DE1751586A1 - Tapped heat exchanger tubes - Google Patents

Tapped heat exchanger tubes

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DE1751586A1
DE1751586A1 DE19681751586 DE1751586A DE1751586A1 DE 1751586 A1 DE1751586 A1 DE 1751586A1 DE 19681751586 DE19681751586 DE 19681751586 DE 1751586 A DE1751586 A DE 1751586A DE 1751586 A1 DE1751586 A1 DE 1751586A1
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Kivlen John A
Straight Jun Harry F
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ExxonMobil Technology and Engineering Co
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Exxon Research and Engineering Co
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    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
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Description

ESSO RESEARCH AM) EhGIIslEERIMJ CORiPAKY, Elizabeth U.J./TJSAESSO RESEARCH AM) EhGIIslEERIMJ CORiPAKY, Elizabeth U.J./TJSA

. Wirb Zapfen versehene ViTärmeaustauscherrohre. Wirb tenon-fitted Vi heat exchanger tubes

Die Erfindung betrifft einen Abzug für Heizgase im Konvektionsabnehnifct eines Ofens und eine Vielzahl quer zur Zugrichtung der Heizgase angeordneter ¥/ärmeaustauscherrohre, an welche aur Vergrößerung ihrer Oberflächen eine Vielzahl von Mebfillzapfen angeschweißt ist»The invention relates to a fume cupboard for hot gases in the Konvektionsabnehnifct of a furnace and a plurality of transverse to Direction of draft of the heating gases of arranged ¥ / heat exchanger tubes, at which a multitude of them aur enlargement of their surface areas is welded on by Mebfill spigot »

In KonvektioriöKonön konventioneller öfen wie Dampfkesse Jn oder in ύ&ν petro<;hemischen und chemischen Industrie verwendet en Pypan Cproo-ifiju -furnace) wurden Ln der konvanbionellen Praxia der Obori'läoherLbereich der die Ufen durchlau fanden V/änaeauatauiieherrohre durch Anbringung von mög-In KonvektioriöKonön conventional ovens like steam boilers Jn or in ύ & ν petro <; chemical and chemical industry used en Pypan Cproo-ifiju -furnace) Ln the Konvanbionellen praxia of the Obori'oherLbereich which the Ufen passed through found V / änaeauatauiieherrohre by attaching

109832/0483 _y„109832/0483 _ y "

liehst vielen Zapfen an der äußeren Oberfläche vergrößert. Das Anbringen von Zapfen an Rohren in konventioneller V/eise erhöht - wenn auch unter erheblicher Steigerung ihrer effektiven Oberfläche und damit der Wärmeübertragungsleistung - doch auch die Kosten und den effektiven Au(3endurehmesser wesentlich. Mit dem effektiven Rohrdurchmesser wächst auch der Abstand zwischen den Rohrmittelpunkten und damit der gesamte Wärmeaustauscherbereich.lent many cones enlarged on the outer surface. Attaching tenons to pipes in a conventional V / eise increased - albeit with a considerable increase in their effective surface and thus the heat transfer capacity - but also the costs and the effective diameter of the 3-endurehm knife. Increases with the effective pipe diameter also the distance between the pipe centers and thus the entire heat exchanger area.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung zu schaffen, die diese Nachteile nicht hat. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Metallzapfen in versetzten Reihen um ungefähr 190° der Rohrperipherie angebracht sind, wobei die übrige Peripherie frei von Zapfen bleibt, und -daß Befestigungsmittel vorgesehen sind, die. die ,benachbarten Rohre in dem Abzug in so dichter Anordnung halten, daß die Spitzen der Zapfen eines Rohres sich in der zapfenfreien Zone eines benachbarten Rohres befinden.The aim of the present invention is to provide a device to create that does not have these disadvantages. According to the invention this is achieved in that the metal pins are attached in staggered rows by approximately 190 ° of the pipe periphery are, the remaining periphery remains free of pegs, and that fastening means are provided that. the, neighboring Hold pipes in the fume cupboard in such a tight arrangement that the tips of the pegs of a pipe are in the peg-free Zone of an adjacent pipe are located.

