KR101197895B1

KR101197895B1 - 튜브 번들 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101197895B1
Application number: KR1020077007951A
Authority: KR
Inventors: 애머 에스 완니; 토마스 마이클 루디; 루이스 안토니 3세 커시오
Original assignee: 엑손모빌 리서치 앤드 엔지니어링 컴퍼니
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2005-08-12
Publication date: 2012-11-05
Also published as: KR20070106970A; JP2008512637A; DE602005010594D1; BRPI0514615B1; CN100485304C; EP1787081B1; CA2731411C; CA2578480A1; EP1787081A1; MY137194A; US20060048925A1; BRPI0514615A; JP4625844B2; US7219718B2; WO2006031346A1; US20060237179A1; CA2578480C; US7073575B2; CA2731411A1; CN101014823A

Abstract

본 발명은 튜브 번들 장치(10)에 관한 것으로서, 열 교환기, 응축기 및 튜브(11)의 길이를 따라 연장된 위치에 배치된 복수의 튜브 지지 케이지(TSC-V,TSC-H)를 갖춘 다른 장치에서도 유용하다. 튜브가 지지 케이지에 삽입되는 번들의 초기 구성후에, 튜브 번들은 튜브 지지 케이지 사이에서, 상기 케이지들 사이에 걸쳐지는 튜브의 중간 지점에서 튜브 스테이크의 세트(TSS-V, TSS-H)를 삽입함으로써 강화된다. 튜브(11)는 각 튜브 레인(12)에서 튜브 지지 케이지 위치에서 로드 또는 바아(20)에 의해 지지되고, 각 케이지에서의 로드는 다음 인접 케이지에서의 로드와 관련하여 축상에서 회전된다. 이와 유사한 방식으로, 각 세트의 스테이크는 다음 축상 인접 세트에서 스테이크와 관련하여 축상에서 회전한다.

Description

튜브 번들 장치 및 그 제조 방법{REDUCED VIBRATION TUBE BUNDLE DEVICE}

본 발명은, 예를 들어 원자로, 전기 가열기, 또는 튜브 또는 다른 부재를 통해 유체가 통과하는 평행 원통 형태로 이루어진 소정의 집합체와 같은 장치 내의 튜브 번들 장치, 예컨대 열 교환기, 응축기, 및 튜브 또는 막대 형상 요소의 집합체를 이루고 있는 유사 유체 취급 장치에 관한 것이다.

튜브 번들(tube bundle) 장치, 예컨대 쉘 및 튜브 열 교환기 및 유체 조작 장치와 유사 품목, 예컨대 유동 댐퍼(damper) 및 유동 스트레이트너(straightener)는 유체를 장비를 통해 유도되도록 하는 번들로 이루어진 튜브를 사용한다. 그러한 튜브 번들에서, 전형적으로 튜브의 내측면을 통해 그리고 튜브의 외측면을 교차하여 유체가 유동된다. 번들 형태의 튜브의 배치는 튜브가 셋팅되는 튜브시트에 의해 셋팅된다. 튜브를 배치하는 하나의 통상적인 배치는 직사각형 또는 정사각형 형태이며, 튜브 세트는 각각의 쌍 또는 열 사이에서 튜브 레인(lane)(튜브 사이의 직선 경로)과 열을 이루어 배열되며, 서로에 대해 직각으로 배열된다. 이 형태에 있어서, 각각의 튜브는 튜브 번들의 외주에서만 8개의 다른 튜브와 인접해 있고, 직접적으로 해당 튜브에 대칭되어 튜브 레인을 교차하여 이 열을 2개의 인접 열로부터 분리시키도록 한다. 삼각형의 튜브 형태에서, 튜브는 다른 배열로 서로 배열되어 각각의 튜브가 6개의 다른 튜브(동일 열에서는 2개의 인접 튜브 및 2개의 인접 열에서는 4개의 튜브)에 인접하도록 한다.

종래의 열교환기는 때때로 장치의 크기를 축소하여 자본 비용을 줄이거나 또는 생산성 요소를 증가시키도록 처리량이 증가될 필요성이 제기되고 있다. 열교환기에서의 속도 증가를 평가할 때 당면하게 되는 공통적인 제한적 요소는 튜브에서의 유동에 의해 야기된 진동에 의한 손상 가능성이다. 튜브 주변의 유체 유동 패턴은 튜브 번들에서의 유기적인 또는 불규칙으로 변동되는 특성으로 인한 유동 유도 진동을 야기할 수 있으며, 열 전달이 튜브와 주변 유체 사이에서 일어날 수 있는 장치, 예컨대 열 교환기의 경우, 유체가 순환되면서 튜브 주변으로 유동되면서 유체의 온도 및 밀도가 변화되어 진동 가능성을 증가시킬 수 있다. 만약 이러한 진동이 소정의 임계 크기에 도달되게 된다면, 번들에 대한 손상이 초래될 수 있다. 열 교환 장비에서 원래의 튜브가 다른 재료의 튜브로 대체된다면, 예를 들어 상대적으로 강성의 재료가 보다 경량의 재료로 대체된다면, 튜브 진동 문제는 악화될 것이다. 또한 장비가 조작에 있어서 보다 과도한 요구 상황에 놓여질 때, 예를 들어 다른 종래의 장비가 업그레이드될 때 유동 유도 진동이 발생될 수 있으며, 기존의 만족스런 열 교환기도 새로운 조건하에서는 유동 유도 진동될 수 있다. 열 교환기가 유동 스트림에 있지만 열 교환기가 작동되지 않은 소정의 상태에서도 진동을 겪게 될 수 있으며, 뿐만 아니라, 열 교환기를 사용하거나 또는 사용하지 않는 유동 스트림에서도 로드 또는 로드형 부재의 집합체로 이루어진 다른 튜브 번들 장치에서도 진동을 겪게 된다.

다수의 다른 장치 설계 구조가 튜브 진동 문제를 처리하기 위해 개발되어 지고 있다. 일 실시예로는 로드 배플(baffle) 설계 구조를 들 수 있다. 로드 배플 열교환기는 쉘 및 튜브 타입 열 교환기이며, 튜브를 지지하고 진동에 대해 이것을 보호하도록 로드 배플을 사용한다. 또한, 로드 배플은 쉘 측 유동의 부적절한 배치를 감소시키고 보다 균일한 쉘측 유동을 생성하도록 사용될 수 있다. 용어 "배플"은 각각 15㎝ 또는 튜브 번들의 길이를 따라 배치된 환형 링을 언급한 것이며, 여기서 복수의 지지 로드의 단부는 케이지-형 튜브 지지 구조물, 즉 용어 "로드 배플"을 형성하도록 연결된다. 그러나, 로드 배플 교환기는 대략 종래의 쉘 및 열 교환기 보다 30% 내지 40% 보다 비싼 경향이 있고, 이러한 종류의 튜브 번들 장치는 유동 유도 진동에 따라 손상되는 상황으로 되는 경향이 있다. 로드 배플 열 교환기는 예를 들어 미국 특허 제 4,342,360 호, 제 5,388,638 호, 및 5,553,665 호 및 제 5,642,778 호에 기술되어 있다.

