NO142415B

NO142415B - HOLDER FOR ROOMS IN HEAT EXCHANGERS.

Info

Publication number: NO142415B
Application number: NO770388A
Authority: NO
Inventors: William Maurice Small
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1976-04-29
Filing date: 1977-02-04
Publication date: 1980-05-05
Also published as: ES456346A1; GB1562662A; PL112917B1; NO142415C; YU39672B; NL164658B; SE423647C; SU919610A3; AU1985076A; SE423647B; DE2706049A1; NL7701310A; JPS52133159A; JPS5421579B2; DE2706049C2; YU47377A; SE7701291L; CA1067483A; FR2357852A1; IT1085928B

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en holdeinnretning til The present invention relates to a holding device

å støtte rør i form av en rørbunt i en varmeveksler hvor rørene er anordnet slik at de danner i det minste en første serie av parallelle rørrader og mellomrom mellom minst en del av de til hverandre grensende rørrader, idet holdeinnretningen omfatter minst ett sett av støttevegger som er fordelt over lengden av rørbunten og er anbragt på tvers av denne, og som hver omfatter en ring som omgir rørbunten, og en flerhet av parallelle støtte-stenger som ved begge ender er forbundet med ringen, og som er støttende anordnet i mellomrommet mellom til hverandre grensende parallelle rørrader, idet hvert sett skaffer radial støtte for hvert rør i rørbunten og hver stang er tilstrekkelig stor til å to support pipes in the form of a pipe bundle in a heat exchanger where the pipes are arranged so that they form at least a first series of parallel pipe rows and spaces between at least part of the adjacent pipe rows, the holding device comprising at least one set of supporting walls which are distributed over the length of the tube bundle and are arranged across this, and each of which comprises a ring which surrounds the tube bundle, and a plurality of parallel support rods which are connected to the ring at both ends, and which are supportingly arranged in the space between to adjacent parallel rows of pipes, each set providing radial support for each pipe in the pipe bundle and each rod being sufficiently large to

gi støtte for rørene i rørradene på begge sider av stangen. provide support for the pipes in the pipe rows on both sides of the rod.

Varmeveksling er en viktig del av mange prosesser. Som vel kjent fås der en indirekte varmeovergang fra et medium til et annet ved bruk av varmevekslere, hvorav der er mange typer. Der finnes f.eks. varmevekslere med dobbelte rør, varmevekslere med mantel og rør, platevarmevekslere og andre. I virkeligheten er konstruksjonen av varmevekslere et meget sterkt utviklet teknisk felt, men der er allikevel plass til forbedringer på en rekke om-råder, f.eks. med hensyn til reduksjon av trykkfallet, økning av den totale varmegjennomgangskoeffisient og reduksjon av tilstop-ningen. Når det gjelder varmevekslere som benytter en rørbunt, Heat exchange is an important part of many processes. As is well known, an indirect heat transfer from one medium to another is obtained by using heat exchangers, of which there are many types. There are e.g. double tube heat exchangers, shell and tube heat exchangers, plate heat exchangers and others. In reality, the construction of heat exchangers is a highly developed technical field, but there is still room for improvement in a number of areas, e.g. with regard to reducing the pressure drop, increasing the total heat transfer coefficient and reducing the clogging. In the case of heat exchangers using a tube bundle,

slik det f.eks. er tilfelle i varmevekslere med mantel og rør, er det også mulig å forbedre rørunderstøttelsen. I en rekke tilfeller svikter rørene i en varmeveksler med mantel og rør for tidlig fordi rørene vibrerer eller gnisser mot hverandre og mot andre deler av varmeveksleren, f.eks. skillevegger eller mantelen. as it e.g. is the case in shell and tube heat exchangers, it is also possible to improve the tube support. In a number of cases, the tubes in a shell and tube heat exchanger fail prematurely because the tubes vibrate or rub against each other and against other parts of the heat exchanger, e.g. partitions or the mantle.

Mar. har derfor vært klar over at der foreligger et, behov Mar. has therefore been aware that there is a need

for rørunderstøttelse. for pipe support.

Støttevegger av platetypen har vært benyttet i varmevekslere i mange år. Slike støttevegger gir i det minste en viss under-støttelse av rørene. Varmevekslere med støttevegger i form av en dobbelt, i segmenter oppdelt plate er vel kjent for fagfolk, og skjønt varmevekslere som benytter denne type støttevegger, er blitt utviklet relativt tidlig i varmevekslernes historie, er slike varmevekslere fortsatt i utstrakt bruk. I de fleste typer varmevekslere med støttevegger av platetypen har de åpninger i støtteveggene som rørene strekker seg gjennom, noe større diameter enn den utvendige diameter av rørene for på denne måte å lette konstruksjonen av varmeveksleren. Av denne grunn forekom-mer der imidlertid vibrasjoner av rørene, noe som ofte medfører for tidlig svikt av rørene. Plate-type retaining walls have been used in heat exchangers for many years. Such supporting walls provide at least some support for the pipes. Heat exchangers with support walls in the form of a double, segmented plate are well known to professionals, and although heat exchangers using this type of support walls were developed relatively early in the history of heat exchangers, such heat exchangers are still in widespread use. In most types of heat exchangers with support walls of the plate type, the openings in the support walls through which the pipes extend have a slightly larger diameter than the outside diameter of the pipes in order to facilitate the construction of the heat exchanger in this way. For this reason, however, vibrations of the pipes occur, which often leads to premature failure of the pipes.

US-PS 2 018 037 beskriver en varmeveksler med en understøttet rørbunt hvor en flerhet av stenger eller staver er anordnet i feltene mellom hver rørrad. En stang eller en stav er anordnet i hvert felt og festet til en ring som omgir rørbunten, slik at stengene danner en rekke parallelle korder som ligger i et plan vinkelrett på rørbuntens lengdeakse. I et snitt på tvers av rør-bunten, slik det er vist på fig. 2, 3 og 6 i patentskriftet, ligger en stang i hvert felt mellom rørrader. To grupper eller sett av stenger gir således radial understøttelse for hvert rør i rørbunten. Skjønt en slik konstruksjon gir en meget god under-støttelse for rørene i rørbunten, medfører den risiko for et relativt stort trykktap som foruten å medføre et energitap, vanligvis er høyere enn det trykktap som kan tåles. Forholdet er at selv om den nevnte konstruksjon er omtrent tredve år gammel, er den ikke særlig godt akseptert av industrien, noe som bevises av det forhold at den praktisk talt aldri anvendes. US-PS 2 018 037 describes a heat exchanger with a supported tube bundle where a plurality of rods or rods are arranged in the fields between each tube row. A rod or rod is arranged in each field and attached to a ring surrounding the tube bundle, so that the rods form a series of parallel chords lying in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the tube bundle. In a section across the tube bundle, as shown in fig. 2, 3 and 6 in the patent document, a rod is located in each field between tube rows. Two groups or sets of bars thus provide radial support for each pipe in the pipe bundle. Although such a construction provides very good support for the pipes in the pipe bundle, it carries the risk of a relatively large pressure loss which, in addition to causing a loss of energy, is usually higher than the pressure loss that can be tolerated. The fact is that, although the aforementioned construction is about thirty years old, it is not very well accepted by the industry, which is proven by the fact that it is practically never used.

En rørunderstøttelse som anvendes, og som medfører et lavt trykkfall, er beskrevet i US-PS 3 708 142, hvor oppfinneren er den samme som oppfinneren av den foreliggende oppfinnelse. Konstruksjonen ifølge den foreliggende oppfinnelse skaffer en betydelig forbedring med hensyn til varmegjennomgangskoeffisienten og motstanden mot tilstopping, samtidig som økningen i trykkfallet er relativt liten sammenlignet med utførelsen ifølge det foran nevnte patentskrift. Skjønt trykkfallet stort sett er lavere, A pipe support which is used, and which entails a low pressure drop, is described in US-PS 3 708 142, where the inventor is the same as the inventor of the present invention. The construction according to the present invention provides a significant improvement with regard to the heat transfer coefficient and the resistance to clogging, while the increase in the pressure drop is relatively small compared to the design according to the aforementioned patent document. Although the pressure drop is generally lower,

for en varmeveksler som er utført i overensstemmelse med US-PS for a heat exchanger made in accordance with US-PS

3 708 143» erm for en varmeveksler utført I overensstemmelse ^ed<* >den foreliggende oppfinnelse, gir den foreliggende oppfinnelse et bedre samlet resultat når både trykkfallet og varmegjennom-gangen tas i betraktning. Dessuten er rørbunter som understøttes 3 708 143» erm for a heat exchanger made in accordance with the present invention, the present invention gives a better overall result when both the pressure drop and the heat transfer are taken into account. Also, pipe bundles are supported

i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse, i visse tilfeller noe billigere å fremstille enn rørbuntene ifølge den tidligere oppfinnelse. in accordance with the present invention, in certain cases somewhat cheaper to produce than the tube bundles according to the previous invention.

