RU2780602C2 - Directional uncoupling between tubular bundle and inner tube in coiled heat exchangers - Google Patents
Directional uncoupling between tubular bundle and inner tube in coiled heat exchangers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780602C2 RU2780602C2 RU2020143636A RU2020143636A RU2780602C2 RU 2780602 C2 RU2780602 C2 RU 2780602C2 RU 2020143636 A RU2020143636 A RU 2020143636A RU 2020143636 A RU2020143636 A RU 2020143636A RU 2780602 C2 RU2780602 C2 RU 2780602C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- guide tab
- inner tube
- guide
- tab
- tube
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 42
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 5
- 239000003831 antifriction material Substances 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 230000001808 coupling Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к устройству для применения в изготовлении трубного пучка змеевикового теплообменника и к способу изготовления такого трубного пучка.The invention relates to a device for use in the manufacture of a coiled heat exchanger tube bundle and to a method for manufacturing such a tube bundle.
Такие змеевиковые теплообменники имеют рубашку, которая окружает пространство рубашки для приема первой текучей среды, при этом в пространстве рубашки расположена внутренняя труба, которая обвита трубами, разделяемыми лонжеронами, с образованием трубного пучка. В трубный пучок можно подавать по меньшей мере одну вторую текучую среду, и таким образом можно осуществлять косвенный теплообмен с первой средой, подаваемой в пространство рубашки. Кроме того, может быть предусмотрена юбка, которая охватывает трубный пучок, образованный трубами, для предотвращения возникновения обходного потока первой среды в пространстве рубашки теплообменника за пределами трубного пучка. С одной стороны, внутренняя труба предназначена для обеспечения процесса обвития труб, а с другой стороны, она служит для предотвращения возникновения обходного потока в центре трубного пучка. Чтобы обвивать трубы с образованием трубного пучка, внутреннюю трубу, как правило, располагают горизонтально, а во время работы теплообменника она ориентирована вертикально.Such coiled heat exchangers have a jacket that surrounds the jacket space for receiving the first fluid, while in the jacket space there is an inner tube that is wrapped with pipes separated by spars to form a tube bundle. At least one second fluid may be supplied to the tube bundle, and thus indirect heat exchange with the first fluid supplied to the jacket space may be carried out. In addition, a skirt may be provided that surrounds the tube bundle formed by the tubes to prevent the bypass flow of the first medium in the heat exchanger jacket space outside the tube bundle. On the one hand, the inner tube is designed to ensure the process of wrapping the pipes, and on the other hand, it serves to prevent the occurrence of a bypass flow in the center of the tube bundle. In order to wrap around the tubes to form a tube bundle, the inner tube is usually positioned horizontally, but during the operation of the heat exchanger, it is oriented vertically.
В предшествующем уровне техники, как правило, обеспечивают сцепление трубного пучка такого змеевикового теплообменника посредством создания фрикционного сцепления между трубами и лонжеронами или за счет создания в трубах предварительного напряжения. Кроме того, отдельные трубы, как правило, прикрепляют к нижележащим лонжеронам посредством кронштейнов. Дополнительно лонжероны из разных слоев могут быть соединены друг с другом кронштейнами.In the prior art, as a rule, provide the adhesion of the tube bundle of such a coiled heat exchanger by creating a frictional engagement between the tubes and spars or by creating a prestress in the tubes. In addition, individual tubes are usually attached to the underlying spars by means of brackets. Additionally, spars from different layers can be connected to each other by brackets.
В процессе обвития эта группа вращается вокруг продольной оси или осевого направления внутренней трубы. Однако отклонение внутренней трубы отличается от отклонения внутренней трубы трубного пучка. Сцепление между двумя компонентами или сцепление внутри пучка предотвращает относительные перемещения между трубным пучком и внутренней трубой. Таким образом, создается сдвиговая нагрузка, под действием которой указанные кронштейны в наиболее неблагоприятных случаях могут ломаться. Следовательно, из-за этого всегда возникает риск раскрытия пучка и того, что сцепление внутри пучка больше не удастся поддерживать за счет создания в трубах указанного предварительного напряжения.During the entwining process, this group rotates around the longitudinal axis or axial direction of the inner tube. However, the deflection of the inner tube is different from the deflection of the inner tube of the tube bundle. Coupling between the two components, or bonding within the bundle, prevents relative movements between the tube bundle and the inner tube. Thus, a shear load is created, under the influence of which these brackets can break in the most unfavorable cases. There is therefore always a risk that the bundle will open up and that the cohesion within the bundle can no longer be maintained by creating said prestress in the tubes.
Возникший люфт может в конечном итоге привести к повреждению теплообменника во время изготовления.The resulting play can eventually lead to damage to the heat exchanger during manufacture.
Таким образом, целью настоящего изобретения является обеспечение устройства и способа для изготовления трубного пучка змеевикового теплообменника, которые обеспечивают сцепление, препятствующее относительным перемещениям между трубным пучком и внутренней трубой.Thus, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for manufacturing a coiled heat exchanger tube bundle that provides an interlock that prevents relative movement between the tube bundle and the inner tube.
Указанная цель достигается с помощью устройства, имеющего признаки по п. 1, и способа, имеющего признаки по п. 13.This goal is achieved using a device having the features of claim 1 and a method having the features of claim 13.
Преимущественные изменения этих аспектов изобретения определены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения и описаны ниже.Advantageous variations of these aspects of the invention are defined in the respective dependent claims and are described below.