미국 특허 제 5,553,665 호에 설명된 바와 같이, 로드 배플 설계 구조의 소정의 응용 분야, 예컨대 표면 응축기 및 전력 플랜트 응용 분야는 길이 방향 유동에서 쉘 측 압력 손실이 최소화되는 장점이 있다. 쉘 측 압력 손실의 감소는 로드 배플 공간을 증가시켜서 로드 배플의 수를 감소시키거나 또는 튜브 수를 감소시켜서 튜브 피치 크기, 예컨대 튜브의 중앙으로부터 측정된 튜브들의 2개의 인접 열사이의 거리를 증가시킴에 의해 달성될 수 있다. 배플 공간의 증가는 통상적으로 바람직한 선택사항이 아니며, 이것은 배플 공간이 증가하는 것은 유동 유도된 튜브 진동의 발생 가능성을 증가시키기 때문이다. 튜브 피치 크기를 증가시킴에 의해 튜브 카운트를 감소시키는 것은 로드 배플 사이의 길이 방향 유동에 대한 쉘 측 압력 손실을 감소시키지만, 그러나, 지지 로드 직경의 과도한 크기를 요구하여, 로드 배플 압력 손실을 증가시키는데, 길이 방향 유동의 감소를 상쇄시킬 수 있으며, 쉘 측 압력 손실은 튜브 카운트의 감소로부터 얻어진다. 또한 이것은 튜브 카운트를 특정화하기 위해서 쉘 직경을 증가시키기 때문에 교환기의 비용을 증가시킬 수 있다. 미국 특허 제 5,553,665 호에 개시된 바와 같은 로드 배플 설계 구조는 로드 배플의 배치로 압력 드롭 문제를 다루려고 하고 있다.

다른 설계 구조로는 에그크레이트(eggcrate) 설계 구조가 있다. 그러나, 이것은 로드 배플 설계 구조보다 고가이지만 이것은 튜브 채터(chatter)가 일어나서 튜브 손상을 야기할 수 있다. 채터는 지지체와 튜브 외경 사이의 갭 때문에 튜브 지지체를 타격하는 튜브의 운동이다. 갭은 번들이 구축될 때 튜브를 에그크레이트 지지체를 통해 삽입시킬 수 있도록 하기 위해 필요하다. 이에 따라, 경제적인 및 조작적인 관점에서 보면, 로드 배플 설계 구조는 출발점에서 매우 고무적이다.

우수한 설계 구조의 장비 이외에도, 또한 다른 방법이 튜브 진동을 감소시키는데 고려될 수 있다. 이들 지지 장치와 같은 튜브 스테이크 또는 튜브 지지 장치는 통상적으로 공지되어 있고, (본 명세서에 언급되어 있음) 유동 유도 진동을 제어하고 튜브의 초과 운동을 방지하도록 하기 위해서 튜브 번들 내에 설치될 수 있다. 다수의 튜브 지지체 또는 튜브 스테이크가 제안되어 있고 상업적으로 시판되고 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 4,648,442 호(윌리엄), 제 4,919,199 호[한(Hahn)], 제 5,213,155 호(한) 및 제 6,401,803 호(한)에는 진동을 감소시키기 위해 튜브 번들에 삽입될 수 있는 다른 타입의 튜브 스테이크 또는 튜브 지지체를 기술하고 있다. 개선된 튜브 스테이크는 에이. 에스. 와니, 엠. 엠. 카라노그, 티. 엠. 루디 및 알. 씨. 토모타키의 명칭 "진동 방지 튜브 지지체"의 2003년 6월 24일자로 출원된 미국 특허 출원 제 10/848,903 호(미국 특허 공개 공보 제 20050006075A1 호) 및 2004년 6월 18일자로 출원된 미국 특허 출원 제 60/580,984 호의 우선권을 주장한 미국 특허 출원 제 11/128,844 호에 예시되어 있다.

발명의 요약

본 발명자는 예를 들어, 종래의 로드 배플 타입의 열 교환기보다 효과적이고, 보다 신뢰성이 있으며, 제조가 용이하며, 비용이 저가인 튜브 번들 장치를 발명하였다. 본 발명에 따라서, 로드 배플과 유사한 튜브 지지 케이지(TSC, tube support cage)는 튜브의 길이, 예컨대 각각 60㎝ 내지 100㎝로 이격되어 연장된 위치로 배치되어, 로드 배플 지지체가 전형적으로 대략 15㎝보다 더 이격되어 있는 종래의 로드 배플 장치와 비교하여, 튜브 번들의 제조를 보다 용이하게 하고 그리고 비용을 낮출 수 있도록 한다. 이 튜브 번들은 튜브 지지 케이지 사이에서 튜브 스테이크를, 바람직하게는 상기 케이지 사이에서 걸쳐진 튜브의 중간 지점에서 삽입함으로써 강화된다. 바람직한 타입의 튜브 스테이크는 상술한 바와 같이 참조된, 계류중인 미국 특허 출원 제 10/848,903 호(미국 특허 공개 공보 제 20050006075A1 호)에 기술된 타입이지만, 다른 스테이크가 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 튜브는 로드 배플 설계 구조에서 각각의 다른 튜브 레인에 제공된 케이지와 비교하여, TSC 위치에서 각각의 튜브 레인에서 로드 또는 평평한 바아에 의해 지지된다. 로드 배플 설계 구조는 교번되는 튜브 레인에서 지지 로드의 4개의 분리 타입의 배플이 다른 축상 위치에서, 수평하게 수직하게 있는 것을 요구하지만, 본 발명은 보다 간단하게 단지 2개 타입을 요구하는데, 수평 로드(또는 평평한 바아) 및 다른 것은 수직 로드(또는 평평한 바아)이다. 다른 장점으로는, 본 발명은 튜브 지지를 불충분하게 할 뿐만 아니라, 채터에 의해 유동 유도 진동이 더욱 악화되는 가능성을 야기하는 튜브 채터를 방지하거나 또는 감소시킨다. 종종 채터는 로드 직경이 인접 튜브들 사이의 공간에서 거의 동일하지 않은 조건에서는, 로드 배플 타입의 교환기에서는 본질적으로 배제되어야 하는 것으로 고려된다. 그러나, 로드와 인접 튜브 사이의 갭이 작을수록, 번들의 조립이 더욱 어렵고 고가이다.