Den foreliggende oppfinnelse utgjør et meget betydelig gjen-nombrudd i varmevekslerkonstruksjoner», idet opplagring av en rør-bunt i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse begrenser rørsvikt som følge av f.eks. vibrasjon, forbedrer den totale varme-gjennomgang i forhold til tidligere varmevekslere og samtidig reduserer trykkfallet i forhold til de velkjente varmevekslere med støttevegger av platetypen. Varmevekslere som anvender en holdeinnretning ifølge oppfinnelsen, er videre økonomisk konkur-ransedyktige overfor varmevekslere av konvensjonell utførelse og gir samtidig bedre totalytelse. The present invention constitutes a very significant breakthrough in heat exchanger constructions", as the storage of a tube bundle in accordance with the present invention limits tube failure as a result of e.g. vibration, improves the total heat transfer compared to previous heat exchangers and at the same time reduces the pressure drop compared to the well-known heat exchangers with support walls of the plate type. Heat exchangers that use a holding device according to the invention are also economically competitive with heat exchangers of conventional design and at the same time provide better overall performance.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er således å understøtte rør i form av en rørbunt i en varmeveksler på en måte som reduserer trykkfallet på mantelsiden og gir en høyere varme-gjennomgang i forhold til kjente varmevekslere, samtidig soir One purpose of the present invention is thus to support pipes in the form of a pipe bundle in a heat exchanger in a way that reduces the pressure drop on the mantle side and provides a higher heat transfer compared to known heat exchangers, at the same time

rørene beskyttes mot svikt som følge av vibrasjon. the pipes are protected against failure as a result of vibration.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å redusere den utvendige beleggdannelse på slike rørbunter, dvs. beleggdannelse på .mantelsiden av en varmeveksler med mantel og rør. Slik belegg- . dannelse medfører tap av varmegjennomgangsevnen. Another purpose of the invention is to reduce the external coating formation on such tube bundles, i.e. coating formation on the jacket side of a heat exchanger with jacket and tubes. Such coating- . formation results in a loss of thermal conductivity.

Ytterligere en hensikt med oppfinnelsen er å skaffe en rør-holdeinnretning som vesentlig reduserer rørsvikten i en rørbunt og samtidig forbedrer varmegjennomgangskoeffisienten og reduserer trykkfallet på mantelsiden av en varmeveksler med mantel og . tftx- A further purpose of the invention is to provide a pipe holding device which significantly reduces the weight of the pipes in a pipe bundle and at the same time improves the heat transfer coefficient and reduces the pressure drop on the jacket side of a heat exchanger with jacket and . tftx

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er holdeinnretningen karakterisert ved at stengene i støtteveggene er anordnet en del av mellomrommene mellom til hverandre grensende rørrader i <gf| serie av parallelle rørrader, at antall stenger i hver støttevegy er betydelig mindre enn det samlede antall stenger som ville kunne anordnes i mellomrommene mellom rørradene i serien av parallelle rørrader, og at settet omfatter minst tre slike støttevegger. According to the present invention, the holding device is characterized in that the bars in the support walls are arranged in part of the spaces between adjacent rows of pipes in <gf| series of parallel pipe rows, that the number of rods in each retaining wall is significantly less than the total number of rods that could be arranged in the spaces between the pipe rows in the series of parallel pipe rows, and that the set includes at least three such retaining walls.

Ytterligere trekk ved holdeinnretningen ifølge oppfinnelsen fremgår av underkravene og den etterfølgende beskrivelse. Fig. 1 er et oppriss av en varmeveksler som omfatter en ut-førelsesform av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et tverrsnitt etter linjen 2-2 på fig. 1 og viser en støttevegg i henhold til oppfinnelsen. Fig. 3 er et tverrsnitt etter linjen 3-3 på fig. 1 og viser en annen støttevegg ifølge oppfinnelsen som er egnet for bruk i kombinasjon med støtteveggen på fig. 2. Fig. 4 er et tverrsnitt etter linjen 4-4 på fig. 1 og viser enda en støttevegg ifølge oppfinnelsen som er egnet for bruk sammen med støtteveggene på fig. 2 og 3. Fig. 5 er et oppriss av en flerhet av rør i form av en rør-bunt forsynt med støtteveggen i henhold til en annen utførelses-form av oppfinnelsen. Fig. 6 er et tverrsnitt etter linjen 6-6 på fig. 5 og viser en støttevegg ifølge oppfinnelsen. Fig. 7 er et tverrsnitt etter linjen 7-7 på fig. 5 og viser en annen støttevegg ifølge oppfinnelsen for bruk sammen med støtteveggen på fig. 6. Fig. 8 er et snitt etter linjen 8-8 på fig. 5 og viser ytterligere en støttevegg ifølge oppfinnelsen som er egnet for bruk sammen med støtteveggene på fig. 6 og 7. Further features of the holding device according to the invention appear from the subclaims and the subsequent description. Fig. 1 is an elevation of a heat exchanger comprising an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a cross-section along the line 2-2 in fig. 1 and shows a support wall according to the invention. Fig. 3 is a cross-section along the line 3-3 in fig. 1 and shows another support wall according to the invention which is suitable for use in combination with the support wall in fig. 2. Fig. 4 is a cross-section along the line 4-4 in fig. 1 and shows yet another support wall according to the invention which is suitable for use together with the support walls in fig. 2 and 3. Fig. 5 is an elevation of a plurality of pipes in the form of a pipe bundle provided with the support wall according to another embodiment of the invention. Fig. 6 is a cross-section along the line 6-6 in fig. 5 and shows a support wall according to the invention. Fig. 7 is a cross-section along the line 7-7 in fig. 5 and shows another support wall according to the invention for use together with the support wall in fig. 6. Fig. 8 is a section along the line 8-8 in fig. 5 and further shows a support wall according to the invention which is suitable for use together with the support walls in fig. 6 and 7.

F'i;g-. 9 er et snitt etter linjen 9-9 på fig. 5 og viser ytterligere en støttevegg ifølge oppfinnelsen som er egnet for bruk sammen med støtteveggene på fig. 6, 7 og 8. Fig. 10 - 15 viser et sett av seks støttevegger i henhold til enda en utførelsesform for oppfinnelsen, hvor rørene i den rørbunt som skal avstøttes, er anordnet i et sekskantmønster. Fig. 16 er et diagram som viser den totale varmegjennomgangskoeffisient målt som en funksjon av strømningshastigheten på mantelsiden for en varmeveksler fremstilt i henhold til den foreliggende oppfinnelse og for to tidligere kjente varmevekslere. Fig. 17 er et diagram som viser trykkfallet på mantelsiden målt som en funksjon av strømningshastigheten på mantelsiden under anvendelse av de samme varmevekslere som ligger til grunn for diagrammet på fig. 16. F'i;g-. 9 is a section along the line 9-9 in fig. 5 and further shows a support wall according to the invention which is suitable for use together with the support walls in fig. 6, 7 and 8. Fig. 10 - 15 show a set of six support walls according to yet another embodiment of the invention, where the pipes in the pipe bundle to be supported are arranged in a hexagonal pattern. Fig. 16 is a diagram showing the total heat transfer coefficient measured as a function of the flow rate on the shell side for a heat exchanger manufactured according to the present invention and for two previously known heat exchangers. Fig. 17 is a diagram showing the shell-side pressure drop measured as a function of shell-side flow rate using the same heat exchangers as the basis for the diagram in Fig. 16.

