DE202013101330U1 - Rohrhalterung und Rohranordnung mit einer solchen - Google Patents

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Abstract

Rohrhalterung zur Stabilisierung eines Rohrbündels, insbesondere in einem Wärmetauscher, wobei die Rohrhalterung einen plattenförmigen Haltekörper (1,; 1‘; 1‘‘) mit einer ersten und einer zweiten Schmalseite aufweist, bei dem die erste Schmalseite einen Anschlussbereich (5) bildet, der mit einem Tragrohr (2) verschweißbar ist und die zweite Schmalseite einen Auflagebereich (6, 6‘) bildet, der zur Aufnahme eines Lastrohres (7) ausgebildet ist, wobei der Anschlussbereich (5) zur thermischen und mechanischen Kopplung des Haltekörpers (4) mit dem Tragrohr (2) dient, und der Auflagebereich (6, 6‘) so ausgebildet ist, dass er eine bevorzugte Laterallage quer zur Längsachse (8) des lose auf dem Haltekörper (4) aufliegenden Lastrohres (8) definiert.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrhalterung zur Stabilisierung und/oder Fixierung eines Rohrbündels, insbesondere in einem Wärmetauscher.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Rohrbündel in Wärmetauschern bestehen aus mehreren nebeneinander verlaufenden Rohren, die innen von einem Medium (das zu heizende bzw. das kühlende Medium) durchströmt werden und außen von einem anderen Medium (das zu kühlende bzw. heizende) umgeben oder umströmt werden. Dabei findet ein Wärmeaustausch zwischen den beiden Medien statt (Flüssigkeiten, Gase oder Dämpfe). Um diesen Wärmeaustausch möglichst effektiv zu machen, wird eine möglichst große Rohrfläche angestrebt, über die der Wärmeaustausch erfolgen kann.
  • Dazu werden die Rohre in unterschiedlichster Art und Weise gebündelt: z. B. gerade, mäanderförmig, parallel verlaufende Rohrbündel; parallele Rohrstücke, die zwischen zwei Rohrböden aufgenommen sind; Rohrschlangen und Rohrschlangensysteme, bei denen die Rohre schraubenartig angeordnet werden; Rohrspiralen und Flachschlangen, bei denen spiralförmig aufgewickelte Rohre bzw. flach in einer Ebene verlaufenden Rohrschlangensysteme ausgebildet werden.
  • Neben der Formgebung dieser Rohrschlangen – beim Herstellen und Biegen der Rohre bzw. der Rohrschlangen – spielt auch die Fixierung der Rohrschlangen zueinander sowie die Anordnung und Befestigung in einem die Rohrschlangen umgebenden Behälter eine große Rolle. Üblicherweise werden Rohrbündel oder Rohrschlangen über Abstandshalter, Spangen, Ringe, Reifen, Manschetten, Flansche oder Ähnliches im gewünschten Abstand zueinander fixiert und ggf. in einem Behälter positioniert und befestigt.
  • Ein Problem bei den bekannten Rohrhalterungen besteht darin, dass diese zusammen mit den Rohren in kaltem Zustand montiert, befestigt und ausgerichtet werden. Im Betrieb eines Wärmetauschers treten jedoch wesentlich höhere Temperaturen auf, die mehrere hundert Grad über der Montagetemperatur liegen können. Die hohen Temperaturschwankungen führen zu großen Längen- und Durchmesseränderungen. Dies betrifft zum einen den Rohrdurchmesser und zum anderen die Rohrlänge.