개략적으로 설명하자면, 본 발명에 따른 튜브 번들 장치는 튜브를 따라 축상으로 지지 스테이크 세트와 교번되는 튜브 지지 케이지를 사용한다. 각 케이지(제 1 튜브 지지 케이지)의 튜브 지지 부재의 배향은 각각 축상으로 인접한 케이지(제 2 튜브 지지 케이지)의 튜브 지지 부재와 관련하여 축상으로 회전되며, 각 세트의 튜브 지지 스테이크(제 1 세트의 튜브 지지 스테이크)의 배향은 각각의 축상으로 인접한 세트의 튜브 지지 스테이크(제 2 세트의 튜브 지지 스테이크)와 관련하여 축을 중심으로 회전된다. 다수의 다른 타입의 튜브 지지 스테이크가 사용될 수 있는데, 이러한 타입은 케이지의 지지 부재와 결합하도록 튜브가 약간 벗어날 수 있으며, 이것은 스테이크가 삽입될 수 있는 튜브 레인의 대칭 축상에서 튜브와 결합하도록 스트립의 양 표면으로부터 측방으로 외향되어 연장되는 스트립의 각 면상에서 상승된, 튜브 결합 영역의 연속적 교차 열을 갖는 길이 방향으로 확장된 스트립을 포함한다.

본 발명은 주로 장방형의 튜브 배치에 적용될 수 있지만 또한 연속 케이지 및 스테이크 세트의 축상 회전이 장치의 타입에 따르는 삼각형 배치에 적용될 수 있다. 장방형 배치에서는, 케이지의 지지 부재는 스테이크를 연속 세트로 배열하기 위해서 수평에서부터 수직하게 수평으로 연속해서 유사하게 90°로 회전될 것이다. 삼각형 튜브 배치에서는, 회전은 연속 위치에서 60°또는 120°가 될 것이다. 삼각형 배치를 사용하는 것은 지지 구조물이 직렬 배치만큼 튼튼하지 못하다는 단점이 있지만 특정 수의 튜브들에 대해 쉘 직경을 감소시킴에 의해 교환기의 제조 비용을 줄일 수 있다.

본 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서, 용어 "수직" 및 "수평"은 튜브 지지 케이지 및 스테이크의 부재 배향과 관련하여 상대적인 의미를, 즉, 서로와 관련하여 그리고 장치와 축과 관련하여 지지 케이지의 부재 또는 스테이크의 상대적 배향을 지시하기 위해, 사용된다. 이에 따라, "수직" 배향이 가리키는 것은 배향이 진정한 수직 또는 진정한 수평인지를 암시하는 것이 아니라, 특정화된 "수평" 배향에 대해 직교한 것을 의미하는 것이다. 이것은 특히 열 교환기 자체 축이 수직 또는 수평일 때 적용되어, 모든 지지 케이지 및 스테이크가 진정한 수평이 되도록 할 것이다. 이에 따라, 튜브 지지 케이지 및 스테이크의 부재 배향과 관련하여 "수직" 및 "수평"이 가리키는 것은 튜브 번들 장치의 길이 방향 축 자체가 진정한 수평이고 특정화된 배향이 진정한 것이 아니며 서로와 관련된 것이라는 가정하에 고려된 것이다. 예를 들어, 진정한 수평 길이 방향 축의 열 교환기에서, 튜브 지지 케이지의 부재는 수평/수직에 대해 진정한 45°의 각도로 있지만, 서로와 관련하여 "수직" 및 "수평"이다. 수직 길이 방향 축의 열 교환기에서, 모든 튜브 지지 케이지의 모든 부재는 진정한 수평으로 있지만, 서로와 관련하여 상대적인 이들의 배향이 길이 방향 축을 중심으로 직교한다면 "수직" 및 "수평"한 것으로 고려된다.

통상적으로, 케이지는, 스테이크 세트 1, 케이지 1, 스테이크 세트 2, 케이지 2, 스테이크 세트 3, 케이지 3, 스테이크 세트 4 등 튜브 스테이크 세트와 튜브 길이를 따라 교번될 것이다. 케이지의 배향은 길이 방향 축을 중심으로 연속적 축상 위치에서 회전되어 케이지 2가 제 1과 관련하여 회전되도록 하며, 케이지 3은 케이지 2와 관련될 것이며, 2개의 연속적 90°회전되는 장방형 배치에서, 케이지 3은 케이지 1과 동일한 배치로 복귀될 것이다. 삼각형 튜브 배치에서, 60°의 배수 회전(예컨대, 60°또는 120°로, 추가로 연속적으로 회전되어 이전의 배치를 회복)은 각각의 축상 배치에서 이루어진다. 이와 유사하게, 스테이크 세트의 배전은 바람직하게는 길이 방향 축 둘레에서 연속적인 축상 위치에서 회전될 것이며, 이때 스테이크는 번들의 축을 따라 다음에 인접 지지 케이지의 지지 로드에 평행하게 삽입된다. 그래서, 장방형 튜브 배치에서, 스테이크 세트 2는 스테이크 세트 1과 관련하여 90°회전되며, 스테이크 세트 3은 스테이크 세트 2와 관련하여 회전되며 2개가 연속해서 90°회전되면서, 스테이크 세트 3은 스테이크 세트 1과 동일한 위치로 복귀될 것이다. 삼각형의 튜브 배치에서, 3개의 연속적 60°회전으로 원래 배치로 복원될 것이다.

튜브 번들을 제조함에 있어서, 튜브는 각각의 튜브 지지 케이지를 통해 하나 또는 양측 튜브시트에 삽입되어 튜브의 인접 열 사이에서 규정된 튜브 레인의 번들을 형성하도록 한다. 이러한 점에서, 바람직하게는, 튜브와 지지 부재 사이에서는 간극이 제공되어 각 케이지의 지지 부재가 서로로부터 이격되어 간극이 튜브와 지지 부재 사이에서 운동되도록 한다. 튜브가 약간의 간극으로 튜브 지지 케이지에 맞추어지기 때문에, 종래의 기밀 피팅 로드 및 배플 설계 구조보다 더 용이하게 튜브를 삽입하는 것이 가능하다. 그리고, 튜브 스테이크는 케이지(들)로부터 튜브를 따라 각 위치에서 규정된 튜브 레인으로 삽입된다. 스테이크가 삽입되어 튜브들 사이에 분리를 증가시키도록 축상의 인접 지지 케이지의 튜브 지지 부재에 평행하게 배치되어 이들은 인접 케이지의 지지 부재가 간극을 죄고 하나 또는 다른 지지 부재에 대해 각각의 튜브를 고정하도록 한다. 이러한 방법으로, 최종의, 견고한 내진동 튜브 번들이 얻어지면서 튜브 번들의 제조는 개선된다.

도 1은 본 발명에 따른 튜브 지지 케이지 및 튜브 스테이크에 의해 지지되는 튜브의 튜브 번들의 개략도,

도 2는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 수직 및 수평 튜브 지지 케이지를 간단하게 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따라 사용될 수 있는 고정 튜브 스테이크의 일 부분을 도시한 도면.