Die enge und sich überschneidende Anordnung der Zapfen benachbarter Rohre erzeugt einen Zwischenwirbel oder ein Bestreichen durch die darüberzieheruien heißen Gase und verstärkt die Wäruieübertragungsleiritung der Zapfen im Vergleich sau Zapfenanurrinungen ohne Überschneidungen.The close and overlapping arrangement of the tenons Adjacent pipes create an intervertebral vortex or a smear caused by the hot gases and swirling over them strengthens the Wäruietransmission line of the cones in comparison sau cone grooves without overlapping.

Eine vorteilhafte Aus führung a f orm der [Erfindung besteht darin, ein Wärmeauatauscherrohr mit vergrößerter Oberflä-There is an advantageous embodiment of the invention in it, a heat exchanger tube with an enlarged surface

109832/CU83109832 / CU83

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-■ 3 -- ■ 3 -

ehe zu schaffen, bei welchem sozusagen an der Rückseite des Rohres fast 50 % der Zapfen weggelassen sind, wodurch im wesentlichen 90 bis 95 a/° der Leistung der mit Zapfen voll besetzten Rohre nach dem Stand der Technik mit nur ungefähr 50 $ der früher benötigten Zapfen bei kleinerem Wärmeaustauscherraum zu erzielen ist.before to create, in which, so to speak, almost 50% of the pins are omitted on the back of the tube, whereby essentially 90 to 95 a / ° of the performance of the fully populated tubes according to the prior art with only about $ 50 that previously required Pin can be achieved with a smaller heat exchanger space.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, die Zapfen an den Rohren so anzuordnen, daß ein Versetzen und äußerst enges Anordnen der Rohre möglich ist.Another object of the invention is to arrange the pins on the tubes so that they can be offset and extremely close arrangement of the pipes is possible.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein leistungsstarker Konvektionsabschnitt eines Ofens zu niedrigen Kosten. Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist. ·Another object of the invention is to provide a low power convection section of a furnace Costs. Further details of the invention are to be found on hand of an exemplary embodiment are explained and described in more detail, reference being made to the accompanying drawings is taken. ·

Fig. 1 ist eine schematisehe Darstellung eines Ofens mit Warmeaustauscherrohren.Figure 1 is a schematic representation of an oven with heat exchanger tubes.

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch mehrere erfindungsgemäße Wärmeaustauscherröhre, Fig. 2 is a cross section through several heat exchanger tubes according to the invention,

Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines einzelnen Eohres.Figure 3 is a side view of a single ear.

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ORIGINALORIGINAL

In den Zeichnungen ist eine konventionelle Vorwärmvorrichtung 10 mit einer Vielzahl von auf dem Boden derselben befindlichen Brennern 24 mit steigenden Flammen schematisch dargestellt. Die Brenner 24 entladen Verbrennungsprodukte nach oben und heizen eine Vielzahl von Vorwärme-iibertragungsrohren 16 in der unteren Strahlungswärmezone 12 des Ofens. Danach setzen die warmen Verbrennungsprodukte ihren Weg nach oben in einen darüber befind liehen konventionellen Konvektions- oder Ekonomizer-Abschnitt 14, der eine Vielzahl von sich quer erstreckenden Nachheizrohren 18 enthält, und nach außen durch einen zuoberst angebrachten Kamin 26 fort. An jedem der Rohre 18 befindet sich eine Vielzahl spitz zulaufender Zapfen 20, die in versetzten Reihen durch Anschweißen ihrer Böden direkt an die äußere Oberfläche des Rohres 28 befestigt sind. Die Zapfen 20 haben vergrößerte untere Bereiche und sind vorzugsweise über annähernd 190° der Rohrperipherie relativ nahe beieinander angeordnet. Die Rohrmitten sind mittels einer nicht gezeigten geeigneten iiinbaukonstruktion in den Seitenwänden des Konvektionsabschnittes 14 in der Weise angeordnet, daß die Zapfenspitzen eines Rohres eich in der zapfenfreien Zone eine» benachbarten Rohres befinden. Dieses Anordnungeverhältnie benachbarter Rohre einer horizontalen Schicht aur aapfenfreien Zone der darunter befindlichen Rohre dtr nächsten horizontalen Schicht gestattet ein engeres horizontale«In the drawings is a conventional preheater 10 with a plurality of on the bottom thereof located burners 24 shown schematically with rising flames. The burners 24 discharge combustion products upstairs and heat a variety of preheat transfer pipes 16 in the lower radiant heat zone 12 of the furnace. After that, put the warm products of combustion their way up into one above borrowed conventional convection or economizer section 14, which includes a plurality of transversely extending post-heating tubes 18, and out through one chimney 26 at the top. On each of the tubes 18 there is a multiplicity of tapering pins 20, which are attached in staggered rows by welding their bottoms directly to the outer surface of the tube 28 are. The pins 20 have enlarged lower areas and are preferably approximately 190 ° Tube periphery arranged relatively close to one another. The pipe centers are suitable by means of a not shown Built-in construction in the side walls of the convection section 14 arranged in such a way that the pin tips of a pipe calibrate in the pin-free zone a » adjacent pipe. This arrangement does not Adjacent pipes of a horizontal layer to a cone-free zone of the pipes below dtr the next horizontal layer allows a narrower horizontal "