  • Bei Rohrbündeln mit komplexen Rohrschlangen bzw. Rohrspiralengeometrien, die zur Erhöhung des Wirkungsgrades oft mit quer dazu verlaufenden, geraden Rohrbündeln kombiniert werden, wirken sich hohe Temperaturänderungen unter Umständen sehr stark auf die Geometrie aus. Die Halterungen und Befestigungsmittel müssen dabei so ausgeführt werden, dass sie zum einen eine zuverlässige Fixierung und Positionierung der Rohre und Rohrbündel gewährleisten und zum anderen die durch Wärmedehnungen stattfindenden Relativbewegungen der Bauteile untereinander ausgleichen und aufnehmen. In den Fällen, wo eine solche Relativbewegung der Rohrbündel und Rohrbündelelemente untereinander beschränkt werden sollen, müssen die Halterungen so stark ausgeführt sein, dass sie die wärmebedingten Spannungen vollständig aufnehmen können.
  • Ein weiteres Problem besteht darin, dass diese Halterungen auch in dem Bereich des Wärmetauschers angeordnet sind, in dem die höheren Temperaturen herrschen, also wo die heißeren Medien (Verbrennungs- und Rauchgase, Heißdampf etc.) vorhanden sind. Die bei Wärmetauschern üblicherweise eingesetzten Metalle und Stähle verlieren jedoch bei sehr hohen Temperaturen erheblich an Festigkeit und können den auftretenden Beanspruchungen bei hohen Temperaturen nur eingeschränkt standhalten (Festigkeitsverluste, höheres Korrosionsrisiko, Ausglühen etc.) und die Standzeit der Gesamtanlage bestimmen. Dies kann dazu führen, dass die Rohrhalterungen so stark dimensioniert werden müssen, dass der Wirkungsgrad des Wärmetauschers selbst beeinträchtigt wird (die Rohre müssen unter Umständen weiter voneinander beabstandet angeordnet werden), oder dazu, dass sehr hochwertige und damit teure Werkstoffe verwendet werden müssen, um geeignete Halterungen herzustellen.
  • Es besteht also die Aufgabe eine verbesserte Rohrhalterung zur Verfügung zu stellen, bei der die oben genannten Probleme wenigstens teilweise gelöst werden. Insbesondere besteht die Aufgabe auch darin, eine verbesserte Rohrhalterung für Rohranordnungen zur Verfügung zu stellen, bei denen sich einander kreuzende Rohrbündel- und/oder Rohrschlangenanordnungen vorgesehen sind.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Rohrhalterung zur Stabilisierung eines Rohrbündels, insbesondere in einem Wärmetauscher, zur Verfügung gestellt.
  • Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Rohrhalterung einen plattenförmigen Haltekörper (Tragflosse) mit einer ersten und einer zweiten Schmalseite aufweist, bei dem die erste Schmalseite einen, insbesondere vertikal verlaufenden, Anschlussbereich bildet, der mit einem Tragrohr verbindbar, insbesondere verschweißbar, ist und die zweite Schmalseite einen quer zum Anschlussbereich verlaufenden Auflagebereich bildet, der zur Aufnahme eines zu tragenden bzw. belastenden Rohres (Lastrohr) ausgebildet ist, wobei der Anschlussbereich zur thermischen und mechanischen Kopplung des Haltekörpers mit dem Tragrohr dient, und der Auflagebereich so ausgebildet ist, dass dieser eine bevorzugte Laterallage quer zur Längsachse des lose auf dem Haltekörper aufliegenden Lastrohres definiert.
  • Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, den beigefügten Figuren und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen.
  • Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Rohranordnung mit einer erfindungsgemäßen Rohrhalterung bzw. eine Wärmetauscheranordnung mit einer erfindungsgemäßen Rohrhalterung und/oder einer entsprechenden Rohranordnung.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Rohrhalterung,
  • 2 zwei Ansichten einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rohrhalterung,
  • 3 drei weitere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Rohrhalterung und
  • 4 eine Wärmetauscheranordnung mit erfindungsgemäßen Rohrhalterungen.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rohrhalterung veranschaulicht. Vor einer detaillierten Beschreibung folgen zunächst allgemeine Erläuterungen zu den Ausführungsformen.