도 1은 열 교환기, 응축기, 핵 연료 로드 장치 또는 유체가 유동되어 지는 평행 튜브의 배열된 배치에서 사용될 수 있는 튜브 번들을 도시한 개략도이다. 통상적으로 간략히 하면, 본 발명은 또한 다른 튜브 번들 장치가 본 발명의 원리에 따라 구성될 수 있지만, 열 교환기와 같은 장치를 참조로 기술될 것이다. 튜브 번들은, 열 교환기가 단지 작은 온도 차이로 또는 더욱 통상적으로는, 하나의 고정 튜브시트 및 하나의 부유 튜브시트로 또는 단지 하나의 고정 튜브시트를 갖는 U-튜브-번들로 조작된다면, 통상적으로, 예를 들어 2개의 고정시트로 주변 쉘에 피팅될 것이다.

튜브 번들(10)은 장방형 배치의 복수의 (2개로 지시된) 평행 튜브(11)를 포함하며, 즉 튜브의 직교 열이 (하나로 지시된) 튜브 열 사이에서 튜브 레인(12)과 2개의 방향으로 연장된다. 튜브는 통상적인 방법으로 튜브 번들의 각 단부에서 튜브시트(13, 14)에 고정되고, 그리고 차례로 튜브시트가 교환기의 쉘에 설치될 수 있다.

튜브는 튜브의 길이 간격을 따라 튜브 지지 케이지에 의해 지지된다. 튜브 지지 케이지는 2개의 타입으로 이루어지는데, 즉 수직(TSC-V) 튜브 지지 케이지, 수평 튜브 지지 케이지(TSC-H)이다. 수직 및 수평 지지 케이지는 튜브의 길이를 따라 교번되어 튜브가 차례로 수직하게 그리고 수평하게 지지되도록 한다. 튜브 지지 케이지는 구성상 종래의 로드 배플과 유사하며, 튜브 지지 로드 또는 평평한 바아(20)는 현모양으로 환형 링을 교차하여 그 단부가 환형 링(21)에 수납되어 진다. 통상적으로, 튜브 지지 로드는 원형 또는 장방형(바람직하게는 정사각형) 단면을 가질 수 있으며, 장방형 단면의 로드는 바아로서 언급되지만, 편리함과 명료성을 위해서, 환형 링을 교차하는 부재는 그들의 단면 형태와 관계없이 "로드"로 언급될 것이다. 로드는 (그것의 벽 두께를 교차하여) 링의 측면에 직접 용접될 수 있거나 또는 매우 복잡한 구성으로, 로드의 단면을 따라 대략적으로 형성된 환형 링의 리세스 또는 구멍에 수납되며, 천공에 의해 형성된 원형 로드에 대한 원형 리세스 또는 구멍은 로드와 용접, 브레이징 또는 다른 적절한 고정 방식에 의해 리세스 또는 구멍에 고정된다. 통상적으로, 튜브 지지 케이지는 튜브의 길이를 따라 대략 각각 50㎝ 내지 200㎝마다 대부분의 경우, 각각 60㎝ 내지 150㎝로 위치될 것이다. 지지 케이지/스테이크 사이의 거리는 2개의 단부에서 감소될 수 있고, 교환기의 중간 부분에서 증가될 수 있으며, 이는 튜브의 중간 부분에서의 축상 속도는 튜브와 평행하고 이에 따라 진동을 일으킬 가능성이 낮아지기 때문이다.

튜브 지지 케이지를 교차하여 연장되는 로드는 각각의 모든 튜브 레인에 배치되지만, 각각의 케이지에서 모든 로드는 단지 하나의 방향, 수평 또는 수직으로 배열되어, 도 1에 예시된 바와 같이, 각각 TSC-H 또는 TSC-V를 형성할 것이다. 2개 타입의 튜브 지지 케이지는 튜브의 길이를 따라 축상에서 교번된다(예컨대, TSC-V, TSC-H, TSC-V, TSC-H 등).

TSC에서의 로드의 두께는 이격된 내측 튜브보다(케이지 평면에서 측정하여)약간 작을 수 있어서, 튜브가 미리 제작된 케이지에 용이하게 삽입될 수 있다. 이것은 번들이 매우 용이한 작업으로 로딩되게 한다. 큰 직경 번들 상에서, 작은 로드는 유동에 의해 편향될 수 있으며, 이러한 이유로, 보다 큰 기준에서 평평한 바아의 형태로 지지 로드를 사용하여, 축상 강도를 더 크게 하도록 하는 것이 바람직하다. 그러나, 로드로부터 완전한 지지가 없는 것은 전체 지지 시스템의 효율을 떨어뜨리는데, 추가의 지지체가 튜브 번들에 삽입되는 튜브 스테이크에 의해 제공되기 때문이다. 장방형 튜브 배치에 있어서, 지지 로드의 교번되는 수직/수평 배치는 스테이크에서 각각의 세트가 인접 케이지 중 하나의 지지 로드에 평행하게 되어, 튜브들이 이들의 평행한 지지 로드에 대해 단단하게 스테이크에 의해 고정되도록 한다. 이와 유사하게, 삼각형의 튜브 배치에서, 소정 위치에서의 스테이크의 배향이 튜브를 케이지의 로드에 단단하게 고정하도록 인접 케이지 들 중 하나의 지지 로드에 평행하게 있도록 하는 것이 바람직하다.

사용될 수 있는 튜브 스테이크는, 이들이 케이지의 지지 로드에 대해 튜브를 단단하게 고정하도록 튜브 번들에 삽입될 때 튜브의 분리가 증가되도록 하는 크기 조건에서 목적을 달성하는데 통상적으로 사용되는 소정의 타입으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 미국 특허 제 4,648,442 호(윌리엄), 제 4,919,199 호[한(Hahn)], 제 5,213,155 호(한) 및 제 6,401,803 호(한)에 기술된 튜브 스테이크는 그들의 크기가 목적에 만족되는 조건에서 사용될 수 있다. 그러나, 바람직한 튜브 스테이크의 타입은 미국 특허 출원 제 10/848,903 호에 예시된 타입으로서, 이것은 이들 바람직한 튜브 스테이크를 기술할 목적으로 참조된다. 동일 방식에서 사용될 수 있는 튜브 스테이크의 다른 바람직한 형태는 또한 참조되는(유럽 특허 제 05076348.1 호에 대응되는) 2004년 6월 18일자로 출원된 미국 특허 출원 제 60/580,984 호를 우선권 주장하는 2005년 5월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제 11/128,884 호에 기술되어 있다.