Описано устройство по п. 1 для применения в изготовлении трубного пучка змеевикового теплообменника, причем во время изготовления трубы обвивают вокруг внутренней трубы, проходящей в осевом направлении, в виде множества трубных слоев и при этом между трубными слоями расположены лонжероны, которые проходят в осевом направлении.A device according to claim 1 is described for use in the manufacture of a tube bundle of a coiled heat exchanger, moreover, during manufacture, the pipes are wrapped around the inner pipe extending in the axial direction in the form of a plurality of tube layers, and spars are located between the tube layers, which extend in the axial direction.
В соответствии с изобретением данное устройство имеет по меньшей мере одну первую и по меньшей мере одну вторую направляющую лапку, причем данная по меньшей мере одна первая направляющая лапка выполнена с возможностью прикрепления к первой концевой секции внутренней трубы так, чтобы данная по меньшей мере одна первая направляющая лапка выступала из внутренней трубы в радиальном направлении внутренней трубы, и при этом данная по меньшей мере одна вторая направляющая лапка выполнена с возможностью прикрепления ко второй концевой секции внутренней трубы так, чтобы данная по меньшей мере одна вторая направляющая лапка выступала из внутренней трубы в радиальном направлении внутренней трубы и находилась при этом напротив данной по меньшей мере одной первой направляющей лапки в осевом направлении внутренней трубы и при этом проходила параллельно данной по меньшей мере одной первой направляющей лапке, и при этом данная по меньшей мере одна первая и данная по меньшей мере одна вторая направляющая лапка выполнены с возможностью удержания множества лонжеронов трубного пучка теплообменника, расположенных один над другим в радиальном направлении так, что соответствующий лонжерон закреплен с возможностью перемещения в осевом направлении внутренней трубы в данной по меньшей мере одной первой и данной по меньшей мере одной второй направляющей лапке.In accordance with the invention, this device has at least one first and at least one second guide tab, and this at least one first guide tab is adapted to be attached to the first end section of the inner pipe so that this at least one first guide tab the tab protruded from the inner tube in the radial direction of the inner tube, and at the same time this at least one second guide tab is adapted to be attached to the second end section of the inner tube so that this at least one second guide tab protrudes from the inner tube in the radial direction of the inner tube and was at the same time opposite this at least one first guide tab in the axial direction of the inner tube and at the same time passed parallel to this at least one first guide tab, and at the same time this at least one first and this at least one second guiding The first tab is configured to hold a plurality of spars of the heat exchanger tube bundle located one above the other in the radial direction so that the corresponding spar is fixed for movement in the axial direction of the inner tube in this at least one first and given at least one second guide tab.
В каждом случае радиальное направление перпендикулярно осевому направлению или продольной оси внутренней трубы и обращено в сторону от них. Кроме того, первая концевая секция располагается напротив второй концевой секции внутренней трубы в осевом направлении внутренней трубы. Таким образом, внутренняя труба проходит в осевом направлении от первой концевой секции ко второй концевой секции.In each case, the radial direction is perpendicular to and away from the axial direction or longitudinal axis of the inner tube. In addition, the first end section is located opposite the second end section of the inner pipe in the axial direction of the inner pipe. Thus, the inner tube extends axially from the first end section to the second end section.
Основной признак устройства в соответствии с изобретением заключается не в предотвращении разрыва швов кронштейна, а, скорее, в предотвращении отделения трубного пучка в целом, благодаря чему снижается риск повреждения трубного пучка в результате такого отделения. По этой причине устройство обеспечивает направленное сцепление при относительных перемещениях между трубным пучком и внутренней трубой. Для этой цели устройство в соответствии с изобретением выполнено, в частности, с возможностью обеспечения осевого перемещения посредством продольной направляющей лонжеронов в осевом направлении внутренней трубы, в частности после разрушения кронштейнов, что приводит к жесткому соединению между трубами и лонжеронами, причем сцепление в радиальном направлении внутренней трубы можно, в частности, поддерживать одновременно с предотвращением смещения между трубными слоями и лонжеронами.The main feature of the device according to the invention is not to prevent the seams of the bracket from breaking, but rather to prevent the separation of the tube bundle as a whole, thereby reducing the risk of damage to the tube bundle as a result of such separation. For this reason, the device provides directional engagement with relative movements between the tube bundle and the inner tube. For this purpose, the device according to the invention is made, in particular, with the possibility of providing axial movement by means of a longitudinal guide of the side members in the axial direction of the inner tube, in particular after the destruction of the brackets, which leads to a rigid connection between the tubes and the side members, and engagement in the radial direction of the inner tube the tubes can in particular be supported while preventing displacement between the tube layers and the spars.
Таким образом, трубные пучки остаются по существу свободными от люфта, благодаря чему трубы не повреждаются в ходе дальнейшего процесса обвития.In this way, the tube bundles remain substantially free of play, so that the tubes are not damaged during the subsequent wrapping process.
В соответствии с одним вариантом осуществления устройства согласно изобретению данная по меньшей мере одна первая направляющая лапка проходит в направлении выдвижения, которое совпадает с радиальным направлением внутренней трубы, когда данная по меньшей мере одна первая направляющая лапка зафиксирована как положено на первой концевой секции внутренней трубы, причем данная по меньшей мере одна первая направляющая лапка имеет множество отверстий, которые расположены рядом друг с другом (предпочтительно на равном расстоянии) в направлении выдвижения и каждое из которых выполнено с возможностью приема первой концевой секции назначенного лонжерона из указанного множества лонжеронов трубного пучка так, чтобы соответствующая первая концевая секция указанного лонжерона располагалась в назначенном отверстии с возможностью смещения в осевом направлении.In accordance with one embodiment of the device according to the invention, this at least one first guide tab extends in an extension direction that coincides with the radial direction of the inner tube when the at least one first guide tab is properly fixed on the first end section of the inner tube, and this at least one first guide tab has a plurality of holes that are located next to each other (preferably at an equal distance) in the extension direction and each of which is configured to receive the first end section of the assigned spar from the specified plurality of tube bundle spars so that the corresponding the first end section of the specified spar was located in the designated hole with the possibility of displacement in the axial direction.
Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления данная по меньшей мере одна вторая направляющая лапка также проходит в направлении выдвижения, которое совпадает с радиальным направлением внутренней трубы, когда данная по меньшей мере одна вторая направляющая лапка зафиксирована как положено на второй концевой секции внутренней трубы, причем данная по меньшей мере одна вторая направляющая лапка имеет множество отверстий, которые расположены рядом друг с другом (предпочтительно на равном расстоянии) в направлении выдвижения и каждое из которых выполнено с возможностью приема второй концевой секции лонжерона из указанного множества лонжеронов трубного пучка так, чтобы соответствующая вторая концевая секция указанного лонжерона располагалась в назначенном отверстии с возможностью смещения в осевом направлении.In addition, according to one embodiment, this at least one second guide tab also extends in the extension direction, which coincides with the radial direction of the inner tube, when this at least one second guide tab is properly fixed on the second end section of the inner tube, moreover, this at least one second guide tab has a plurality of holes that are located next to each other (preferably at an equal distance) in the extension direction and each of which is configured to receive a second end section of the spar from the specified plurality of tube bundle spars so that the corresponding the second end section of the specified spar was located in the designated hole with the possibility of displacement in the axial direction.
Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления соответствующее отверстие данной по меньшей мере одной первой направляющей лапки выполнено с возможностью соответствующего приема с геометрическим замыканием первой концевой секции лонжерона трубного пучка. Кроме того, один вариант осуществления предусматривает, что соответствующее отверстие данной по меньшей мере одной второй направляющей лапки также выполнено с возможностью приема с геометрическим замыканием второй концевой секции лонжерона трубного пучка.In addition, in accordance with one embodiment, the corresponding opening of this at least one first guide tab is made with the possibility of corresponding positively receiving the first end section of the tube bundle spar. In addition, one embodiment provides that the corresponding opening of this at least one second guide tab is also configured to positively receive the second end section of the tube bundle spar.
Кроме того, один вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением предусматривает, что данная по меньшей мере одна первая направляющая лапка выполнена с возможностью предотвращения или ограничения перемещения соответствующей первой концевой секции соответствующего лонжерона из указанного множества лонжеронов в радиальном направлении внутренней трубы. Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления предусмотрено, что данная по меньшей мере одна вторая направляющая лапка также выполнена с возможностью предотвращения или ограничения перемещения соответствующей второй концевой секции соответствующего лонжерона указанного множества лонжеронов в радиальном направлении внутренней трубы.In addition, one embodiment of the device according to the invention provides that the at least one first guide tab is configured to prevent or limit movement of the respective first end section of the respective spar of said plurality of spar in the radial direction of the inner tube. In addition, in accordance with one embodiment, it is provided that this at least one second guide tab is also configured to prevent or limit movement of the corresponding second end section of the corresponding spar of the specified plurality of spars in the radial direction of the inner tube.
Для фиксации или контролируемого ограничения перемещения лонжеронов в радиальном направлении внутренней трубы один вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением предусматривает, что данная по меньшей мере одна первая направляющая лапка имеет множество корпусов подшипника, причем каждый корпус подшипника данной по меньшей мере одной первой направляющей лапки имеет одно из указанных отверстий данной по меньшей мере одной первой направляющей лапки. Кроме того, один вариант осуществления предусматривает, что данная по меньшей мере одна вторая направляющая лапка также имеет множество корпусов подшипника для этой цели, причем каждый корпус подшипника данной по меньшей мере одной второй направляющей лапки имеет одно из указанных отверстий данной по меньшей мере одной второй направляющей лапки.For fixing or controlled limitation of the movement of the spars in the radial direction of the inner tube, one embodiment of the device in accordance with the invention provides that this at least one first guide tab has a plurality of bearing housings, each bearing housing of this at least one first guide tab has one from said holes of this at least one first guide tab. In addition, one embodiment provides that this at least one second guide tab also has a plurality of bearing housings for this purpose, with each bearing housing of this at least one second guide tab having one of the specified holes of this at least one second guide paws.
Для улучшения скольжения лонжеронов в соответствующих назначенных отверстиях дополнительный вариант осуществления может обеспечивать формирование поверхности соответствующего корпуса подшипника, граничащей с соответствующим отверстием, из антифрикционного материала.To improve the sliding of the spars in the respective designated holes, an additional embodiment may provide for the formation of the surface of the respective bearing housing, adjacent to the respective bore, from an anti-friction material.
Кроме того, один вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением предусматривает, что этот материал представляет собой политетрафторэтилен (сокращенно ПТФЭ, номер CAS 9002-84-0) или что указанный материал содержит ПТФЭ.In addition, one embodiment of the device in accordance with the invention provides that this material is polytetrafluoroethylene (abbreviated as PTFE, CAS number 9002-84-0) or that the specified material contains PTFE.
