WO2020083522A1 - Verfahren zur herstellung eines gewickelten wärmeübertragers und steg für einen gewickelten wärmeübertrager - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines gewickelten wärmeübertragers und steg für einen gewickelten wärmeübertrager Download PDF

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WO2020083522A1
WO2020083522A1 PCT/EP2019/025341 EP2019025341W WO2020083522A1 WO 2020083522 A1 WO2020083522 A1 WO 2020083522A1 EP 2019025341 W EP2019025341 W EP 2019025341W WO 2020083522 A1 WO2020083522 A1 WO 2020083522A1
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WO
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tube
web
tubes
heat exchanger
identification feature
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Application number
PCT/EP2019/025341
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Inventor
Christoph Seeholzer
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Linde Aktiengesellschaft
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/024—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2240/00—Spacing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2280/00—Mounting arrangements; Arrangements for facilitating assembling or disassembling of heat exchanger parts

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a wound heat exchanger and a web for a wound heat exchanger.
  • Such a heat exchanger has a pressure-bearing jacket that one
  • the heat exchanger Surrounding the jacket space and extending along a longitudinal axis, and a core tube running in the jacket, which extends along the longitudinal axis, which - based on a heat exchanger arranged as intended - preferably runs along the vertical when the heat exchanger is operated as intended.
  • the heat exchanger further has a tube bundle arranged in the jacket space, which has a plurality of tubes for guiding a first fluid, the tubes at least
  • the jacket space is designed to receive a second fluid, so that the first fluid flowing through the tubes can exchange heat with the second fluid when the heat exchanger is operating.
  • the tube bundle is first assembled, the tubes from the tube sheets via a so-called braid to one
  • the braid serves to feed the tubes from the respective tube sheet to the winding area, the tubes in the braid at least in sections
  • the finished tube bundle is then inserted into the jacket.
  • a first aspect of the invention relates to a method for producing a wound heat exchanger, the heat exchanger having a core tube which extends along a longitudinal axis and a tube bundle which has a plurality of tubes for guiding a first fluid and a plurality of webs, the tubes in one A plurality of tube layers are wound at least in sections in a helical manner around the core tube, and the webs are each arranged between two tube layers of the tubes, so that a distance between the respective tube layers is formed by means of the respective web, and a course of the tubes of the tube bundle a respective first tube sheet of the heat exchanger around the core tube is automatically calculated to a respective second tube sheet of the heat exchanger, and the webs each have at least one selected based on the calculated profile
  • Characterized heat exchanger or in the tube bundle wherein the respective web is or are mounted according to the identification feature, and wherein the webs are mounted parallel to a longitudinal axis of the heat exchanger, along which the Core tube runs, and wherein the identification feature of each web is one
  • Identification feature of a respective web includes an indication of a pipe position of the pipes on which the respective web is to be positioned in the heat exchanger during assembly.
  • f denotes a parameter from the set of real numbers, which denotes the number of turns of the helix passing through from a coordinate origin
  • h denotes a pitch of the helix
  • r denotes a radius of the helix
  • c denotes a displacement of the helix in the z direction from the coordinate origin.
  • the tubes run at least in sections in a helical manner, i.e. the tubes can run differently than in a helical manner at individual points of the winding, e.g. to form gaps in which further components of the heat exchanger can be introduced.
  • the wound heat exchanger further has a jacket which surrounds a jacket space for receiving a second fluid, the tube bundle or the tubes being arranged in the jacket space, so that heat is generated between the first fluid flowing through the tubes and the second fluid located in the jacket space is interchangeable.
  • the core tube carries the load of the tubes.
  • a tube sheet is to be understood in particular as a component which realizes a branching between a supply line or a discharge line and a plurality of tubes of the tube bundle in such a way that a flow of the first fluid made available via the supply line is divided into a plurality of partial flows on the tube sheet is, which flow through the pipes or in such a way that the partial flows are combined again on a further tube plate which is connected to the discharge line and can be drawn off from the heat exchanger via the discharge line.
  • the tube sheets have holes into which the tubes are inserted during assembly.
  • a plurality of tubes for guiding the first fluid, which are connected to a common tube plate, are referred to as tube groups.
  • a wound heat exchanger according to this invention can have one or more tube groups. In the case of several tube groups, different fluid media in particular can be guided in parallel through the heat exchanger in the respective tube groups.
  • the said tube sheets can be positioned differently in the heat exchanger.
  • the tube sheets can be arranged on the end face, ie parallel to one of the
  • the tube sheets can e.g. also be arranged parallel to the longitudinal axis (ie radially or tangentially with respect to the longitudinal axis).
  • the assembly of the tube comprises in particular the insertion of the tube into a respective hole in the first and / or second tube sheet, the helical winding of the tube around the core tube and the guiding of the tube in a first or second braid between the respective tube sheet and the winding area.
  • each layer has a plurality of tubes which (at least in sections) according to one
  • Tubes of different tube groups can in particular also be present within a tube layer.
  • a tube layer it is also conceivable for a tube layer to have only one tube which runs (at least in sections) in a single helix around the core tube.
  • helically wound regions of the tube bundle can be connected to one another, in particular welded, by means of brackets in order to fix them, in particular in the axial direction with respect to the longitudinal axis.
  • the innermost tube layer can touch the core tube or at least one web connected to the core tube.
  • the other pipe layers lying above either touch directly the respectively adjacent pipe layers or the pipe layers touch corresponding webs, which are arranged between the respective pipe layers of the pipes and each form a distance between the pipe layers in the radial direction with respect to the longitudinal axis.
  • the pipe run is calculated using geometric formulas in particular.
  • three-dimensional computer-aided design (3D-computer-aided design, 3D-CAD) can be used.
  • the course of the pipes in the braid between the tube sheet and the winding area can be optimized in such a way that the space is optimally used (compact braid construction) and no collisions between the pipes occur, which means that no pipe joins the other pipe Laying or winding is in the way.
  • the course of the pipes in the winding area can also be optimized so that the pipe positions of the pipes are as complete as possible and no collisions between the pipes occur.
  • the calculated course of the pipes is in particular optimized such that the
  • Heat transfer capacity of the heat exchanger is as large as possible and / or that the tube has a defined total length.
  • the identification feature can e.g. by punching, printing or engraving (e.g. NC engraving) into the web or tube.
  • the fitters of the tube bundle can easily be given an orientation for the assembly of the tubes, webs and, if applicable, clips, so that the automatically calculated optimized arrangement of the tubes and webs can be realized.
  • the at least one identification feature of the webs comprises an identification number, the webs in particular being installed in a sequence according to their respective identification number in the heat exchanger or the tube bundle.
  • the tubes of the tube bundle also have an identification feature.
  • the identification feature in particular comprises an identification number, the tubes in particular being mounted in the tube bundle in a sequence of their respective identification numbers.
  • the individual components of the tube bundle can be individualized by means of an identification number, so that each component can be placed at the position which the calculated arrangement of the tube bundle provides.
  • the webs are preferably mounted parallel to a longitudinal axis of the heat exchanger, along which the core tube runs, the at least one identification feature of a respective web comprising an angular position of the respective web, the angular position being a position of the respective web in the circumferential direction with respect to the longitudinal axis starting from one designated with an angular position of 0 °
  • the correct component can be selected using the identification feature and installed in the specific position.