튜브 스테이크는 튜브 번들을 강화하기 위해 삽입되는데 스테이크는 2개 튜브 지지 케이지들 사이에서 걸쳐지는 튜브의 중간 지점 둘레에서 번들에 삽입된다. 튜브가 케이지로부터 지지를 수용하기 때문에, 스테이크를 각각의 튜브 레인에 삽입할 필요성은 없다. 튜브 지지 스테이크를 동일한 튜브 레인으로 연속 위치에서 삽입하는 것은 번들을 보다 강하게 만들 수 있지만, 스테이크를 단지 교번 튜브 레인에 삽입하여 삽입 레인이 각각의 연속 위치에서 교번되게 하는 것이 가능하다. 예를 들어, 스테이크는 홀수의 튜브 레인에 제 1 위치에서, 짝수 레인에서 제 2 위치 등에서 기타 튜브 번들의 길이를 따라 연속적 스테이크 세트 위치에서 삽입될 수 있다. 교번 스테이크 삽입물은 강성이 작은 튜브 번들을 제공하지만 번들을 통한 유체 유동을 보다 자유롭게 하는 장점을 제공할 수 있다. 스테이크에 대한 삽입(배치) 방향은 케이지와 동일한 방식으로 교번을 이루며, 즉 스테이크는 이들이 번들에 삽입되는 각 스테이션 또는 위치에 다른 방향으로 삽입되고, 일 위치에서는 이들은 수직으로 삽입(TSS-V)되고, 다음 튜브 스테이크의 위치에서는 수평으로 삽입(TSS-H)되어, 튜브 스테이크 스테이션이 도 1에 예시된 바와 같이 TSS-V, TSS-H, TSS-V, TSS-H 등으로 기술될 수 있다. 인접 케이지의 지지 로드의 스테이크의 평행 배치는 튜브를 케이지의 지지 부재에 대해 최종 번들이 만족스런 조작을 필요로 하는 강성을 부여하게 한다. 튜브 스테이크를 튜브 번들에 삽입하여 스테이크의 표면으로부터 벗어나게 튜브에 힘을 가하고 이러한 방법으로 튜브는 튜브 스테이크 위치뿐만 아니라 또한 튜브 지지 케이지에서 튜브 지지를 제공하기 위해 약간 편향된다(2㎜ 이하).

쉘 측 유체의 길이 방향 바이패싱을 배제하도록, 바람직하게는 튜브 번들(10)의 상단 및 하단에 바이패스 슈라우드(25)가 제공된다. 이들 슈라우드는 시트 금속, 바람직하게는 스테인레스 강 재료로 적절하게 제조될 수 있다. 바이패스 슈라우드는 각각의 단부에서 최외곽 튜브 및 외주 플랜지(27)에 대해 안착되는 평평한 면(26)으로 형성된다. 이 플랜지는 교환기 쉘의 내경과 매칭되는 직경의 원의 현 분획이어서 튜브 번들이 쉘에 삽입될 때, 플랜지가 쉘 측 유체가 슈라우드 영역으로 유입되는 것을 배제하도록 쉘의 내경에 근접하게 따른다. 슈라우드는 표준 길이로 이루어질 수 있으며 이들 중 다수는 쉘 유입 및 유출부에 대해 유동이 요구되는 유입 및 유출 단부를 제외한 모든 영역에서 튜브에 걸쳐 연장되도록 플랜지를 통해 볼트 결합(또는 단부 대 단부 결합)될 수 있다. 슈라우드는 예를 들어, 그들 사이에서 튜브 지지 케이지와 서로 볼트 결합되는 플랜지(27)를 갖춤에 의해 적절한 강성을 유지하도록 튜브 지지 케이지에 고정되어 진다.

삼각형 튜브 배치에 있어서, 튜브 지지 케이지 및 스테이크 세트의 유사 배치가 이루어질 수 있지만 이 경우에 각각의 연속적 축상 위치에서의 케이지의 지지 로드 배열은 60° 배수만큼 회전되어 네번째 회전(예컨대, 지지 로드는 0°, 60°, 120°등에서 연속적으로 배열됨)에서 원래의 배치로 회복된다. 인접 지지 케이지의 지지 로드에 평행하게 삽입되는 스테이크가 주어지는 바람직한 상황에서, 삽입의 전형적 모드는 다음과 같은데, 케이지 지지 로드 및 스테이크의 상대 각 위치는 제 1 케이지와 비교하여 0°, 60°, 120°의 각 변위로 지시되며;

TSC-0°, TSS-0°, TSC-60°, TSS-60°, TSC-120°, TSS-120°, TSC-0°, TSS-0°이다.

통상적으로, 튜브 번들 조립체는 튜브를 케이지에 삽입함으로써 이루어지며, 작업은 지지 로드 사이의 튜브들의 상대적으로 용이하게 피팅함으로써 개선되며, 일부 조업은 튜브와 지지 로드 사이에서 이루어질 수 있다. 그리고, 전형적으로 약 1㎜ 이하의 튜브와 케이지 지지 로드 사이의 간극은 스테이크를 삽입함으로써 조여져서 번들을 조이고 최종의 매우 강한 구조물의 최종적으로 용이하게 지지된 튜브 번들을 제공하게 한다. 이 구조 기술은 강도가 튜브가 케이지에 삽입된 후에 스테이크를 삽입함으로써 병합되기 때문에, 종래 로드 배플 설계 구조에 비해 상당히 쉽다.

조립하는 동안, 튜브는 케이지를 통해 하나 또는 양측 튜브시트로 삽입된다. 하나의 튜브시트가 수납되는 U형 튜브의 튜브 번들의 경우, 케이지는 튜브의 자유 단부 상에 배치되고 그리고 튜브는 단일 튜브시트 상에 고정될 것이다. 2개 튜브시트의 번들의 경우, 통상적으로 튜브는 케이지를 통해 하나 또는 양측 튜브시트로 통과되고, 이것에 이어 튜브는 교환기의 설계 구조에 따라, 하나 또는 양측의 튜브시트에, 용접 또는 확장 결합에 의해 고정될 것이다.

도 3은 미국 특허 출원 제 10/848,903 호(미국 특허 공개 공보 제 20050006075A1 호)에 기술된 바람직한 형태의 튜브 스테이크를 도시한 것이다. 이러한 타입의 튜브 스테이크는 (튜브 번들 내에서) 내부 부분을 따라 접철부를 포함하며, 이것은 튜브를 위한 탄성 지지를 제공하도록 약간 편향되며 동시에 스테이크가 번들에 용이하게 삽입되게 되며, 이것의 외곽 말단에서, 각각의 스테이크는 딤플을 갖추고 있는데 이것은 접철부와 동일한 방식으로 튜브가 약간 편향되지만 조작하는 동안 또는 조절시 스테이크 스트립의 바람직하지 않은 이탈 가능성을 최소화하도록 최외곽 튜브 상에 더욱 안정하게 잠겨진다.

튜브 스테이크(40)는 레인의 두 측상에 튜브에 의해 형성된 튜브 레인(L)에서 연장된 금속 스트립으로 형성된다. 완전한 튜브 번들에서, 연속되는 튜브 열에 의해 형성된 열에서 추가의 튜브가 연장되며, 다른 튜브 열은 튜브 번들을 이루는 유사한 종래 방식으로 배열된다. 이들 튜브의 2개의 인접 열 및 다른 인접 열 사이의 튜브 레인이 튜브 번들을 교차하여 유사하게 확장될 것이다. 튜브 스테이크(40)는 스트립을 교차하여 연장되는 상승된 일반적으로 원형인 딤플 형태로 상승된 튜브 결합 영역의 6개의 교차 열(41, 42, 43, 44, 45, 46)을 갖추고 있으며, 열(46)은 접철부(47)의 제 1 열로 수렴되어 수렴된 딤플/접철부가 스테이크의 외측 단부를 향한 유사 원형 딤플 및 내측 단부를 향해서는 선형 접철부를 갖춘 키홀형 튜브 결합 영역을 형성한다. 이러한 스테이크의 형태는, 이러한 형태의 스테이크의 상세한 설명을 위해 참조되는 미국 특허 출원 제 10/848,903 호(미국 특허 공개 공보 제 20050006075A1 호)의 도 6 및 7에 예시되어 있다.

딤플의 횡방향 열은 스트립의 길이(길이 방향 축)를 따라 연속되는 길이 방향 위치에서 배열되며, 연속 열들의 각 쌍은 튜브 레인(L)의 일 측상에서 서로 인접해 있는 튜브의 쌍들에 지지를 제공하고, (최외곽 열을 제외한) 각각의 열은 서로 인접해 있지만 튜브 레인의 대칭 측에 있는 튜브의 쌍들에 대해 지지를 제공한다. 이에 따라, 튜브(50A)를 튜브 레인(L)의 일 측상에서 그리고 튜브(50B)를 레인의 다른 일측 상에서 지지를 제공한다. 이와 유사하게, 열(43 및 44)은 스트립의 각 측면상에서 연장되는 딤플에 의해 튜브 레인의 대칭 측 상에서 튜브(51A 및 51B)에 대해 지지를 제공한다. 열(45 및 46)에서의 딤플은 튜브(52A 및 52B)에 대해 지지를 제공하며 열(46)에서의 딤플은 튜브(53A 및 53B)에 대해 탄성적 지지를 제공하는 접철부(47)의 제 1 횡방향 열로 수렴된다. 접철부(48)의 다음 열은 튜브(54A 및 54B)에 대한 지지를 제공한다.

열(41 및 42)에서의 딤플은 영역 X-X 및 Y-Y에서 예시된 바와 같이 형성되고 접철부는 영역 P-P 및 Q-Q에 예시된 바와 같이 형성된다. 접철부의 길이(길이 방향으로)는 접철부의 각각의 열이 (도 3에 예시된 바와 같이) 튜브 레인의 대칭 측상에서 인접 튜브 쌍과 또는 겹침(nesting) 배치에서는 레인의 대층 측상에서 인접 튜브 쌍과, 접철부의 2열의 단부 사이에 형성된 함몰부에서 결합되도록 세팅된다.

각각의 횡방향 열에서의 3개의 상승된 튜브 결합 영역의 도 3에 예시된 바와 같은 배치가 간편하며, 대략 폭 4-6㎝의 튜브 스테이크가 많은 응용 분야에서 편리하다. 그러나, 스테이크의 폭은 예를 들어 약 20㎝ 이하로 더 클 수 있으며 이 경우에, 보다 많은 수의 상승된 튜브 결합 영역이 각각의 횡방향 열에 제공될 수 있으며, 예를 들어 5개의 상승된 딤플은 미국 특허 출원 제 10/848,903 호(미국 특허 공개 공보 제 20050006075A1 호)에 기술된 바와 같이 스트립의 다른 측면상에 3 및 2로 배열된다.

튜브 스테이크상에서 상승된 튜브 결합 영역의 횡방향 열의 배치는 이들이 사용되는 튜브 번들에서 튜브 스테이크와 튜브 사이의 바람직한 결합을 제공하도록 한다. 튜브 번들에서 패스 레인을 수용하기 위해서, 상승된 튜브 결합 영역(딤플, 접철부)의 연속적 교차 열 사이의 거리는 번들에서의 튜브 배치에 일치하여 대응되어 증가될 수 있다.

각각의 튜브 스테이크는 이것이 삽입되어 튜브 레인의 대칭 측상에서 튜브와 결합하여 교번되는 튜브 레인에서의 삽입은 튜브 번들의 외측 외주부내에서 튜브의 2개 열에 대해 지지를 제공하도록 한다. 번들의 외주에서 일부 튜브는 번들을 교차하는 튜브 레인의 길이가 변화함에 따라 다른 측에서는 튜브를 지지하지 않는 스테이크로부터 지지를 수용할 수 있다. 이것은 이들 튜브에 주어진 지지 효과를 감소시키지만 번들 내의 튜브의 마지막 쌍으로부터 연장되는 스테이크의 길이가 상대적으로 짧기 때문에, 일부의 효과적인 지지는 적어도 스테이크의 캔틸레버(cantilever) 단부에 의해 일 측상에서 외측 튜브에 주어진다.

튜브 지지 스테이크뿐만 아니라 케이지는 사용되어 지는 튜브 번들의 환경 내에서의 부식을 방지할 수 있는 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 통상적으로, 물 또는 다른 환경 양측에서 부식을 방지하기 위해서는, 다른 금속 예컨대 티타늄이 사용될 수 있지만 스테인레스 스틸이 만족스럽다. 클로라이드 부식이 예측되고 듀플렉스(duplex) 스테인레스 스틸이 바람직할 때를 제외하고는, 스테인레스 SS 304가 적절하다. 다양한 양으로 합금 원소, 크롬, 니켈 및 선택적으로는 몰리브덴을 포함하는 듀플렉스 스테인레스 스틸은 거의 동일한 비율의 페라이트(ferrite) 및 오스테나이트(austenite)의 혼합된 미세 구조물(통상적으로 "듀플렉스"로 지명)에 의해 특징 지워진다. 고함량의 크롬, 니켈 및 몰리브덴을 토대로 한 화학 복합물은 고도한 입상(intergranular) 수준 및 피팅 부식 저항을 제공한다. 질소를 부가하여 침입성 고체 용해 메카니즘에 의해 구조적 강화를 촉진시키는데, 이것은 수율 강도를 상승시키고 인성(toughness)를 손상시키지 않고 극대 강도 값을 상승시킨다. 나아가, 2개 상의 미세 구조물은 종래의 스테인레스 스틸과 비교하여 피팅 및 스트레스 부식 클랙킹에 대한 고도한 내성을 보장한다. 또한 이들은 고도한 열 전도성 낮은 열 팽창 계수, 우수한 설파이드 스트레스 부식 저항 및 오스테나이트 스틸보다 더 높은 열 전도도뿐만 아니라, 우수한 작업성 및 용접 능력을 제공하는 점에서 주목할만하다. 듀플렉스 스테인레스 스틸은 이들 합금 함량에 따라 실행되는 부식 범주에 있는 등급 군(family)이다. 통상적으로, 듀플렉스 등급, 예컨대 2304, 2205가 열 교환기 서비스에 대해 적절하며, 최종적인 선택은 인식된 부식 저장 필요성이 이루어진다.

지지 스테이크를 이루는 스트립 부재는 추가의 두께 또는 모듈러스가 요구된다면 서로 대해 근접하게 네스트(nest) 형을 이루는 2개 또는 그 이상의 스트립으로 이루어질 수 있다. 어떤 경우, 예를 들어 두꺼운(deep) 형성 조작에 저항하는 티타늄으로부터 스트립을 형성한다면, 얇은 영역 스트립으로부터 보다 얇게 새들을 형성하고, 2개의 스트립을 함께 부가하여, 바람직한 전체 두께 또는 새들 깊이를 제공하도록 [하나의 새들(saddle)의 하단으로부터 대칭 새들의 하단을 향함] 스트립 상의 필요 깊이를 부여하도록 하는 것이 바람직하다. 그래서, (미국 특허 출원 제 60/580,984 호에 기초한) 2005년 5월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제 11/128,884 호에 예시된 스테이크의 2개 스트립 형태의 경우에, 4개의 실제 스트립이 있을 수 있으며, 2개의 개재된 스트립은 최종의 완전히 조립된 지지 장치의 각 측상에서 서로의 상단상에 포개어진다. (미국 특허 출원 제 60/580,984 호에 기초한) 2005년 3월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제 11/128,884 호의 도 3에 예시된 변형된 단일 스트립의 경우, 전체 2개의 스트립이 서로 개재된 겹침 배치될 것이다. 이러한 방법으로 이루어진 지지 장치는 단부 들에서 그리고 가능하게는 이들 사이에서 용접 또는 리벳팅 수단에 의해 서로 고정되는 겹침 스트립을 갖출 수 있다.

미국 특허 출원 제 10/848,903 호(미국 특허 공개 공보 제 20050006075A1 호) 및 2005년 5월 13일 출원된 (미국 특허 출원 제 60/580,984 호에 기초한) 미국 특허 출원 제 11/128,884 호에 기술된 바와 같은 튜브 번들에 스테이크가 삽입될 수 있는데, 즉, 스테이크의 삽입을 용이하게 하도록 소정 정도로 튜브를 분리하도록 바아를 사용하거나 또는 선택적으로, 서로부터 튜브들을 확장하도록 압력 호스를 사용하여 호스가 디플레이트되고 번들로부터 제거되어 스테이크의 삽입을 용이하게 하도록 한다.

Claims

서로 평행하게 그리고 튜브 번들의 길이 방향 축에 평행하게 열을 이루어 배열되는 튜브와, 튜브 열을 분리하는 튜브 레인을 포함하는 튜브 번들 장치에 있어서,

상기 튜브는,

ⓐ 서로 이격되어 있고 환형 링에 고정된 길고 평행한 튜브 지지 부재를 포함하는 제 1 튜브 지지 케이지로서, 상기 제 1 튜브 지지 케이지의 평행한 튜브 지지 부재의 각각은 인접한 튜브의 열 사이의 튜브 레인을 통해 상기 튜브에 대하여 횡방향으로 연장되는, 상기 제 1 튜브 지지 케이지와,

ⓑ 서로 이격되어 있고 환형 링에 고정된 길고 평행한 튜브 지지 부재를 포함하는 제 2 튜브 지지 케이지로서, 상기 제 2 튜브 지지 케이지의 평행한 튜브 지지 부재의 각각은 인접한 튜브의 열 사이의 튜브 레인을 통해 튜브에 대하여 횡방향으로 연장되며, 상기 제 2 튜브 지지 케이지의 평행한 튜브 지지 부재는 상기 제 1 튜브 지지 케이지의 튜브 지지 부재에 대하여 튜브 번들 축을 중심으로 회전되어 있는, 상기 제 2 튜브 지지 케이지와,

ⓒ 제 1 위치에서 튜브 번들 축을 따라 튜브의 열 사이의 튜브 레인 내에 삽입되는 제 1 세트의 튜브 지지 스테이크로서, 상기 제 1 세트의 튜브 지지 스테이크는 각 스테이크가 삽입되는 열의 양측에서 상기 튜브와 결합되는 기다란 부재를 포함하는, 상기 제 1 세트의 튜브 지지 스테이크와,

ⓓ 제 2 위치에서 튜브 번들 축을 따라 튜브의 열 사이의 튜브 레인 내에 삽입되는 제 2 세트의 튜브 지지 스테이크로서, 상기 제 2 세트의 튜브 지지 스테이크는 각 스테이크가 삽입되는 열의 양측에서 튜브와 결합되는 기다란 부재를 포함하며, 상기 제 2 세트의 튜브 지지 스테이크는 상기 제 1 세트의 튜브 지지 스테이크에 대하여 튜브 번들 축을 중심으로 회전되어 있는, 상기 제 2 세트의 튜브 지지 스테이크에 의해, 지지되는

튜브 번들 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 튜브는 평행 튜브의 직교 열을 포함하는 장방형 형태로 배열되고, 상기 제 1 및 제 2 튜브 지지 케이지는 각 케이지의 튜브 지지 부재가 다른 케이지의 튜브 지지 부재에 대하여 튜브 번들 축을 중심으로 직각으로 회전된 상태로 배열되고, 상기 제 1 및 제 2 세트의 튜브 지지 스테이크는 각 세트의 튜브 지지 스테이크가 다른 세트의 튜브 지지 스테이크에 대하여 튜브 번들 축을 중심으로 직각으로 회전된 상태로 배열되는

튜브 번들 장치.
제 2 항에 있어서,

튜브 지지 스테이크의 세트는 상기 제 1 튜브 지지 케이지와 상기 제 2 튜브 지지 케이지 사이에 상기 튜브 번들을 따라 축방향으로 배치되는

튜브 번들 장치.
제 2 항에 있어서,

튜브 지지 케이지는 상기 제 1 세트의 튜브 지지 스테이크와 상기 제 2 세트의 튜브 지지 스테이크 사이에 상기 튜브 번들을 따라 축방향으로 배치되는

튜브 번들 장치.
서로 평행하게 그리고 튜브 번들의 길이 방향 축에 평행하게 열을 이루어 배열되는 튜브와, 튜브 열을 분리하는 튜브 레인을 포함하는 튜브 번들 장치에 있어서,

