DE948691C

DE948691C - Process for the construction of tube heat exchangers

Info

Publication number: DE948691C
Application number: DEA22033A
Authority: DE
Inventors: Oscar Persson
Original assignee: Rosenblads Patenter AB
Current assignee: Rosenblads Patenter AB
Priority date: 1954-02-18
Filing date: 1955-02-06
Publication date: 1956-09-06

Description

Verfahren zum Aufbauen von Rohrwärmeaustauschern Die Erfindung bezieht sich auf Rohrwärmeaustauscher mit in einem Bündel zwischen zwei Rohrstirnwänden nahe aneinander angeordneten parallelen, langen und schlanken Wärmeübertragungsrohren, die durch Abstandselemente in Form von einem um einige der Rohre entlang deren gesamten Länge zwischen den Rohrstirnwänden spiralförmig verlaufenden Metallrand voneinander getrennt gehalten werden, wobei jedes der Rohre ungehindert durch die Abstandselemente aus dem Rohrbündel durch eine der Rohrstirnwände herausgezogen werden kann.Method of Building Tubular Heat Exchangers The invention relates to on tube heat exchangers with in a bundle between two tube end walls closely arranged parallel, long and slender heat transfer tubes, by spacers in the form of one around some of the tubes along their entire length Length between the pipe end walls spiraling metal edge from each other are kept separate, with each of the tubes being unobstructed by the spacers can be pulled out of the tube bundle through one of the tube end walls.

Die Erfindung-betrifft ein Verfahren beim Aufbau eines derartigen Rohrbündels, die Rohre mit derartigen als Abstandselemente dienenden Metalldrahtspiralen zu versehen. Dabei ist es naheliegend, einen von Beginn an geraden Metalldraht unmittelbar auf das in die Rohrstirnwände eingeführte Rohr zu wickeln zu versuchen. Derartige Versuche stoßen aber auf große Schwierigkeiten, sowohl beim Einziehen des Drahtes durch: den engen Zwischenraum zwischen, benachbarten Rohren als auch beim Wickeln des Drahtes unter Beibehaltung der Spiralform nahe an dem schlanken Rohr, ohne daß dabei gleichzeitig unabsichtlich auch dieses Rohr gebogen wird, so daß es an den Stirnwandbefestigungen geknickt wird. Die Versuche haben dazu geführt, daß man statt dessen zunächst die Drahtspirale in der Form, die sie nach dem Einbau haben soll, fertigstellt und dann das Rohr durch die Stirnwände und die Drahtspirale hindurchzieht. Eine derartige Drahtspirale ist jedoch zufolge ihrer Länge sehr schwer auf Lager zu halten und zu transportieren sowie in großer Anzahl, ohne deformiert zu werden, zu handhaben. Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen, und besteht in erster Linie aus der folgenden Kombination mehrerer Merkmale: Die Drahtspirale wird im voraus derart hergestellt, daß ein Draht in Spiralen mit derjenigen Anzahl Wicklungen, mit der der Draht um das Rohr herumlaufen soll, jedoch mit erheblich größerem innerem Spiralendurchmesser als dem Außendurchmesser des Rohres und mit erheblich geringerer axialer Spiralenlänge, als dem Abstand zwischen den Rohrstirnwänden entspricht, gewickelt wird. Der Draht wird jedoch an jedem seiner Enden eine oder mehrere Wicklungen mit geringer Steigung zu einem inneren Spiralendurchmesser, der wenigstens annähernd dem Außendurchmesser des Rohres entspricht, gewickelt, und die Länge des Drahtes ist derart bemessen, daß beim Ausziehen der Drahtspirale durch axiale Streckung der mit großem Durchmesser gewickelten Wicklungen zu einer dem Abstand zwischen den Rohrstirnwänden entsprechenden Länge diese Wicklungen dadurch zu einem inneren, wenigstens annähernd dem Außendurchmesser des Rohres entsprechenden Spiralendurchmesser sich diametral zusammenziehen. Die Drahtspirale wird in ungestrecktem Zustand auf das Rohr zwischen den Rohrstirnwänden beim Einsetzen des Rohres in diese aufgezogen und dann in Richtung der Rohre in der oben angegebenen Weise gestreckt, so daß sie die beiden Rohrstirnwände erreicht. Die Drahtspirale wird ferner an jedem ihrer beiden Enden auf die jeweilige Rohrstirnwand geschweißt, ohne mit dem Rohr fest verbunden zu werden, und die Drahtspirale wird darauf, falls erforderlich, nach Einführung des Rohres in die Rohrstirnwände durch Zusammendrücken der Endwicklungen der Drahtspirale wenigstens an einem Drahtende nachgestreckt, so daß sie sich genau um das Rohr herumlegt. Von zwei benachbarten Rohren wird nur das eine mit einer derartigen Drahtspirale versehen, und die Rohre werden auf ihre Plätze in den Rohrstirnwänden in einer solchen Reihenfolge eingeführt, daß ein mit einer Drahtspirale zu versehendes Rohrals Außenrohr zu bereits eingeführten Rohren eingeführt wird.The invention relates to a method in the construction of such a device Tube bundle, the tubes with such metal wire spirals serving as spacer elements to provide. It is obvious to use a straight metal wire right from the start to try to wind on the pipe inserted into the pipe end walls. Such Attempts, however, encounter great difficulties, both when pulling in the wire due to: the narrow space between adjacent pipes as well as when winding of the wire while maintaining the spiral shape close to the slender tube without at the same time inadvertently this tube is bent so that it is at the Front wall fastenings is kinked. The attempts have led to one taking place whose First the wire spiral in the shape that it will be after installation should have finished and then the pipe through the end walls and the wire spiral pulls through. However, such a wire spiral is very heavy due to its length to keep in stock and to transport as well as in large numbers without being deformed to become, to handle. The invention aims to eliminate these disadvantages, and consists primarily of the following combination of several features: The Wire spiral is made in advance so that a wire spirals with that Number of turns with which the wire should run around the pipe, but with considerable larger inner spiral diameter than the outer diameter of the pipe and with Significantly shorter axial spiral length than the distance between the pipe end walls corresponds, is wrapped. However, the wire becomes an or at each of its ends several windings with a small pitch to an inner spiral diameter that at least approximately corresponds to the outer diameter of the pipe, wound, and the length of the wire is dimensioned such that when pulling out the wire spiral through axial stretching of the large diameter wound coils to one of the Distance between the pipe end walls corresponding to the length of these windings to an inner, at least approximately corresponding to the outer diameter of the pipe Spiral diameters contract diametrically. The wire spiral is in unstretched Condition on the pipe between the pipe end walls when inserting the pipe into them pulled up and then stretched towards the tubes in the manner indicated above, so that it reaches the two pipe end walls. The wire spiral is also attached to each both ends are welded to the respective pipe end wall without connecting to the pipe to be firmly connected, and the wire spiral is on it, if necessary, after inserting the pipe into the pipe end walls by compressing the end windings the wire spiral stretched at least at one end of the wire so that it is exactly around the pipe. Only one of two adjacent pipes connects to one such wire spiral provided, and the pipes are in their places in the pipe end walls introduced in such an order that one to be provided with a wire spiral Pipe is introduced as an outer pipe to pipes that have already been introduced.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.