Кроме того, один вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением предусматривает, что корпуса подшипников данной по меньшей мере одной первой направляющей лапки соединены друг с другом в направлении выдвижения данной по меньшей мере одной первой направляющей лапки и/или что корпуса подшипников данной по меньшей мере одной второй направляющей лапки соединены друг с другом в направлении выдвижения данной по меньшей мере одной второй направляющей лапки.In addition, one embodiment of the device according to the invention provides that the bearing housings of this at least one first guide tab are connected to each other in the extension direction of this at least one first guide tab and/or that the bearing housings of this at least one of the second guide tab are connected to each other in the extension direction of this at least one second guide tab.
Кроме того, один вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением предусматривает, что корпуса подшипников данной по меньшей мере одной первой направляющей лапки соединены друг с другом при помощи данного по меньшей мере одного упругого элемента, проходящего в направлении выдвижения данной по меньшей мере одной первой направляющей лапки, или при помощи двух параллельных упругих элементов, проходящих в направлении выдвижения данной по меньшей мере одной первой направляющей лапки. Аналогичным образом один вариант осуществления может предусматривать, что корпуса подшипников данной по меньшей мере одной второй направляющей лапки соединены друг с другом посредством данного по меньшей мере одного упругого элемента, проходящего в направлении выдвижения данной по меньшей мере одной второй направляющей лапки, или посредством двух параллельных упругих элементов, проходящих в направлении выдвижения данной по меньшей мере одной второй направляющей лапки.In addition, one embodiment of the device according to the invention provides that the bearing housings of this at least one first guide tab are connected to each other by means of this at least one elastic element extending in the extension direction of this at least one first guide tab , or by means of two parallel elastic elements extending in the extension direction of this at least one first guide tab. Similarly, one embodiment may provide that the bearing housings of this at least one second guide tab are connected to each other by means of this at least one elastic element extending in the extension direction of this at least one second guide tab, or by means of two parallel elastic elements. elements extending in the extension direction of this at least one second guide tab.
Кроме того, один вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением предусматривает, что между каждыми двумя смежными корпусами подшипников данной по меньшей мере одной первой направляющей лапки предусмотрен по меньшей мере один пружинный элемент или два пружинных элемента таким образом, что соответствующие два смежных корпуса подшипников могут смещаться относительно друг друга в направлении выдвижения данной по меньшей мере одной первой направляющей лапки (в частности, при создании соответствующей возвращающей силы). Соответственно, согласно одному варианту осуществления между каждыми двумя смежными корпусами подшипника данной по меньшей мере одной второй направляющей лапки предусмотрен данный по меньшей мере один пружинный элемент или два пружинных элемента таким образом, что соответствующие два смежных корпуса подшипников данной по меньшей мере одной второй направляющей лапки могут смещаться относительно друг друга в направлении выдвижения данной по меньшей мере одной второй направляющей лапки (в частности, при создании соответствующей возвращающей силы).In addition, one embodiment of the device according to the invention provides that at least one spring element or two spring elements are provided between each two adjacent bearing housings of the at least one first guide tab so that the respective two adjacent bearing housings can be displaced. relative to each other in the extension direction of this at least one first guide tab (in particular, when creating a corresponding restoring force). Accordingly, according to one embodiment, between each two adjacent bearing housings of a given at least one second guide tab, this at least one spring element or two spring elements is provided so that the corresponding two adjacent bearing housings of a given at least one second guide tab can move relative to each other in the extension direction of this at least one second guide tab (in particular, when a corresponding restoring force is generated).
Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления устройства согласно изобретению устройство имеет множество первых направляющих лапок и соответствующее множество вторых направляющих лапок, причем первые направляющие лапки выполнены с возможностью прикрепления к первой концевой секции внутренней трубы так, чтобы соответствующая первая направляющая лапка выступала из внутренней трубы в радиальном направлении, и первые направляющие лапки располагались рядом друг с другом в направлении вдоль окружности внутренней трубы, и при этом вторые направляющие лапки выполнены с возможностью прикрепления ко второй концевой секции внутренней трубы так, что соответствующая вторая направляющая лапка выступает в радиальном направлении из внутренней трубы, а вторые направляющие лапки расположены рядом друг с другом в направлении вдоль окружности внутренней трубы, и при этом первая и вторая направляющие лапки выполнены с возможностью прикрепления к внутренней трубе так, что конкретно одна назначенная вторая направляющая лапка находится напротив каждой первой направляющей лапки в осевом направлении внутренней трубы и проходит параллельно первой направляющей лапке, и при этом соответствующая первая направляющая лапка и вторая направляющая лапка, расположенная напротив соответствующей первой направляющей лапки в осевом направлении, выполнены с возможностью удержания множества лонжеронов трубного пучка теплообменника, расположенных друг над другом в радиальном направлении таким образом, чтобы соответствующий лонжерон был установлен с возможностью перемещения в осевом направлении внутренней трубы в назначенной первой направляющей лапке и назначенной второй направляющей лапке.In addition, according to one embodiment of the device according to the invention, the device has a plurality of first guide tabs and a corresponding plurality of second guide tabs, wherein the first guide tabs are adapted to be attached to the first end section of the inner tube so that the corresponding first guide tab protrudes from the inner tube. in the radial direction, and the first guide tabs were located next to each other in the direction along the circumference of the inner tube, and while the second guide tabs are adapted to be attached to the second end section of the inner tube so that the corresponding second guide tab protrudes in the radial direction from the inner tube , and the second guide tabs are located next to each other in the direction along the circumference of the inner pipe, and while the first and second guide tabs are made with the possibility of attaching to the inner pipe so that specifically one is assigned This second guide tab is opposite each first guide tab in the axial direction of the inner tube and runs parallel to the first guide tab, and at the same time the corresponding first guide tab and the second guide tab located opposite the corresponding first guide tab in the axial direction are configured to hold a plurality of spars a tube bundle of a heat exchanger disposed one above the other in the radial direction so that the corresponding spar is installed with the possibility of moving in the axial direction of the inner tube in the assigned first guide tab and the assigned second guide tab.
