DE2727032C2

DE2727032C2 - Haltevorrichtung für Rohre

Info

Publication number: DE2727032C2
Application number: DE2727032A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: CREUSOT-LOIRE PARIS FR
Current assignee: CREUSOT-LOIRE PARIS FR
Priority date: 1976-06-16
Filing date: 1977-06-15
Publication date: 1984-09-13
Also published as: FR2355191A1; GB1566633A; SE7705702L; IT1083236B; ES458917A1; NL182582C; DE2727032A1; FR2355191B1; US4105067A; SE431586B; JPS6023280B2; JPS5322651A; NL7704670A; NL182582B

Description

F i g. 6 eine Teildarstellung aus F i g. 1 im Querschnitt.

In der F i g. 1 ist schematisch ein Wärmetauscher dargestellt Dieser Wärmetauscher umfaßt im wesentlichen ein zylindrisches Gehäuse 1, das an seinen Enden durch zwei Rohrplatten 11 verschlossen ist, auf Jeren Außenseite die Speisekammern 12 und Abfi'jßkamniern 13 für das primäre Fluid angeordnet sind. Das sekundäre Fluid wird in das Gehäuse 1 durch eine axiale Leitung 14 eingeführt und dieses sekundäre Fluid wird an den oberen Teil des Gehäuses 1 durch eine Leitung 15 abgeführt Das primäre Fluid kommt aus der oberen Speisekammer 12 in die untere Abflußkammer 13 durch eine Mehrzahl von Rohren 2, die schichtweise im Inneren des Gehäuses 1 angeordnet sind. Wie bereits angegeben wurde, sind die Rohre 2 wegen des besseren Verhaltens der gesamten Anordnung mit der Wand des Gehäuses 1 durch in regelmäßigen Abständen angeordnete Haltcelemente 3 verbunden. Auf der Höhe der Halteelemente 3 haben die Rohre 2 geradlinige Abschnitte 20, die parallel zu den Erzeugenden des Gehäuses 1 sind. Zwischen den geradlinigen Abschnitten sind gebogene Abschnitte 21 der Rohre angeordnet, die normalerweise abwechselnd gegenüber dem einen und dem anderen der geradlinigen Abschnitte 20 gebogen sind. Die Rohre haben so im wesentlichen die Form einer Sinuslinie, die sich dank der Anwesenheit der gebogenen Abschnitte 21 verformen kann und gegen das Gehäuse 1 durch die Halteelemente 3 festgehalten sind, die sich auf die geradlinigen Abschnitte 20 abstützen.

Es ist ersichtlich, daß das Montieren der Rohre innerhalb des Gehäuses schwierig ist und nicht durch die klassischen Verfahren durchgeführt werden kann.

Die F i g. 5 stellt teilweise und in Perspektive die Halteelemente dar. Dabei sind die geradlinigen Abschnitte 20 der Rohre einer gleichen Rohrreihe zwischen zwei parallelen Haltebändern 31, 32 eingeklemmt. Die Fi g. 2, 3 und 4 geben ein Beispiel eines zunächst flach liegenden Haltcbandes. Jedes Halteband setzt sich aus einem rechteckigen Flächenstück zusammen, an dem eine Mehrzahl von gleichmäßig verteilten Zungen befestigt ist. Der Abstandsschritt (p)der Zungen entspricht dem Abstand der Rohre 2 bzw. 200.

Wie man aus F i g. 3 und F i g. 4 ersieht, ist jede Zunge aus dem Halteband, an dem sie befestigt ist. in einer gegenüber dem Halteband geneigten Richtung herausgebogen. Andererseits sind in jedem Halteband zwei übereinanderliegende Reihen 41 und 42 von Zungen angeordnet und wenn die Zungen einer Reihe, beispielsweise 41, nach der einen Seite gebogen sind, etwa nach links (in Fig.4) gegenüber dem Halteband, sind die Zungen der anderen Reihe 42 nach der anderen Seite herausgebogen, d. h. nach recht in F i g. 4.