Fig. i zeigt eine Herstellungsstufe des Verfahrens gemäß der Erfindung mit den Rohren von der Seite gesehen, Fig. 2 zeigt ebenfalls von der Seite zwei Rohre, die nach diesem Verfahren eingebaut sind, und Fig. 3 und 4 zeigen in größerem Maßstab je einen Querschnitt durch einen Teil eines Rohrbündels mit dreieckiger bzw. quadratischer Rohrteilung, wobei die Rohre ebenfalls nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut sind. In Fig. i ist ein in den Rohrstirnwänden 2 bzw. 3 eingebautes Rohr i" dargestellt. Ein benachbartes Rohr i b, das mit einer als Abstandselement dienenden Drahtspirale versehen werden soll; wird beim Einbau durch die Rohrstirnwand 2 eingeschoben, und über den im Bereich zwischen den Rohrstirnwänden eingeschobenen Teil dieses Rohres ist eine nach der Erfindung im voraus hergestellte Drahtspirale 4" aufgezogen. Der weitere Aufbau des Rohrbündels kann gemäß der Erfindung beispielsweise in der folgenden Weise erfolgen: Die Drahtspirale wird an ihrem einen Ende an der Rohrstirnwand 2 durch Schweißen an einem Punkt 5" befestigt, der zweckmäßig an einer Stelle der Stirnwand gelegen ist, an der der Abstand zu den Röhren möglichst groß ist. Das Rohr wird darauf weiter in die Rohrstirnwand 3 bis zur Lage gemäß Fig. 2 geschoben und die Drahtspirale zweckmäßig gleichzeitig gestreckt, so daß sie mit ihrem anderen Ende diese Rohrstirnwand erreicht, und dann an diesem Ende mit der Rohrstirnwand an einem Punkt 5b in ähnlicher Weise wie an der Stirnwand 2 im Punkt 5" festgeschweißt. Die Drahtspirale hat dann die in Fig.2 gezeigte Form, gegebenenfalls nach einer Nachstreckung durch Zusammendrücken der dicht aneinandergewickelten Wicklungen an dem einen Ende oder an beiden Enden der Spirale, und bildet ein wirksames Abstandselement zwischen benachbarten Rohren.Fig. I shows a manufacturing stage of the method according to the invention with the tubes seen from the side, Fig. 2 also shows two from the side Pipes installed by this method, and Figs. 3 and 4 show a larger view Scale each a cross section through a part of a tube bundle with a triangular or square tube division, the tubes also according to the invention Procedures are assembled. In Fig. I is a in the pipe end walls 2 and 3, respectively built-in pipe i "is shown. An adjacent pipe i b, with one as a spacer serving wire spiral is to be provided; is through the pipe end wall during installation 2 inserted, and over the inserted in the area between the pipe end walls Part of this tube is a wire spiral produced in advance according to the invention 4 ". The further structure of the tube bundle can, according to the invention, for example done in the following way: The wire spiral is attached to one end of the Pipe end wall 2 fixed by welding at a point 5 ", which is expediently at a Place of the front wall is located at which the distance to the tubes is as large as possible is. The pipe is then pushed further into the pipe end wall 3 up to the position shown in FIG. 2 pushed and the wire spiral expediently stretched at the same time so that it is with reaches this pipe end wall at its other end, and then at this end with the Pipe end wall at a point 5b in a similar manner as on the end wall 2 at the point 5 "welded on. The wire spiral then has the shape shown in Fig. 2, if necessary after stretching by compressing the tightly wound windings at one or both ends of the spiral, and forms an effective spacer between adjacent pipes.