상기 튜브는,

ⓐ 상기 튜브를 따라 축방향으로 이격된 복수의 위치에 있는 복수의 튜브 지지 케이지로서, 각각의 튜브 지지 케이지는, 서로 이격되어 있고 환형 링에 고정된 길고 평행한 튜브 지지 부재를 포함하고, 평행한 튜브 지지 부재의 각각은 인접한 튜브의 열 사이의 튜브 레인을 통해 상기 튜브에 대하여 횡방향으로 연장되는, 상기 복수의 튜브 지지 케이지와,

ⓑ 상기 튜브를 따라 축방향으로 이격된 복수의 위치에 있는 복수의 세트의 튜브 지지 스테이크로서, 각각의 튜브 지지 스테이크의 세트는, 각 스테이크가 삽입되는 열의 양측에서 상기 튜브와 결합하도록 튜브의 열 사이의 튜브 레인에 삽입되는 복수의 평행한 기다란 부재를 포함하는, 상기 복수의 세트의 튜브 지지 스테이크에 의해 지지되고,

각 케이지의 튜브 지지 부재는 축방향으로 인접한 케이지의 튜브 지지 부재에 대하여 튜브 번들의 축을 중심으로 회전되어 있고, 각 세트의 튜브 지지 스테이크는 축방향으로 인접한 세트의 튜브 지지 스테이크에 대하여 튜브 번들의 축을 중심으로 회전되어 있는

튜브 번들 장치.
제 5 항에 있어서,

튜브 지지 스테이크의 세트는 2개의 튜브 지지 케이지 사이에 상기 튜브 번들을 따라 축방향으로 배치되고, 튜브 지지 케이지는 2개의 튜브 지지 스테이크의 세트 사이에 상기 튜브 번들을 따라 축방향으로 배치되는

튜브 번들 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 튜브는 평행 튜브의 직교 열을 포함하는 장방형 형태로 배열되고, 상기 튜브 지지 케이지는 각 케이지의 튜브 지지 부재가 각각의 축방향으로 인접한 케이지의 튜브 지지 부재에 대하여 튜브 번들의 축을 중심으로 직각으로 회전된 상태로 배열되고, 상기 튜브 지지 스테이크의 세트는 각 케이지의 튜브 지지 부재가 각각의 축방향으로 인접한 세트의 튜브 지지 스테이크에 대하여 튜브 번들의 축을 중심으로 직각으로 회전된 상태로 배열되는

튜브 번들 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 튜브 지지 케이지는 상기 튜브를 따라 축방향으로 상기 튜브 지지 스테이크의 세트와 교대로 배치되는

튜브 번들 장치.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

각 세트의 튜브 지지 스테이크는 인접한 튜브 지지 케이지의 튜브 지지 부재와 평행한

튜브 번들 장치.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

튜브 지지 스테이크의 각 세트의 튜브 지지 스테이크는 인접한 튜브의 열 사이에서 교대로 배치된 튜브 레인을 통해 연장되는

튜브 번들 장치.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 튜브는 평행 튜브의 열을 포함하는 삼각형 형태로 배열되고, 각 케이지의 튜브 지지 부재는 축방향으로 인접한 케이지의 튜브 지지 부재에 대하여 튜브 번들의 축을 중심으로 회전되어 있고, 각 세트의 튜브 지지 스테이크는 다른 세트의 튜브 지지 스테이크에 대하여 튜브 번들의 축을 중심으로 회전되어 있는

튜브 번들 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 튜브는 평행 튜브의 열을 포함하는 삼각형 형태로 배열되고, 각 케이지의 튜브 지지 부재는 축방향으로 인접한 케이지의 튜브 지지 부재에 대하여 튜브 번들의 축을 중심으로 60°의 배수만큼 회전되어 있고, 각 세트의 튜브 지지 스테이크는 다른 세트의 튜브 지지 스테이크에 대하여 튜브 번들의 축을 중심으로 60°의 배수만큼 회전되어 있는

튜브 번들 장치.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 케이지의 평면에서의 상기 튜브 지지 부재의 두께는 상기 튜브 사이의 간격보다 작은

튜브 번들 장치.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 튜브는 상기 튜브 지지 스테이크의 작용에 의해 상기 튜브 지지 부재에 대해 단단하게 고정되는

튜브 번들 장치.
제 5 항에 있어서,

각각의 튜브 지지 스테이크는 길이 방향으로 연장되는 스트립을 포함하며, 상기 스트립은, 상기 스트립의 각 면 상에서의 복수의 융기된 형상의 튜브 결합 영역의, 상기 스트립을 따라 길이 방향으로 연속하는 위치에 배치된 복수의 연속적인 횡렬을 가지며, 상기 결합 영역은 상기 스트립의 양면으로부터 측방향 외측으로 연장되어 상기 스테이크가 삽입되는 튜브 레인의 양측에 있는 튜브와 결합하는

튜브 번들 장치.
튜브 번들 장치 제조 방법으로서,

튜브는 각 튜브의 일 단부를 수용하는 적어도 하나의 튜브시트 내에 그리고 튜브 지지 케이지 내에 삽입되어, 서로 평행하게 그리고 튜브 번들의 길이 방향 축에 평행하게 열을 이루어 배열되며 튜브 레인이 상기 튜브의 열을 분리하고 있는 상태의 튜브의 튜브 번들을 형성하며, 적어도 하나의 튜브 지지 케이지는 환형 링에 고정된 길고 평행한 튜브 지지 부재를 포함하고, 평행한 튜브 지지 부재의 각각은 상기 튜브에 대하여 횡방향으로 연장되어 인접한 튜브의 열 사이에 튜브 레인을 한정하며, 상기 평행한 튜브 지지 부재는 상기 튜브와 상기 지지 부재 사이에 유격을 허용하도록 서로 이격되어 있는, 상기 튜브 번들 장치 제조 방법에 있어서,

튜브의 열 사이에 한정된 튜브 레인에 있어서의 각 튜브 지지 케이지로부터 이격된 상기 튜브를 따른 위치에서, 적어도 하나의 세트의 튜브 지지 스테이크를, 인접한 튜브 지지 케이지의 튜브 지지 부재와 평행하게 정렬되도록, 상기 튜브 번들 내에 삽입하는 단계를 포함하며, 상기 튜브 지지 스테이크는 각 스테이크가 삽입되는 열의 양측에서 상기 튜브와 결합하는 기다란 부재를 포함하여, 각 튜브를 지지 케이지의 튜브 지지 부재에 대하여 강제하는

튜브 번들 장치 제조 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 튜브 번들 장치는 제 1 항 또는 제 5 항에 따른 구성을 구비하는

튜브 번들 장치 제조 방법.