Die Zungen bestehen aus Rechtecken, die an dem Halteband mit einer Seite befestigt sind. Im allgemeinen werden diese Zungen aus jedem Halteband an drei Seiten ausgeschnitten und aus dem Halteband herausgebogen, beispielsweise durch Stanzen. Jedes Rechteck bleibt über seine vierte nicht durchschnittene Seite mit dem Halteband verbunden. Vorzugsweise, wie man aus F i g. 4 erkennt, hat jede Zunge einen geneigten Teil 413 bzw. 423, der an seinem Ende 414 bzw. 424 wieder parallel zu dem Halteelement 3 abgebogen ist.

Man kann auf diese Weise eine große Anzahl von vorgearbeiteten Haltebändern bilden, die vorzugsweise noch flach sind, weil diese Haltebänder in ihre Form gebogen werden, um den gewünschten Durchmesser zu erzielen, wenn das Gehäuse zylindrisch ist.

Wie man aus den F i g. 3 und 4 erkennt, sind die zwei übereinander angeordneten Haltebandreihen symmetrisch derart geneigt, daß die Enden 414 der oberen Zungen und 424 der unteren Zungen in der gegenseitigen Verlängerung liegen und daß ihre äußeren Flächen ^r> sich in einer parallel zum I !altering liegenden Flache treffen, die durch die Achsen der geradlinigen Abschnitte 20 der Rohre geht. Auf diese Weise ist es möglich. ;in der anderen Seite der Rohre ein gleiches Halteband anzusetzen, dessen Zungen sich in umgekehrter Richtung zu den Zungen des anderen Haltebands erstrecken und deren Enden jeweils zu zweien sich gegenseitig abstützen. Auf diese Weise bilden vier Zungen von zwei Hallebändern im wesentlichen ein symmetrisches Sechseck relativ zur Ebene 22. die durch die Achsen der geradlinigen Abschnitte 20 der Rohre geht. Die Abmessungen und die Neigungen der Zungen sind so vorgesehen, damit jedes Rohr sich in das Innere dieses Sechsecks einfügt und sich auf die geneigten Teile der Zungen in vier Punkten A. B. C. D(F i g. 4) abstützt, die miteinander die Ecken eines Rechtecks bilden. Das Rohr ist auf diese Weise vollkommen festgehalten und es braucht sich nicht auch noch auf die Haltebänder abstützen, was es tun würde, wenn das Sechseck regelmäßig wäre. Dagegen wird den Zungen bevorzugt eine derartige Form zugegeben, daß der geneigte Teil langer als die Basis a des Sechsecks ist, das dem Abstand der Zungen (F i g. 2) entspricht. Da die Zungen eine gewisse Elastizität haben, ist es möglich, nach Festlegen des ersten Haltebands 31 jedes Rohr mit dem geradlinigen Abschnitt 20 in das V einzufügen, das von den in umgekehrter Richtung geneigten Teilen 413 und 423 der Zungen der beiden übereinander angeordneten Schichten gebildet wird. Dann, nach Einsetzen der Rohre, kann man das zweite Halteband 32 einfügen, dessen Zungen die Sechsecke schließen, welche die Rohre umgeben und deren Enden sich aneinander abstützen. Die Gesamtheit kann dadurch befestigt werden, daß man mit Punktschweißung (A in F i g. 5) die gegeneinander an den anderen Zungen anliegenden Enden verschweißt.

Dasselbe Verfahren kann angewendet werden, um

mehrere parallele Reihen von Rohren festzulegen, wie sie in den Fig.5 und 6 im Falle eines zylindrischen Gehäuses dargestellt sind.