109832/0483 -5-109832/0483 -5-

Zusammenrücken "benachbarter Schichten, sowie ein seitlioh dichteres Zusammenrücken der Rohre ein und derselben Schicht, da ein freier Raum zwischen den Zapfenspitzen nicht nötig ist, sondern nur zwischen dem zapfenfreien Bereich einer Rohrperipherie und den Spitzen benachbarter Zapfen. Dieses Anordnungsverhältnis ist am besten bei der Raumlucke 22 der Fig. 2 zu sehen, wobei leicht zu erkennen ist, daß eine wesentliche Raumersparnis durch das Weglassen der ^Moving together "of neighboring layers, as well as a lateral closer together of the pipes of one and the same layer, since there is no need for a free space between the pin tips, but only between the pin-free area of a Tube periphery and the tips of adjacent pegs. This arrangement is best for the space gap 22 of Fig. 2, it can easily be seen that a significant space saving by omitting the ^

Zapfen an dieser Stelle der Rohrperipherie der beiden unteren Rohre und das dichte Heranrücken der mittleren und darüber liegenden .Rohre möglich ist. Die Zugrichtung des heißen Gases läuft in Pig. 2 vom unteren Ende der Figur zum oberen Bereich derselben, so daß alle Zapfen im wesentlichen eher in Richtung der Wärmequelle und nicht von ihr wegweisen. In Pig. 2 gestattet das erfindungsgemäße Fortlassen der nicht wichtigen Zapfen an der Rückseite des Rohres nicht nur eine wesentliche Verringerung Λ des vertikalen Rohrabstandes von Rohrmittelpunkt zu Rohrmittelpunkt, wie durch den Pfeil A angegeben, sondern auch eine wesentliche Verringerung des horizontalen Rohrabstandes zwischen den mit dem Pfeil B bezeichneten Mittelpunkten. Spigot at this point of the pipe periphery of the two lower pipes and the tight approach of the middle and overlying pipes is possible. The direction of pull of the hot gas runs in Pig. 2 from the lower end of the figure to the upper region of the same, so that all the pegs essentially point in the direction of the heat source rather than away from it. In Pig. 2 allows the omission according to the invention of the non-important pins on the back of the pipe not only a significant reduction Λ of the vertical pipe distance from pipe center to pipe center, as indicated by the arrow A, but also a significant reduction in the horizontal pipe distance between those indicated by the arrow B. Centers.

Die Erfindung kann in gleicher Weise auch bei einer großen Anzahl anderer als der genannten Heizanlagen verwendet werden, wie z. B. bei Econimizern von Dampfkesseln,The invention can be used in the same way with a large number of heating systems other than those mentioned become, such as B. in Econimizers of steam boilers,

109832/0483 -6-109832/0483 -6-

BADOmGlNAt,BADOmGlNAt,

sowie anderen typischen Wärmeaustauscher-Geräten, bei denen die Erzielung einer maximalen Wärmeübertragung bei möglichst niedrigen Kosten sowohl für den Heizraum als auch für die Rohre erwünscht ist.as well as other typical heat exchanger devices which the achievement of maximum heat transfer at the lowest possible cost for both the boiler room and is also desirable for the pipes.