Каждая из отдельных первой и второй направляющих лапок может, в свою очередь, быть выполнена аналогично данной по меньшей мере одной первой или данной по меньшей мере одной второй направляющей лапке, описанным выше.Each of the individual first and second guide tabs can, in turn, be configured similarly to the at least one first or the at least one second guide tab described above.
Каждая из данной по меньшей мере одной первой направляющей лапки или множества первых направляющих лапок устройства в соответствии с изобретением может быть выполнена с возможностью соответствующего соединения с внутренней трубой посредством сварного соединения. Кроме того, предпочтительно предусмотрено, что каждая из данной по меньшей мере одной второй направляющей лапки или множества вторых направляющих лапок устройства в соответствии с изобретением выполнена с возможностью соответствующего соединения с внутренней трубой посредством сварного соединения. Кроме того, устройство в соответствии с изобретением предпочтительно удаляют после формирования трубного пучка, и, в частности, оно не является компонентом готового теплообменника.Each of the at least one first guide tab or a plurality of first guide tabs of the device according to the invention may be configured to be suitably connected to the inner tube by means of a welded joint. In addition, it is preferably provided that each of the at least one second guide tab or a plurality of second guide tabs of the device according to the invention is configured to be connected to the inner tube by means of a welded joint. In addition, the device according to the invention is preferably removed after the formation of the tube bundle and, in particular, it is not a component of the finished heat exchanger.
Дополнительный аспект настоящего изобретения относится к способу по п. 12 для изготовления трубного пучка змеевикового теплообменника с использованием устройства в соответствии с изобретением, причем предусмотрена внутренняя труба, проходящая в осевом направлении, и при этом данная по меньшей мере одна вторая направляющая лапка прикреплена к первой концевой секции внутренней трубы так, что данная по меньшей мере одна первая направляющая лапка выступает из внутренней трубы в радиальном направлении внутренней трубы, и при этом данная по меньшей мере одна вторая направляющая лапка прикреплена ко второй концевой секции внутренней трубы так, что данная по меньшей мере одна вторая направляющая лапка выступает из внутренней трубы в радиальном направлении внутренней трубы и располагается напротив данной по меньшей мере одной первой направляющей лапки в осевом направлении внутренней трубы, и при этом проходит параллельно данной по меньшей мере одной первой направляющей лапке, и при этом трубы для образования нескольких трубных слоев, лежащих один над другим в радиальном направлении внутренней трубы, обвиты вокруг внутренней трубы, причем между каждыми двумя смежными трубными слоями, и в частности между внутренней трубой и самым внутренним трубным слоем в радиальном направлении внутренней трубы, расположен по меньшей мере один лонжерон, который проходит в осевом направлении внутренней трубы и установлен с возможностью перемещения в осевом направлении в двух направляющих лапках.A further aspect of the present invention relates to a method according to claim 12 for manufacturing a tube bundle of a coiled heat exchanger using an apparatus in accordance with the invention, wherein an inner tube is provided extending in the axial direction, and this at least one second guide tab is attached to the first end sections of the inner tube so that this at least one first guide tab protrudes from the inner tube in the radial direction of the inner tube, and at the same time this at least one second guide tab is attached to the second end section of the inner tube so that this at least one the second guide tab protrudes from the inner tube in the radial direction of the inner tube and is located opposite this at least one first guide tab in the axial direction of the inner tube, and at the same time runs parallel to this at least one first guide tab, and the pipes to form several tube layers lying one above the other in the radial direction of the inner tube, wound around the inner tube, and between each two adjacent tube layers, and in particular between the inner tube and the innermost tube layer in the radial direction of the inner tube, at least one spar, which extends in the axial direction of the inner tube and is mounted for movement in the axial direction in two guide tabs.
В соответствии с одним вариантом осуществления способа в соответствии с изобретением после изготовления трубного пучка направляющие лапки или устройство извлекают из внутренней трубы.According to one embodiment of the method according to the invention, after the tube bundle has been produced, the guide tabs or the device are removed from the inner tube.
Более того, один вариант осуществления способа в соответствии с изобретением предусматривает размещение соответствующей первой концевой секции соответствующего лонжерона в назначенном отверстии данной по меньшей мере одной первой направляющей лапки, а именно, в частности, с геометрическим замыканием, и/или размещение соответствующей второй концевой секции соответствующего лонжерона в назначенном отверстии данной по меньшей мере одной второй направляющей лапки, а именно, в частности, с геометрическим замыканием.Moreover, one embodiment of the method according to the invention provides for the placement of the corresponding first end section of the corresponding spar in the assigned hole of this at least one first guide tab, namely, in particular, with positive locking, and / or the placement of the corresponding second end section of the corresponding of the spar in the assigned hole of this at least one second guide tab, namely, in particular, positively locking.
Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления способа в соответствии с изобретением устройство имеет множество первых направляющих лапок и соответствующее множество вторых направляющих лапок, причем первые направляющие лапки прикреплены к первой концевой секции внутренней трубы так, что соответствующая первая направляющая лапка выступает из внутренней трубы в радиальном направлении внутренней трубы, и первые направляющие лапки расположены рядом друг с другом в направлении вдоль окружности внутренней трубы, и при этом вторые направляющие лапки прикреплены ко второй концевой секции внутренней трубы так, что соответствующая вторая направляющая лапка выступает из внутренней трубы в радиальном направлении внутренней трубы, а вторые направляющие лапки расположены рядом друг с другом в направлении вдоль окружности внутренней трубы, и при этом первая и вторая направляющие лапки прикреплены к внутренней трубе так, что конкретно одна назначенная вторая направляющая лапка находится напротив каждой первой направляющей лапки в осевом направлении внутренней трубы и проходит параллельно первой направляющей лапке, и при этом трубы для образования нескольких трубных слоев, лежащих один над другим в радиальном направлении внутренней трубы, обвиты вокруг внутренней трубы, причем по меньшей мере количество лонжеронов, соответствующее количеству первых или вторых направляющих лапок, расположено между двумя смежными трубными слоями, и в частности между внутренней трубой и самым внутренним трубным слоем в радиальном направлении внутренней трубы, при этом каждый из лонжеронов проходит в осевом направлении внутренней трубы, и при этом соответствующий лонжерон установлен с возможностью перемещения в осевом направлении в назначенной первой направляющей лапке и назначенной второй направляющей лапке.In addition, according to an embodiment of the method according to the invention, the apparatus has a plurality of first guide tabs and a corresponding plurality of second guide tabs, wherein the first guide tabs are attached to the first end section of the inner tube so that the corresponding first guide tab protrudes from the inner tube in a radial direction. direction of the inner tube, and the first guide tabs are located next to each other in the direction along the circumference of the inner tube, and while the second guide tabs are attached to the second end section of the inner tube so that the corresponding second guide tab protrudes from the inner tube in the radial direction of the inner tube, and the second guide tabs are located next to each other in the direction along the circumference of the inner tube, and while the first and second guide tabs are attached to the inner tube so that specifically one designated second guide tab is opposite in each first guide tab in the axial direction of the inner tube and runs parallel to the first guide tab, and the pipes for forming several tube layers lying one above the other in the radial direction of the inner tube are wrapped around the inner tube, with at least a number of spars corresponding to the number of first or second guide tabs, is located between two adjacent tube layers, and in particular between the inner tube and the innermost tube layer in the radial direction of the inner tube, with each of the spars extending in the axial direction of the inner tube, and the corresponding spar is installed with the ability to move in the axial direction in the assigned first guide tab and the assigned second guide tab.
В этом случае в конце процесса обвития лонжероны, которые назначены для одних и тех же первой и второй направляющих лапок или удерживаются ими, располагаются друг над другом в радиальном направлении внутренней трубы.In this case, at the end of the wrapping process, the spars which are assigned to or held by the same first and second guide tabs are positioned one above the other in the radial direction of the inner tube.
Дополнительные детали и преимущества изобретения подлежат рассмотрению в нижеследующем описании фигур примера осуществления со ссылкой на фигуры. Рассмотрим указанные фигуры.Additional details and advantages of the invention are to be considered in the following description of the figures of the exemplary embodiment with reference to the figures. Let's take a look at these figures.
На фиг. 1 представлен вид в частичном разрезе змеевикового теплообменника.In FIG. 1 is a partial sectional view of a coil heat exchanger.
На фиг. 2 представлены первая и вторая направляющая лапка другого варианта осуществления теплообменника в соответствии с изобретением.In FIG. 2 shows the first and second guide tabs of another embodiment of a heat exchanger according to the invention.
На фиг. 3 представлен схематический вид внутренней трубы с прикрепленными к ней направляющими лапками.In FIG. 3 is a schematic view of the inner tube with guide tabs attached to it.
На фиг. 2 и 3 представлено устройство 1 в соответствии с изобретением, которое при обвитии трубного пучка 3 вокруг внутренней трубы 300 змеевикового теплообменника 100, как показано, например, на фиг. 1., используют для скрепления между собой трубного пучка 3 в радиальном направлении R трубного пучка 3 или внутренней трубы 300 во время обвития трубного пучка 3 и в то же время для обеспечения продольного направления лонжеронов 10 трубного пучка 3 в осевом направлении z внутренней трубы 300. В каждом случае радиальное направление R перпендикулярно осевому направлению z или продольной оси z, вдоль которой проходит внутренняя труба 300, и обращено в противоположную сторону от осевого направления z или продольной оси z.In FIG. 2 and 3 show an apparatus 1 according to the invention which, by winding the
Как показано в примере на фиг. 1, змеевиковый теплообменник 1, как правило, имеет рубашку 2, которая проходит вдоль продольной оси z (которая располагается вертикально во время работы) и окружает пространство 6 рубашки теплообменника 1, которое предназначено для приема первой текучей среды M.As shown in the example in FIG. 1, the coiled heat exchanger 1 typically has a