In F i g. 5 hat man zwei Reihci von parallelen Rohren 2, 200 vereinigt. Die Haltebänder 31 und 32 der ersten Reihe sind miteinander über die Enden der Zungen festgelegt, wie bereits oben gesagt wurde. Dann bringt man ein neues Halteband 310, das dem Halteband 31 gleicht, ein, das mit Punktschweißung (B) in Fig.5) an dem

so Halteband 32 befestigt wird. Sodann legt man die zweite Reihe von Rohren 200 in die Zwischenräume zwischen den Zungen der Haltebänder ein und schließt das Ganze, wie zuvor angegeben, dadurch ab, daß man das zweite Halteband 320, das dem Halteband 32 gleicht, ein-

bringt und die Enden der in Berührung kommenden Zungen miteinander durch Punktschweißung verschweißt.

Das gleiche Verfahren kann angewendet werden, um im Inneren eines Behälters eine Mehrzahl von Rohrrei-

bo hen anzuordnen, wie dies in F i g. 6 gezeigt ist, die einen Querschnitt des zylindrischen Gehäuses 1 zeigt. Die Rohre sind in konzentrischen Reihen angeordnet, deren Durchmesser sich gegen das Zentrum des Gehäuses hin verkleinert Die Hahebänder 31, 310, 311, 312, 32, 320,

h^ri 321 sind zunächst zugeschnitten und flach gestanzt, um die geneigten Zungen zu bilden, dann biegt man sie in der Weise, daß sie den gewünschten Radius haben, der dein Platz jedes Haltebands angepaßt ist. Das äußere

Halteband 31 von größtem Durchmesser wird unmittelbar an das Gehäuse 1 angeschweißt. Selbstverständlich besteht das Halteband aus einer gewissen Anzahl von stoßend angeordneten Elementen.

Nachdem das erste vollständige Halteband 31 und die äquivalenten, mit regelmäßigen Abstand längs der Höhe des Gehäuses liegenden Haltebändcr befestigt sind, bringt man die ersle Reihe von Rohren 2 ein. |edes Rohr wird durch die zentrale Öffnung des Wärmetauschers eingeführt. Dann bringt man das zweite Halteband 32. das auch aus stoßend angeordneten Elementen besteht, ein.

Das dritte Halteband wird an das Halteband 32 durch an den Berührungspunkten durchgeführte Punktschweißung verbunden und es setzt sich ebenfalls aus stoßend aneinandergeset/ten Elementen zusammen, die aber relativ zu den Elementen des Haltebands 32 derart versetzt sind, daß die Stoßebenen nicht zusammenfallen (F ig. 5).

Man bringt dann die zweite Reihe von Rohren 200 wie vorher eines nach dem anderen durch die zentrale Öffnung des Wärmetauschers ein. Man befestigt dann das zweite Halteband 320, und man fährt so weiter in Richtung auf die Achse des Wärmetauschers fort. Eine rohrförmige Säule 6 wird vorzugsweise in die Achse des 2¹; Behälters 1 gesetzt, um das sekundäre Fluid längs den Reihen der Rohre zu führen(F ig. 1).

Bei dem Wärmetauscher dieser Bauart ist es üblich, dem sekundären Fluid, das die Rohre umspült, einen möglichst langen Weg längs der Rohre vorzuschreiben, jo Zu diesem Zweck sind die Halteelcmente 3 zumindest teilweise derart geschlossen, daß sie Schikanen bilden, die das sekundäre Fluid zwingen, einen Weg zurückzulegen, der die Rohre quer zu ihrer Richtung umspült.

Die beschriebene Haltevorrichtung kann leicht mit J5 Hilfe von Abdichtungselementen 5 zu Schikanen umgearbeitet werden, die zwischen die Rohre jeder Reihe eingesetzt werden, jedes Abdichtungselement 5 setzt sich aus einer Platte zusammen, die mit zwei halbkreisförmigen Ausschnitten 51, 52 versehen ist. die in einander entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind und deren Durchmesser und Abstand den Abmessungen der Rohre derart entsprechen, daß jedes Abdichtungselement 5 sich vollkommen in den zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rohren freigelassenen Abstand einfügt.