Fiq. 18 er et diagram som viser forholdet mellom den samlede varmegjennomgangskoeffisient og trykkfallet målt som en funksjon av strømningshastigheten på mantelsiden under anvendelse av de samme varmevekslere som ligger til grunn for diagrammene på fig. 16 og 17. Fig. 19 er et oppriss av en flerhet av rør i form av en rør-bunt som er understøttet i henhold til en annen utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 18 is a diagram showing the relationship between overall heat transfer coefficient and pressure drop measured as a function of shell side flow rate using the same heat exchangers underlying the diagrams of fig. 16 and 17. Fig. 19 is an elevation of a plurality of pipes in the form of a pipe bundle which is supported according to another embodiment of the present invention.

Fig. 20 er et snitt etter linjen 20-20 på fig. 19 og viser Fig. 20 is a section along the line 20-20 in fig. 19 and shows

en støttevegg ifølge oppfinnelsen. a support wall according to the invention.

Fig. 21 er et snitt etter linjen 21-21 på fig. 19 og viser Fig. 21 is a section along the line 21-21 in fig. 19 and shows

en annen støttevegg som er egnet for bruk sammen med støtteveg- another retaining wall which is suitable for use together with the retaining wall-

gen på fig. 20. gen in fig. 20.

Fig. 22 er et snitt etter linjen 22-22 på fig. 19 og viser Fig. 22 is a section along the line 22-22 in fig. 19 and shows

en annen støttevegg ifølge oppfinnelsen som er egnet for bruk sammen med støtteveggene på fig. 20 og 21. another support wall according to the invention which is suitable for use together with the support walls of fig. 20 and 21.

Fig. 23 er et tverrsnitt etter linjen 23-23 på fig. 19 og viser enda en støttevegg ifølge oppfinnelsen som er egnet for bruk sammen med støtteveggene på fig. 20, 21 og 22. Fig. 23 is a cross-section along the line 23-23 in fig. 19 and shows yet another support wall according to the invention which is suitable for use together with the support walls in fig. 20, 21 and 22.

Høye strømningshastigheter av de fluider som føres gjennom High flow rates of the fluids that are passed through

en varmeveksler, medfører ofte vibrasjon av rørene i rørbunten, hvis rørene ikke er radialt understøttet. Slik vibrasjon vil etterhvert bevirke for tidlig svikt av et eller flere av rørene, dvs. at rørene svikter før man skulle vente det i henhold til de materialer som er anvendt i rørene og bruken av varmeveksleren. a heat exchanger, often causes vibration of the pipes in the pipe bundle, if the pipes are not radially supported. Such vibration will eventually cause premature failure of one or more of the pipes, i.e. that the pipes fail before one should expect it according to the materials used in the pipes and the use of the heat exchanger.

To vanlige måter til å redusere slik vibrasjon er å tilføye plateformede støttevegger som ytterligere skal støtte rørene i rørbunten, og/eller redusere hastigheten av fluidene på tvers av rørene. En tilføyelse av plateformede støttevegger medfører en betydelig økning i trykkfallet på mantelsiden av en varmeveksler og en reduksjon i strømningshastigheten på mantelsiden, hvorved det blir nødvendig med en større og kostbarere varmeveksler enn hva som ellers ville ha vært nødvendig. Den foreliggende oppfinnelse løser vibrasjons-problemet uten i vesentlig grad å øke trykkfallet eller redusere strømningshastigheten på mantelsiden. Uttrykkene "trykkfall" og "trykktap" vil i den foreliggende fremstilling bli benyttet som synonyme begreper. Two common ways to reduce such vibration are to add plate-shaped retaining walls to further support the pipes in the pipe bundle, and/or to reduce the velocity of the fluids across the pipes. An addition of plate-shaped retaining walls results in a significant increase in the pressure drop on the shell side of a heat exchanger and a reduction in the flow rate on the shell side, whereby a larger and more expensive heat exchanger is required than would otherwise have been necessary. The present invention solves the vibration problem without significantly increasing the pressure drop or reducing the flow rate on the mantle side. The terms "pressure drop" and "pressure loss" will be used as synonymous terms in the present presentation.

Den på fig. 1 viste varmeveksler, som er generelt betegnet med henvisningstallet 10, og som utgjør en utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse, har to rørplater 17a og 17b og tre støttevegger 12, 14 og 16 som understøtter rørene 18, som danner en rørbunt 20 som ligger inne i en mantel 19. Skjønt hver av støtteveggene 12, 14 og 16 er vist å ligge i et plan som står vinkelrett på rørbuntens lengdeakse, er det mulig å anvende støtte-vegger som ikke står vinkelrett på rørbuntens lengdeakse, men på skrå i forhold til denne. Støttevegger som ligger vinkelrett på aksen, er imidlertid lettere og billigere å fremstille og blir således foretrukket. Rørsiden av varmeveksleren 10 har en innløps-stuss 22 og en utløpsstuss 24 som tillater et første fluidum å passere gjennom rørene, og mantelsiden av varmeveksleren har to stusser 26 og 28 for å tillate et annet fluidum å passere over rørenes ytre overflate, idet stussen 26 er en innløpsstuss og stussen 28 er en utløpsstuss når varmemediene strømmer i motstrøm. Rørene 18 i varmeveksleren 10 er anordnet i et likesidet trekant-mønster, som klart vist på fig. 2 - 4, og danner en første, en annen og en tredje serie av parallelle rørrader som danner en vinkel på 60° med hverandre. Fig. 2 viser den første serie av parallelle rørrader som ligger parallelt med stenger 31. Mellom til hverandre grensende parallelle rørrader er der et mellomrom som stengene er anordnet i. Et eksempel på et mellomrom som dannes mellom til hverandre grensende rørrader, og som en stang strekker seg gjennom, er vist ved henvisningstallet 34. Fig. 3 viser en annen serie av parallelle rørrader som ligger parallelt med stenger 32. Et eksempel på et mellomrom som dannes av til hverandre grensende rørrader, og som en stang strekker seg gjennom, er betegnet med henvisningstallet 36. Fig. 4, som viser støtteveggen 16, viser også en tredje serie av parallelle rørrader som ligger parallelt med stenger 33. Et eksempel på det mellomrom som dannes av til hverandre grensende rørrader, og som en stang strekker seg gjennom, er betegnet med henvisningstallet 38. Støtteveggene 12, 14 og 16, som er vist på fig. 2, 3 og 4, utgjør et sett av støtte-vegger, idet alle de tre viste støttevegger er nødvendige for at alle rørene i rørbunten skal være radialt understøttet. Beteg-nelsen "radialt understøttet" innebærer at røret skal være fast-holdt mot bevegelse i alle retninger vinkelrett på rørets lengdeakse. The one in fig. 1 shown heat exchanger, which is generally denoted by the reference number 10, and which constitutes an embodiment of the present invention, has two tube plates 17a and 17b and three support walls 12, 14 and 16 which support the tubes 18, which form a tube bundle 20 which lies inside a mantle 19. Although each of the supporting walls 12, 14 and 16 is shown to lie in a plane that is perpendicular to the longitudinal axis of the tube bundle, it is possible to use supporting walls that are not perpendicular to the longitudinal axis of the tube bundle, but at an angle in relation to this . Retaining walls that lie perpendicular to the axis are, however, easier and cheaper to manufacture and are thus preferred. The tube side of the heat exchanger 10 has an inlet nozzle 22 and an outlet nozzle 24 which allows a first fluid to pass through the tubes, and the shell side of the heat exchanger has two nozzles 26 and 28 to allow another fluid to pass over the outer surface of the tubes, the nozzle 26 is an inlet connection and connection 28 is an outlet connection when the heating media flows in countercurrent. The tubes 18 in the heat exchanger 10 are arranged in an equilateral triangle pattern, as clearly shown in fig. 2 - 4, forming a first, a second and a third series of parallel tube rows forming an angle of 60° with each other. Fig. 2 shows the first series of parallel tube rows that lie parallel to rods 31. Between adjacent parallel tube rows there is a space in which the rods are arranged. An example of a space that is formed between adjacent tube rows, and as a rod extends through, is shown by the reference numeral 34. Fig. 3 shows another series of parallel tube rows lying parallel to rods 32. An example of a space formed by adjacent tube rows, and through which a rod extends, is denoted with the reference number 36. Fig. 4, which shows the support wall 16, also shows a third series of parallel tube rows which lie parallel to rods 33. An example of the space formed by adjacent tube rows, and through which a rod extends, is denoted by the reference number 38. The support walls 12, 14 and 16, which are shown in fig. 2, 3 and 4, constitute a set of support walls, as all three support walls shown are necessary for all the pipes in the pipe bundle to be radially supported. The term "radially supported" implies that the pipe must be secured against movement in all directions perpendicular to the pipe's longitudinal axis.

