rand, wobei der äußere Randdurchmesser dem Durchmesser der ursprünglich verwendeten Segmentleitbleche entspricht und größer ist als der Schalenbodendurchmesser. Schalenbodenfläche und Rand sind nahtlos über einen Biegeradius verbunden. Der lieigungswinkel des Randes zur Schalenbodenfläche ist so festzulegen, daß ein paralleles Ineinanderstecken zweier Schalen soweit möglich ist, daß dsr verbleibende Abstand zwischen den beiden Schalenbodenflachen dem festgelegten leitblechabstand zwischen den ursprünglich verwendeten Segmentleitblechen entspricht. In die Bodenflächen der Schalen werden mittels Stanzwerkzeug entsprechend festgelegter Lochanordnung die löcher für die Rohre des Rohrbündeis sowie je eine offene Segmentfläche gestanzt.According to the invention, the object is achieved in that trays are drawn from steel sheet panels of predictable size and size on a drawing tool with uniformly wide, radially encircling and circular, flat tray bottom surface conically arranged edge, wherein the outer edge diameter corresponds to the diameter of the segment baffles originally used and is larger as the shell bottom diameter. Shell bottom and rim are seamlessly connected by a bend radius. The angle of inclination of the edge to the shell bottom surface is to be set so that a parallel nesting of two shells is possible that dsr remaining distance between the two shell bottom surfaces corresponds to the specified baffle spacing between the segmental plates used originally. In the bottom surfaces of the shells, the holes for the tubes of the tube bundle and an open segment surface are punched by punching tool according to a predetermined hole arrangement.

Bei Aufbau des Rohrbündels werden im Sin- und Ausströmbereich des Mantelraumes zwischen Rohrboden sowie jeweils erster Querleiteinrichtung und an dieser anliegend zusätzlich je ein bereits bekanntes 3egmentleitblech mit am Umfang befestigten Ieichtbau-U-Profil und elastischem Kunststoffschlauch angeordnet. Dieses Segmentleitblech hat die Aufgabe, eine ungehinderte Strömung zwischen Querleiteinrichtungen und Behälterinnenwand weitestgehend zu vermeiden, ohne jedoch diesen Raum vollständig abzudichten, so daß im Anfahrzustand der Rohrbündelwärmeübertrager eineWhen constructing the tube bundle, a previously known 3egment guide plate with a light-weight U-profile and elastic plastic tube fastened to the circumference is arranged in the inflow and outflow region of the jacket space between the tube bottom and in each case the first transverse guide device. This segment baffle has the task of preventing an unobstructed flow between the transverse guide and container inner wall as far as possible, but without completely seal this space, so that in the starting state of the tube bundle heat exchanger a

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!Füllung dieses Raumes zwecks Druckausgleich möglich ist. Der Abstand zwischen diesen Segmentleitblechen mit Abdichtung und den Rohrboden wird durch herkömmliche Distanzhülsen eingehalten.! Filling this room for pressure equalization is possible. The distance between these segment baffles with seal and the tubesheet is maintained by conventional spacers.

Im angrenzenden Querstrombereich werden die beschriebenen Querleiteinrichtungen so angeordnet, daß die lage der freien Segmentflächen bei zwei aufeinanderfolgenden Querleiteinrichtungen entgegengesetzt ist, um eine mäanderförmige Strömung im Mantelraum zu erreichen.In the adjacent transverse flow region, the described transverse guide devices are arranged so that the position of the free segment surfaces is opposite in two successive transverse guide devices in order to achieve a meandering flow in the jacket space.

Die Einbaulage der Querleiteinrichtungen ist unabhängig Ton der Strömungsrichtung im Mantelraum, jedoch liegen auf einer Seite des Querstrombereiches ein Segmentleitblech mit Kunststoffschlauch und die Schalenbodenfläche einer Querleiteinrichtung aneinander, wobei hier die An-Ordnung der freien Segmentflächen deckungsgleich erfolgt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Querstrombereich.es liegen Schalenrand einer Querleiteinrichtung und Segmentleitblech mit Leichtbau-U-Profil und Kunststoffschlauch aneinander mit entgegengesetzter Anordnung der freien Segmentflächen.The installation position of the transverse guide is independent tone of the flow direction in the shell space, but are on one side of the cross-flow area a Segmentleitblech with plastic tube and the shell bottom surface of a cross-over to each other, in which case the An-order of the free segment areas is congruent. On the opposite side of the Querstrombereich.es are shell edge of a cross guide and segment baffle with lightweight U-profile and plastic hose to each other with opposite arrangement of the free segment surfaces.