Andererseits ist jedes Abdichtungselement 5 mit hochgebogenen Randteilen 53 versehen, die parallel zu den Haltebändern sind und sich an sie anlegen. Wenn man eine Reihe von Rohren, die von zwei Haltebändern umgeben ist, verlegt hat. bringt man die Abdichtungs- 50 elemente 5 jeweils nacheinander an ihre Plätze und schweißt sie durch Punktschwcißung (C) in Fig.5 an den Halteelementen mittels ihrer hochgebogenen Randteile 53 an. Auf diese Weise bildet die Haltevorrichtung eine Schikane, die die Richtung der Strömung 55 des sekundären Fluids, das zwischen den Rohren strömt, ablenkt, wobei eine öffnung für den Durchlauf von einer Etage zur anderen belassen wurde.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1- Haltevorrichtung für Rohre, die in konzentrischen Schichten im Inneren eines zylindrischen Gegenstrom-Wärmetauschers zur Aufnahme thermischer Spannungen in Wellenform angeordnet sind, wobei sich an geradlinige Rohrabschnitte wechselweise gebogene Rohrabschnitte anschließen, mit konzentrischen Haltebändern, die sich beiderseits einer Rohrreihe befinden, wobei auf ihnen quer zu ihrer Längserstreckung Halteelemente für die Rohre befestigt sind, auf denen sich jedes Rohr abstützt, indem es mittels zweier V-förmiger Elemente umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente aus frei federnden Zungen (41, 42) bestehen, die aus Haltebändern (31, 32) in zwei Reihen übereinander unter Wahrung gleicher Rohrabstände derart ausgestanzt sind, daß jeweils obere und unlere Zungen entstehen, die übereinander aus ihrem zugehörigen Halteband (31, 32, 310, 320) herausgebogen sind (F i g. 3) und die zusammen mit den in gleicher Weise aus dem auf der anderen Seite der Rohrreihe befindlichen Halteband gebildeten Zungen die Rohre (200) umschließen, wobei die Zungen (41,42) in bezug auf ihre Haltebändcr (310, 320) unter einem im wesentlichen gleichen Winkel geneigt sind.
2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine jede Zunge (41,42) über den geneigten Teil hinaus unter Abbiegung verlängert und an ihrem Ende mit dem entsprechenden Ende einer Zunge verbunden ist, die in gleicher Höhe auf dem entgegengesetzten Halteband befestigt ist, und daß die beiden Zungen mit ihrem jeweiligen zentralen Teil sich auf zwei aufeinander folgende Rohre (200) der Rohrreihe abstützen.
3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (41, 42) aus rechteckigen Flächenstücken bestehen, die aus jedem Halteband auf drei Seiten ausgeschnitten und von diesem durch Ausbiegen einseitig gelrennt sind, wobei jedes rechteckige Flächenstück mit dem Halteband durch die vierte nicht durchgeschnittene Seite verbunden ist und einen gegenüber dem geformten Teil des Haltebandes geneigten Teil aufweist, der an seinem Ende parallel zum Halleband gebogen ist.
4. Haltevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (41,42) aus dem Halteband in zwei übereinander angeordneten Reihen ausgeschnitten sind, wobei die Zungen einer gleichen Reihe mit dem Halteband der gleichen Seite verbunden bleiben und mit dem gleichen Winkel gegenüber dem Halteband ausgebogen sind und die Zungen der anderen Reihe mit dem Halteband an ihrer entgegengesetzten Seite verbunden und relativ zum Halteband symmetrisch zu den Zungen der ersten Reihe ausgebogen sind.
5. Haltevorrichtung für eine Mehrzahl von konzentrischen, parallelen Rohrreihen mil Zungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rohrreihc (Rohre 2; 200) von einem Paar von llaltobündcrn festgehalten wird, die durch Punklschweißuiig (A) zusammenhangen, wobei das äußerste Halteband an der Außenwand des Wärmetauschers befestigt ist.