  • Die erfindungsgemäße Rohrhalterung ist besonders bei solchen Rohrbündeln für Wärmetauscher vorteilhaft, bei denen mehrere Rohrabschnitte (z.B. senkrechte Rohrbündel) mit quer dazu verlaufenden Rohrabschnitten (z.B. schraubenförmig angeordnete Rohrschlangen) kombiniert werden. Mit der erfindungsgemäßen Rohrhalterung können dann die im Wesentlichen horizontal verlaufenden Rohrwendeln, Rohrschlangen an den senkrecht verlaufenden Rohren positioniert werden. Dazu weist die Rohrhalterung einen als Tragflosse ausgebildeten plattenförmigen Haltekörper auf, der an einer ersten Schmalseite mit einem ersten Rohrabschnitt (z.B. eines senkrecht verlaufenden Rohres), nämlich dem Tragrohr, verbindbar ist. Diese Schmalseite bildet den Anschlussbereich und kann insbesondere für eine Schweißverbindung ausgestaltet sein. Der Anschlussbereich stellt so über die Schweißverbindung eine unmittelbare thermische und hoch belastbare mechanische Kopplung der Tragflosse mit dem Tragrohr sicher.
  • An einer zweiten Schmalseite verläuft ein Auflagebereich, der zur Aufnahme eines quer verlaufenden Rohrabschnitts, dem Lastrohr dient – etwa eine quer verlaufende Rohrwendel. Die am Tragrohr angebrachte Rohrhalterung dient also als Konsole zur Aufnahme des Lastrohres.
  • Dieser Auflagebereich, der an der zweiten Schmalseite ausgebildet ist, ist weiterhin so gestaltet, dass er eine bevorzugte Laterallage des lose auf dem Haltekörper aufliegenden Lastrohres definiert. In anderen Worten, eine Rohrwendel oder ein Rohrschlangenabschnitt, der auf dem Auflagebereich aufliegt, nimmt dort eine bevorzugte Lage quer zur Längsachse der Rohrschlange ein, die gleichzeitig die Lage zum senkrecht dazu verlaufenden Lastrohr (z. B. senkrecht verlaufendes Rohr) definiert.
  • Solche Rohranordnungen werden beispielsweise tauchsiederartig hängend in senkrecht verlaufenden (stehende) Wärmetauscherkessel oder Prozessreaktoren (Verbrennungsanlagen) eingehängt. Die auftretenden Dehnungen bei hohen Temperaturschwankungen werden bei einer solchen Konstruktion durch die erfindungsgemäße Rohrhalterung ohne Zwangskräfte aufgenommen. Das Tragrohr nimmt zwar eine bevorzugte Stellung auf dem Auflagebereich ein (die beispielsweise auf die Betriebstemperatur abgestimmt werden kann), ist aber in der Lage, bei Temperaturschwankungen seine Laterallage abweichend von der bevorzugten Stellung zu verändern. Beispielsweise dann, wenn bei einem Temperaturabfall der Durchmesser einer waagerecht verlaufenden Rohrwendel schrumpft bzw. bei einem Temperaturanstieg steigt.
  • Auch Längenänderungen der Tragrohre spielen keine Rolle, da die gesamte Konstruktion, d.h. der Bereich, in dem sich die Lastrohre und die Tragrohre kreuzen, entweder komplett angehoben oder abgesenkt wird. Dabei wandern die Rohrhalterungen gemeinsam mit den Lastrohren und den darauf angeordneten Tragrohren nach unten oder nach oben.
  • Durch die innige unmittelbare thermische Kopplung der Rohrhalterung mit dem Tragrohr wird die Rohrhalterung durch das im Innern des Lastrohres strömende (kältere) Medium wirksam gekühlt und behält daher auch in einer sehr heißen Außenumgebung eine definierte mechanische Festigkeit und kann so vergleichsweise leicht und damit materialsparend ausgeführt werden. Die plattenförmige Bauweise sichert dabei einen ausreichend hohen Wärmetransport aus dem Haltekörper (Tragflosse), der in das Umgebungsmedium hineinragt, zum Anschlussbereich an der mit dem Tragrohr gekoppelten Schmalseite und weiter über die Rohrwand in das Kühlmedium.