Hver støttevegg på fig. 2, 3 og 4 er fremstilt av en ytre ring 30 som omgir rørene 18 i rørbunten 20. Stengene 31 ligger i mellomrommene mellom til hverandre grensende rader av rør 34 på fig. 2, mens stengene 32 ligger mellom til hverandre grensende rader av rør 36 på fig. 3 og stengene 33 ligger mellom til hverandre grensende rader av rør 38 på fig. 4. Stengene 31- 33 samvirker med den ytre ring 30 for å danne en flerhet av parallelle korder med den ytre ring 30. Stengene 31, 32 og 33 er festet til den tilhørende ytre ring 30, f.eks. ved at stengene er sveiset til ringen eller ved at de er fastboltet til denne ved hjelp av bolter 46 og klemorganer 40, 41 for støtteveggen 12 resp. 42, 43 for støtteveggen 14 resp. 44, 45 for støtteveggen 16. Stengene 31, 32 og 33 må være tilstrekkelig store til å under-støtte rørene 18 i rørradene på begge sider av stangen. Det samlede antall stenger som anvendes i hver støttevegg, skal være betydelig mindre enn det samlede antall stenger som ville kunne anbringes i mellomrommene mellom støtteveggens rørrader. Each support wall in fig. 2, 3 and 4 are made of an outer ring 30 which surrounds the pipes 18 in the pipe bundle 20. The rods 31 lie in the spaces between adjacent rows of pipes 34 in fig. 2, while the rods 32 lie between adjacent rows of tubes 36 in fig. 3 and the rods 33 lie between adjacent rows of tubes 38 in fig. 4. The rods 31-33 cooperate with the outer ring 30 to form a plurality of parallel chords with the outer ring 30. The rods 31, 32 and 33 are attached to the associated outer ring 30, e.g. in that the rods are welded to the ring or in that they are bolted to it by means of bolts 46 and clamping members 40, 41 for the support wall 12 or 42, 43 for the support wall 14 or 44, 45 for the support wall 16. The bars 31, 32 and 33 must be sufficiently large to support the pipes 18 in the pipe rows on both sides of the bar. The total number of rods used in each retaining wall must be significantly less than the total number of rods that could be placed in the spaces between the retaining wall's pipe rows.

Tre støttevegger er det minste antall som kan benyttes i Three retaining walls are the minimum number that can be used

et sett av støttevegger i henhold til oppfinnelsen når rørene anordnes i et likesidet trekantmønster. Når bare tre støtte-vegger på denne måte utgjør et sett, behøver der ikke anvendes flere stenger i hver støttevegg enn hva som vil gi radial under-støttelse for hvert rør i rørbunten. Vanligvis benyttes der samme antall stenger i hver støttevegg, men der kan være tilfeller hvor antallet stenger i de forskjellige støttevegger i et sett varierer. Minst ett sett av støttevegger er nødvendig i henhold til oppfinnelsen, men ytterligere støttevegger i tillegg til hva som er nødvendig for å utgjøre et sett, kan benyttes, således også delvise støtteveggsett. Når tre støttevegger er nøvendige for å utgjøre et sett, kan der i henhold til oppfinnelsen f.eks. benyttes fem støttevegger, og hvis støtteveggene er jevnt fordelt mellom rørplatene, er den største lengde av et rør som ikke er understøttet, tre ganger avstanden mellom støtte-veggene. a set of support walls according to the invention when the pipes are arranged in an equilateral triangle pattern. When only three supporting walls form a set in this way, no more rods need be used in each supporting wall than will provide radial support for each pipe in the pipe bundle. Usually the same number of rods is used in each retaining wall, but there may be cases where the number of rods in the different retaining walls in a set varies. At least one set of retaining walls is necessary according to the invention, but further retaining walls in addition to what is necessary to make up a set can be used, thus also partial retaining wall sets. When three supporting walls are necessary to make up a set, according to the invention, e.g. five supporting walls are used, and if the supporting walls are evenly distributed between the tube plates, the largest length of a pipe that is not supported is three times the distance between the supporting walls.

Da en av de viktigere sider ved oppfinnelsen er å redusere svikten av rørene som følge av vibrasjon, er den største ikke understøttede rørlengde meget viktig for konstruksjonen av en holdeinnretning. Da det er ønskelig å hindre at naborør støter mot hverandre på et sted mellom understøttelsespunktene, blir holdeinnretningen vanligvis utført slik at den største tillatte rørutbøyning under belastning er noe mindre enn halvparten av avstanden mellom naborør. As one of the more important aspects of the invention is to reduce the failure of the pipes as a result of vibration, the largest unsupported pipe length is very important for the construction of a holding device. As it is desirable to prevent neighboring pipes bumping into each other somewhere between the support points, the holding device is usually designed so that the largest permissible pipe deflection under load is slightly less than half the distance between neighboring pipes.

Fig. 5-9 viser en foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen, hvor rørene 50 i en rørbunt 52 med rørplater 51a og 51b er anordnet i et kvadratisk mønster. Et slikt kvadratisk rørmønster gir stort sett større overflate i et apparat i henhold til oppfinnelsen for gitt manteldiameter. I den på fig. 5-9 viste utførelsesform for oppfinnelsen er der f.eks. 61 rør, mens utførelsen på fig. 1-4 bare har 57 rør til tross for at raantel-diameteren i begge tilfeller er den samme. Den utførelsesform som er vist på fig. 5-9, har fire støttevegger 54, 56, 58 og 60, og en holdeinnretning må omfatte alle disse fire støttevegger, Fig. 5-9 shows a preferred embodiment of the invention, where the pipes 50 in a pipe bundle 52 with pipe plates 51a and 51b are arranged in a square pattern. Such a square tube pattern generally provides a larger surface area in a device according to the invention for a given casing diameter. In the one in fig. 5-9 shown embodiment of the invention is there e.g. 61 pipe, while the design in fig. 1-4 only have 57 tubes despite the fact that the raantel diameter is the same in both cases. The embodiment shown in fig. 5-9, has four support walls 54, 56, 58 and 60, and a holding device must include all four of these support walls,

som utgjør et sett. På fig. 6 og 7 er rørene tenkt oppdelt i en første serie av parallelle rørrader (horisontale rørrader) og på fig. 8 og 9 er der en annen serie av parallelle rørrader (de vertikale rørrader). Stenger 62 og 62a er anordnet i mellomrommet mellom rørradene i henholdsvis den øvre og den nedre halvdel av de horisontale rørrader på fig. 6 og 7 og samvirker med ytre ringer 66 for å danne en rekke parallelle korder med de ytre ringer 66. Et eksempel på et mellomrom mellom til hverandre grensende rørrader er på fig. 6 betegnet med henvisningstallet 61a og på fig. 7 med henvisningstallet 61b. Stenger 64 og 64a er også anordnet i mellomrommet mellom rørradene i henholdsvis den venstre og den høyre halvdel av de vertikale rørrader på fig. 8 og 9 og samvirker med ytre ringer 66 for å danne en rekke parallelle korder med de ytre ringer. Et eksempel på et mellomrom mellom til hverandre grensende rørrader er på fig. 8 betegnet med henvisningstallet 63a og på fig. 9 med henvisningstallet 63b. Stengene 62, 62a, 64 og 64a er tilstrekkelig store til å støtte rørene i rør-radene på begge sider av hver stang, og antall stenger i hver støttevegg er betydelig mindre enn det samlede antall stenger som ville kunne anbringes i mellomrommene mellom rørradene. Stengene i støtteveggene på fig. 5-9 holdes i stilling av klemorganer 70 som er boltet fast til ringene 66 ved hjelp av bolter 80. which constitute a set. In fig. 6 and 7, the pipes are thought to be divided into a first series of parallel pipe rows (horizontal pipe rows) and in fig. 8 and 9 there is another series of parallel tube rows (the vertical tube rows). Rods 62 and 62a are arranged in the space between the pipe rows in the upper and lower halves of the horizontal pipe rows in fig. 6 and 7 and cooperates with outer rings 66 to form a series of parallel chords with the outer rings 66. An example of a space between adjacent rows of tubes is in fig. 6 denoted by the reference number 61a and in fig. 7 with reference number 61b. Rods 64 and 64a are also arranged in the space between the pipe rows in the left and right halves of the vertical pipe rows in fig. 8 and 9 and cooperates with outer rings 66 to form a series of parallel chords with the outer rings. An example of a space between adjacent pipe rows is shown in fig. 8 denoted by the reference number 63a and in fig. 9 with reference number 63b. The bars 62, 62a, 64 and 64a are sufficiently large to support the pipes in the pipe rows on both sides of each bar, and the number of bars in each support wall is significantly less than the total number of bars that could be placed in the spaces between the pipe rows. The rods in the supporting walls in fig. 5-9 are held in position by clamping members 70 which are bolted to the rings 66 by means of bolts 80.

