DE2359092A1

DE2359092A1 - Distanzstueck

Info

Publication number: DE2359092A1
Application number: DE2359092A
Authority: DE
Inventors: Hans Roettger; Heinz-Juergen Schroeder
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1973-11-27
Filing date: 1973-11-27
Publication date: 1975-05-28
Also published as: IT1025988B; FR2252545A1; FR2252545B3; SE7414768L; BE822406A

Description

KRAFTWERKUNIONAKTIENGESELLSCHAPT Erlangen, den ^ ^- ^OV. 7973

Werner-von-Siemens-Str.

VPA 73/9474 Sm/Hgr

Distanzstück

Die Erfindung richtet sich auf ein Distanzstück für Rohrbündel von Wärmetauschern mit einem sich über mehrere Rohrteilungen des Rohrbündels erstreckenden länglichen flachen Metallstab mit den einzelnen Rohren angepaßten Vorsprüngen.

Das Distanzstück'muß unter Umständen beträchtliche Kräfte aufnehmen, da zum Beispiel in Dampferzeugern für Druckwasserreaktoren, für' die die Erfindung in erster Linie in Frage kommt, bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten- sehr leicht Schwingungen angeregt werden können. Ferner muß ein Distanzstück, das in'üblichen Dampferzeugern mit einem U-Rohrbündel im Bereich des Bogens angeordnet ist, auch erhebliche Bewegungen infolge von Wärmedehnungen ausgleichen oder auffangen. Mithin muß das Distanzstück mechanisch stabil sein. Außerdem soll es einfach zu fertigen sein und einen leichten Einbau gestatten. Hierfür sucht die Erfindung eine günstige Lösung.

Das Distanzstück nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstab mit mehreren in seiner Längsrichtung verlaufenden Schlitzen versehen ist, die jeweils abwechselnd in Richtung der Rohrachsen gegeneinander versetzt sind, und daß die von den Schlitzen abgetrennten Streifen an beiden Rändern des Metallstabes aus dessen Ebene insgesamt zu einer den Rohren angepaßten Kontur aufgewölbt sind.

Das neue Distanzstück besteht also aus einem einzigen Stück, zum Beispiel aus einem Flachstahl nichtrostender Qualität, bei dem die Formgebung durch Schlitzen und Aufwölben erfolgt. Mithin sind keinerlei Schweißverbindungen notwendig, die mechanisch überlastet sein könnten oder der Ausgangspunkt von Korrosion werden.

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Die Breite der abgetrennten Streifen sollte 1/5 bis 1/3 der Breite des Metallstabes betragen. Der günstigste Wert richtet sich unter anderem nach der Festigkeit des Metallstabes und nach den für die Festlegung der Rohre gewünschten Federungseigenschaften der Streifen. Die Aufwölbung kann vorteilhaft das Ein- bis Fünffache der Dicke des Materials betragen. Hierbei liegen nämlich, wie gefunden wurde, die Verformungen bei den aus Festigkeitsgründen notwendigen Dicken noch in solchen Grenzen, daß das Material bei üblichen Werkstoffen nicht überdehnt wird.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die Aufwölbungen sägezahnartig ausgebildet. Hierdurch ergibt sich je nach Kraftrichtung ein unterschiedliches Verhalten des Distanzstückes. Dies kann besonders im Hinblick auf Wärmedehnungen erwünscht sein.

Das neue Distanzstück kann auch mit drei regelmäßig wiederkehrenden Aufwölbungen ausgerüstet sein, die über die Breite des Metallstabes verteilt sind. Um zu vermeiden, daß sich der Metallstab schräg zur Achse der zu haltenden Rohre einstellt, kann man eine symmetrische Anordnung mit einer mittleren und zwei an den Rändern gelegenen Aufwölbungen vorsehen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen Ausführungsbeispiele beschrieben.

In Fig. 1 ist etwas schematisiert ein als Dampferzeuger für Druckwasserreaktoren dienender Wärmetauscher dargestellt, bei dem die Erfindung angewendet wird. Der Wärmetauscher, von dem zur deutlicheren Darstellung das äußere Gehäuse weggelassen wurde, umfaßt ein U-Rohrbündel 1, dessen Schenkel 2 und 3 mit ihren freien Enden in einem Rohrboden 5 gefaßt sind. Dieser bildet zusammen mit einem Kugelboden 6 eine Einlaß-

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ORIGINAL JMSPECTED

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kammer 7 und eine Auslaßkammer 8. Durch Rohrstutzen 9 und wird das als Primärkühlmittel des Druckwasserreaktors dienende Wasser in Richtung der Pfeile durch das U-Rohrbündel geführt. Der Schenkel 3 ist mithin der sogenannte heiße Schenkel, während der Schenkel 2 der kalte Schenkel ist.