  • the at least one identification feature of a respective web preferably includes an indication of a tube position of the tubes of the tube bundle, on which the respective web is to be positioned during assembly in the heat exchanger or in the tube bundle.
  • the pipe layers can e.g. consecutively numbered from the core tube outwards. In this way, the desired radial position (with respect to the
  • the tubes are guided from the first tube sheet in a first braid to a winding area of the tube bundle and from there Winding area in a second braid to the second tube sheet, the tubes in the winding area are wound in a plurality of turns around the core tube.
  • the at least one identification feature of the webs comprises a first marking, which marks a first position or a second position, the first braid at the first position according to the calculated profile in the
  • the webs in particular can be correctly positioned in the axial direction (parallel to the longitudinal axis) in accordance with the calculated arrangement.
  • the at least one identification feature of the web comprises a first marking which marks one end of the winding area.
  • the at least one identification feature has a respective first one
  • Marking that marks a first end of the winding area, and the at least one identification feature has a respective first marking that marks a second end of the winding area.
  • the at least one identification feature can also be a respective first one
  • the middle of the section is to be understood as the position which has the same distance along the longitudinal direction of the web from the ends of the winding region.
  • the at least one identification feature of the webs comprises a plurality of second markings, the tubes being wound around the core tube in such a way that a respective winding of the tube runs at the position of a respective second marker.
  • the markings can, for example, mark the course of a guide tube on which the further tubes of the respective tube position are aligned in subsequent steps.
  • the second markings each extend along a line, a respective tube of the tube bundle being wound around the core tube in such a way that the respective tube runs in sections along the line.
  • the at least one identification feature of the respective pipe and / or web to be assembled is obtained by means of an optical one
  • each assembly step an identification number of the corresponding component is first displayed by the display device, so that the fitter can select the appropriate component and then assemble it.
  • a profile of a tube of a respective tube bundle of the heat exchanger is automatically calculated from a first tube plate of the heat exchanger around the core tube to a second tube plate of the heat exchanger, the calculated profile of the tube being displayed by means of a first display device, and wherein the tube according to the displayed history in the
  • Heat exchanger is mounted, and wherein the at least one identification feature of the respective pipe and / or web to be installed is displayed by means of the first display device.
  • the at least one identification feature of the tube or of the web comprises at least a third marking, the third marking indicating a position at which a clamp for fastening the tube to an adjacent tube of the respective tube bundle is to be positioned, the clamp on the marked position.
  • the at least one identification feature of the tube comprises at least a fourth marking, the fourth marking being one
  • Cut position shown where the pipe is to be cut the pipe being cut at the cutting position.
  • At least one clamp is provided for connecting adjacent pipes of a pipe layer, the at least one clamp each having an identification feature.
  • a second aspect of the invention relates to a web for a wound heat exchanger, the heat exchanger having a core tube which extends along a longitudinal axis and a tube bundle which has a plurality of tubes for guiding a first fluid, the tubes in a plurality of tube layers at least in sections in a helical manner are wound around the core tube, and wherein the web is designed to be arranged between two tube layers, so that a distance between the respective tube layers can be formed by means of the web, and wherein the web has at least one identification feature that has a position of the web and / or a position of at least one tube of the tube bundle in the heat exchanger or in the tube bundle, so that the respective web and / or at least one tube of the tube bundle can be mounted according to the identification feature.
  • a third aspect of the invention relates to a web for a wound heat exchanger, the heat exchanger having a core tube which extends along a longitudinal axis and a tube bundle which has a plurality of tubes for guiding a first fluid, the tubes in a plurality of tube layers, at least in sections, in a helical shape are wound around the core tube, and wherein the web is designed to be arranged between two tube layers, so that a distance between the respective tube layers can be formed by means of the web, the web having at least one identification feature, the identification feature of the Web comprises an angular position of the web, the angular position indicating a position of the web in the circumferential direction with respect to the longitudinal axis, and wherein the identification feature of the web comprises an indication of a tube position of the tubes, on which the web, when assembled in the heat exchanger position is.
  • a fourth aspect of the invention relates to a method for producing a wound heat exchanger which has a core tube which extends along a longitudinal axis and a tube bundle which has a plurality of tubes for guiding a first fluid and a plurality of webs, the tubes in a plurality Pipe layers are wound at least in sections helically around the core tube, and the webs are each arranged between two tube layers of the tubes, so that a distance between the respective tube layers is formed by means of the respective web, and wherein the tubes of the tube bundle run from a respective one first
  • the tube plate of the heat exchanger around the core tube is automatically calculated to a respective second tube plate of the heat exchanger, and the webs each have at least one identification feature selected on the basis of the calculated profile have, which characterizes a position of the respective web and / or a position of at least one tube of the tube bundle in the heat exchanger, the respective web and / or the at least one tube being mounted in accordance with the identification feature.
  • Figure 1 is a partial sectional view of a wound heat exchanger.
  • Fig. 2 is a schematic representation of a tube bundle of a wound
  • Fig. 3 is a schematic representation of a tube and a web for one
  • FIG. 1 shows a wound heat exchanger 1 which has a tube bundle 2 with a plurality of tubes 20, the tubes 20 running along a longitudinal axis L of the heat exchanger 1 and being helically wound around a core tube 21 or onto the core tube 21, so that along an imaginary helical or
  • the heat exchanger 1 according to the invention according to FIG. 1 has the said core tube 21, on which the tubes 20 of the tube bundle 2 are wound, so that the core tube 21 bears the load of the tubes 20.
  • the invention is also fundamentally applicable to wound heat exchangers 1 without a core tube 21, in which the tubes 20 are wound helically around the longitudinal axis L.
  • the heat exchanger 1 is designed for indirect heat transfer between a first and a second fluid and has a jacket 10, which for a jacket space M. Surrounds reception of the second fluid, which can be introduced into the jacket space M, for example, via an inlet connector 101 on the jacket 10 and can be removed again from the jacket room M, for example, via a corresponding outlet connector 102 on the jacket 10.
  • the jacket 10 extends along the said longitudinal axis L, which preferably runs along the vertical in relation to a heat exchanger 1 arranged as intended.
  • the tube bundle 2 with a plurality of tubes 20 for guiding the first fluid is also arranged in the jacket space M. These tubes 20 are wound in a number of tube layers 22 in a helical manner onto the core tube 21, the core tube 21 likewise extending along the longitudinal axis L and being arranged concentrically in the jacket space M.
  • a plurality of tubes 20 of the tube bundle 2 can each form a tube group 7 (three such tube groups 7 are shown in FIG. 1), the tubes 20 of a tube group 7 being able to be combined in an associated tube plate 104, the first fluid being connected to the jacket 10 via inlet connection 103 can be introduced into the tubes 20 of the respective tube group 7 and can be withdrawn from the tubes 20 of the corresponding tube group 7 via outlet connections 105.
  • the jacket 10 and the core tube 21 can also be made cylindrical at least in sections, so that the longitudinal axis L forms a cylinder axis of the jacket 10 and the core tube 21 running concentrically therein.
  • a shirt 3 can be arranged in the jacket space M, which surrounds the tube bundle 2 or the tubes 20, so that an intermediate space surrounding the tube bundle 2 or the tubes 20 is formed between the tube bundle 2 and that shirt 3. The shirt 3 is used, possibly one
  • the individual tube layers 22 (in particular when the tube bundle 2 is mounted horizontally) can be supported on one another or on the core tube 21 via webs 6 (also referred to as spacing elements) extending along the longitudinal axis L.
