DE1551455B2

DE1551455B2 - Rohrboden fuer waermeaustauscher

Info

Publication number: DE1551455B2
Application number: DE19671551455
Authority: DE
Inventors: Rene Garches Hauts-de-Seine Lion (Frankreich)
Original assignee: Societe Fives-Penhoet S.A., Paris
Priority date: 1966-05-06
Filing date: 1967-05-06
Publication date: 1971-12-23
Also published as: NL6706435A; DE1551455A1; GB1176564A; BE698025A; FR1506321A; US3406752A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen ringförmigen Wärmetauscher, insbesondere für Gasturbinen, der aus in mehreren Lagen zylindermantelartig angeordneten und mit ihren Enden in Flanschen od. dgl. geführten Rohren besteht, die von einem Medium axial durchströmt werden,, während das andere am Wärmeaustausch beteiligte Medium- radial vom Zentrum aus die Rohre umströmt. .

Derartige bekannte Wärmetauscher weisen zwei als Lochplatten ausgebildete Böden auf, in welche die Rohre eingesteckt und meist verlötet sind. Insbesondere bei Wärmetauschern für Gasturbinen werden eine sehr große Anzahl Rohre mit sehr kleinem Durchmesser benötigt. Dadurch wird einerseits -die Herstellung der Lochplatten und andererseits die Befestigung der Rohre in diesen sehr kompliziert und teuer. Daneben sind auch schon Röhrenwärmetauscher mit einem Bündel von Flachbohren bekannt (französische Patentschrift 1 252 482), bei denen die Rohrenden nebeneinander zwischen eingelegten Streifen angeordnet sind. Hierdurch wird zwar die aufwendige Herstellung der zum axialen Abschluß des Rohrbündels dienenden Böden als Lochplatten vermieden. Bei Anwendung dieser bekannten Bauweise für ringförmige Rohrbündel wären jedoch zahlreiche Einlegestreifen nötig, die entweder jeweils mit verschiedener Krümmung gebogen oder jeweils gerade und mit voneinander verschiedenen Längen und verschiedener Abschrägung ihrer Enden hergestellt werden müßten, was ebenfalls aufwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die bekannten Wärmetauscher der eingangs genannten Art eine andere Befestigung der Rohrenden zu finden, die sich durch eine wenig aufwendige Herstellung auszeichnet.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zum Bilden der dichten Befestigung der Rohrenden diese trapezförmig abgeplattet und nebeneinander zwischen spiralförmig auf die Böden aufgewickelten Streifen angeordnet sind.

•Hierdurch läßt sich auch für Wärmetauscher mit einer sehr großen Anzahl von Rohren von beliebig kleinem Durchmesser auf einfache Weise die Befestigung der Rohrenden herstellen.

Um dem Wärmetauscher eine ausreichende Festigkeit zu verleihen, kann vorteilhaft vorgesehen werden, daß die Anfänge der Streifen durch Schweißen, vorzugsweise durch Punktschweißen, mit den Böden verbunden sind und die Streifen unter leichter Spannung aufgewickelt sind. Damit ein einwandfreies Anliegen der Streifen auf den Böden und damit der Rohre auf den Streifen ermöglicht wird, kann der Umfang der Böden spiralförmig vorgedreht sein: Um eine einwandfreie Montage zu gewährleisten, kann bei dieser Ausführungsform zweckmäßigerweise vorgesehen werden, daß in bestimmten Abständen immer ein Rohr mit dein darunter und/oder darüber verlaufenden Streifen durch Schweißen, vorzugsweise durch Punktschweißen, verbunden wird.

Eine besonders wenig aufwendige Ausführungsform erhält man, wenn alle Rohrenden mit gleichem Querschnitt entsprechend dem mittleren Durchmesser des Rohrbündels ausgebildet sind. Die durch die Abweichung von der theoretischen Form gegen den inneren und äußeren Durchmesser des Rohrbündels entstehenden Spalte sind dann so gering, daß sie ohne weiteres beim Verlöten durch das Lot ausgefüllt werden. Nach dein Einlegen des letzten Rohres kann dieses vorteilhaft mit dem. darunter- und darüberliegenden Streifen durch' Schweißen, vorzugsweise durch Punktschweißen, verbunden sein.