Теплообменник 1 дополнительно имеет трубный пучок 3, расположенный в пространстве рубашки. Трубный пучок 3 может иметь множество труб 30 для приема по меньшей мере одной второй текучей среды M′, причем трубы 30 обвивают по спирали, в частности по меньшей мере в секциях, на внутреннюю трубу 300 теплообменника 1, которая проходит вдоль продольной оси z или в осевом направлении z в пространстве 6 рубашки так, что трубный пучок 3 имеет один или более трубных слоев 4, расположенных друг над другом в радиальном направлении R внутренней трубы 300 или трубного пучка 3. Как дополнительно показано на фиг. 1, трубы 30 обвивают с наружной стороны 300a внутренней трубы 300 и разделяют лонжеронами 10. Кроме того, на рубашке 2 предусмотрены соединительные элементы 52, 53, которые сообщаются по текучей среде с пространством 6 рубашки, и предназначены для введения или вывода первой среды M. Первая среда M может быть направлена в пространство 6 рубашки сверху вниз или снизу вверх.The heat exchanger 1 additionally has a
Кроме того, на рубашке 2 предусмотрены соединительные элементы 50, 51, которые по текучей среде сообщаются с трубным пучком 3, через которые в трубный пучок 3 может быть введена (или выведена из него) данная по меньшей мере одна вторая среда M’. Таким образом, вторая среда M', направляемая в трубный пучок 3, может косвенно обмениваться теплом с первой средой M', направляемой в пространство 6 рубашки. Данная по меньшей мере одна вторая среда M‘ может также быть направлена в трубный пучок 3 сверху вниз или снизу вверх. Более того, трубы 30 можно разделять на группы труб (на фиг. 1 показаны три такие группы труб), в которые можно отдельно подавать вторую среду M' (в частности, также другую среду). Для предотвращения возникновения обходного потока первой среды M за пределами трубного пучка 3 в пространстве 6 рубашки, трубный пучок 3 может быть окружен юбкой 7.In addition,
На фиг. 2 и 3 показано, как в процессе обвития трубного пучка 3 лонжероны 10 трубного пучка 3 могут быть удержаны или направлены с помощью устройства 1 в соответствии с изобретением так, чтобы обеспечивать необходимое сцепление трубного пучка 3 в процессе обвития трубного пучка 3.In FIG. 2 and 3 show how, in the process of winding the
Для этой цели устройство 1 имеет по меньшей мере одну первую и по меньшей мере одну вторую направляющую лапку 40, 41. В каждом случае предпочтительно предусмотрено множество первых направляющих лапок 40 и соответствующее число вторых направляющих лапок 41. Отдельные первые и вторые направляющие лапки 40, 41 могут быть выполнены так, как показано на фиг. 2.For this purpose, the device 1 has at least one first and at least one
Первые направляющие лапки 40 устройства 1 выполнены с возможностью прикрепления к первой концевой секции 300b внутренней трубы 300 так, что первые направляющие лапки 40 выступают из внутренней трубы 300 в радиальном направлении R внутренней трубы 300 и расположены рядом друг с другом (в частности, на равном расстоянии) в направлении U вдоль окружности внутренней трубы 300. Кроме того, вторые направляющие лапки 41 устройства 1 выполнены с возможностью прикрепления ко второй концевой секции 300c внутренней трубы 300 так, что вторые направляющие лапки 40 выступают из внутренней трубы 300 в радиальном направлении R внутренней трубы 300 и расположены рядом друг с другом (в частности, на равном расстоянии) в направлении U вдоль окружности внутренней трубы 300. В этом случае каждой первой направляющей лапке 40 назначена вторая направляющая лапка 41, причем эти соответственно взаимно назначенные направляющие лапки 40, 41 расположены напротив друг друга в осевом направлении z внутренней трубы 300 и проходят параллельно друг другу.The
Это показано на фиг. 3 с помощью схематического сечения внутренней трубы 300, а также первой и расположенной напротив нее и параллельно ей второй направляющей лапки 40, 41.This is shown in FIG. 3 by means of a schematic section of the
Соответствующие две взаимно назначенные направляющие лапки 40, 41 теперь выполнены с возможностью удержания множества лонжеронов 10 трубного пучка 3 теплообменника 100, расположенных друг над другом в радиальном направлении R внутренней трубы 300 так, чтобы соответствующие лонжероны 10 располагались с возможностью смещения в двух направляющих лапках 40, 41 в осевом направлении z внутренней трубы 300, причем, в частности, перемещение лонжеронов 10 в радиальном направлении R предотвращено или ограничено.The respective two mutually assigned
Это защищает трубный пучок 3 в процессе изготовления следующим образом. Для изготовления трубного пучка 3 трубы 30 обвивают в виде спирали вокруг горизонтально расположенной внутренней трубы 300 (в частности, с разделением лонжеронами 10, прикрепленными или приваренными к внутренней трубе 10) путем вращения последней вокруг осевого (горизонтального) направления z или продольной оси z. После завершения обвития одного трубного слоя 4 поверх него размещают лонжероны 10, проходящие в осевом направлении z, при этом каждый из них проходит в радиальном направлении R поверх лонжеронов 10, размещенных ранее. Каждый из лонжеронов 10 размещают таким образом, что их первые концевые секции находятся в отверстии 40a назначенной первой направляющей лапки 40 и в отверстии 41a назначенной второй направляющей лапки 41. Затем поверх этих лонжеронов 10 накладывают следующий трубный слой 4. При вращении трубного пучка 3 вокруг продольной оси z внутренней трубы 300 в процессе обвития направляющие лапки 40, 41 скрепляют между собой трубы 30 в радиальном направлении, но допускают смещение лонжеронов 10 в направляющих лапках 40, 41 в осевом направлении z (например, из-за отклонения внутренней трубы 300, трубного пучка 3 и лонжеронов 10) в процессе обвития. Это обеспечивает достаточное сцепление трубного пучка 3 в процессе обвития.This protects the
После завершения процесса обвития направляющие лапки 40, 41 или устройство 1 снова извлекают из внутренней трубы 300.After the wrapping process is completed, the