  • In einer anderen Ausführung weist der Auflagebereich eine Ausnehmung auf, die am Außenumfang des Lastrohres angreift. So eine Ausnehmung hilft die bevorzugte Laterallage des Lastrohres auf dem Auflagebereich zu definieren.
  • Es gibt Ausführungen, bei denen diese Ausnehmung tiefer ist als der Außenradius des Lastrohres. Damit ist ein in der Ausnehmung angeordnetes Lastrohr über seine „Gürtellinie“ innerhalb der Ausnehmung angeordnet und damit besonders stabil in der Laterallage gesichert. Bei dieser Ausführung sind die in der Ausnehmung angeordneten Rohrabschnitte z.B. auch bei einem Transport der Wärmetauschereinheit besonders wirksam zu sichern.
  • Es gibt auch Ausführungen, bei denen die Ausnehmung eine bogenförmige Kontur aufweist, deren Radius größer ist als der Radius des Lastrohres. Bei dieser Ausführung ist zwar eine klar definierte, bevorzugte Laterallage im Sohlenbereich der Ausnehmung vorgegeben. Gleichzeitig wird aber ein lateraler Spielraum um diese Lage zugelassen, der allerdings mit zunehmender Abweichung von der Vorzugslage mit progressiv wachsendem Widerstand eingeschränkt wird. Die ansteigenden Flanken der bogenförmigen Kontur bewirken einen zunehmenden Rückstell- bzw. Zentrierungseffekt in die bevorzugte Laterallage, wenn das Tragrohr – beispielsweise durch thermische Einflüsse – die bevorzugte Laterallage verlässt.
  • Es gibt auch Ausführungen bei denen die Ausnehmung eine mehrkantige Gestalt hat. So bietet beispielsweise eine dreieckige Ausnehmung eine Zweipunktauflage, welche die lokalen Beanspruchungen reduziert, eine trapezförmige oder rechteckige Ausnehmung erlaubt eine Dreipunktauflage, wenn das Rohr sowohl am Boden als auch an den beiden Flanken der Ausnehmung auf- bzw. anliegt.
  • Es gibt auch Ausnehmungen bei denen eine bogenförmige Kontur am Boden mit geraden Flanken kombiniert wird. So eine Ausführung kann dann hilfreich sein, wenn eine große Bewegungsfreiheit des Tragrohres im Bereich der bogenförmigen Kontur gewünscht ist, gleichzeitig aber eine klar definierte Anschlagfunktion über gerade Flanken gewährleistet werden soll. Bei so einer Ausführung können auch größere Fertigungstoleranzen – z.B. Durchmessertoleranzen – bei der Herstellung spiralförmiger Rohrschlangen ausgeglichen werden.
  • Bei anderen Ausnehmungen wird eine gerade Kontur am Boden mit bogenförmigen Flanken kombiniert. Hier ist zunächst eine unbeschränkte Lateralbewegung bzw. ein freier Toleranzausgleich möglich. Bei Berührung mit den (konkav) gekrümmten Flanken setzt dann ein progressiv ansteigender Rückstelleffekt ein.
  • Es gibt auch Ausführungen bei denen der Haltekörper flossenförmig ausgebildet ist und eine trapezoide bzw. parallelogrammartige Form aufweist. Dabei ist dann ein im Wesentlichen vertikal verlaufender Anschlussbereich ausgebildet und ein im Wesentlichen horizontal verlaufender Auflagebereich.
  • Dabei gibt es auch Ausführungen, bei denen die Platte unterschiedliche Dicken aufweisen kann, also z.B. keilförmig ausgebildet ist, sodass im Anschlussbereich die Plattendicke größer ist als in einem vom Anschlussbereich entfernt liegenden Bereich. So eine Gestaltung verbessert den Wärmeübergang im Anschlussbereich und erhöht die Kühlwirkung des Rohres auf die Rohrhalterung.
