DE1124622B

DE1124622B - Steel pipe recuperator

Info

Publication number: DE1124622B
Application number: DEJ17782A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans G Sass
Original assignee: IND CO KLEINEWEFERS KONST
Current assignee: IND CO KLEINEWEFERS KONST
Priority date: 1960-03-04
Filing date: 1960-03-04
Publication date: 1962-03-01
Also published as: GB917909A

Description

Stahlrohr-Rekuperator Die Erfindung bezieht sich auf einen Stahlrohr-Rekuperator.Steel pipe recuperator The invention relates to a steel pipe recuperator.

Es ist bei solchen Rekuperatoren bekannt, die zwischen den Sammel- oder Verteilerkästen gelegenen Stahlrohre bogenförmig oder S-förmig gekrümmt auszuführen, um einen Ausgleich der Längenänderungen der einzelnen Rohre bei thermischer Beanspruchung zu schaffen. Hierbei erstrecken sich die Krümmungen in parallel zur Strömungsrichtung der Rauchgase gelegenen Ebenen. Bei einer Ansicht dieser Rekuperatoren von vorn oder von hinten erkennt man die Stahrohre in Flucht hintereinanderliegend. Hierdurch läßt sich nicht vermeiden, daß die vorderen Rohre eine andere thermische Beaufschlagung erfahren als die in Strömungsrichtung der Rauchgase hinter diesen gelegenen Rohre. Darüber hinaus erzeugt die bogenförmige oder S-förmige Krümmung aller nach einer Richtung gebogenen Rohre Spannungen, die eine materialmäßige Beanspruchung der Rohre in unerwünschtem Maße und die Gefahr des Verkantens der Verteiler- und Sammelkästen an den Rohrenden hervorrufen.It is known in such recuperators that between the collection steel pipes or distribution boxes located in an arched or S-shaped curve, to compensate for the changes in length of the individual pipes in the event of thermal stress to accomplish. Here, the curvatures extend parallel to the direction of flow the flue gas levels. With a view of these recuperators from the front or from behind you can see the steel pipes in alignment one behind the other. Through this it is unavoidable that the front tubes receive a different thermal load more experienced than the pipes located behind them in the direction of flow of the flue gases. It also creates the arcuate or S-shaped curvature all after one Direction of bent pipes Stresses that a material stress on the pipes to an undesirable extent and the risk of the distribution and collecting boxes tilting at the pipe ends.

Bei Stahlrohr-Rekuperatoren ist es bekannt, im Querschnitt elliptische Rohre anzuwenden, wobei die längere Ellipsenachse des Rohrquerschnittes in Strömungsrichtung der Rauchgase liegt, um den Strömungswiderstand gegenüber Rohren mit kreisförmigem Querschnitt zu verringern.In the case of tubular steel recuperators, it is known to have an elliptical cross-section Use pipes with the longer elliptical axis of the pipe cross-section in the direction of flow the flue gases lies to the flow resistance compared to pipes with circular Reduce cross-section.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Stahlrohr-Rekuperators, bei dem die Spannungen in den Rohren und ein Verkanten der Verteiler- und Sammelkästen bei bogenförmig oder S-förmig gekrümmter Gestalt derselben weitgehend herabgemindert sind und bei denen außerdem ein günstigerer Wärmeübergang von den den Rekuperator durchströmenden Rauchgasen auf die Stahlrohre bei gleichzeitig geringem rauchgasseitigen Widerstand festzustellen ist.The invention aims to create a steel pipe recuperator, in which the tensions in the pipes and tilting of the distribution and collecting boxes in the case of an arcuate or S-shaped curved shape of the same largely reduced are and where also a more favorable heat transfer from the recuperator flue gases flowing through on the steel pipes with at the same time low flue gas side Resistance can be determined.