Затем трубный пучок 3 вместе с внутренней трубой 300 может быть размещен в пространстве 6 рубашки 2 (без устройства 1).Then the
Как показано на фиг. 2, соответствующая первая направляющая лапка 40 (вторые направляющие лапки могут быть выполнены идентично) может иметь множество корпусов 400 подшипников, в которых может быть образовано соответствующее отверстие 40a для приема первых концевых секций 10a лонжеронов 10 (вторые направляющие лапки соответственно принимают вторые концевые секции 10b назначенных лонжеронов 10).As shown in FIG. 2, the respective first guide tab 40 (the second guide tabs may be identical) may have a plurality of bearing
Корпуса 400 подшипников могут быть соединены друг с другом посредством упругих элементов. Каждый из пружинных элементов 70 могут быть расположены между двумя смежными корпусами 400 подшипников и могут обеспечивать контролируемое ограниченное перемещение концевых секций 10a лонжеронов в радиальном направлении R. Для облегчения скольжения лонжеронов 10 в отверстиях 40a они могут иметь поверхность 40b, состоящую из антифрикционного материала, такого как ПТФЭ.The bearing
Кроме того, первые направляющие лапки 40 могут быть временно прикреплены к наружной стороне 300a внутренней трубы 300 с помощью соединения 60b, в частности с помощью сварных соединений 60b, между упругими элементами 60 и внутренней трубой 300.In addition, the
Упругие элементы 60 соответствующей первой направляющей лапки 40 могут быть проведены через соответствующие сквозные отверстия в корпусах 400 подшипников, причем корпус 400 подшипника, наиболее удаленный от центра в радиальном направлении R, прикреплен к соответствующим упругим элементам 60 посредством соответствующего подходящего соединения 60a, например сварного соединения.The resilient elements 60 of the respective
Упругие элементы 60 соответствующей первой направляющей лапки 40 могут также проходить через пружинные элементы 70 для их удержания между корпусами 400 подшипников.The elastic elements 60 of the respective
Список ссылочных позицийList of reference positions
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18020312.7 | 2018-07-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020143636A RU2020143636A (en) | 2022-06-29 |
| RU2780602C2 true RU2780602C2 (en) | 2022-09-28 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1939564A1 (en) * | 1968-08-06 | 1970-02-12 | Atomic Power Construction Ltd | Suspension system for multiple pipe arrangements, especially in heat exchangers of nuclear reactors |
| SU965574A1 (en) * | 1981-01-14 | 1982-10-15 | Предприятие П/Я А-7755 | Method of producing laminate heat exchangers |
| SU1007785A1 (en) * | 1980-12-05 | 1983-03-30 | Научно-производственное объединение по технологии машиностроения | Heat exchanger production method |
| WO2007076314A2 (en) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Luvata Grenada Llc | Spirally wound, layered tube heat exchanger and method of manufacture |
| GB2463482B (en) * | 2008-09-12 | 2012-05-02 | Tanjung Citech Uk Ltd | A heat exchange unit |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1939564A1 (en) * | 1968-08-06 | 1970-02-12 | Atomic Power Construction Ltd | Suspension system for multiple pipe arrangements, especially in heat exchangers of nuclear reactors |
| SU1007785A1 (en) * | 1980-12-05 | 1983-03-30 | Научно-производственное объединение по технологии машиностроения | Heat exchanger production method |
| SU965574A1 (en) * | 1981-01-14 | 1982-10-15 | Предприятие П/Я А-7755 | Method of producing laminate heat exchangers |
| WO2007076314A2 (en) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Luvata Grenada Llc | Spirally wound, layered tube heat exchanger and method of manufacture |
| GB2463482B (en) * | 2008-09-12 | 2012-05-02 | Tanjung Citech Uk Ltd | A heat exchange unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7806190B2 (en) | Contraction joint system | |
| CN102006815B (en) | Instrument and method for making the same | |
| US10730246B2 (en) | Fiber-reinforced member and method for manufacturing same | |
| EP2180133B1 (en) | Expansion joint with communication medium bypass | |
| EP1560292A1 (en) | Multiphase superconducting cable connection structure and multiphase superconducting cable line | |
| JP2005311074A (en) | Wound coil and wound coil manufacturing method | |
| CN105829790B (en) | Fluid delivery system and equipment including this device | |
| RU2780602C2 (en) | Directional uncoupling between tubular bundle and inner tube in coiled heat exchangers | |
| US11841194B2 (en) | Directed decoupling between bundle and core tube in wound heat exchangers | |
| EP1720176A1 (en) | Superconducting cable | |
| DE102006045117A1 (en) | Cryogenic storage vessel e.g. for liquid hydrogen, is double walled vacuum insulated with fill and discharge lines passing through an inclined, vacuum sheath within the inner chamber | |
| EP2541560A1 (en) | Superconductor cable | |
| KR102280958B1 (en) | Flexible pipe line | |
| US259045A (en) | Underground conduit for electric conductors | |
| US20210101169A1 (en) | Fluid nozzles with heat shielding | |
| JP3401000B2 (en) | Method of manufacturing variable rigidity line and related members | |
| JP6580584B2 (en) | Pipe support system | |
| DE102006045119A1 (en) | Cryogenic storage vessel e.g. for liquid hydrogen, is double shell vacuum insulated with fill and discharge lines formed in part from bendable, corrugated-wall tubing which pass through the vacuum cavity between the shells | |
| CN104440940A (en) | Mechanical arm and robot | |
| JP2012160433A (en) | Wiring jig of wire harness, method of manufacturing branch wire harness and branch structure of wire harness | |
| JP6140377B2 (en) | Superconducting cable and method of manufacturing superconducting cable | |
| JP2021054555A (en) | Wire winding method and aligned winding coil | |
| RU2020143636A (en) | DIRECTIONAL DISCONNECTION BETWEEN TUBE BUNDLE AND INNER PIPE IN COIL HEAT EXCHANGERS | |
| US11994297B2 (en) | Fluid nozzles with heat shielding | |
| JP7264369B2 (en) | cable laying equipment |