Als Abschluß kann zusätzlich in einer anderen Ausführungsform auf die äußersten Windungen der Streifen je ein äußerer Bodenteil aufgesetzt sein. Zweckmäßigerweise ist dieser äußere Bodenteil mit einer spiralförmigen Ausdrehung versehen. Um den äußeren Bodenteil fest mit den Streifen und den

ίο Rohren zu verbinden, kann zwischen dem äußersten Rohr und der Stufe der spiralförmigen Ausdrehung des äußeren Bodenteils ein konisches Füllstück eingeschlagen sein. Das Rohrbündel besitzt dann eine ausreichende Festigkeit, um als Ganzes dem Lötofen zugeführt werden zu können.

Die Erfindung ist in einer Ausführungsform in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigt '.

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Rohrbündel des erfindungsgemäßen Wärmetauschers und

F i g. 2 einen Querschnitt durch das Rohrbündel nach Fig. 1.

Das Rohrbündel weist zwei spiralförmig vorgedrehte Böden 1 auf, an denen die Rohre 2 zylindermantelartig befestigt sind. Hierzu sind auf den Umfang der beiden Böden 1 Streifen 3 aufgewickelt, zwischen welche die an ihren Enden trapezförmig abgeplatteten, an sich runden Rohre 2 eingelegt sind. Die Streifen 3 sind mit ihrem Anfang auf den Böden 1 durch Punktschweißen befestigt, so daß während der Montage der Rohre 2 eine Zugspannung in die Streifen 3 aufgebracht werden kann. Alle Rohre 2 sind an ihren Enden in gleicher Weise trapezförmig abgeplattet. Die Bemessung der Trapezform erfolgt dabei nach der mittleren Lage der Rohre 2. Hierbei ergeben sich durch die Abweichungen von der durch die verschiedenen Bündeldurchmesser bedingten theoretischen Form der äußeren und der inneren Lage der Rohre 2 geringe Spalte zwischen den einzelnen Rohren, die jedoch ohne weiteres bei dem Verlöten

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Während der Montage ist es vorteilhaft, damit immer gleich ein stabiles Gebilde entsteht, in bestimmten Abständen einzelne Rohre 2 durch Punkschweißen mit. den Streifen 3 zu verbinden. Nachdem das letzte Rohr 4 eingelegt ist, wird dieses durch Punktschweißen mit den darüber und darunter verlaufenden Streifen 3 verbunden, so daß die Lage der Rohre 2 und der Streifen 3 zueinander fixiert ist. Danach wird an jedem Bündelende ein mit einer spiralförmigen Ausdrehung versehenes äußeres Bodenteil 5 aufgesetzt. Durch das Einschlagen eines konischen Füllstückes 6 zwischen dem äußersten Rohr 4 und der Stufe der spiralförmigen Ausdrehung des äußeren Bodenteils 5 erhält das Rohrbündel eine ausreichende Festigkeit, um als Ganzes in einen Lötofen eingebracht werden zu können, in welchem die Rohre 2, die Streifen 3 und Boden 1 und äußeres Bodenteil 5 miteinander verlötet werden.

Patentansprüche:

1. Röhrenwärmetauscher mit einem ringförmigen Rohrbündel, dessen Rohre in mehreren Lagen zylindermantelartig angeordnet, mit ihren Enden an Böden dicht befestigt und von einem ersten Fluid axial durchströmt sind, während das zweite am Wärmetausch beteiligte Fluid radial durch das Bündel quer über die Rohre geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum BiI-

Claims

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den der dichten Befestigung der Rohrenden diese trapezförmig abgeplattet und nebeneinander zwischen spiralförmig auf die Böden (1) aufgewikkelten Streifen (3) angeordnet sind.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfänge der Streifen (3) durch Schweißen mit den Böden (1) verbunden sind und die Streifen unter leichter Spannung aufgewickelt sind.

3. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der Böden (1) spiralförmig vorgedreht ist.

4. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in bestimmten Abständen immer ein Rohr (2) mit dem darunter und/oder darüber verlaufenden Streifen (3) durch Schweißen verbunden ist.

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Enden der Rohre (2) mit gleichem Querschnitt entsprechend dem mittleren Durchmesser des Rohrbündels ausgebildet sind.

6. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das äußerste Rohr (4) mit dem darunter- und darüberliegenden Streifen (3) durch Schweißen verbunden ist.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die äußersten Windungen der Streifen je ein äußerer Bodenteil (5) aufgesetzt ist.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Bodenteil (5) mit einer spiralförmigen Ausdrehung versehen ist.

9. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem äußeren Rohr (4) und der Stufe der spiralförmigen Ausdrehung des äußeren Bodenteils (5) ein konisches Füllstück (6) eingeschlagen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen