DE6609726U - HEAT EXCHANGER CONSISTING OF PIPE COILS. - Google Patents
HEAT EXCHANGER CONSISTING OF PIPE COILS.Info
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Description
3W 563/CS 28683W 563 / CS 2868
Az. C 17 390/1 .'f Gbm 6_ .^ Az. C 17 390/1 .'f Gbm 6 _ . ^
el/Koel / Ko
Anmelder: Combustion Engineering, Inc., Windsor, Connecticut j U.S.A.Applicant: Combustion Engineering, Inc., Windsor, Connecticut j U.S.A.
Rohrbündeln bestehender siärmeaustauscher>Tube bundles of existing heat exchangers>
Die Neuerung bezieht sich auf einen aus Rohrbüncieln bestehenden Wärmeaustauscher wie er z. B. durch die US-Patentschrift 2 229 344 oeKannt ist. Der dort beschriebene Wärmeaustauscher besitzt eine Verstrebung zur Verhinderung der Vibration und gegenseitigen Berührung der im Bündel parallel mit Zwischenräumen angeordneten Rohren. Liese Verstrebung besteht aus unter sich paralleln jedoch sich schichtweise Kreuzenden Stützstreben, die durch die Zwischenräume benachbarter Rohrreihen führen und an gegenüberliegenden Stellen eines Rahmens befestigt sind. Bei der Gekannten Anordnung sind auch die ge^enüoerliegenden Kanten der Stützstreben axial gegeneinander versetzt, so dass der Druckabfall des hindurchströmende!! Mediums z. J. einer Flüssigkeit so klein wie möglich ist. Die Stützstreben eier bekannten Anordnung sind Jedoch nur an zwei Punkten an einem Ranmen ode*·* ar. dem äusseren Kessel aes trfärmeaustausoners Gefestigt, so aass immer no^h Vibrationen entstehen wThe innovation relates to an existing tube bundle Heat exchangers as z. As disclosed in U.S. Patent No. 2,229,344. The one described there The heat exchanger has a strut to prevent vibration and mutual contact between the bundles Pipes arranged in parallel with spaces in between. Liese bracing consists of parallel but under each other Support struts that cross each other in layers and lead through the spaces between adjacent rows of tubes opposite points of a frame are attached. In the case of the known arrangement, there are also those lying above Edges of the support struts are axially offset from one another, so that the pressure drop of the !! Medium z. J. a liquid as small as possible is. However, the support struts of a known arrangement are only at two points on a ranmen ode * · * ar. to the outer boiler aes trfärmeaustausoners strengthened, so aass always no ^ h vibrations arise w
Es ist Aufgabe der Neuerung diese bekannte Verstrebung so 7,n verbessern, dass sie versteift und fester wird. Dies geschieht gemäss der Neuerung, dadurch, dass zusätzliche Stützträger vorgesehen sind, die Schlitze besitzen in die die Stützstreben einrasf^n. Getnäss einem weiteren Merkmal der Neuerung werden die Stützträger an den KreuzungSDunkten miteinander gegenüberliegendenIt is the task of the innovation to improve this known strut 7, n in such a way that it is stiffened and firmer. This is done according to the innovation, in that additional support beams are provided which have slots into which the support struts snap. According to a further feature of the innovation, the support beams are located opposite one another at the intersection points
/sie
Schlitzen versehen, so dass ineinandergesteckt werden können. Dadurch entsteht ein verhältnismässig festes Gerüst für
die Stützstreben, letztere werden zweckmässig mit einer
Schicht in Schlitze der oberen Kante und mit einer
anderen Schicht in Schlitze der unteren Kante der Stützträger eingelegt und durch sie geführt./she
Provide slots so that they can be nested. This creates a relatively solid framework for the support struts, the latter are expediently placed with one layer in slots in the upper edge and with another layer in slots in the lower edge of the support beams and guided through them.
Diese und weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels das in den beigefügten Seichnungen gezeigt ist. Diese stellen dar:These and other advantages emerge from the following description of an exemplary embodiment shown in FIGS attached drawings is shown. These represent:
Figur 1: einen senkrechten Schnitt durch einen Kesselrohrdampferzeuger nach der Heuerung:Figure 1: a vertical section through one Boiler tube steam generator after hiring:
Figur 2: einen ssaagerseilten Schnitt längs Linie 2.^2 der Figur 1;FIG. 2: a section along line 2. ^ 2 of FIG. 1;
Figur 3? eine perspektivische Ansicht der Yerst-rebungsvorrichtung für die Hoihre^Figure 3? a perspective view of the rubbing device for the Hoihre ^
Figur 4: einen Stützträger undFigure 4: a support beam and
Figur 5: einen Schnitt längs Linie 5*-5 der Figur 2.FIG. 5: a section along line 5 * -5 of FIG. 2.
Der Wärmeaustauscher IO (Figur i) ist ein üblicher Kesselrohrdampferzeuger. Er besteht aus einem stehendes Kessel 12 3 der die Verdampf erkajnmer 1Ά unöThe heat exchanger IO (Figure i) is a common boiler tube steam generator. It consists of a standing boiler 12 3 which the evaporator Erkajnmer 1Ά unö
einen. Dampfdom l6 bildet. In der Verdampf er kämme r 14 ist ein Rohrbündel 18 aus mehreren U-förmigen Rohren 20 angeordnet. Das untere Ende des Rohrbündels l8 wird durch die Rohrplatte 22 abgestützt., in der öffnungen 2k zur Aufnahme der Enden der Rohre 20 vorgesehen sindj so dass die Rohre mit den Einlass- und Auslassräumen 26 und 28 des Sammlers JO für die Primärflüssigkeit des Dampferzeugers kommunizieren. Das Rohrbündel l8 besteht aus mehreren langen, geringen Abstand haltenden U-Rohren 20., die in Reihen parallel verlaufen und deren bogenförmige Endteile 32 konzentrisch angeordnet sind, so dass die inneren einen verhältnismässig kleinen, dagegen die äusseren einen verhältnismässig grossen Radius aufweisen. Da das Rohrbündel l8 der zylindrischen Form der "Verdampferkämmer l4 angepasst ist, sind in den zentralen Rohrreihen mehr Rohre 20 als in den äusseren angeordnet. Bei diesen nimmt die Zahl der Rohrreihen mit wachsendem Abstand vom Zentrum ab. Bei dieser regelmässigen Anordnung der Rohrreihen in dem Rohrbündel werden zwischen den Reihen Zwischenräume ausgebildet. Die Winkel, unter denen sich die Zwischenräume kreuzen., werden vom Rnhrabstand und der Neigung der Rohre bestimmt.a. Forms steam dome l6. In the evaporator he combs 14, a tube bundle 18 of several U-shaped tubes 20 is arranged. The lower end of the tube bundle 18 is supported by the tube plate 22, in which openings 2k are provided for receiving the ends of the tubes 20 so that the tubes communicate with the inlet and outlet spaces 26 and 28 of the collector JO for the primary liquid of the steam generator. The tube bundle 18 consists of several long, narrowly spaced U-tubes 20, which run parallel in rows and whose arcuate end parts 32 are arranged concentrically so that the inner ones have a relatively small radius, while the outer ones have a relatively large radius. Since the tube bundle l8 is adapted to the cylindrical shape of the "evaporator chamber l4", more tubes 20 are arranged in the central tube rows than in the outer rows. In these, the number of tube rows decreases with increasing distance from the center Bundles of tubes are formed between the rows of gaps, and the angles at which the gaps intersect are determined by the distance between the tubes and the inclination of the tubes.
Das Rohrbündel l8 ist von einer zylindrischen Leitwand 3^ umgeben, die konzentrisch zur Wand des Kessels 12 verläuft. Ihr Inneres bildet die Verdampferkamme.r I2J- und zwischen ihr und der Kesselwand wird ein ringförmiger Durchlass 36 gebildet. Das untere Enae der Leitwand 3^ hält senkrechten Abstand von der Rohrwand 22 (Figur l), damit der Durchlass 36 mit der Verdampferkammer 14 kommuniziert. Die Sekundärflüssigkeit wird dem Dampferzeuger über einen geeigneten,, nicht dargestellten Stutzen über den ringförmigen Durchlass 36 zugeführt, in dem sie abwärts und dann in die Verdampferkammer ~±Ά fliesst und dort einen Flüssigkeitskörper bildet, in den das Rohrbündel l8 eintaucht.The tube bundle 18 is surrounded by a cylindrical guide wall 3 ^ which runs concentrically to the wall of the boiler 12. Its interior forms the evaporator chamber. R I 2 J- and an annular passage 36 is formed between it and the boiler wall. The lower end of the guide wall 3 ^ maintains a vertical distance from the pipe wall 22 (FIG. 1) so that the passage 36 communicates with the evaporator chamber 14. The secondary fluid is supplied to the steam generator via a suitable ,, nozzle, not shown, via the annular passage 36 where it flows downward and then into the evaporator chamber ~ ± Ά and forms a liquid body, is immersed in the bundle of tubes l8.
Während des Betriebs strömt heisse Primärflüssigkeit durch die Rohre 20 des Bündels 18 vom Einlassraum 26 zum Auslassraum 28 und die Sekundärflüssigkeit in der Verdatiipferkamaier nimmt aus der Primärflüssigkeit in den Rohren Wärme auf. Auf diese Weise wird ein Teil der Flüssigkeit in Dampf überführt., der aus der Verdampferkammer 14 in den Dampfdom 16 aufsteigt und dort durch geeignete^ nicht dargestellte Vorrichtungen abgeführt wird. Ausserdem wird durch die Erhitzung der Sekundärflüssigkeit eine thermische Syp^xonwirkung erzeugt,, durch die die Flüssigkeitszirkulation bewirkt wird. Die kältere, d. h. dichtere Flüssigkeit strömt abwärts durch den ringförmigen Durchlass j6 und die heissere., d. h. weniger dichte Flüssigkeit aufwärts durch die Verdampferkammer 14. Infolge der Strömungsgeschwindigkeit der Primärflüssigkeit durch die Rohre 20 und die Sekundärflüssigkeit durch den Kessel kann Sie Einheit zu schwingen beginnen. Auch können sich solche Schwingungen durch äussere Belastungsstösse ergeben, U^ U. können diese Schwingungen dann die Rohre zerstören. Zur Verhinderung dieser Schwingungen und Ihrer ungunstigen. Auswirkungen auf die Rohre 20 sind mehrere QuerVerstrebungen oder Abstützungen 40 (Figur l) axialen Abstand voneinander haltend Im Wärmeaustauscher IO angeordnet.During operation, hot primary liquid flows through the tubes 20 of the bundle 18 from the inlet space 26 to the outlet space 28 and the secondary liquid in the evaporator chamber absorbs heat from the primary liquid in the tubes. In this way, part of the liquid is converted into steam, which rises from the evaporation chamber 14 into the steam dome 16 and is discharged there by suitable devices, not shown. In addition, a thermal Sy p ^ xon effectively generates ,, by causing the liquid to circulate through the heating of the secondary fluid. The colder, that is denser liquid flows down through the annular passageway j6 and hotter., Less dense liquid that is upward through the evaporator chamber 14. Due to the flow velocity of the primary fluid through the tubes 20 and the secondary fluid through the boiler can you begin to swing unit. Such vibrations can also result from external load shocks, and these vibrations can then destroy the pipes. To prevent these vibrations and your inconvenient. Several transverse struts or supports 40 (FIG. 1) are arranged in the heat exchanger IO, keeping an axial distance from one another, having an effect on the tubes 20.