  • Bei Ausführungen, bei denen der Auflagebereich vom Ansatz her ansteigend zum Ende verläuft, ruht das Lastrohr auf einer schrägen Ebene und wird durch die Wirkung der Schwerkraft in Richtung Tragrohr gezogen. Bei einer umlaufenden Wendel, die auf mehreren solcher über den Umfang verteilten Rohrhalterungen aufliegt, entsteht so ein Zentrierungseffekt, der die Lastrohre ihre bevorzugte Laterallage einnehmen lässt, ohne dass dazu eine besondere Vertiefung oder Ausnehmung im Auflagebereich erforderlich wäre.
  • Bei Rohranordnungen mit einer Rohrhalterung, die eines oder mehrere der oben beschriebenen Merkmale aufweist und die mit ihrem Anschlussbereich entlang der Rohrachse mit einem Tragrohr verschweißt ist und der Aufnahmebereich ein quer zum Tragrohr verlaufendes Lastrohr aufnimmt, wird eine selbsttragende, selbstzentrierende sowie eine wärmeausdehnungs- bzw. fertigungstolerante Rohrgestaltung möglich.
  • Verläuft dabei das Tragrohr vertikal und bildet ein quer zum Tragrohr verlaufender horizontalen Rohrabschnitt (z.B. einer Rohrschlange) das Lastrohr, so lassen sich damit hängende Wärmetauscheranordnungen realisieren, die zu ihrer Stabilisierung und Fixierung nur einen minimalen Aufwand für zusätzliche Halterungen und Fixierungen erfordern.
  • Sind dabei mehrere Rohrschlangen vorgesehen, die schraubenförmige Rohrwendel bilden und gemeinsam mit mehreren kreuzenden Tragrohren eine Wärmetauschereinheit bilden, bei der die Tragrohre und Rohrwendel in kommunizierender Verbindung stehen, so sind besonders kompakte, bauteilarme, selbststabilisierende, hängende Wärmetauscheranordnungen zu realisieren.
  • Bei solchen Wärmetauscheranordnungen, bei denen die Tragrohre als Kühlrohre ausgebildet sind und den Vorlauf eines die Rohranordnung durchfließenden Kühlmediums bilden, also unmittelbar hinter der Einspeisung des Kühlmediums verlaufen, wird den Rohrhalterungen über den Anschlussbereich besonders wirkungsvoll Wärme entzogen. Das Kühlmedium hat hier die niedrigste Temperatur. Die Rohrhalterungen erfahren eine besonders starke Kühlung und können so auch in besonders heißen Umgebungen eingesetzt werden (beispielsweise in Brennräumen oder in mit Verbrennungsgasen durchsetzten Anlagen, in denen Temperaturen von über 1000° C auftreten können).
  • Zurückkommend zu 1 veranschaulicht diese eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen als Tragflosse 1 ausgebildeten Rohrhalterung. Die Tragflosse 1 ist in ihrer Einbaulage gezeigt, nämlich an einem Tragrohr 2 über die Schweißnaht 3 verschweißt. Die Tragflosse 1 ist aus einem flachen, plattenförmigen Haltekörper ausgebildet, dessen eine mit dem Tragrohr 2 verschweißte Schmalseite den Anschlussbereich 5 bildet und dessen obere, quer zum Anschlussbereich 5 verlaufende Schmalseite einen Auflagebereich 6 bildet, auf dem lose ein quer zum Tragrohr 2 verlaufendes Lastrohr 7 aufliegt.
  • Zur Definition einer bevorzugten Laterallage quer zur Längsachse 8 des Lastrohres 7 ist der Auflagebereich 6 mit einer Ausnehmung 9 versehen, in dem das Lastrohr 7 ruht. Die Ausnehmung 9 ist bogenförmig ausgebildet. Der Krümmungsradius R ist größer als der Außenradius r des Lastrohres 7. Die Ausnehmung 9 ist so tief ausgeführt, dass das Lastrohr 7 über seinen „Äquator“ hinaus in die Ausnehmung 9 hineinragt. Damit liegt das Lastrohr 7 mit seiner Sohle auf dem Grund der Ausnehmung 9. Die Flankenbereiche des Lastrohres 7 berühren in der bevorzugten Laterallage die Flanken der Ausnehmung 9 jedoch nicht. Damit liegt das Lastrohr 7 frei beweglich in Pfeilrichtung B um seine bevorzugte Laterallage in der Ausnehmung 9.