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für Rohre, die in konzentrischen Schichten im Inneren eines zylindrischen Gegenstrom-Wärmetauschers zur Aufnahme thermischer Spannungen in Wellenform ange-5 ordnet sind, wobei sich an geradlinige Rohrabschnitte wechselweise gebogene Rohrabschnitte anschließen, mit konzentrischen Hallebändern, die sich beiderseiis einer Rohrreihe befinden, wobei auf ihnen quer zu ihrer Längserstreckung Halteelemente für die Rohre befestigt sind, auf denen sich jedes Rohr abstützt, indem es mittels zweier V-förmiger Elemente umschlossen ist

Die DE-OS 20 03 197 betrifft einen Wärmetauscher, bei dem eine gattungsgemäße Haltevorrichtung für die Rohre in einem Behälter angebracht ist, mit einem Ab-Stützaufbau zum Aufrechterhalten eines korrekten Seitenabstands der Rohre. Die Rohre sind dabei in konzentrischen Reihen angeordnet. Um die Rohre einsetzen zu können, sind sie in ihrer Längsachse geradlinig. Die Haltevorrichtung besteht aus einem Bandmaterial, das in Zickzackform gebogen ist, wobei benachbarte Flanken des Zickzack-Streifenmaterials die Rohre berühren. Das Streifenmaterial kann Änderungen.der Teilung in den Rohrreihen angepaßt werden.

Die GB-PS ti 01 953 zeigt eine Haltevorrichtung für Rohre, die ebenfalls geradlinig sind, wobei die Haltevorrichtung aus Streifen besieht, die halbkreisförmig um jedes Rohr wechselweise hcrumgebogen sind. Die Umschlingung kann auch um 270° oder mehr erfolgen, wobei am Umfang des Bandmaterials nach innen vorragenjo dc Sicken angeordnet sind.

Die FR-PS 21 28 197 zeigt in ähnlicher Weise eine Haltevorrichtung für gerade verlaufende Rohre aus Bandmaterial, das wechselweise bogenförmig um die Rohre geschlungen ist. Dabei können brückenförmige J5 Erhebungen vorgesehen sein, die sich nach innen auf den Rohren abstützen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hallevorrichtung für Rohre in einem Wärmetauscher der im Oberbegriff des Hautanspruchs geschilderten Art so zu gestallen, daß es möglich ist, Rohre, die zur Aufnahme thermischer Belastungen in ihrer Längserstreckung wellenförmig ausgebildet sind, problemlos und einfach einzuziehen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale. Die Unteransprüche kennzeichnen zweckmäßige weitere Ausbildungen.

Durch die erfindungsgemäße Haltevorrichtung wird

es möglich, die Vorteile, die der Einsatz von gewellten Rohren in einem Wärmetauscher bei der Aufnahme thermischer Spannungen bringt, voll zu nutzen, ohne dabei den Einbau solcher Rohre zu erschweren.

Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung ist insbesondere bei Wärmetauschern für Kernreaktorzentralen anwendbar.

Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf ein spezielles Ausführungsbeispiel beschrieben, das in den Zeichnungen veranschaulicht ist. Es zeigt

F i g. I eine Teildarstellung in axialem Schnitt eines bo zylindrischen Gegenstrom-Wärmetauschers, der mit den Haltevorrichtungen ausgestaltet ist;

F i g. 2 eine Stirnansicht eines Halteelementes;
I-1 g. 3 eine perspektivische Darstellung des gleichen Klements vor der Verformung;

h^ri Ι-'ίμ. 4 eine Ansicht von oben auf einen Teil einer Rohrschiehl mit der I laltevoniehtung;

Ii y.. ^ri eine schuubildlichc Teildarslellung der Haltevorrichtung von zwei parallelen Rohrschichten;