I den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist på fig. 5-9, har støtteveggene den form som for tiden foretrekkes, og hvor ringene 66 rett og slett har glatt bueform i motsetning til på fig. 1-4 hvor innerkanten av ringene 30 er profilert for å In the embodiment of the invention shown in fig. 5-9, the support walls have the shape that is currently preferred, and where the rings 66 simply have a smooth arc shape in contrast to in fig. 1-4 where the inner edge of the rings 30 is profiled to

gi delvis støtte for de rør som ligger ved innerkanten av ringene. Det er imidlertid vanskelig å fremstille slike sirkulære ut-skjæringer for delvis støtte av de rør som ligger nær innerkanten provide partial support for the pipes located at the inner edge of the rings. However, it is difficult to produce such circular cut-outs for partial support of the pipes which lie close to the inner edge

av ringene 30, på en slik måte at ingen radial bevegelse av rørene tillates. Utførelsen av støtteveggene 54, 56, 58 og 60 på fig. 5-9 unngår dette problem rett og slett ved at ringen ikke ut-føres med slike innskjæringer, idet der isteden anvendes en ytterligere stang for å støtte de rør som ellers ville være delvis støttet av profileringen i ringen. Den ytterligere stang er vist ved 62a på fig. 6 og 7 og ved 64a på fig. 8 og 9. En utførelse av støtteveggene med glatte ringer 66 som vist på fig. 5-9, foretrekkes også fordi en slik utførelse reduserer trykktapet gjennom varmeveksleren, idet et parti av ringen som tidligere hin-dret strømningen av fluidet på mantelsiden, er sløyfet. Denne ut-førelse forenkler således konstruksjonen av støtteveggene og spesielt ringene 66, hindrer for tidlig svikt av rørene som følge av gnissing mot de relativt skarpe innerkanter av ringene og reduserer dessuten trykktapet på varmevekslerens mantelside. of the rings 30, in such a way that no radial movement of the tubes is allowed. The design of the support walls 54, 56, 58 and 60 in fig. 5-9 avoids this problem simply by the fact that the ring is not made with such cuts, as instead an additional rod is used to support the pipes which would otherwise be partially supported by the profiling in the ring. The further rod is shown at 62a in fig. 6 and 7 and at 64a in fig. 8 and 9. An embodiment of the support walls with smooth rings 66 as shown in fig. 5-9, is also preferred because such a design reduces the pressure loss through the heat exchanger, as part of the ring which previously prevented the flow of the fluid on the mantle side is looped. This design thus simplifies the construction of the support walls and especially the rings 66, prevents premature failure of the tubes as a result of rubbing against the relatively sharp inner edges of the rings and also reduces the pressure loss on the shell side of the heat exchanger.

I den utførelsesform for oppfinnelsen som er vist på fig. In the embodiment of the invention shown in fig.

19 - 23, ligner'støtteveggene meget på dem som er vist på fig.. 19 - 23, the supporting walls are very similar to those shown in fig.

5-9. På fig. 19 - 21 er der vist stenger 16 2 som er satt inn i annet hvert mellomrom mellom til hverandre grensende rørrader i hver støttevegg, mens der i henhold til fig. 5 - 7 er satt inn stenger 62 i til hverandre grensende mellomrom mellom nabo-rader. Som vist på fig. 19, 22 og 23 er stenger 164 satt inn 5-9. In fig. 19 - 21, rods 16 2 are shown which are inserted into every other space between adjacent rows of pipes in each support wall, while according to fig. 5 - 7, bars 62 are inserted in adjacent spaces between neighboring rows. As shown in fig. 19, 22 and 23, rods 164 are inserted

i annet hvert mellomrom mellom til hverandre grensende rørrader in every other space between adjacent pipe rows

i hver støttevegg i motsetning til på fig. 5, 8 og 9, hvor stenger 64 er satt inn i nabomellomrom mellom til hverandre grensende rør-rader. I alle utførelsesformer for oppfinnelsen er imidlertid stenger satt inn bare i en del av mellomrommene mellom til hverandre grensende rørrader. Fig. 19 - 23 viser videre ringer 166 som omgir rørene 150 som danner en rørbunt 152. Stengene passerer gjennom rørbunten 152 og er forbundet med ringene 166 ved hjelp av klemorganer 70 som er fastboltet til ringene 166 ved hjelp av bolter 180. in each supporting wall, unlike in fig. 5, 8 and 9, where bars 64 are inserted in adjacent spaces between adjacent pipe rows. In all embodiments of the invention, however, rods are inserted only in part of the spaces between adjacent rows of tubes. Fig. 19 - 23 further show rings 166 which surround the pipes 150 which form a pipe bundle 152. The rods pass through the pipe bundle 152 and are connected to the rings 166 by means of clamping means 70 which are bolted to the rings 166 by means of bolts 180.

Støtteveggene på fig. 19 - 23 er konstruert på samme måte The supporting walls in fig. 19 - 23 are constructed in the same way

som støtteveggene på fig. 5-9, idet ringene 166 på fig. 19 - as the supporting walls in fig. 5-9, the rings 166 in fig. 19 -

23 og ringene 66 på fig. 5-9 alle er enkle, glatte ringer og 23 and the rings 66 in fig. 5-9 are all simple, smooth rings and

ikke er av samme type som de på fig. 1-4 viste ringer 30, som er profilert på innersiden for å passe delvis rundt rørene og gi disse en viss radial støtte. Da ringene 166 er glatte ringer, kreves der ekstra stenger 162a på fig. 20 og 21 og ekstra stenger are not of the same type as those in fig. 1-4 show rings 30, which are profiled on the inside to fit partially around the tubes and give them some radial support. As the rings 166 are smooth rings, extra rods 162a are required in fig. 20 and 21 and extra rods

164a på fig. 22 oy 23. Stengene 162 og 164a er nødvendige av samme grunn som stengene 62a og 64a på fig. 6-9. I alla utførelses-formene kan støtteveggene ligge i et plan som enten ikke står vinkelrett, men på skrå i forhold til rørenes langsgående akse, eller i et plan som står vinkelrett på denne akse. Det foretrekkes for tiden å utføre holdeinnretningen med støttevegger som står vinkelrett på rørenes lengdeakse, idet ringene 166 164a in fig. 22 and 23. The rods 162 and 164a are necessary for the same reason as the rods 62a and 64a in fig. 6-9. In all embodiments, the supporting walls can lie in a plane that is either not perpendicular, but at an angle in relation to the longitudinal axis of the pipes, or in a plane that is perpendicular to this axis. It is currently preferred to design the holding device with support walls that are perpendicular to the longitudinal axis of the pipes, as the rings 166

da kan være sirkelrunde i motsetning til den elliptiske form som ville være nødvendig hvis skilleveggene skulle anbringes i et plan som ikke står perpendikulært på røraksen. En slik ellip- can then be circular in contrast to the elliptical shape that would be necessary if the partitions were to be placed in a plane that is not perpendicular to the pipe axis. Such an ellipse

tisk form er mer vanskelig å fremstille. Det vil naturligvis forstås at såvel støttevegger som ligger i et plan vinkelrett på rørenes lengdeakse, som støttevegger som ligger i et plan som ikke står vinkelrett på aksen, ligger innenfor området for oppfinnelsen. tic form is more difficult to produce. It will of course be understood that both supporting walls that lie in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the pipes, as well as supporting walls that lie in a plane that is not perpendicular to the axis, lie within the scope of the invention.