  • Optional ist über dem Lastrohr 7 eine Sicherungslasche 10 angeordnet, die ebenfalls mit dem Tragrohr 2 verschweißt ist. Diese Sicherungslasche 10 verhindert, dass das Lastrohr 7 aus der Ausnehmung 9 gelangen kann.
  • Die Funktion der Tragflosse 1 wird im Zusammenhang mit der 4 klar, die eine Wärmetauscheranordnung 11 zeigt, bei der eine Rohranordnung 12 in einen Wärmetauscherbehälter 13 eingehängt ist. In der Rohranordnung 12 sind mehrere senkrecht verlaufende Tragrohre 2, die an ihren oberen Enden an einem Verteilerring 14 angeschlossen sind und die nach unten durch einen Deckel 15 in den Wärmetauscher 13 hineinragen, mit die Lastrohre 7 bildenden Rohrschlangen verbunden.
  • Die Rohrschlangen (Lastrohre 7) liegen dabei auf mehreren Tragflossen 1 auf, welche an die Tragrohre 2 (senkrecht verlaufende Rohre) angeschweißt sind. D.h., die Rohrschlangen (Lastrohre 7) liegen an mehreren, über ihren Umfang verteilten Punkten auf entsprechenden Tragflossen 1 auf und hängen so praktisch an den Tragrohren 2. Durch die besondere Gestaltung der Ausnehmung 9 mit möglicher Lateralbeweglichkeit in Richtung B lassen sich sowohl thermisch bedingte Durchmesseränderungen der Rohrschlangen (Lastrohre 7) als auch fertigungsbedingte Toleranzen ausgleichen. Gleichzeitig werden die Rohrschlangen 7 zu den Tragrohren 2 zentriert. Die gesamte Rohranordnung 12 hängt über die Tragrohre 2 und entsprechende Durchtrittshülsen 16 im Deckel 15.
  • Bei Temperaturschwankungen dehnen sich die Tragrohre 2 nach unten aus. Dabei bleiben jedoch die Rohrschlangen 7 sicher in den Rohrhalterungen 1 liegen, die sich zusammen mit den Tragrohren 2 in vertikaler Richtung nach unten bewegen. Das Gleiche gilt bei einer Abkühlung, bei der sich die Tragrohre 2 zusammenziehen und somit die Rohrschlangen 7 mit nach oben nehmen.
  • Temperaturbedingte Durchmesseränderungen der Rohrschlangen 7 werden durch die verschiebungstolerante Ausnehmung 9 in den Tragflossen 1 aufgenommen. Bei Erwärmung wandern die Rohrschlangen 7 in den jeweiligen Ausnehmungen 9 der Rohrhalterungen 1 nach außen und bei Abkühlung nach innen.
  • Die Tragrohre 2 bilden hier den Vorlauf eines Kühlmediums, das zugleich das zu erwärmende Medium ist. Es strömt mit niedriger Temperatur aus dem Verteilerring 14 direkt in die Tragrohre 2 und dann am Anschlussbereich 5 der Tragflossen 1 entlang weiter nach unten und dann über einen Rohrbogen 17 nach oben, wo sie in die Rohrschlangen 7 münden. Damit werden die Tragflossen 1 maximal gekühlt, da sie in den Abschnitten der Tragrohre 2 angeordnet sind, in denen das Kühlmedium seine niedrigste Temperatur hat.