  • FIG. 2 shows a tube bundle 2 of a wound heat exchanger 1 (for example as shown in FIG. 1) during the assembly according to the invention in a longitudinal section with respect to the longitudinal axis L.
  • the longitudinal axis L is in particular arranged horizontally (in FIG Contrary to the intended operation of the heat exchanger 1, in which the longitudinal axis L runs in particular vertically).
  • the heat exchanger 1 shown here has only a first tube sheet 104a and a second tube sheet 104b and a tube bundle 2 which is formed between the first tube sheet 104a and the second tube sheet 104b and is formed from a plurality of tubes 20. That is, the tubes 20 of the tube bundle 2 are in a single here
  • Tube group summarized, which runs between the first tube sheet 104a and the second tube sheet 104b.
  • Pipe groups and correspondingly a plurality of first and second tube sheets 104a, 104b (such as in the heat exchanger 1 with three tube groups shown in FIG. 1) can be used.
  • the tube bundle 2 has a first braid 4 adjoining the first tube sheet 104a, a winding area 11 adjoining the first braid 4 along the longitudinal axis L and a second braid 5 adjoining the winding area 11 1 along the longitudinal axis L.
  • first braid 4 a first section 25 of the tubes 20 of the tube bundle 2 runs parallel to the longitudinal axis L, while a second section 26 adjacent to a bend on the first section 25 runs at an angle to the longitudinal axis L.
  • the tubes 20 are wound in a plurality of tube layers 22 in a plurality of turns 23 in a helical manner around the core tube 21 extending along the longitudinal axis L.
  • a tube 20 is highlighted as an example, which is just being wound around the core tube 21 during the assembly of the tube bundle 2.
  • the highlighted tube 20 may e.g. a so-called
  • Acting guide tube that is, the first wound tube 20 of a respective tube layer 22.
  • the other tubes 20 of the respective tube layer 22 can then in particular be aligned on such a guide tube.
  • the further tubes 20 are fixed in particular by means of clamps to the respectively adjacent tubes 20 or turns 23.
  • a fourth section 29 of the tubes 20 continues to run at an angle, in particular after, from a second position 27 at which the winding region 11 borders on the second braid 5 inside, and adjoins a respective bend at a respective third section 28, which in turn runs parallel to the longitudinal axis L towards the second tube plate 104b.
  • two webs 6 running parallel to the longitudinal axis L are shown, which e.g. are fixed by adhesive welding to an already finished tube layer 22 of the winding area 11. These webs 6 serve as spacers (in the radial direction with respect to the longitudinal axis) between the adjacent tube layers 22 in the finished tube bundle 2.
  • the spacings between the tube layers 22 formed by the webs 6 allow a better distribution of the second fluid made available in the jacket space M. between the tube layers 22, so that a more effective heat exchange can take place between the second fluid and the first fluid carried in the tubes 20.
  • FIG. 2 also shows a display device 200 in the form of a terminal with a screen 201 for the visual display of information, a communication device 210 for, in particular wireless, data exchange with a receiver device and an input device 220 for entering data into the display device 200.
  • a display device 200 in the form of a terminal with a screen 201 for the visual display of information, a communication device 210 for, in particular wireless, data exchange with a receiver device and an input device 220 for entering data into the display device 200.
  • an electronic data processing unit 500 e.g. A computer is shown, wherein the data processing unit 500 is designed to automatically calculate the course of the tubes 20 of the tube bundle 2 from the first tube sheet around the core tube 21 to a second tube sheet 104b of the heat exchanger. This is done in particular using CAD software (which is based on the
  • Data processing unit 500 is running) using geometric formulas. Furthermore, the data processing unit 500 can be designed to automatically calculate the arrangement of at least one web 6 in or on the tube bundle 2 and / or the arrangement of at least one clamp for fixing adjacent tubes 20 of a tube layer 22 of the tube bundle 2. The data processing unit 500 is connected to the via a data line
  • Display device 200 connected so that the course of the tubes 20 calculated by means of the data processing unit 50 or the calculated arrangement of the webs 6 and / or clamps can be transmitted to the display device 200 in the form of data.
  • a course of the tubes 20 calculated beforehand by means of the data processing unit 50 or an arrangement of the webs 6 and / or calculated beforehand can also be used
  • Brackets are stored in a memory of the display device 200.
  • the display device 200 can then be used, for example, to display a graphical representation of the course of the pipes 20 and the arrangement of the webs 6 and / or of the brackets ascertained on the basis of the automatically calculated course or the automatically calculated arrangement, so that a fitter of the tube bundle can do so 2 can assemble the named components based on the graphic representation.
  • a respective hole 106 of the first tube sheet 104a is first highlighted on the graphic representation on the screen 201, so that the fitter can insert a respective tube 20 into the respective hole 106. Then e.g. the course of the respective tube 20 in the region of the first braid 4, the
  • Winding area 1 1 and the second braid 5 are graphically highlighted so that the fitter can assemble the respective tube 20 according to the course shown (especially in the winding area 1 1 around the core tube 21). Finally, a respective hole 106 of the second tube sheet 104b can be graphically represented, so that the fitter can insert the respective tube 20 into this hole 106.
  • the course of further tubes 20 of the same tube layer 22 are graphically represented so that the fitter can assemble them.
  • the position of a clamp for fixing two adjacent tubes 20 of the tube layer 22 can also be displayed by means of the display device 200.
  • the positions of the webs 6, which are to be mounted on the respective pipe layer 22 can also be displayed by the display device 200, so that the fitter can position them accordingly and, if necessary, with the pipe layer 22 underneath or with can weld the brackets.
  • the fitter can confirm the completion of a sub-step of the assembly using the input device 220.
  • the display device 200 can then (by means of a corresponding control device that recognizes the input signal and sends a corresponding control command) display the graphical representation which corresponds to the
  • the next step of assembly corresponds (e.g. the course of the tube 20 in the area of the second braid 5 after the winding of the tube in the winding area 1 1 has been completed).
  • the display device 200 may e.g. an identification feature (e.g. an identification number) of a pipe 20, web 6 or one to be assembled
  • the display device 200 is also connected to an optical detection device 230 (e.g. a camera) via a data connection.
  • an optical detection device 230 e.g. a camera
  • Detection device 230 can record an image of at least part of the tube bundle 2 and in the form of data via the data connection to the
  • Display device 200 are transmitted. Such an image can e.g. from a processor of the display device 200 using appropriate software for
  • Communication device 210 e.g. to be transmitted to a specialist who is away from the location of the assembly of the tube bundle 2, so that he may do so
  • a fitter can assemble the tube bundle 2 via the
  • This communication can e.g. in the form of a video conference.
  • Figure 3A shows a schematic representation of a web 6, e.g. an elongated sheet metal strip, which is suitable as a spacer between two superimposed tube layers 22 of a tube bundle 2 of a wound heat exchanger 1 (see FIGS. 1 and 2).
  • the web 6 has several identification features 400. These comprise three first markings 401 in the form of marking lines (for example printed on the web 6 or engraved on the web 6). These marking lines run, in particular, perpendicular to the longitudinal direction of the web 6.