Bei allmählichem Aufbau eines Rohrbündels in dieser Weise kann nur das eine der zwei benachbarten Rohre mit einer Drahtspirale versehen werden, da sonst die eine eingebaute Drahtspirale das. Ausziehen der anderen Spirale beim Einbau hindern würde und die dicht aneinandergewickelten Endwicklungen benachbarter Drahtspiralen nicht Seite an Seite Platz finden würden. Gemäß der Erfindung werden daher nur die Rohre ib mit Drahtspiralen versehen, wobei die Rohre derart im Rohrbündel verteilt sind, daß sämtliche benachbarten Rohre i" keine Drahtspiralen besitzen, während jedes Rohr i", das keine Drahtspirale besitzt, in seiner Biegungsmöglichkeit nach allen Richtungen durch die Drahtspiralen. auf benachbarten Rohren ib gehindert oder begrenzt ist. Diese Wirkung ist beim Rohrbündel gemäß Fig.3, gemäß der die Rohrteilung dreieckförmig ist, derart erreicht worden, daß in jeder Rohrreihe jedes dritte Rohr mit einer Drahtspirale versehen worden ist, wobei solche Rohre zwischen benachbarte Rohrreihen in Richtung der Reihen um einundeinhalb Rohrteilungen zueinander versetzt sind. Ist die Rohrteilung statt dessen quadratisch, so wird die gleiche Wirkung gemäß Fig.4 dadurch erreicht, daß in jeder Rohrreihe jedes zweite Rohr eine Drahtspirale besitzt, wobei solche Rohre zwischen benachbarten Rohrreihen derart gewählt werden, daß sie in Richtung der Reihen um eine Rohrteilung zueinander versetzt sind.Gradually building up a tube bundle in this way can only that one of the two adjacent tubes is provided with a wire spiral, there otherwise the one built-in wire spiral that. Pulling out the other spiral during installation and the tightly wound end turns of adjacent wire spirals would not fit side by side. According to the invention, therefore, only the Tubes ib provided with wire spirals, the tubes being distributed in this way in the tube bundle are that all adjacent tubes i "have no wire spirals while every tube i "that does not have a wire spiral, according to its ability to bend all directions through the wire spirals. hindered on adjacent pipes ib or is limited. This effect is in the tube bundle according to FIG. 3, according to which the tube division is triangular, has been achieved in such a way that in each row of tubes every third tube has been provided with a wire spiral, with such tubes between adjacent Rows of tubes offset from one another by one and a half tube divisions in the direction of the rows are. If the pipe division is square instead, the same effect will be achieved 4 achieved in that in each row of tubes every second tube has a wire spiral possesses, such tubes are chosen between adjacent rows of tubes in such a way that that they are offset from one another by one pipe division in the direction of the rows.