Pat entansprüche —7—Patent claims —7—

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Claims (1)

175158fi175158fi P at ent a η s ρ r ü c h eP at ent a η s ρ r ü c h e 1 Λ Vorrichtung, bestehend aus einem Abzug für Heizgase im Konvektionabschnitt eines Ofens und einer Vielzahl quer zur Zugrichtung der Heizgase angeordneter Wärmeaustauscherrohre, an welche zur Vergrößerung ihrer Oberflächen eine Vielzahl von Metallzapfen angeschweißt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallzapfen (20) in versetzten Reihen um ungefähr '190° der Rohrperipherie angebracht sind» wobei die übrige Peripherie frei von Zapfen bleibt, und daß Befestigungsmittel vorgesehen sind, die die benachbarten Rohre (18) in dem Abzug (14, 26) in so dichter Anordnung halten, daß die Spitzen der Zapfen eines Rohras (18) sich in der zapfenfreien Zone eines benachbarten Rohres (18) befinden.1 Λ device, consisting of a flue for hot gases in the convection section of a furnace and a multitude across to the direction of pull of the heating gases arranged heat exchanger tubes, to which a A plurality of metal pegs is welded on, characterized in that the metal pegs (20) are in staggered rows are attached by about 190 ° of the pipe periphery »with the rest of the periphery free of Pin remains, and that fastening means are provided that the adjacent tubes (18) in the fume cupboard (14, 26) in so close together that the tips of the cones a Rohras (18) in the cone-free zone of an adjacent one Tube (18) are located. .2» Vorrichtung aaek Anspruch 13 dadurch . g e k © a n ■=■ seich η e t j daß die Rohre (18) bei Anordnung in einei? Tielsalil von Schichten sich teilweise im .'Zugschat-=· tea äer Hokrs Se? benachbarten Soliicht mit Befestigimgs~ mitteln dieirfc aaeisiaadsr angebi^aclit sind, wobei sich dl® ai ungefähr 190° ύ@τ.Bohrperipherie angebrachten Zapfen-.2 »device aaek claim 1 3 thereby. gek © an ■ = ■ seich η etj that the tubes (18) when arranged in one? Tielsalil of layers are partly in the .'Zugschat- = · tea äer Hokrs Se? adjoining soli not with fastening means which are provided with, where the circumference of the drill holes is approximately 190 ° . a Eolires (18) in der sapfenfreien Zone eine© benae&barten Eohres (18) der bejiaohbarten Schicht bef in·=a Eolires (18) in the sap-free zone a © benae & barten Eohres (18) the affirmative layer bef in · = 109.832/0483 ;.109.832 / 0483;. BAD ORIGINALBATH ORIGINAL 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das um ungefähr 190° seiner Peripherie mit Zapfen (20) besetzte und sonst zapfenfreie einzelne Rohr (18) und die Zapfen (20) aus Metall s ind.3. Apparatus according to claim 1 and claim 2, characterized characterized in that the approximately 190 ° of its periphery is occupied by pegs (20) and otherwise peg-free individual tube (18) and the pin (20) made of metal are ind. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die zur Erreichung einer maximalen Wärmeübertragungsleistung mit angeschweißten Zapfen versehenen Wärmeaustauscherrohre (18) mit Befestigungsmitteln im Abzug (14, 26) der abziehenden Heizgase und gegen ihre Zugrichtung angebracht sind.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the to achieve a maximum heat transfer capacity with welded-on studs provided with heat exchanger tubes (18) are attached with fastening means in the vent (14, 26) of the withdrawing hot gases and against their direction of pull. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vielzahl horizontaler Schichten von Wärmeaustauscherrohren (18) des beschriebenen Typs vorgesehen ist, die quer zum Zug der in dem Abzug (14, 26) abziehenden erhitzten Gase angeordnet sind, und daß Befestigungsmittel vorgesehen sind, die die Rohre (18) einer Schicht teilweise im Zugschatten der Rohre (18) der nächsten Schicht dicht an diese angeordnet halten, wobei die Zapfenspitzen eines Rohres (18) in der zapfenfreien Zone eines benachbarten Rohres (18) der benachbarten Schicht liegen.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality horizontal layers of heat exchanger tubes (18) of the type described is provided, which transverse to the Train in the vent (14, 26) withdrawing heated gases are arranged, and that fastening means are provided are that the tubes (18) of one layer partially in the draft shadow of the tubes (18) of the next layer close together keep these arranged, with the pin tips of a pipe (18) in the pin-free zone of an adjacent one Pipe (18) of the adjacent layer lie. 109832/0483109832/0483
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