  • the outer two marking lines should be arranged on the respective tube layer 22 of the tube bundle when the web 6 is installed in such a way that the marking lines lie at the ends of the winding area 11, at which the winding area 1 1 passes into the first braid 4 and the second braid 5. That is, the respective outer first markings 401 lie at a first position 24 and at a second position 27 (see FIG. 2), with the first position 24 the first braid 4 merges into the winding area 11 according to the calculated course, and wherein at the second position 27 the winding area 11 merges into the second braid 5 according to the calculated course.
  • the first markings 401 enable the fitter of the tube bundle 2, in particular in a simple manner, the webs 6 in the desired (calculated) axial position
  • the optional further first marking 401 marks e.g. the middle of the tube bundle 2 between the braids 4, 5 on the web 6.
  • the web 6 shown in FIG. 3A also has a plurality of second markings 402, which are designed as marking lines (likewise, for example, printed or engraved) that run obliquely with respect to the longitudinal direction of the web 6.
  • These second markings 402 mark the course of a respective pipe 20 of the next pipe layer 22 to be wound (e.g. the course of a guide pipe).
  • the tubes 20 run, in particular in sections, along the marking lines.
  • a respective second marking 402 marks in particular the course of a respective turn 23 of a pipe 20.
  • the second marking 402 can mark the course of a single pipe 20 (e.g. the guide pipe) or the course of several pipes 20 of the pipe layer 22 to be wound.
  • the web 6 shown in FIG. 3A has a third marking 403.
  • This third mark 403 can e.g. an identification number and an indication of the pipe position 22 on which the web 6 is to be arranged and / or an indication of an angular position of the web 6 (in the circumferential direction U with respect to the longitudinal axis L).
  • the third marking 403 may e.g. for printed or engraved text or a
  • the webs 6 according to the present invention can differ from one another depending on the desired (calculated) position of the respective web 6 in the tube bundle 2
  • marking 403 which allows a specific web to be selected and installed in the tube bundle 2 at the calculated position.
  • an indication of the pipe position 22 on which the web 6 is to be positioned the radial position of the web, while the specification of the angular position determines the position in the circumferential direction U with respect to the longitudinal axis L.
  • FIG. 3B shows a schematic illustration of a tube 20 for installation in a tube bundle 2 of a wound heat exchanger 1 (see FIGS. 1 and 2).
  • the tube has two identification features 400, namely a third marking 403 and a fourth marking 404.
  • the third marking 403 like the web 6 described above, is e.g. an identification number or an indication of the position or orientation of the tube 20 in the tube bundle 2.
  • the fourth marking 404 is a cutting mark, e.g.
  • a printed or engraved marking line which marks a position at which the tube 20 is to be cut, in particular after winding around the core tube 21 in the winding region 11 and before inserting an end (produced by the cutting) of the tube 20 in a corresponding hole 106 of the second tube sheet 104b.
  • the fourth marking 404 described allows the cutting position for the fitter of the tube bundle 2 to be marked in a simple manner.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Wärmeübertragers (1), welcher ein Kernrohr (21) und ein Rohrbündel (2) aufweist, das eine Mehrzahl an Rohren (20) sowie eine Mehrzahl an Stegen (6) aufweist, wobei die Rohre (20) in einer Mehrzahl an Rohrlagen (22) schraubenlinienförmig um das Kernrohr (21) herum gewickelt sind, und wobei die Stege (6) jeweils zwischen zwei Rohrlagen (22) angeordnet sind, so dass mittels des jeweiligen Steges (6) ein Abstand zwischen den Rohrlagen (22) ausgebildet wird, und wobei ein Verlauf der Rohre (20) von einem jeweiligen ersten Rohrboden (104a) um das Kernrohr (21) herum zu einem jeweiligen zweiten Rohrboden (104b) automatisch berechnet wird, und wobei die Stege (6) ein anhand des berechneten Verlaufs gewähltes Identifikationsmerkmal (400) aufweisen, das eine Position des Steges (6) und/oder eine Position eines Rohres (20) kennzeichnet, wobei der Steg (6) und/oder das Rohr (20) entsprechend dem Identifikationsmerkmal (400) montiert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Steg (6) für einen gewickelten Wärmeübertrager (1).

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Wärmeübertragers und Steg für einen gewickelten Wärmeübertrager
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Wärmeübertragers sowie einen Steg für einen gewickelten Wärmeübertrager.
Ein derartiger Wärmeübertrager weist einen drucktragenden Mantel auf, der einen
Mantelraum umgibt und sich entlang einer Längsachse erstreckt, sowie ein im Mantel verlaufendes Kernrohr, das sich entlang der Längsachse erstreckt, die - bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Wärmeübertrager - beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Wärmeübertragers vorzugsweise entlang der Vertikalen verläuft. Der Wärmeübertrager weist weiterhin ein im Mantelraum angeordnetes Rohrbündel auf, das eine Mehrzahl an Rohren zum Führen eines ersten Fluids aufweist, wobei die Rohre zumindest
abschnittsweise schraubenlinienförmig um das Kernrohr herum gewickelt sind. Der
Mantelraum ist zur Aufnahme eines zweiten Fluids ausgebildet, so dass das durch die Rohre strömende erste Fluid mit dem zweiten Fluid beim Betrieb des Wärmeübertragers Wärme austauschen kann.
Bei der Herstellung gewickelter Wärmeübertrager wird zunächst das Rohrbündel montiert, wobei die Rohre von den Rohrböden über einen sogenannten Zopf zu einem
Wicklungsbereich geführt und in dem Wicklungsbereich um das Kernrohr herum gewickelt werden. Der Zopf dient dabei der Zuführung der Rohre von dem jeweiligen Rohrboden zu dem Wicklungsbereich, wobei die Rohre in dem Zopf zumindest abschnittsweise
nebeneinander geführt sind. Anschließend wird das fertige Rohrbündel in den Mantel eingebracht.
Für gewickelte Wärmeübertrager wird nach dem Stand der Technik nur die Rohranzahl, Rohrzuordnung zum Rohrboden bzw. zur Tasse und die Rohrlänge im Rohrbündel festgelegt. Die Rohrverläufe im Zopf sowie die Länge der Rohre im Zopf werden nur abgeschätzt, dies wird durch erfahrene Wickler bei der Fertigung des Rohrbündels festgelegt.
Daher müssen Rohre mit deutlichem Übermaß vorhanden sein, das heißt, es wird
Rohrmaterial verschwendet, da die exakte Rohrlänge im Zopf nicht bekannt ist. Zudem können nur erfahrene Wickler in der Fertigung der gewickelten Wärmeübertrager eingesetzt werden bzw. neue Wickler müssen mindestens 6 Monate ausgebildet werden.
Beim Wickeln des Rohrbündels kommt es außerdem häufig durch Wickelfehler zu
Kollisionen von Rohren, was insbesondere im Randbereich der Wicklung zu Ausfransungen und Zwickelbildung beiträgt. Bei einer falschen Anordnung von Rohren, Bügeln oder Stegen kann das Rohrbündel außerdem zu locker und damit zu groß für den vorgefertigten Mantel werden. Das Einfädeln der Rohre in die Rohrböden kann zudem bei falscher Aufteilung der Rohre sehr schwierig und zeitaufwändig werden.
Solche Fehler lassen sich nach der Fertigung des Rohrbündels nicht mehr korrigieren.