Die Erfindung geht von einem Stahlrohr-Rekuperator mit gekrümmten, zwischen zwei Sammel- oder Verteilerkästen gelegenen Stahlrohren aus und schlägt zur Erzielung der obengenannten Vorteile vor, die Rohre im Querschnitt elliptisch od. dgl. zu gestalten und sie in quer zur Strömungsrichtung der Rauchgase gelegenen Ebenen zu krümmen. Vorzugsweise sind die Rohre aufeinanderfolgender Querreihen in unterschiedlicher Richtung gekrümmt. Dies bedeutet, daß z. B. die erste Querreihe eine Krümmung zur rechten Seite des Rekuperators hin erfährt, während die nächstfolgende Querreihe eine Krümmung der Rohre nach links aufweist, worauf die folgende Querreihe wieder eine Krümmung nach rechts usw. zeigt. Das Gleiche gilt, wenn die Rohre S-förmig ausgebildet sind. Durch diese verschiedenartige Krümmung der Rohre in den einzelnen Querreihen wird der Querschnitt des Rauchgaskanals weitgehend von den Rohren ausgefüllt. Die Hälfte aller Stahlrohre liegt nunmehr im Gegensatz zu bisher bekannten Ausführungsformen nicht mehr in Flucht mit der anderen Hälfte der Rohre. Hierdurch ist ein besserer Wärmeübergang von den Rauchgasen auf die Rohre erzielbar. Bei erforderlicher Reinigung der Rohre kann der gesamte Rekuperator aus dem Rauchgaskanal gehoben, gegebenenfalls gegen einen zweiten ausgetauscht und ohne Behinderung gründlich gereinigt werden.The invention is based on a steel pipe recuperator with curved, steel pipes located between two collecting or distribution boxes and knocking out To achieve the above-mentioned advantages, the tubes are elliptical in cross section Od. The like. And they are located transversely to the flow direction of the flue gases Curve planes. Preferably the tubes are in successive transverse rows curved in different directions. This means that z. B. the first transverse row a curve to the right side of the recuperator experiences while the next one Transverse row has a curvature of the tubes to the left, whereupon the following transverse row again shows a curve to the right, etc. The same is true if the tubes are S-shaped are trained. Due to this different curvature of the tubes in the individual Transverse rows, the cross section of the flue gas duct is largely filled by the pipes. Half of all steel pipes are now in contrast to previously known embodiments no longer in alignment with the other half of the pipes. This makes a better one Heat transfer from the flue gases to the pipes can be achieved. When cleaning is necessary the entire recuperator can be lifted out of the flue gas duct, if necessary exchanged for a second and thoroughly cleaned without hindrance.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rekuperators dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 und 2 die bisher bekannte Ausführungsform der Stahlrohr-Rekuperatoren, während Fig. 3 und 4 in gleicher Ansicht den erfindungsgemäßen Rekuperator zeigen; Fig. 5, 6 und 7 zeigen Schnitte nach den Linien V-V und VI-VI der Fig. 4 sowie die Querschnittsform eines Einzelrohres.In the drawing is an embodiment of the invention Recuperator shown, namely Fig. 1 and 2 show the previously known embodiment of the steel pipe recuperators, while FIGS. 3 and 4 show the invention in the same view Show recuperator; 5, 6 and 7 show sections along the lines V-V and VI-VI 4 and the cross-sectional shape of a single tube.

Bei den bisher bekannten, in Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Rekuperatoren sind einerseits die Sammelkästen 1, 2 durch die Rohre 3 miteinander verbunden, während die Kästen 4, 5 durch die Rohre 6 in Verbindung stehen. Das zu erwärmende Medium strömt in Richtung der Pfeile 7 durch den Rekuperator, der im vorliegenden Fall aus zwei Rohrbündelgruppen gebildet ist, an die sich erforderlichenfalls noch weitere Rohrbündelgruppen anschließen können. - Die Rauchgase treten in Richtung des Pfeiles 8 zwischen den Stahlrohren hindurch.In the previously known recuperators shown in FIGS. 1 and 2 are on the one hand the collecting tanks 1, 2 connected to one another by the pipes 3, while the boxes 4, 5 through the pipes 6 are in communication. The medium to be heated flows in the direction of arrows 7 through the recuperator, which in the present case is formed from two tube bundle groups, to which, if necessary, additional Can connect tube bundle groups. - The Smoke gases enter Direction of arrow 8 through between the steel pipes.

Die bisher bekannten Ausführungsformen der Stahlrohr-Rekuperatoren weisen im Querschnitt kreisförmige Stahlrohre auf, wobei, wie aus Fig. 1 in Vergleich mit Fig. 2 zu erkennen ist, die Krümmung der Rohre in zur Strömungsrichtung der Rauchgase parallelen Ebenen gelegen ist. Wie Fig. 2 zeigt, liegen hierbei die in Strömungsrichtung der Rauchgase aufeinanderfolgenden Rohre in Flucht.The previously known embodiments of tubular steel recuperators have circular steel tubes in cross-section, wherein, as from FIG. 1 in comparison can be seen with Fig. 2, the curvature of the tubes in the direction of flow Flue gases is located parallel planes. As shown in FIG. 2, the in Direction of flow of the flue gases in alignment with successive pipes.