  • Die Schweißnaht 3 am Anschlussbereich 5 der Tragflosse 1 ist als Vollanschluss ausgebildet, sodass zwischen der Tragflosse 1 und dem Tragrohr 2 ein optimaler Wärmeübergang über direkte Wärmeleitung durch eine großen Querschnitt gewährleistet ist.
  • 2 zeigt eine alternative Ausführung einer Tragflosse 1’ in der aus 1 bekannten Ansicht (obere Darstellung) und in einer Draufsicht (untere Darstellung). Diese Tragflosse 1’ ist keilförmig ausgebildet. Damit ist der Übergangsquerschnitt im Anschlussbereich 5 vergrößert und der Wärmeübergang zwischen Tragrohr 2 und Tragflosse 1’ verbessert. Der Auflagebereich 6 ist hier mit einer flacheren Ausnehmung 9’ versehen, welche die bevorzugte Laterallage definiert. So eine flache Ausnehmung 9’ verringert den zur Wärmeabfuhr dienenden Querschnitt der Tragflosse 1‘ nur geringfügig, sodass auch eine gute Kühlung des tragrohrfernen Endes der Tragflosse 1‘ gewährleistet ist.
  • Dieser Effekt wird bei einer alternativen Ausführung verstärkt, bei welcher der Auflagebereich 6 gerade ausgebildet (gestrichelte Ausführung). Der Auflagebereich 6’ verläuft dann z.B. vom Tragrohr 2 ausgehend schräg nach oben und bildet eine schiefe Ebene bzw. eine schräge Kante auf der das Lastrohr 7 angeordnet werden kann. Bei einer umlaufenden Rohrschlange, wie in 4 gezeigt, bilden mehrere solcher Tragflossen 1’ mit einem geraden, schräg verlaufenden Auflagebereich 6’ einen Zentrierkranz, welcher die Rohrschlangen 7 um die Tragrohre 2 (Tragrohrbündel) zentriert. 2a zeigt eine Ausführung, bei der eine verkürzte Tragflosse 1‘‘ vorgesehen ist, die mit einer Ausnehmung 9‘‘ versehen ist, deren Kontur an den Außendurchmesser r des Lastrohres 7 angepasst ist. Bei dieser Ausführung ist ein sehr guter Wärmefluss durch die Tragflossse 9‘‘ in das Lastrohr 2 gewährleistet.
  • 3 zeigt weitere Ausführungsbeispiele der Tragflosse 1 mit unterschiedlich gestalteten Ausnehmungen 9a, 9b, 9c. Die Ausnehmung 9a ist dreieckig ausgebildet und bietet für ein Lastrohr 7 eine Zweipunktauflage.
  • Die Ausnehmung 9b ist trapezförmig ausgebildet und bietet je nach Durchmesser r des Lastrohres 7 eine Einpunktauflage auf der Sohle 18, bei größerem Durchmesser r eine Dreipunktauflage auf der Sohle 18 und an den Flanken 19 und bei noch größerem Durchmesser eine Zweipunktauflage nur an den schräg ansteigenden Flanken 19.
  • Ähnliches gilt für die Ausnehmung 9c. Hier ist die für die Ausnehmung 9b dargestellte gerade Sohle 18 durch eine bogenförmige Sohle 20 ersetzt.
  • Weitere Ausführungen und Variationen der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Ansprüche.