Daher ergibt sich die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines gewickelten
Wärmeübertragers zur Verfügung zu stellen, welches im Hinblick auf die genannten
Nachteile des Standes der Technik verbessert ist.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 sowie den Steg nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 aufgeführt und werden im Folgenden beschrieben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Wärmeübertragers, wobei der Wärmeübertrager ein entlang einer Längsachse erstrecktes Kernrohr und ein Rohrbündel aufweist, das eine Mehrzahl an Rohren zum Führen eines ersten Fluids sowie eine Mehrzahl an Stegen aufweist, wobei die Rohre in einer Mehrzahl an Rohrlagen zumindest abschnittsweise schraubenlinienförmig um das Kernrohr herum gewickelt sind, und wobei die Stege jeweils zwischen zwei Rohrlagen der Rohre angeordnet sind, so dass mittels des jeweiligen Steges ein Abstand zwischen den jeweiligen Rohrlagen ausgebildet wird, und wobei ein Verlauf der Rohre des Rohrbündels von einem jeweiligen ersten Rohrboden des Wärmeübertragers um das Kernrohr herum zu einem jeweiligen zweiten Rohrboden des Wärmeübertragers automatisch berechnet wird, und wobei die Stege jeweils mindestens ein anhand des berechneten Verlaufs gewähltes
Identifikationsmerkmal aufweisen, das eine Position des jeweiligen Steges in dem
Wärmeübertrager bzw. in dem Rohrbündel kennzeichnet, wobei der jeweilige Steg entsprechend dem Identifikationsmerkmal montiert wird bzw. werden, und wobei die Stege parallel zu einer Längsachse des Wärmeübertragers montiert werden, entlang derer das Kernrohr verläuft, und wobei das Identifikationsmerkmal eines jeweiligen Stegs eine
Winkellage des jeweiligen Stegs umfasst, wobei die Winkellage eine Position des jeweiligen Stegs in Umfangsrichtung bezüglich der Längsachse angibt, und wobei das
Identifikationsmerkmal eines jeweiligen Stegs eine Angabe einer Rohrlage der Rohre umfasst, auf welcher der jeweilige Steg bei der Montage in den Wärmeübertrager zu positionieren ist.
Dabei ist unter einem schraubenlinienförmigen bzw. helikalen Verlauf ein Verlauf des jeweiligen Rohres zu verstehen, welcher in kartesischen Koordinaten gemäß der Formel x(t) = (r cos(2nt), r sin(2jtt), ht+ c)
mathematisch beschrieben werden kann, wobei f einen Parameter aus der Menge der reellen Zahlen bezeichnet, welcher die Anzahl der von einem Koordinatenursprung durchlaufenden Windungen der Schraubenlinie bezeichnet, und wobei h eine Ganghöhe der Schraubenlinie bezeichnet, und wobei r einen Radius der Schraubenlinie bezeichnet, und wobei c eine Verschiebung der Schraubenlinie in z-Richtung von dem Koordinatenursprung bezeichnet.
Die Rohre verlaufen zumindest abschnittsweise schraubenlinienförmig, das heißt, die Rohre können an einzelnen Stellen der Wicklung anders als schraubenlinienförmig verlaufen, z.B. um Lücken zu bilden, in welche weitere Komponenten des Wärmeübertragers eingebracht werden können.
Der gewickelte Wärmeübertrager weist weiterhin einen Mantel auf, der einen Mantelraum zur Aufnahme eines zweiten Fluids umgibt, wobei das Rohrbündel bzw. die Rohre in dem Mantelraum angeordnet sind, so dass zwischen dem die Rohre durchströmenden ersten Fluid und dem in dem Mantelraum befindlichen zweiten Fluid Wärme austauschbar ist. Das Kernrohr trägt dabei die Last der Rohre.
Unter einem Rohrboden ist insbesondere ein Bauteil zu verstehen, das eine Verzweigung zwischen einer Zuleitung oder Ableitung und einer Mehrzahl an Rohren des Rohrbündels derart realisiert, dass das ein Strom des über die Zuleitung zur Verfügung gestellten erste Fluids an dem Rohrboden in eine Mehrzahl an Teilströmen aufgeteilt wird, welche die Rohre durchströmen bzw. derart, dass die Teilströme an einem weiteren Rohrboden, der an die Ableitung angeschlossen ist, wieder vereinigt werden und aus dem Wärmeübertrager über die Ableitung abgezogen werden können. Die Rohrböden weisen Löcher auf, in welche die Rohre bei der Montage hineingesteckt werden. Eine Mehrzahl an Rohren zum Führen des ersten Fluids, die an einem gemeinsamen Rohrboden angeschlossen sind, wird dabei als Rohrgruppe bezeichnet. Ein gewickelter Wärmeübertrager gemäß dieser Erfindung kann eine oder mehrere Rohrgruppen aufweisen. Im Fall mehrerer Rohrgruppen können insbesondere verschiedene fluide Medien in den jeweiligen Rohrgruppen parallel durch den Wärmeübertrager geführt werden.
Die besagten Rohrböden können unterschiedlich in dem Wärmeübertrager positioniert sein. Z.B. können die Rohrböden stirnseitig angeordnet sein, also parallel zu einer zu der
Längsachse senkrechten Ebene. Alternativ können die Rohrböden z.B. auch parallel zu der Längsachse (also radial oder tangential bzgl. der Längsachse) angeordnet sein.
Das Montieren des Rohres umfasst insbesondere das Einsetzen des Rohres in ein jeweiliges Loch des ersten und/oder zweiten Rohrbodens, das schraubenlinienförmige Wickeln des Rohres um das Kernrohr sowie das Führen des Rohres in einem ersten bzw. zweiten Zopf zwischen dem jeweiligen Rohrboden und dem Wicklungsbereich.
Beim Wickeln der Rohre wird nacheinander eine Mehrzahl an Rohrlagen gebildet, die jeweils in Umfangsrichtung bezüglich der Längsachse erstreckt sind. Dabei weist insbesondere jede Lage eine Mehrzahl an Rohren auf, die (zumindest abschnittsweise) gemäß einer
Mehrfachhelix um das Kernrohr herum verlaufen. Dabei können innerhalb einer Rohrlage insbesondere auch Rohre verschiedener Rohrgruppen vorliegen. Es ist jedoch auch denkbar, dass eine Rohrlage lediglich ein Rohr aufweist, das (zumindest abschnittsweise) in einer Einfachhelix um das Kernrohr herum verläuft.
Benachbarte Windungen (desselben Rohres oder unterschiedlicher Rohre) des
schraubenlinienförmig gewickelten Bereichs des Rohrbündels können mittels Bügeln miteinander verbunden, insbesondere verschweißt, sein, um diese zu fixieren, insbesondere in axialer Richtung bezüglich der Längsachse.
Die innerste Rohrlage kann das Kernrohr oder mindestens einen mit dem Kernrohr verbunden Steg berühren. Die weiteren darüber liegenden Rohrlagen berühren entweder direkt die jeweils angrenzenden Rohrlagen oder die Rohrlagen berühren entsprechende Stege, die zwischen den jeweiligen Rohrlagen der Rohre angeordnet sind und jeweils in radialer Richtung bezüglich der Längsachse einen Abstand zwischen den Rohrlagen bilden. Die Berechnung des Rohrverlaufs erfolgt insbesondere anhand von geometrischen Formeln. Dabei kann insbesondere dreidimensionales rechnerunterstütztes Konstruieren (3D- computer-aided design, 3D-CAD) verwendet werden.