Torteile der erfindungsgemäßen Querleiteinrichtungen sind: Verbesserung der Wärmeübertragerleistungen der Rohrbündelwärmeübertrager durch Vermeidung nachteiliger Kurzschlußströme zwischen Querleiteinrichtungen und Behälterinnenwand; anwendbar in horizontal und vertikal aufgestellten Rohrbündelwärmeübertragern.; die Einbaulage der Querleiteinrichtungen ist unabhängig von der Strömungsrichtung im Mantelraum; Einsparung der zahlreichen Distanzhülsen im Querleitbereich von Rohrbündelwärmeübertragern und Verbesserung des Wärmeüberganges in diesen Rohrabschnitten; Anwendung rationeller Herstellungsverfahren durch Ziehen und Stanzen sowie einfache und schnelle Hontage; mögliche Anwendung geringerer Blechdicken für die Querleiteinrichtungen durch stabile Gestaltung;Door parts of the invention are transverse guiding devices: improvement of the heat exchanger performance of the tube bundle heat exchanger by avoiding adverse short-circuit currents between cross-conducting and container inner wall; applicable in horizontally and vertically installed shell and tube heat exchangers .; the mounting position of the transverse guide is independent of the flow direction in the jacket space; Saving the numerous spacers in Querleitbereich of Rohrbündelwärmeübertragern and improving the heat transfer in these pipe sections; Application of rational manufacturing process by pulling and punching as well as simple and fast assembly; possible application of smaller sheet thicknesses for the transverse guide devices by stable design;

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Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:

Fig. 1 einen im Längsschnitt dargestellten querdurchströmten Rohrbündelwärmeübertrager, Fig. 2 eine Querleiteinrichtung in Draufsicht, Fig. 3 eine Querleiteinrichtung im Schnitt, Fig. 4 ein Segmentleitblech mit am Umfang befestigtenFig. 2 is a Querleiteinrichtung in plan view, Fig. 3 is a Querleiteinrichtung in section, Fig. 4 a Segmentleitblech with attached to the circumference

Leichtbau-Ü-Profil und Kunststoffschlauch, Fig. 5 Ausschnittvergrößerungen der Anordnung der Segmentleitbleche mit Leichtbau-U-Profil und Kunststoffschlauch zu den Querleiteinrichtungen.Lightweight Ü-profile and plastic hose, Fig. 5 Enlarged detail of the arrangement of the segment baffles with lightweight U-profile and plastic hose to the cross-guiding devices.

Innerhalb eines Behälters 1- eines nicht vollständig und im Längsschnitt dargestellten Rohrbündelwärmeübertragers in Fig. 1 ist ein mit Strich-Punkt-Linien schematisch dargestelltes Rohrbündel 2 angedeutet, das durch den 3inbau von Querleiteinrichtungen 3 vom Medium im Mantelraum in Querstrom umspült wirdWithin a container 1 of a not completely and in longitudinal section shown Rohrbündelwärmeübertragers in Fig. 1, a dash-dot lines schematically illustrated tube bundle 2 is indicated, which is washed around by the 3inbau of cross-3 from the medium in the mantle space in cross-flow