Der erfindungsgemäße Rekuperator weist in gleicher Weise wiederum die Sammelkästen 1, 2, 4 und 5 auf, wobei die Kästen 2 und 4 durch die Rohrstücke bzw. Kompensatoren 9 verbunden sind. Die Strömungsrichtung des zu erwärmenden Mediums und der Rauchgase ist die gleiche wie bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Rekuperatoren.The recuperator according to the invention has in turn in the same way the collecting boxes 1, 2, 4 and 5 on, with the boxes 2 and 4 through the pipe pieces or compensators 9 are connected. The direction of flow of the medium to be heated and the smoke gases are the same as those shown in Figs Recuperators.

Zur Vermeidung der bei der Krümmung der Rohre entstehenden Spannungen wird erfindungsgemäß ein elliptischer Querschnitt der Rohre gewählt. Ein solches Rohr 13 ist in Fig. 7 im Querschnitt abgebildet. Ein Rohr mit elliptischem Querschnitt ist bei Biegung um die lange Achse nachgiebiger als bei Biegung um die kurze Ellipsenachse. Die längere Ellipsenachse des Rohrquerschnitts ist daher in Strömungsrichtung der Rauchgase gelegen. Im Gegensatz zu der früheren Anordnung der Rohre sind die in den Querreihen 14, 14 a, 14 b usf. 'gelegenen Rohre 13 nach verschiedenen Seiten in Ebenen gekrümmt, die senkrecht zur Strömungsrichtung8 der Rauchgase gelegen sind. Betrachtet man einen solchen Rekuperator von der Seite, so ergibt sich das Bild nach Fig. 3, während in Fig. 4 die Vorderansicht eines solchen Rekuperators zu erkennen ist. Hier sind die Rohre der aufeinanderfolgenden Querreihen 14 und 14a nach verschiedenen Seiten gekrümmt. Das gleiche gilt von den aufeinanderfolgenden Rohren 14 b, 14 c usw. Die Fig. 4 läßt deutlich erkennen, daß der freie Querschnitt des Rauchgaskanals weitgehend von den Rohren 13 ausgefüllt ist. Es liegen nunmehr nur noch die Hälfte aller Rohre in Flucht hintereinander. Der Wärmeübergang von den Rauchgasen auf die Rohre ist hierdurch günstig gestaltet.To avoid the stresses that arise when the pipes are bent an elliptical cross section of the tubes is selected according to the invention. One such Tube 13 is shown in cross section in FIG. 7. A tube with an elliptical cross-section is more flexible when bent about the long axis than when bent about the short axis of the ellipse. The longer axis of the ellipse of the pipe cross-section is therefore in the direction of flow Fumes located. In contrast to the earlier arrangement of the pipes, the in the transverse rows 14, 14 a, 14 b etc. 'located tubes 13 on different sides curved in planes that are perpendicular to the flow direction8 of the flue gases. If you look at such a recuperator from the side, the picture emerges 3, while FIG. 4 shows the front view of such a recuperator is. Here the tubes of the successive transverse rows 14 and 14a are different Sides curved. The same applies to the successive tubes 14 b, 14 c etc. FIG. 4 clearly shows that the free cross section of the flue gas duct is largely filled by the tubes 13. There are now only half of them left of all pipes in line one behind the other. The heat transfer from the flue gases to the Pipes are designed favorably as a result.

Außer der besseren Elastizität der einzelnen Rohre ergibt sich durch die unterschiedliche Krümmungsrichtung der Rohre in aufeinanderfolgenden Reihen ein besserer Ausgleich der auftretenden thermischen Beanspruchungen als bei Rohren, die nach gleicher Richtung zeigen, z. B. wird ein Verkanten der Teile 1 und 5 gegenüber den Teilen 2 und 4 vermieden oder zumindest verringert.In addition to the better elasticity of the individual tubes, it results from the different directions of curvature of the tubes in successive rows a better compensation of the occurring thermal stresses than with pipes, pointing in the same direction, e.g. B. a tilting of parts 1 and 5 is opposite the parts 2 and 4 avoided or at least reduced.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Steel pipe recuperator with curved, between two collecting or distribution boxes located steel pipes, characterized in that that the tubes (13) have elliptical or the like cross-section and in transverse to the longer axis of the ellipse of the pipe cross-sections are curved planes.

2. Steel pipe recuperator according to claim 1, characterized in that the pipes successive transverse rows (14 to 14c) curved in different directions are.

3. Steel pipe recuperator according to claim 1 and 2, characterized in that the tubes are curved or S-shaped. Considered publications: German Auslegeschrift No. 1034 803; French patent specification No. 639 280.