Beispielsweise kann aufgrund der geometrischen Berechnung der Verlauf der Rohre in dem Zopf zwischen Rohrboden und Wicklungsbereich derart optimiert werden, dass der Raum optimal ausgenutzt wird (kompakte Zopfkonstruktion) und keine Kollisionen zwischen den Rohren stattfinden, das heißt so, dass kein Rohr dem anderen Rohr beim Verlegen bzw. Wickeln im Weg ist.
Auch der Verlauf der Rohre in dem Wicklungsbereich kann so optimiert werden, dass die Rohrlagen der Rohre möglichst lückenlos sind und keine Kollisionen zwischen den Rohren auftreten.
Durch die berechnete Geometrie und das entsprechende Anzeigen des Rohrverlaufs am Ort der Montage können optimierte Rohrlängen erreicht werden und die Fertigungszeit kann deutlich verringert werden.
Zudem kann ein Ausfransen und die Bildung von Zwickeln insbesondere im Randbereich der Wicklung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens weitgehend verhindert werden.
Der berechnete Verlauf der Rohre ist dabei insbesondere derart optimiert, dass die
Wärmeübertragungsleistung des Wärmeübertragers möglichst groß ist und/oder dass das Rohr eine definierte Gesamtlänge aufweist.
Das Identifikationsmerkmal kann z.B. durch Stanzen, Drucken oder Gravieren (z.B. NC- Gravierung) in den Steg oder das Rohr eingebracht werden.
Durch das erfindungsgemäße Identifikationsmerkmal kann den Monteuren des Rohrbündels auf einfache Weise eine Orientierung für die Montage der Rohre, Stege und ggf. Klammern gegeben werden, so dass die automatisch berechnete optimierte Anordnung der Rohre und Stege realisiert werden kann.
Dadurch können Ausbildungszeiten für Werker reduziert und die Fertigungszeit deutlich verringert werden. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das mindestens eine Identifikationsmerkmal der Stege eine Identifikationsnummer, wobei insbesondere die Stege in einer Reihenfolge entsprechend ihrer jeweiligen Identifikationsnummer in den Wärmeübertrager, bzw. das Rohrbündel montiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen auch die Rohre des Rohrbündels ein Identifikationsmerkmal auf. Dabei umfasst das Identifikationsmerkmal insbesondere eine Identifikationsnummer ist, wobei insbesondere die Rohre in einer Reihenfolge ihrer jeweiligen Identifikationsnummer in das Rohrbündel montiert werden.
Durch eine Identifikationsnummer können die einzelnen Bauteile des Rohrbündels individualisiert werden, so dass jedes Bauteil an der Position platziert werden kann, welche die berechnete Anordnung des Rohrbündels vorsieht.
Wie bereits dargelegt, werden die Stege bevorzugt parallel zu einer Längsachse des Wärmeübertragers montiert, entlang derer das Kernrohr verläuft, wobei das mindestens eine Identifikationsmerkmal eines jeweiligen Stegs eine Winkellage des jeweiligen Stegs umfasst, wobei die Winkellage eine Position des jeweiligen Stegs in Umfangsrichtung bezüglich der Längsachse ausgehend von einer mit einer Winkellage von 0° bezeichneten
Referenzwinkellage angibt.
Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Stege je nach Position unterschiedliche Markierungen für die Positionierung der Rohre der nächsten Rohrlage aufweisen. In diesem Fall kann über das Identifikationsmerkmal jeweils das richtige Bauteil ausgewählt und an der bestimmten Position eingebaut werden.
Wie bereits dargelegt, umfasst das mindestens eine Identifikationsmerkmal eines jeweiligen Stegs bevorzugt eine Angabe einer Rohrlage der Rohre des Rohrbündels, auf welcher der jeweilige Steg bei der Montage in den Wärmeübertrager bzw. in das Rohrbündel zu positionieren ist.
Dabei können die Rohrlagen z.B. vom Kernrohr aus nach außen fortlaufend nummeriert werden. Auf diese Weise lässt sich die gewünschte radiale Position (bezüglich der
Längsachse) des jeweiligen Stegs in dem Rohrbündel bestimmen,
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Rohre von dem ersten Rohrboden in einem ersten Zopf zu einem Wicklungsbereich des Rohrbündels geführt und von dem Wicklungsbereich in einem zweiten Zopf zu dem zweiten Rohrboden geführt werden, wobei die Rohre in dem Wicklungsbereich in einer Mehrzahl an Windungen um das Kernrohr gewickelt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das mindestens eine Identifikationsmerkmal der Stege eine erste Markierung, die eine erste Position oder eine zweite Position, markiert, wobei an der ersten Position der erste Zopf gemäß dem berechneten Verlauf in den
Wicklungsbereich übergeht, und wobei an der zweiten Position der Wicklungsbereich gemäß dem berechneten Verlauf in den zweiten Zopf übergeht.
Dadurch lassen sich insbesondere die Stege in axialer Richtung (parallel zu der Längsachse) entsprechend der berechneten Anordnung korrekt positionieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das mindestens eine Identifikationsmerkmal des Stegs eine erste Markierung, die ein Ende des Wicklungsbereichs markiert.
Insbesondere weist das mindestens eine Identifikationsmerkmal eine jeweilige erste
Markierung auf, die ein erstes Ende des Wicklungsbereichs markiert, und das mindestens eine Identifikationsmerkmal weist eine jeweilige erste Markierung auf, die ein zweites Ende des Wicklungsbereichs markiert.
Weiterhin kann das mindestens eine Identifikationsmerkmal auch eine jeweilige erste
Markierung aufweisen, welche die Mitte des Wicklungsbereichs markiert. Dabei ist unter der Mitte des Abschnitts die Position zu verstehen, welche den gleichen Abstand entlang der Längserstreckungsrichtung des Stegs von den Enden des Wicklungsbereichs aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das mindestens eine Identifikationsmerkmal der Stege eine Mehrzahl an zweiten Markierungen, wobei die Rohre derart um das Kernrohr herum gewickelt werden, dass eine jeweilige Windung des Rohres an der Position einer jeweiligen zweiten Markierung verläuft.
Dies gibt dem Wickler der Rohre auf einfache Weise eine Orientierung für die Anordnung der Rohre der über dem jeweiligen Steg liegenden Rohrlage. Dabei können die Markierungen z.B. den Verlauf eines Führungsrohres markieren, an dem in nachfolgenden Schritten die weiteren Rohre der jeweiligen Rohrlage ausgerichtet werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die zweiten Markierungen jeweils entlang einer Linie erstreckt, wobei ein jeweiliges Rohr des Rohrbündels derart um das Kernrohr herum gewickelt wird, dass das jeweilige Rohr abschnittsweise entlang der Linie verläuft.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das mindestens eine Identifikationsmerkmal des jeweiligen zu montierenden Rohres und/oder Stegs mittels einer optischen
Anzeigeeinrichtung angezeigt.