Damit die Dzahtspiralen in ungestreckter Form 4" Platz zum Anbringen auf den Rohren haben sollen, erfolgt gemäß der Erfindung der Einbau der Rohre in einer solchen Reihenfolge, daß ein mit einer Drahtspirale zu versehendes Rohr stets als Außenrohr im Verhältnis zu bereits eingeführten Rohren eingesetzt wird.So that the tooth spirals in unstretched form 4 "space to attach should have on the pipes, according to the invention, the pipes are installed in in such an order that one with a Wire spiral to be provided Tube always used as an outer tube in relation to tubes that have already been introduced will.

Es ist ersichtlich, daß in einem derart hergestellten Rohrbündel auch die mit Drahtspiralen versehenen Rohre ungehindert durch diese beispielsweise zwecks Austausch 'herausgezogen werden können. Die Drahtspiralen bleiben dabei an ihrem Platz unter Beibehaltung ihrer Form während des Austauscheis, da sie an den Rohrstirnwänden festgeschweißt sind.It can be seen that in a tube bundle produced in this way, too the tubes provided with wire spirals unhindered by this for the purpose of, for example Exchange 'can be pulled out. The wire spirals stay on yours Place while maintaining their shape during the exchange, since they are on the pipe end walls are welded in place.

Das Verfahren kann vom Fachmann natürlich im Rahmen der Erfindung in- gewissen Einzelheiten abgeändert werden. Beispielsweise kann die Drahtspirale in ihrem Zustand q.a mit ihren großen Wicklungen mit einer größeren oder geringeren Steigung als gezeigt gewickelt sein. Zweckmäßig sind diese Wicklungen dicht aneänandergewickelt. Die Reihenfolge der Aufbaumaßnahmen kann in gewissem Grad derart abgeändert werden, daß von einer Ausgangslage gemäß Fig. i z. B. das Rohr i b auf seinen Platz gebracht und jede Drahtspirale für sich ausgezogen wird. Die Drahtspirale kann auch von der Form q.'" zur Form ¢b .ausgezogen und erst danach auf die Rohrstirnwände geschweißt werden.The method can of course be used by the person skilled in the art within the scope of the invention can be changed in certain details. For example, the wire spiral in their state q.a with their large windings with a larger or smaller one Slope as shown. These windings are expediently wound close together. The sequence of construction measures can be changed to a certain extent in such a way that that from a starting position according to FIG. B. the tube i b brought into place and each wire spiral is pulled out for itself. The wire spiral can also be from the Form q. '"Pulled out to form ¢ b. And only then welded onto the pipe end walls will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. -Process for building up a bundle of exchangeable, long and slender heat transfer tubes attached close to one another between two tube end walls, some of these tubes being provided with a metal wire spiral running tightly around the tube along its entire length between the tube end walls, which is intended to serve to connect adjacent tubes in the To keep a distance from the tube provided with a wire spiral, marked by the combination that the wire spiral is produced in advance with a considerably larger inner diameter than the outer diameter of the tube and with a considerably smaller axial length than the distance between the tube end walls ; However, the wire is wound at each of its ends in one or a few turns with a slight pitch to an inner, the outer diameter of the tube at least approximately corresponding spiral diameter and the length of the wire is dimensioned such that when the wire spiral is pulled out by axial stretching of it with great Diameter wound windings to a length corresponding to the distance between the pipe end walls, these windings contract diametrically to form an inner spiral diameter which at least approximately corresponds to the outer diameter of the pipe: that the wire spiral in its unstretched state on the pipe between the pipe end walls when the Tube is drawn into this, that the wire spiral is then stretched in the direction of the tube in the specified manner, so that it reaches the two tube end walls, that the wire spiral at each of its two ends on the corresponding tube end wall without being firmly connected to the tube To be s, is welded that the wire spiral on it, if necessary, after the introduction of the tube into the tube end walls by compressing the end windings of the wire spiral at least at the. one end of the wire is stretched so that it adapts to the pipe exactly that of two adjacent pipes only that. one is provided with such a wire spiral and that the tubes are introduced into their places in the tube end walls in such an order that a tube to be provided with a wire spiral as. Outer pipe is used in relation to the pipes already introduced. a. Method according to claim i when building a tube bundle with triangular tube spacing, characterized in that in each tube row only every third tube is provided with a wire spiral, these tubes being selected so that they are one and a half tube spacing to one another between adjacent tube rows in the direction of the tube rows are offset. 3. The method according to claim i when building a tube bundle with a square tube division, characterized in that only every second tube is provided with a wire spiral in each row of tubes, these tubes being selected so that they are between adjacent rows of tubes in the direction of the rows of tubes by a tube division are offset from one another.