Det skal understrekes at det ved en holdeinnretning i hen- It must be emphasized that in the case of a holding facility in

hold til den foreliggende oppfinnelse bare er nødvendig at de stenger i hver støttevegg som settes inn i mellomrommene mellom til hverandre grensende rørrader i en serie av parallelle rørrader, settes inn i et antall mellomrom som er mindre enn det samlede antall slike mellomrom, og videre at stengene ligger slik i mellomrommene at der kreves minst tre støttevegger for å under-støtte hvert eneste rør i rørbunten radialt. Det er uten betyd-ning om stengene settes inn i nabomellomrom, annet hvert mellomrom, to nabomellomrom fulgt av et opphold på to mellomrom, eller anordnes i et hvilket som helst annet mønster. De på fig. 6-9 viste støttevegger er i alle praktiske henseender praktisk talt maken til støtteveggene på fig. 20 - 23. according to the present invention, it is only necessary that the bars in each supporting wall which are inserted in the spaces between adjacent pipe rows in a series of parallel pipe rows, are inserted in a number of spaces that is less than the total number of such spaces, and further that the bars are located in the spaces in such a way that at least three supporting walls are required to radially support each and every pipe in the pipe bundle. It is immaterial whether the bars are inserted into neighboring spaces, every other space, two neighboring spaces followed by a stay of two spaces, or arranged in any other pattern. Those in fig. 6-9 shown support walls are in all practical respects practically the same as the support walls in fig. 20 - 23.

De seks støttevegger som er vist på fig. 10 - 15, og som belyser enda en utførelsesform for oppfinnelsen, utgjør et sett av støttevegger for bruk med det rørmønster som er vist på The six supporting walls shown in fig. 10 - 15, and which illustrates yet another embodiment of the invention, constitutes a set of support walls for use with the pipe pattern shown in

figurene. Settet av støttevegger gir radial støtte for hvert rør, og bare tre stenger berører hvert av rørene. Tre stenger anordnet rundt hvert rør er det minste antall som er nødvendig the figures. The set of retaining walls provide radial support for each pipe, and only three bars touch each of the pipes. Three rods arranged around each tube is the minimum number required

for å gi radial støtte for hvert rør så lenge stengene omslutter to provide radial support for each pipe as long as the bars enclose

mer enn 180° av røromkretsen, noe som er tilfellet i utførelsen more than 180° of the pipe circumference, which is the case in the design

på fig. 10 - 15. on fig. 10 - 15.

På fig. 10 - 15 har støtteveggene 90, 92, 94, 96, 98 og 100 ringer 102 som omgir rør 104 i form av en rørbunt hvor rørene er anordnet i et sekskantmønster. Ringene 102 har den samme glatte ringform som ringene 66 på fig. 5-9. I støtteveggene 90 og 92 ligger stenger 106 i mellomrommene 108 mellom parallelle In fig. 10 - 15, the support walls 90, 92, 94, 96, 98 and 100 have rings 102 which surround pipes 104 in the form of a pipe bundle where the pipes are arranged in a hexagonal pattern. The rings 102 have the same smooth ring shape as the rings 66 in fig. 5-9. In the supporting walls 90 and 92, rods 106 lie in the spaces 108 between parallel

rørrader i en første serie av parallelle rørrader. I støtteveggene tube rows in a first series of parallel tube rows. In the supporting walls

94 og 96 ligger stenger 114 i mellomrom 116 mellom parallelle 94 and 96 rods 114 lie in spaces 116 between parallel

rørrader i en annen serie av parallelle rørrader. I støtteveggene tube rows in another series of parallel tube rows. In the supporting walls

98 og 100 ligger stenger 118 i mellomrom 120 mellom parallelle 98 and 100 bars 118 lie in spaces 120 between parallel

rørrader i en tredje serie av parallelle rørrader. Stengene i hver støttevegg holdes på plass ved hjelp av klemorganer 110 tube rows in a third series of parallel tube rows. The rods in each support wall are held in place by means of clamping means 110

som er boltet til ringene 102 ved hjelp av bolter 112. which is bolted to the rings 102 by means of bolts 112.

Det minste antall stenger i en støttevegg er det antall som er tilstrekkelig til at hele settet av støttevegger skal skaffe radial støtte for hvert rør som utgjør rørbunten. Det foretrekkes at denne funksjonelle grense også anvendes for å fastlegge det største antall stenger i en støttevegg, idet trykkfallet på man-telsiden av en varmeveksler med mantel og rør er lavest når det minste antall stenger anvendes i støtteveggene. Det er imidlertid avgjørende å benytte tilstrekkelig mange stenger i hver støttevegg til at settet av støttevegger vil gi en radial støtte for hvert rør. The minimum number of rods in a retaining wall is the number sufficient for the entire set of retaining walls to provide radial support for each pipe that makes up the pipe bundle. It is preferred that this functional limit is also used to determine the largest number of rods in a retaining wall, as the pressure drop on the shell side of a heat exchanger with shell and tube is lowest when the smallest number of rods are used in the retaining walls. However, it is essential to use a sufficient number of rods in each support wall so that the set of support walls will provide radial support for each pipe.

Når et sett av støttevegger består av fire støttevegger, vil stengene i hver støttevegg ligge i ca. 50-60% av mellomrommene mellom til hverandre grensende rørrader i en serie av parallelle rørrader. Hvis et sett består av åtte støttevegger, vil ca. 25 - 35% av mellomrommene inneholde stenger. Hvis rørene i rørbunten er anordnet i et kvadratisk mønster, må settet inneholde minst fire støttevegger. Settet kan eventuelt inneholde et større, like antall støttevegger, f.eks. 6, 8, 10, 12 etc. Hvis rørene i rørbunten er anordnet i et trekantmønster, må et sett inneholde minst tre støttevegger, men multiplum av tre kan også anvendes for å danne sett på f.eks. seks støttevegger, When a set of retaining walls consists of four retaining walls, the bars in each retaining wall will lie for approx. 50-60% of the spaces between adjacent pipe rows in a series of parallel pipe rows. If a set consists of eight retaining walls, approx. 25 - 35% of the spaces contain rods. If the pipes in the pipe bundle are arranged in a square pattern, the set must contain at least four retaining walls. The set may optionally contain a larger, equal number of supporting walls, e.g. 6, 8, 10, 12 etc. If the pipes in the pipe bundle are arranged in a triangular pattern, a set must contain at least three supporting walls, but multiples of three can also be used to form sets of e.g. six retaining walls,

ni støttevegger etc. Imidlertid er det også mulig å anvende fire støttevegger eller et større, like antall støttevegger i nine retaining walls etc. However, it is also possible to use four retaining walls or a larger, equal number of retaining walls i

et sett. Hvis rørene er anordnet i et sekskantmønster som vist på fig. 10 - 15, er det nødvendig med minst seks støttevegger i et sett for å skaffe radial støtte for hvert rør i rørbunten. Det antall støttevegger som utgjør et sett, som beskrevet oven-for, må ikke forveksles med det totale antall støttevegger som anvendes i rørbunten, idet det sistnevnte antall kan være et a set. If the pipes are arranged in a hexagonal pattern as shown in fig. 10 - 15, at least six retaining walls in a set are required to provide radial support for each pipe in the pipe bundle. The number of supporting walls that make up a set, as described above, must not be confused with the total number of supporting walls used in the pipe bundle, as the latter number can be a

hvilket som helst antall som overstiger det minste nødvendige antall i settet, slik at det samlede antall støttevegger for en rørbunt er uavhengig av antall støttevegger i et sett. any number in excess of the minimum required number in the set so that the total number of retaining walls for a pipe bundle is independent of the number of retaining walls in a set.

Fra den ovenstående beskrivelse av fig. 1 - 15 og 19 - 23 From the above description of fig. 1 - 15 and 19 - 23

er det klart et det minste antall støttevegger pr. sett er avhengig av rørmønsteret. Tre forskjellige rørmønstre er vist på tegningen, men andre rørmønstre er mulige hvor det minste antall støtte-vegger i et sett kan være et annet enn hva som er spesielt omtalt. Med et hvilket som helst rørmønster er det imidlertid nødvendig med minst tre støttevegger pr. sett for å bringe oppfinnelsen is there clearly a minimum number of retaining walls per set depends on the pipe pattern. Three different pipe patterns are shown in the drawing, but other pipe patterns are possible where the minimum number of supporting walls in a set may be different from what is specifically mentioned. With any pipe pattern, however, at least three retaining walls are required per set to bring the invention

til utførelse, og de spesielle rørmønstre som er vist, er tatt for execution, and the special pipe patterns shown are taken

med for illustrasjonens skyld og er ikke ment å begrense oppfinnelsen. included for illustration and are not intended to limit the invention.