Das heißt, es wird z.B. in jedem Montageschritt zunächst eine Identifikationsnummer des entsprechenden Bauteils von der Anzeigeeinrichtung angezeigt, so dass der Monteur das entsprechende Bauteil auswählen und dann montieren kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verlauf eines Rohres eines jeweiligen Rohrbündels des Wärmeübertragers von einem ersten Rohrboden des Wärmeübertragers um das Kernrohr herum zu einem zweiten Rohrboden des Wärmeübertragers automatisch berechnet, wobei der berechnete Verlauf des Rohres mittels einer ersten Anzeigeeinrichtung angezeigt wird, und wobei das Rohr entsprechend des angezeigten Verlaufs in den
Wärmeübertrager montiert wird, und wobei das mindestens eine Identifikationsmerkmal des jeweiligen einzubauenden Rohres und/oder Stegs mittels der ersten Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das mindestens eine Identifikationsmerkmal des Rohres oder des Stegs mindestens eine dritte Markierung, wobei die dritte Markierung eine Position angezeigt, an der eine Klammer zur Befestigung des Rohres an einem benachbarten Rohr des jeweiligen Rohrbündels zu positionieren ist, wobei die Klammer an der markierten Position positioniert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das mindestens eine Identifikationsmerkmal des Rohres mindestens eine vierte Markierung, wobei die vierte Markierung eine
Schneideposition angezeigt, an der das Rohr zu schneiden ist, wobei das Rohr an der Schneideposition geschnitten wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird mindestens eine Klammer zum Verbinden benachbarter Rohre einer Rohrlage zur Verfügung gestellt, wobei die mindestens eine Klammer jeweils ein Identifikationsmerkmal aufweist. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Steg für einen gewickelten Wärmeübertrager, wobei der Wärmeübertrager ein entlang einer Längsachse erstrecktes Kernrohr und ein Rohrbündel aufweist, das eine Mehrzahl an Rohren zum Führen eines ersten Fluids aufweist, wobei die Rohre in einer Mehrzahl an Rohrlagen zumindest abschnittsweise schraubenlinienförmig um das Kernrohr herum gewickelt sind, und wobei der Steg dazu ausgebildet ist, zwischen jeweils zwei Rohrlagen angeordnet zu werden, so dass mittels des Steges ein Abstand zwischen den jeweiligen Rohrlagen ausgebildet werden kann, und wobei der Steg mindestens ein Identifikationsmerkmal aufweist, das eine Position des Steges und/oder eine Position mindestens eines Rohres des Rohrbündels in dem Wärmeübertrager bzw. in dem Rohrbündel bezeichnet, so dass der jeweilige Steg und/oder mindestens ein Rohr des Rohrbündels entsprechend dem Identifikationsmerkmal montierbar ist bzw. sind.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft einen Steg für einen gewickelten Wärmeübertrager, wobei der Wärmeübertrager ein entlang einer Längsachse erstrecktes Kernrohr und ein Rohrbündel aufweist, das eine Mehrzahl an Rohren zum Führen eines ersten Fluids aufweist, wobei die Rohre in einer Mehrzahl an Rohrlagen zumindest abschnittsweise schraubenlinienförmig um das Kernrohr herum gewickelt sind, und wobei der Steg dazu ausgebildet ist, zwischen jeweils zwei Rohrlagen angeordnet zu werden, so dass mittels des Steges ein Abstand zwischen den jeweiligen Rohrlagen ausgebildet werden kann, wobei der Steg mindestens ein Identifikationsmerkmal aufweist, wobei das Identifikationsmerkmal des Stegs eine Winkellage des Stegs umfasst, wobei die Winkellage eine Position des Stegs in Umfangsrichtung bezüglich der Längsachse angibt, und wobei das Identifikationsmerkmal des Stegs eine Angabe einer Rohrlage der Rohre umfasst, auf welcher der Steg bei einer Montage in den Wärmeübertrager zu positionieren ist.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Wärmeübertragers, welcher ein entlang einer Längsachse erstrecktes Kernrohr und ein Rohrbündel aufweist, das eine Mehrzahl an Rohren zum Führen eines ersten Fluids sowie eine Mehrzahl an Stegen aufweist, wobei die Rohre in einer Mehrzahl an Rohrlagen zumindest abschnittsweise schraubenlinienförmig um das Kernrohr herum gewickelt sind, und wobei die Stege jeweils zwischen zwei Rohrlagen der Rohre angeordnet sind, so dass mittels des jeweiligen Steges ein Abstand zwischen den jeweiligen Rohrlagen ausgebildet wird, und wobei ein Verlauf der Rohre des Rohrbündels von einem jeweiligen ersten
Rohrboden des Wärmeübertragers um das Kernrohr herum zu einem jeweiligen zweiten Rohrboden des Wärmeübertragers automatisch berechnet wird, und wobei die Stege jeweils mindestens ein anhand des berechneten Verlaufs gewähltes Identifikationsmerkmal aufweisen, das eine Position des jeweiligen Steges und/oder eine Position mindestens eines Rohres des Rohrbündels in dem Wärmeübertrager kennzeichnet, wobei der jeweilige Steg und/oder das mindestens eine Rohr entsprechend dem Identifikationsmerkmal montiert wird.
Das vorstehend beschrieben Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung kann durch die hierin bzw. in den Ansprüchen beschriebenen Ausführungsformen weiter ausgestaltet werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen durch die nachfolgende
Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise Schnittansicht eines gewickelten Wärmeübertragers;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Rohrbündels eines gewickelten
Wärmeübertragers während der Herstellung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Rohrs und eines Stegs für einen
gewickelten Wärmeübertrager.
Die Figur 1 zeigt einen gewickelten Wärmeübertrager 1 , der ein Rohrbündel 2 mit einer Mehrzahl an Rohren 20 aufweist, wobei die Rohre 20 entlang einer Längsachse L des Wärmeübertragers 1 verlaufen und dabei helikal um ein Kernrohr 21 herum bzw. auf das Kernrohr 21 gewickelt sind, so dass sie entlang einer gedachten helikalen bzw.
schraubenlinienförmigen Bahn B verlaufen, die in der Figur 1 angedeutet ist.
Im Einzelnen weist der erfindungsgemäße Wärmeübertrager 1 gemäß Figur 1 das besagte Kernrohr 21 auf, auf das die Rohre 20 des Rohrbündels 2 aufgewickelt sind, so dass das Kernrohr 21 die Last der Rohre 20 trägt. Die Erfindung ist jedoch auch grundsätzlich auf gewickelte Wärmeübertrager 1 ohne Kernrohr 21 anwendbar, bei denen die Rohre 20 um die Längsachse L schraubenlinienförmig gewickelt sind.
Der Wärmeübertrager 1 ist zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid ausgebildet und weist einen Mantel 10 auf, der einen Mantelraum M zur Aufnahme des zweiten Fluids umgibt, das z.B. über einen Einlassstutzen 101 am Mantel 10 in den Mantelraum M einleitbar und z.B. über einen entsprechenden Auslassstutzen 102 am Mantel 10 wieder aus dem Mantelraum M abziehbar ist. Der Mantel 10 erstreckt sich entlang der besagten Längsachse L, die bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Wärmeübertrager 1 vorzugsweise entlang der Vertikalen verläuft. In dem Mantelraum M ist weiterhin das Rohrbündel 2 mit einer Mehrzahl an Rohren 20 zum Führen des ersten Fluids angeordnet. Diese Rohre 20 sind in mehreren Rohrlagen 22 schraubenlinienförmig auf das Kernrohr 21 gewickelt, wobei sich das Kernrohr 21 ebenfalls entlang der Längsachse L erstreckt und konzentrisch im Mantelraum M angeordnet ist.