Das U-Rohrbündel 1 erwärmt das dem nicht gezeichneten Gehäuse zugeführte Speisewasser, so daß Dampf zum Antrieb einer Turbine erzeugt wird. Dabei entsteht durch die Bewegung des Speisewassers, durch die Dampferzeugung und durch den Druck des Speisewassers und des Dampfes sowie durch Wärmespannungen eine erhebliche Belastung des U-Rohrbündels 1. Aus diesem Grunde ist das U-Rohrbündel im Bereich der Schenkel 2 und 3 mit Gittern 10 gefaßt, die die Rohre gegeneinander distanzieren. Im Bereich der.. Bögen 11 des Rohrbündels ist eine sogenannte Rohrbogenhalterung vorgesehen, die als Ganzes mit 12 bezeichnet ist. Zu ihr gehören Distanzstücke 13» die in der strichpunktiert angedeuteten Symmetrieebene 14 liegen und nach der Erfindung ausgebildet ,sind. Darüber hinaus kann die Erfindung jedoch auch in besonderen Bauformen der Gitter 10 verwendet werden.

In Fig. 2 ist perspektivisch ein Teil eines Distanzstückes 13 gezeichnet. Es besteht aus einem Flachstahl, zum Beispiel aus einem nichtrostenden Chrom-Nickel-Stahl mit einer Dicke D von 3 mm und einer Breite B von 20 mm. In diesem Flachstahl sind längs der beiden Ränder 16 und 17 parallel zu diesen verlaufende Schlitze 18 vorgesehen, die die Breite B beispielsweise in drei gleich breite Abschnitte unterteilen. Die dem Rand benachbarten Streifen 20, durch die Schlitze abgetrennt, sind durch einen Preßvorgang aufgewölbt. Die Höhe H der Aufwölbung beträgt zum Beispiel das Zweifache der Dicke D des Flachstahls. Ferner sind die Aufwölbungen 20 in Längsrichtung des Flachstahls gegeneinander versetzt. Dadurch entsteht insgesamt eine Kontur, die den Rohren des Rohrbündels angepaßt ist.

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ORIGINAL IN3PECTS

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In Fig. 4 ist die Anpassung an die strichpunktiert angedeuteten Rohre 22 des Rohrbündels deutlich zu sehen. Man erkennt, daß der Abstand der Vertiefungen zwischen benachbarten Aufwölbungen 20 gleich der Rohrteilung T ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 sind die Aufwölbungen 20 sägezahnähnlich geformt. Deshalb besitzt das Distanzstück 13 eine besondere Widerstandskraft gegen die durch den Pfeil 25 angedeutete Hauptbelastung, während in Gegenrichtung ein leichteres Nachgeben möglich ist. Die Erfindung kann aber auch mit vollständig symmetrischen Aufwölbungsformen vorteilhaft verwirklicht werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind neben den Aufwölbungen 20 im Bereich der Ränder auch noch entgegengesetzt geformte Aufwölbungen 26 im mittleren Bereich zwischen zwei in Richtung der Rohrachse versetzten Aufwölbungen 20 vorgesehen. Dadurch gewinnt das Distanzstück an Flexibilität. Der Hauptvorteil liegt jedoch in der wesentlich verringerten Stauzone unterhalb der anliegenden Rohrbogen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind, in einer Draufsicht gezeigt, die Aufwölbungen 20' nicht unmittelbar am Rand 16 des Distanzstückes 13 vorgesehen, sondern mit Hilfe von zusätzlichen Schlitzen 28 in den mittleren Bereich des Flachstahls hineingerückt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist eine symmetrische Anordnung der Aufwölbungen 20 und 20" vorgesehen. Dabei sind einer zentralen Aufwölbung 20" jeweils zwei Aufwölbungen 20 an beiden Rändern 16 zugeordnet. Hierdurch wird eine Ausrichtung des Distanzstückes an den Rohren erzwungen, die eine Schiefstellung ausschließt.

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Claims

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Patentansprüche:

IJ Distanzstück für Rohrbündel von Wärmetauschern, insbesondere Dampferzeugern für Druckwasserreaktoren, mit einem sich über mehrere Rohrteilungen des Rohrbündels erstreckenden länglichen flachen Metallstab mit den einzelnen Rohren angepaßten Vorsprüngen, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstab (13) mit mehreren in seiner Längsrichtung verlaufenden Schlitzen (18) versehen ist, die jeweils abwechselnd in Richtung der Rohrachsen gegeneinander versetzt sind, und daß die von den Schlitzen (18) abgetrennten Streifen (20, 20', 20") aus dessen Ebene insgesamt zu einer den Rohren angepaßten Kontur aufgewölbt sind.
2. Distanzstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Streifen (20, 20«, 20») 1/5 bis 1/3 der Breite des Metallstabes (13) beträgt.
3. Distanzstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H) der Aufwölbung (20, 20', 20") das Ein- bis Fünffache der Dicke (D) des Metallstabes (13) beträgt .
4. Distanzstück nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch sägezahnähnliche Aufwölbungen (20).
5. Distanzstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß drei Aufwölbungen (20, 20") über die Breite (B) des Metallstabes (13) verteilt sind.
6. Distanzstück nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine symmetrische Anordnung mit einer mittleren Aufwölbung (20") und' zwei an den Rändern gelegenen Aufwölbungen (20).

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7. Distanzstück nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Aufwölbungen (20, 20', 20") entgegengesetzt gerichtete Aufwölbungen (26) vorgesehen sind.

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