  • Bezugszeichenliste
  • 1, 1‘, 1‘‘
    Rohrhalterung/Tragflosse/Haltekörper
    2
    Tragrohr
    3
    Schweißnaht
    5
    Anschlussbereich
    6, 6‘, 6‘‘
    Auflagebereich
    7
    Lastrohr
    8
    Längsachse
    9, 9‘, 9‘‘
    Ausnehmung
    R
    Krümmungsradius
    r
    Außenradius
    B
    Pfeilrichtung
    10
    Sicherungslasche
    11
    Wärmetauscheranordnung
    12
    Rohranordnungen
    13
    Wärmetauscherbehälter
    14
    Verteilerring
    15
    Deckel
    16
    Durchtrittshülsen
    17
    Rohrbogen
    18
    Sohle
    19
    Flanke
    20
    bogenförmige Sohle

Claims (11)

  1. Rohrhalterung zur Stabilisierung eines Rohrbündels, insbesondere in einem Wärmetauscher, wobei die Rohrhalterung einen plattenförmigen Haltekörper (1,; 1‘; 1‘‘) mit einer ersten und einer zweiten Schmalseite aufweist, bei dem die erste Schmalseite einen Anschlussbereich (5) bildet, der mit einem Tragrohr (2) verschweißbar ist und die zweite Schmalseite einen Auflagebereich (6, 6‘) bildet, der zur Aufnahme eines Lastrohres (7) ausgebildet ist, wobei der Anschlussbereich (5) zur thermischen und mechanischen Kopplung des Haltekörpers (4) mit dem Tragrohr (2) dient, und der Auflagebereich (6, 6‘) so ausgebildet ist, dass er eine bevorzugte Laterallage quer zur Längsachse (8) des lose auf dem Haltekörper (4) aufliegenden Lastrohres (8) definiert.
  2. Rohrhalterung nach Anspruch 1, wobei der Auflagebereich (6) eine Ausnehmung (9; 9‘; 9‘‘ 9a; 9b; 9c) aufweist, die am Außenumfang des Lastrohres (7) angreift.
  3. Rohrhalterung nach Anspruch 2, wobei die Ausnehmung (9; 9a; 9b; 9c) tiefer als der Außendurchmesser des Lastrohres (7) ausgebildet ist.
  4. Rohrhalterung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Ausnehmung (9; 9‘; 9c) eine bogenförmige Kontur (20) aufweist deren Radius (R) größer als der Radius (r) des Lastrohres (7) ist.
  5. Rohrhalterung nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die Vertiefung (9a; 9b; 9c) mehrkantig ausgebildet ist.
  6. Rohrhalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Haltekörper (1,; 1‘; 1‘‘) flossenförmig ausgebildet ist, dessen Anschlussbereich (5) einen vertikal verlaufender Ansatz bildet und der Auflagebereich (6, 6‘) an einer horizontal verkaufenden Oberseite ausgebildet ist.
  7. Rohrhalterung nach Anspruch 5, wobei der Auflagebereich (6; 6‘) vom Ansatz her ansteigend zum Ende des Haltekörpers (1; 1‘) verläuft.
  8. Rohranordnung (12) mit einer Rohrhalterung (1; 1‘; 1‘‘) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anschlussbereich (5) mit einem Tragrohr (2) entlang seiner Rohrachse verschweißt ist und der Auflagebereich (6) ein quer zum Tragrohr (2) verlaufendes Lastrohr (7) aufnimmt.
  9. Rohranordnung (12) nach Anspruch 8, wobei das Tragrohr (2) vertikal verläuft und das Lastrohr (7) ein Abschnitt einer quer zum Tragrohr (2) verlaufenden, horizontalen Rohrschlange ist.
  10. Rohranordnung (12) nach Anspruch 9, wobei mehrere Rohrschlangen (7) schraubenförmige Rohrwendeln bilden und gemeinsam mit mehreren Tragrohren (2) eine Wärmetauscheranordnung (11) bilden, bei der die Tragrohre (2) und die Rohrwendeln (7) in kommunizierender Verbindung stehen.
  11. Wärmetauscheranordnung (1) mit einer Rohrhalterung (1; 1‘; 1‘‘) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder einer Rohranordnung (12) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei die Tragrohre (2) als Kühlrohre ausgebildet sind, den Vorlauf eines die Rohranordnung (12) durchfließenden Kühlmediums bilden, welches den Rohrhalterungen (1; 1‘; 1‘‘) über den Anschlussbereich (5) Wärme entzieht, die über ein die Rohrhalterung (1; 1‘; 1‘‘) bzw. die Rohranordnung (12) umgebendes Medium zugeführt wird.
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