Jede Verstrebung 40 besteht aus einem ringförmigen Rahmen., der das Rohrbündel l8 umgibt unü aus einem Paar axialen Abstand haltender Ring 42 gebildet wird. An den Ringen 42 sind zwei Gruppen von Stüt^.trägern 44 a und 44 b befestigt., die als lange Flacheisen ausgebildet und zwischen gegenüberliegenden Stellen der Ringe 42 liegen und dort mit ihren Enden befestigt z. B. angesehweisst sind. Die Stützträger 44 a und 44 b sind inEach strut 40 consists of an annular frame. Which surrounds the tube bundle l8 and consists of a pair axial spacing ring 42 is formed. At The rings 42 are two groups of supporters 44 a and 44 b attached., designed as a long flat iron and between opposing locations of the rings 42 lie and attached there with their ends z. B. seen are. The support beams 44 a and 44 b are in
einer periodischen Folge der Zwischenräume zwischen benachbarten Rohrreihen des Bündels angeordnet. Die Anordnung der Stützträger zwischen jeder zehnten oder zwölften Rohrreihe hat sich in den meisten Fällen als ausreichend erwiesen, jedoch kann dies sich mit der Grosse der verwendeten Rohre des Bündels und der Grosse der entstehenden Schwingungen innerhalb des Wärmeaustauschers ändern. Wie dargestellt, kreuzen die Stützträger 44a der einen Gruppe die Stützträger 44 b der anderen Gruppe unter einem Winkel, der durch die Anordnung der Rohre innerhalb des Rohrbündels 18 gegeben ist, so dass eine gitterähnliche Vorrichtung gebildet wird.a periodic sequence of the spaces between adjacent rows of tubes of the bundle. the Arrangement of the support girders between every tenth or twelfth row of pipes has proven to be in most cases Proven to be sufficient, however, this may depend on the size of the tubes used in the bundle and the size of the resulting vibrations within the heat exchanger. As shown, the support beams cross 44a one group, the support beam 44 b of the other group at an angle which is given by the arrangement of the tubes within the tube bundle 18, so that a grid-like device is formed.
Alle Stützträger 44 a und 44 b sind identisch gemäso Figur 4 ausgebildet. An der einen Kante sind eineAnzahl von Schlitzen 46 und 48 vorgesehen. Die Schlitze 46 reichen ungefähr bis zur Mitte der Stützträger und habenAll support beams 44 a and 44 b are identical according to gemäso Figure 4 formed. A number of slots 46 and 48 are provided on one edge. The slots 46 reach approximately to the middle of the support beams and have
j einen Abstand, der der Anzahl von Rohrreihen zwischenj is a distance equal to the number of rows of tubes between
den Stützträgern 44 in der dargestellten Anordnung ent-the support beams 44 in the illustrated arrangement
spricht. Dur eh die Sehiitze 46 vier den die Krey.z-ysgs-speaks. Because of the heat 46 four the Krey.z-ysgs-
\ punkte der Stütsträger 44 a und 44 b bestimmt. Dagegen \ points of support girders 44 a and 44 b are determined. Against it
Ϊ sind die Sehlitze 48 zur Montage der Stützstreben 50 Ϊ are the seat braids 48 for mounting the support struts 50
: vorgesehen und deshalb nur so tief wie es zur Befestigung: provided and therefore only as deep as it is for fastening
dieser Stützstreben notwendig ist. Diese Schlitze haben einen Abstand, der dem Querabstand zwischen benachbarten Rohrreihen im Rohrbündel 18 entspricht.this support strut is necessary. Have these slots a distance which corresponds to the transverse distance between adjacent rows of tubes in the tube bundle 18.