Det menes for tiden at trykkfallet på mantelsiden av en bestemt varmeveksler utført i henhold til oppfinnelsen stort sett vil oppstå ved eller i nærheten av innløps- og utløpspartiene til mantelen. Det anbefales således å anvende utførelser av innløps-og utløpsstussen til mantelsiden som medfører liten turbulens og lavt trykkfall. Divergerende dyser, multippeldyser og ringfor-mede fordelere skaffer således et lavt trykkfall og liten turbulens i innløps- og utløpspartiene på mantelsiden. Det er viktig ved utførelse av apparatet ifølge oppfinnelsen å bemerke at fluidet på apparatets mantelside strømmer hovedsakelig i lengderet-ningen, dvs. hovedsakelig parallelt med rørenes lengdeakse. Det anbefales derfor å redusere tverrsnittet av langsgående strøm-ningspassasjer som er relativt store i forhold til klaringen mellom rørene, til et minimum ved at slike passasjer enten eli-mineres eller blokkeres ved hjelp av egnede skillevegger. It is currently believed that the pressure drop on the shell side of a particular heat exchanger made according to the invention will mostly occur at or near the inlet and outlet parts of the shell. It is therefore recommended to use designs for the inlet and outlet nozzles on the casing side that cause little turbulence and low pressure drop. Diverging nozzles, multiple nozzles and ring-shaped distributors thus provide a low pressure drop and little turbulence in the inlet and outlet parts on the casing side. It is important when designing the apparatus according to the invention to note that the fluid on the casing side of the apparatus flows mainly in the longitudinal direction, i.e. mainly parallel to the longitudinal axis of the pipes. It is therefore recommended to reduce the cross-section of longitudinal flow passages that are relatively large in relation to the clearance between the pipes to a minimum by either eliminating such passages or blocking them with the help of suitable partitions.

En ring og et underlag for de stenger som utgjør stangstøtte-veggen, er naturlige bestanddeler av et apparat som vist på fig. 1 - 15 og 19 - 23. Ringen begrenser strømmen av fluidum på mantelsiden mellom mantelen og rørbunten og skaffer også et underlag eller en basis for befestigelse av stengene for å danne stang-s tøtteveggen. A ring and a base for the rods that make up the rod support wall are natural components of an apparatus as shown in fig. 1 - 15 and 19 - 23. The ring restricts the flow of fluid on the jacket side between the jacket and the tube bundle and also provides a substrate or base for attachment of the rods to form the rod butt wall.

Det ville være åpenbart for fagfolk at varmevekslere utført It would be obvious to those skilled in the art that heat exchangers performed

jL henhold til oppfinnelsen kan være av en rekke utførelser som er kjent i faget, f.eks. varmevekslere med U-rør, flere rørgjennom-ganger, utførelser med flytende hode etc. jL according to the invention can be of a number of designs known in the art, e.g. heat exchangers with U-tubes, several tube passages, designs with a floating head, etc.

Som tidligere nevnt, foretrekkes det å anbringe de ytre ringer og dermed støtteveggene i et plan vinkelrett på rørbuntens lengdeakse, idet det er vesentlig lettere å konstruere støttéveggene når de ytre ringer ligger i en slik stilling. Støttevegger som ligger i et plan som ikke står vinkelrett, men på skrå i forhold til rørbuntens lengdeakse, ligger imidlertid innenfor rammen for oppfinnelsen. As previously mentioned, it is preferred to place the outer rings and thus the support walls in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the tube bundle, as it is significantly easier to construct the support walls when the outer rings are in such a position. Support walls that lie in a plane that is not perpendicular, but at an angle in relation to the longitudinal axis of the pipe bundle, are, however, within the scope of the invention.

For ytterligere beskrivelse av oppfinnelsen skal der neden-for beskrives forsøk med tre varmevekslere av rørtypen med enkel gjennomgang og motstrøm av varmemediene. Hver varmeveksler inne-holdt 137 rør av karbonstål. Hvert rør var 2,96 m langt og hadde en ytre diameter på 1,27 cm. Rørene var anordnet i et kvadratisk mønster med en senteravstand på 1,75 cm, og innerdia-meteren av mantelen var 26,04 cm. Hver varmeveksler ble utført slik at den hadde den samme avstand mellom rørstøttene, nærmere bestemt 24,89 cm. Fluidene både på mantelsiden og rørsiden var vann og strømningshastigheten gjennom rørene var 1,28 m/s, som ga en gjennomstrømning på 52 527 kg/h. Det varme fluidum var på mantelsiden, og innløpstemperaturen var ca. 74°C, mens innløps-temperaturen av det kalde fluidum på rørsiden lå på mellom 26 og 55°C. Derved ble temperaturtilnærmingen ved hver ende av en ut-prøvd varmeveksler, som kjent for fagfolk, holdt på mer enn 6°C for å gi en tilstrekkelig drivkraft for varmeutvekslingen, så ensartede forsøksresultater kunne beregnes. Strømningsmengden W på mantelsiden ble variert fra 1134 til 9072 kg/h. Fig 16, 17 og 18 viser grafisk resultatene av forsøkene, hvor den totale varmegjennomgangskoeffisient U, trykkfallet AP og forholdet U/AP ble bestemt som funksjon av strømningsmengden W på mantelsiden, idet data fra sammenlignbare forsøk ble benyttet som grunnlag for egnede beregningsmetoder, som kjent for fagfolk. For a further description of the invention, experiments with three pipe-type heat exchangers with simple passage and counter-flow of the heating media will be described below. Each heat exchanger contained 137 carbon steel tubes. Each tube was 2.96 m long and had an outer diameter of 1.27 cm. The tubes were arranged in a square pattern with a center distance of 1.75 cm, and the inner diameter of the jacket was 26.04 cm. Each heat exchanger was made so that it had the same distance between the pipe supports, more precisely 24.89 cm. The fluids on both the casing side and the pipe side were water and the flow rate through the pipes was 1.28 m/s, which gave a throughput of 52,527 kg/h. The hot fluid was on the mantle side, and the inlet temperature was approx. 74°C, while the inlet temperature of the cold fluid on the pipe side was between 26 and 55°C. Thereby, the temperature approximation at each end of a tested heat exchanger, as known to those skilled in the art, was kept at more than 6°C to provide a sufficient driving force for the heat exchange, so that uniform experimental results could be calculated. The flow rate W on the mantle side was varied from 1134 to 9072 kg/h. Figs 16, 17 and 18 graphically show the results of the experiments, where the total heat transfer coefficient U, the pressure drop AP and the ratio U/AP were determined as a function of the flow rate W on the mantle side, data from comparable experiments being used as a basis for suitable calculation methods, as is known for professionals.

En av de anvendte varmevekslerutførelser var en med støtte-vegger av dobbelte, i segmenter oppdelte plater, og denne ut-førelse vil i det etterfølgende bli betegnet som en varmeveksler med platestøttevegger. Utskjæringen i platene var 50%, dvs. at platen skaffet et åpent tverrsnitt som var ca. 50% av det samlede tverrsnitt av mantelen minus det område som opptas av rørene. Denne type varmeveksler blir meget hyppig anvendt og anses som en vanlig industriutførelse. Avstanden mellom rørstøttene var 24,89 cm, og avstanden mellom støtteveggene var således 12,45 cm. One of the heat exchanger designs used was one with supporting walls of double plates divided into segments, and this design will be referred to in the following as a heat exchanger with plate supporting walls. The cutout in the plates was 50%, i.e. the plate provided an open cross-section that was approx. 50% of the overall cross-section of the casing minus the area occupied by the pipes. This type of heat exchanger is very frequently used and is considered a common industrial design. The distance between the pipe supports was 24.89 cm, and the distance between the support walls was thus 12.45 cm.

Den annen anvendte varmevekslerutførelse var den som er beskrevet i US-PS 3 708 142, og som i det etterfølgende vil bli betegnet som er. varmeveksler med støttevegg med kryss-stenger. I denne utførelse gir hver støttevegg radial støtte for hvert rør i rørbunten, og for en støtteavstand på 24,89 cm ble der således anvendt en avstand mellom støtteveggene på 24,89 cm. The second heat exchanger design used was that described in US-PS 3,708,142, and which will hereinafter be referred to as. heat exchanger with support wall with cross bars. In this embodiment, each support wall provides radial support for each pipe in the pipe bundle, and for a support distance of 24.89 cm, a distance between the support walls of 24.89 cm was thus used.