Erfindungsgemäß werden die .Querleiteinrichtungen ents.prechend Fig. 2 und Fig. 3 als Schalen mit gleichmäßig breitem, radial umlaufenden und zur kreisförmigen, ebenen Schalenbodenfläche 4 konisch angeordneten Rand 5 ausgebildet, wobei der äußere Randdurchmesser 6 dem Durchmesser der ursprünglich verwendeten Segmentleitbleche entspricht und größer ist als der Schalenbodendurchmesser 7. Schalenbodenfläche 4 und Rand 5 sind nahtlos über einen Biegeradius verbunden. Der Neigungswinkel des Randes 5 zur Schalenbodenfläche 4 ist so festgelegt, daß ein paralleles Ineinanderstecken zweier Schalen soweit möglich ist, daß der verbleibende Abstand zwischen den Scnalenbodenflachen 4 dem festgelegtem Leitblechabstand 8 nach Fig.· 5 entspricht. In die Schalenbodenflächen 4 werden entsprechend Fig. 2 die Löcher 9 für die Rohre des Rohrbündeis 2 sowie je eine freie Segmentfläche 10 gestanzt. According to the invention the .Querleiteinrichtungen Ents.prechend 2 and Fig. 3 as shells with uniformly wide, radially encircling and the circular, flat shell bottom surface 4 conically arranged edge 5, wherein the outer edge diameter 6 corresponds to the diameter of the segment baffle plates originally used and larger is as the tray bottom diameter 7. Tray bottom surface 4 and edge 5 are seamlessly connected via a bending radius. The angle of inclination of the edge 5 to the tray bottom surface 4 is set so that a parallel nesting of two shells is possible so far that the remaining distance between the Scnalenbodenflachen 4 corresponds to the fixed guide plate distance 8 according to FIG. In the shell bottom surfaces 4, the holes 9 for the tubes of the tube bundle 2 and one free segment surface 10 are punched according to FIG. 2.

Im Querstrombereich der Rohrbündelwärmeüberträger werdenIn the cross-flow area of the tube bundle heat exchangers

Ί 5 Ί 4 1 Z b Ί 5 Ί 4 1 Z b

die Querleiteinrichtungen 3 lückenlos so aneinandergereiht, daß "bei zwei aufeinanderfolgenden Querleiteinrichtungen 3 die Lage der freien Segmentflächen 10 entgegengesetzt ist.the transverse guiding devices 3 are lined up in such a way that "in the case of two successive transverse guiding devices 3, the position of the free segment surfaces 10 is opposite.

Zum Sin- -und Ausströmbereich im Mantelraum hin wird der Querstrombereich durch je ein bekanntes Segmentiertblech 11 mit Leichtbau-U-Profil und Kunststoffschlauch entsprechend Pig. 4 abgegrenzt. Die Segmentiertbleche 11 werden in Abänderung der bekannten Lösung mit kreisringf'drmig am Umfang der Segmentleitbleche 11 befestigten Leichtbau-U-Profil und Kunststoffschlauch ausgeführt, wobei gegenüber der freien Segmentfläche 10 eine Lücke ausgespart wird. Die offenen Schlauchenden v/erden mittels eingeschobenen Schlauchstück verbunden, dessen Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des KunststoffSchlauches entspricht.For the intake and outflow area in the jacket space, the crossflow area is determined by a respective known segmented metal sheet 11 with a lightweight U-profile and a plastic hose corresponding to Pig. 4 demarcated. The Segmentiertbleche 11 are performed in a modification of the known solution with kreisringf'drmig on the circumference of the segment baffles 11 mounted lightweight U-profile and plastic tube, with respect to the free segment surface 10, a gap is recessed. The open ends of the hose are connected by means of an inserted piece of hose whose outer diameter corresponds approximately to the inner diameter of the plastic hose.

Der Abstand zwischen Rohrboden 12 und Segmentiertblechen 11 mit Leichtbau-ü-Profil und Kunststoffschlauch wird durch Distanzhülsen 13 eingehalten.The distance between tube sheet 12 and Segmentiertblechen 11 with lightweight ü profile and plastic tube is maintained by spacers 13.

Claims

-7- 23741 2 6 Claim

1. Querleiteinrichtungen for shell and tube heat exchanger with built-in a container tube bundle, das.aus arranged parallel, in riinden, flat plates, the tubesheet, fixed tubes, the Querleiteinrichtungen are arranged along the Rohrbündeis and at right angles to its longitudinal axis, characterized in that the transverse guide devices (3) are designed as shells made of steel sheet with uniformly wide, radially encircling edge (5) which is conically arranged to form the circular shell bottom surface (4), wherein the outer edge diameter (6) is greater than the shell bottom diameter ( 7) and shell bottom surface (4) and edge (5) are connected seamlessly over a bending radius.

2. transverse guide according to item 1, characterized in that the inclination angle of the edge (5) to the shell bottom surface (4) is set so that a parallel nesting two shells as far as possible, that the remaining distance between the two shell bottom surfaces (4) the specified baffle spacing (8).

3. transverse guide according to item 1 and item 2, characterized in that in the Schalenbodenflachen- (4) the holes (9) for the tubes of the Rohrbündeis (2) and each an open segment surface (10) are punched.

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