Beim Zusammenbau der Verstrebungsvorrichtung werden die Stützträger 44 a so angeordnet, dass sich die Schlitze 46 und 48 an ihrer ünterkante befinden nnd die Stützträger 44 b so. dass sich diese Schlitze an ihrer Oberkante befinden- Die Schlitze 46 entsprechender Stützträger liegen einander gegenüber und die StützträgerWhen assembling the bracing device, the Support beam 44a arranged so that the slots 46 and 48 are located at their lower edge and the support beams 44 b so. that these slots are at their upper edge - the slots 46 of corresponding support beams face each other and the support beams
weröen dadurch befestigt, dass sie in die Schlitze 46 des je^enstücics gedrückt werden, so dass sich ein Gitöer ergibt. Ansehliessend werden die ebenfalls ir. z.wei Gruppen ^C a und ^,C b angeordneten Stützstreben 5C in den Schlitzen 43 aer entsprechenden Stützträger montiert. Γ ie Stutzstreben ^L Können aus Stabmaterial hergestellt sein, dessen Dicke dem Abstand zwischen benachbarten Rohrreihen entspricht. Die Stützstreben 50 a verlaufen parallel zu den Stützträgern 44 h und sind in den Schlitzen 48 an der Oberkante der Stüfzträger 44 a befestigt, während die Stützstreben ^C b parallel zu den Stützträgern 44 a verlaufen und in den Schlitzen 48 an der Unterkante der Stützträger 44 b angeordnet sind. Lie Ringe 42 werden an den Enden der Stützträger 44 und Stützstreben 50 angeschweisst. Dadurch wird der axiale Abstand der Ringe 42 gesichert, weil die Stützstreben 50a an der Unterkante des oberen Ringes 42 die Stützstreben 50 b an der Oberkante der unteren Ringe befestigt sind. In den Figuren 1 und 5 ist dargestellt, wie die Verstrebungen 40 in axialem Abstand voneinander an der Innenfläche der zylindrischen Leitwand 34 befestigt sind. Dies geschieht bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch Klammern (52) die an der Leitwand 34 angeschweisst sind una die die Verstrebungen 40 durch ihren unteren Ring 42 abstützen.are fastened in that they are pressed into the slots 46 of the piece, so that a gate results. The support struts 5C, which are also arranged in two groups ^ C a and ^, C b, are then mounted in the slots 43 of the corresponding support beams. Γ The support struts ^ L can be made of rod material, the thickness of which corresponds to the distance between adjacent rows of tubes. The support struts 50 a run parallel to the support beams 44 h and are fastened in the slots 48 on the upper edge of the support beams 44 a, while the support struts ^ C b extend parallel to the support beams 44 a and in the slots 48 on the lower edge of the support beams 44 b are arranged. Lie rings 42 are welded to the ends of the support beams 44 and support struts 50. As a result, the axial distance between the rings 42 is secured because the support struts 50a are attached to the lower edge of the upper ring 42 and the support struts 50b are attached to the upper edge of the lower rings. In FIGS. 1 and 5 it is shown how the struts 40 are fastened to the inner surface of the cylindrical guide wall 34 at an axial distance from one another. In the preferred exemplary embodiment, this is done by means of clips (52) which are welded to the guide wall 34 and which support the struts 40 with their lower ring 42.
Da die Stützstreben und Stützträger eine Dicke haben, die dem Abstand zwischen benachbarten Rohrreihen entspricht, werden die Rohre sicher voneinander getrennt und es können keine Schwingungen der Rohre mehr auftreten. Die Mehrzahl der Stützstreben besteht aus einfachem Stabmaterial und bedarf keiner weiteren Bearbeitung. Lediglich die Schlitze in den Stützträgern müssen hergestellt werden. Es ergibtSince the support struts and support beams have a thickness that corresponds to the distance between adjacent rows of pipes, the pipes are safely separated from each other and the pipes can no longer vibrate. The majority the support struts are made of simple rod material and do not require any further processing. Only the slots in the support beams need to be made. It results
sieh also auch eine fabrikatorisehe Ersoarnis.So see a manufacturer's knowledge.
Anlagesystem
3 Sehutzansprüche3 protection requirements
Claims (1)
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Aa: C 17 390/17 f
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