Den tredje varmevekslerutførelse var utførelsen ifølge den foreliggende oppfinnelse, i det etterfølgende betegnet som en varmeveksler med vertikale, i segmenter oppdelte støtteplater med stenger. Denne utførelse var i overensstemmelse med de tidligere beskrevne fig. 5-19, bortsett fra at de ytre ringer var utført i overensstemmelse med utførelsesformen på fig. 2-4. Fire støtteplater pr. sett ble anvendt med en avstand mellom støtteveggene på 6,22 cm for å gi en støtteavstand på 24,89 cm, som er det samme som anvendt ved de to øvrige, foran beskrevne varmevekslere. Det antall stenger som ble anvendt i hver støtte-vegg, var 24, hvilket var det minste antall som ga radial støtte for hvert rør i rørbunten. Stengene i hver støttevegg ble anbragt i ca. 50% av mellomrommene mellom til hverandre grensende rørrader i en serie av parallelle rørrader. The third heat exchanger design was the design according to the present invention, hereinafter referred to as a heat exchanger with vertical, segmented support plates with rods. This embodiment was in accordance with the previously described fig. 5-19, except that the outer rings were made in accordance with the embodiment in fig. 2-4. Four support plates per set was used with a distance between the support walls of 6.22 cm to give a support distance of 24.89 cm, which is the same as used for the other two heat exchangers described above. The number of rods used in each retaining wall was 24, which was the smallest number that provided radial support for each pipe in the pipe bundle. The bars in each supporting wall were placed in approx. 50% of the spaces between adjacent pipe rows in a series of parallel pipe rows.

Som vist på fig. 16 gir varmeveksleren med vertikale, i segmenter oppdelte stangstøttevegger en betydelig og uventet økning i varmegjennomgangskoeffisienten sammenlignet med de to andre varmevekslere. Over hele området for de anvendte strømningshas-tigheter ga varmeveksleren ifølge oppfinnelsen varmegjennomgangs-koef f isienter som lå ca. 11-14% høyere enn for varmeveksleren med platestøttevegger og ca. 50-60% høyere enn for varmeveksleren med kryss-stenger. As shown in fig. 16, the heat exchanger with vertical segmented bar support walls provides a significant and unexpected increase in the heat transfer coefficient compared to the other two heat exchangers. Over the entire range of the flow rates used, the heat exchanger according to the invention gave heat transfer coefficients that were approx. 11-14% higher than for the heat exchanger with plate support walls and approx. 50-60% higher than for the heat exchanger with cross bars.

Fig. 17 viser at trykktapet på mantelsiden gjennom varmeveksleren ifølge oppfinnelsen var neste like lavt som trykktapet gjennom en varmeveksler med kryss-stenger, og at trykkfallet gjennom begge disse to varmevekslere var betydelig lavere enn trykktapet gjennom en varmeveksler med platestøttevegger. Det Fig. 17 shows that the pressure loss on the mantle side through the heat exchanger according to the invention was next as low as the pressure loss through a heat exchanger with cross bars, and that the pressure drop through both of these two heat exchangers was significantly lower than the pressure loss through a heat exchanger with plate support walls. The

lave trykkfall gjennom varmeveksleren med vertikalte, i segmenter oppdelte stangstøttevegger ifølge oppfinnelsen er spesielt over-raskende, idet det var denne varmeveksler som ga den beste varmegjennomgangskoeffisient. Varmevekslere som anvender rørholdeinn-retningen ifølge oppfinnelsen, er ikke bare istand til å arbeide med et meget lavere trykkfall enn en varmeveksler med plate-støttevegger (ved samme størrelse av varmeveksleren), men kan low pressure drops through the heat exchanger with vertical segmented rod support walls according to the invention are particularly surprising, as it was this heat exchanger which gave the best heat transfer coefficient. Heat exchangers that use the pipe holding device according to the invention are not only able to work with a much lower pressure drop than a heat exchanger with plate support walls (at the same size of the heat exchanger), but can

samtidig gi betydelig høyere varmegjennomgangskoeffisienter enn en slik varmeveksler eller en sammenlignbar varmeveksler med støttevegger av kryss-stenger. at the same time provide significantly higher heat transfer coefficients than such a heat exchanger or a comparable heat exchanger with supporting walls of cross bars.

Fig. 18 viser at forholdet mellom varmegjennomgangskoeffisienten og trykktapet for en bestemt strømningshastighet på mantelsiden er vesentlig høyere for varmeveksleren ifølge oppfinnelsen enn for de tidligere kjente varmevekslere. Dette diagram, som forener resultatene fra fig. 16 og 17, gir et godt bilde av Fig. 18 shows that the ratio between the heat transfer coefficient and the pressure loss for a specific flow rate on the mantle side is significantly higher for the heat exchanger according to the invention than for the previously known heat exchangers. This diagram, which combines the results from fig. 16 and 17, gives a good picture of

de fremragende resultater som oppnås ved anvendelse av rørholde-innretningen ifølge oppfinnelsen, idet både trykkfallet og varmegjennomgangskoeffisienten tas i betraktning. the outstanding results obtained by using the pipe holding device according to the invention, taking into account both the pressure drop and the heat transfer coefficient.

Disse tre diagrammer og spesielt fig. 18 viser klart at den foreliggende oppfinnelse avgjort skaffer uventede resultater i forhold til tidligere kjente varmevekslere, herunder en hvor støtteveggene er utført med stenger. These three diagrams and especially fig. 18 clearly shows that the present invention definitely provides unexpected results in relation to previously known heat exchangers, including one where the support walls are made with rods.

Claims

1. Holding device for supporting pipes in the form of a pipe bundle in a heat exchanger where the pipes are arranged so that they form at least a first series of parallel pipe rows and a second series of parallel pipe rows and spaces between at least part of the adjacent pipe rows, the holding device comprising at least one set of support walls which are distributed over the length of the pipe bundle and are placed across it, and which each comprise a ring which surrounds the pipe bundle, and a plurality of parallel support rods which are connected to the ring at both ends, _ and which is supportingly arranged in the space between adjacent parallel pipe rows, each set providing radial support for each pipe in the pipe bundle and each rod being sufficiently large to provide support for the pipes in the pipe rows on both sides of the rod, characterized in that the rods (31, 32, 33; 62, 62a, 64, 64a; 106, 114, 118; 162, 162a, 164, 164a) in the supporting walls (12, 14, 16} 54, 56, 58, 60, 90, 92, 94, 96, 98, 100, 154, 156, 158, 160) is arranged in one part

of the spaces (34, 36, 38; 61a, 61b, 63a, 63b; 108, 116, 120) between adjacent tube rows in a series of parallel tube rows, that the number of rods in each supporting wall is significantly less than the total number of rods that could be arranged in the spaces between the pipe rows in the series of parallel pipe rows, and that the set includes at least three such supporting walls.

2. Device as specified in claim 1, characterized in that the pipes (50; 150) are arranged in a square pattern, and that each set of support walls comprises at least four support walls (54, 56, 58, 60; 154, 156, 158, 160)(figs. 5-9 and 19-23).

3. Device as stated in claim 2, characterized in that the rods (162, 162a, 164, 164a) are located in every other space between adjacent pipe rows in a series of parallel pipe rows (fig. 20-23).

4. Device as stated in claim 1, characterized in that the pipes (18) are arranged in a triangular pattern (fig. 2-4).

5. Device as stated in claim 1, characterized in that the pipes (104) are arranged in a hexagonal pattern, and that each set of support walls comprises at least six support walls (90, 92, 94, 96, 98, 100).

6. Device as specified in one of the preceding claims, characterized in that the rods (31, 32, 33; 62, 62a, 64, 64a; 106, 114, 118; 162, 162a, 164, 164a) in each supporting wall (12, 14, 16; 54, 56, 58, 60; 90, 92, 94, 96, 98, 100; 154, 156, 158, 160) form an angle with the bars in at least some of the other retaining walls.

7. Device as specified in one of the preceding claims, characterized in that the rods (31, 32, 33; 62, 62a, 64, 64a; 106, 114, 118; 162, 162a, 164, 164a) have a circular cross-section.