Mehrere Rohre 20 des Rohrbündels 2 können jeweils eine Rohrgruppe 7 bilden (in der Figur 1 sind drei solche Rohrgruppen 7 gezeigt), wobei die Rohre 20 einer Rohrgruppe 7in einem zugeordneten Rohrboden 104 zusammengefasst sein können, wobei das erste Fluid über Einlassstutzen 103 am Mantel 10 in die Rohre 20 der jeweiligen Rohrgruppe 7 eingeleitet und über Ablassstutzen 105 aus den Rohren 20 der entsprechenden Rohrgruppe 7 abgezogen werden kann.
Somit kann zwischen den beiden Fluiden indirekt Wärme übertragen werden. Der Mantel 10 sowie das Kernrohr 21 können weiterhin zumindest abschnittsweise zylinderförmig ausgeführt sein, so dass die Längsachse L eine Zylinderachse des Mantels 10 und des konzentrisch darin verlaufenden Kernrohres 21 bildet. Im Mantelraum M kann des Weiteren ein Hemd 3 angeordnet sein, welches das Rohrbündel 2 bzw. die Rohre 20 umschließt, so dass zwischen dem Rohrbündel 2 und jenem Hemd 3 ein das Rohrbündel 2 bzw. die Rohre 20 umgebender Zwischenraum ausgebildet ist. Das Hemd 3 dient dazu, ggf. eine
Bypassströmung des im Mantelraum M geführten zweiten Fluids, mit dem die Rohre 20 beaufschlagt wird, am Rohrbündel 2 vorbei möglichst zu unterdrücken. Das zweite Fluid wird also im Mantelraum M vorzugsweise in dem vom Hemd 3 umgebenen Bereich des
Mantelraumes M geführt. Weiterhin können sich die einzelnen Rohrlagen 22 (insbesondere bei horizontaler Lagerung des Rohrbündels 2) über entlang der Längsachse L erstreckte Stege 6 (auch als Abstandselemente bezeichnet) aneinander bzw. am Kernrohr 21 abstützen.
Die Figur 2 zeigt ein Rohrbündel 2 eines gewickelten Wärmeübertragers 1 (z.B. wie in Figur 1 dargestellt) während der erfindungsgemäßen Montage im Längsschnitt bezüglich der Längsachse L. Dabei ist die Längsachse L insbesondere horizontal angeordnet (im Gegensatz zum bestimmungsgemäßen Betrieb des Wärmeübertragers 1 , bei dem die Längsachse L insbesondere vertikal verläuft).
Der hier gezeigte Wärmeübertrager 1 weist lediglich einen ersten Rohrboden 104a und einen zweiten Rohrboden 104b sowie ein zwischen dem ersten Rohrboden 104a und dem zweiten Rohrboden 104b erstrecktes Rohrbündel 2 auf, das aus einer Mehrzahl an Rohren 20 gebildet ist. Das heißt, die Rohre 20 des Rohrbündels 2 sind hier in einer einzigen
Rohrgruppe zusammengefasst, die zwischen dem ersten Rohrboden 104a und dem zweiten Rohrboden 104b verläuft. Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße
Herstellungsverfahren jedoch auch auf gewickelte Wärmeübertrager 1 mit mehreren
Rohrgruppen und entsprechend mehreren ersten und zweiten Rohrböden 104a, 104b (wie z.B. bei dem in Figur 1 gezeigten Wärmeübertrager 1 mit drei Rohrgruppen) anwendbar.
Das Rohrbündel 2 weist einen an den ersten Rohrboden 104a angrenzenden ersten Zopf 4, einen entlang der Längsachse L an den ersten Zopf 4 angrenzenden Wicklungsbereich 1 1 und einen entlang der Längsachse L an den Wicklungsbereich 1 1 angrenzenden zweiten Zopf 5 auf. In dem ersten Zopf 4 verläuft jeweils ein erster Abschnitt 25 der Rohre 20 des Rohrbündels 2 parallel zu der Längsachse L, ein an einer Biegung an den ersten Abschnitt 25 angrenzender zweiter Abschnitt 26 verläuft dagegen winkelig zur Längsachse L
(insbesondere nach außen) zu einer ersten Position 24, an der der Wicklungsbereich 1 1 beginnt.
In dem Wicklungsbereich 1 1 sind die Rohre 20 in einer Mehrzahl an Rohrlagen 22 in jeweils einer Mehrzahl an Windungen 23 schraubenlinienförmig um das entlang der Längsachse L erstreckte Kernrohr 21 gewickelt. In der Figur 2 ist exemplarisch ein Rohr 20 hervorgehoben, das während der Montage des Rohrbündels 2 gerade um das Kernrohr 21 gewickelt wird. Dabei kann es sich bei dem hervorgehobenen Rohr 20 z.B. um ein sogenanntes
Führungsrohr, also das erste gewickelte Rohr 20 einer jeweiligen Rohrlage 22, handeln. An einem solchen Führungsrohr können dann insbesondere die weiteren Rohre 20 der jeweiligen Rohrlage 22 ausgerichtet werden. Dabei werden die weiteren Rohre 20 insbesondere mittels Klammern an den jeweils benachbarten Rohren 20 bzw. Windungen 23 fixiert.
Ein vierter Abschnitt 29 der Rohre 20 verläuft weiterhin jeweils von einer zweiten Position 27, an dem der Wicklungsbereich 1 1 an den zweiten Zopf 5 grenzt, winklig, insbesondere nach innen, und grenzt an einer jeweiligen Biegung an einen jeweiligen dritten Abschnitt 28 an, der wiederum parallel zur Längsachse L zum zweiten Rohrboden 104b hin verläuft.
Weiterhin sind zwei parallel zu der Längsachse L verlaufende Stege 6 gezeigt, die z.B. durch Haftschweißen auf einer bereits fertiggestellten Rohrlage 22 des Wicklungsbereiches 1 1 befestigt sind. Diese Stege 6 dienen als Abstandhalter (in radialer Richtung bezüglich der Längsachse) zwischen den benachbarten Rohrlagen 22 in dem fertiggestellten Rohrbündel 2. Die durch die Stege 6 gebildeten Abstände zwischen den Rohrlagen 22 erlauben eine bessere Verteilung des in dem Mantelraum M zur Verfügung gestellten zweiten Fluids zwischen den Rohrlagen 22, so dass ein effektiverer Wärmeaustausch zwischen dem zweiten Fluid und dem in den Rohren 20 geführten ersten Fluid erfolgen kann. Natürlich können weitere hier nicht gezeigte Stege 6 vorhanden sein.
Die Figur 2 zeigt außerdem eine Anzeigeeinrichtung 200 in Form eines Terminals mit einem Bildschirm 201 zur visuellen Anzeige von Informationen, einer Kommunikationseinrichtung 210 zum, insbesondere drahtlosen, Datenaustausch mit einem Empfängergerät und einer Eingabeeinrichtung 220 zum Eingeben von Daten in die Anzeigeeinrichtung 200.
Außerdem ist eine elektronische Datenverarbeitungseinheit 500, z.B. ein Computer, dargestellt, wobei die Datenverarbeitungseinheit 500 dazu ausgebildet ist, den Verlauf der Rohre 20 des Rohrbündels 2 von dem ersten Rohrboden um das Kernrohr 21 herum zu einem zweiten Rohrboden 104b des Wärmeübertragers automatisch zu berechnen. Dies erfolgt insbesondere unter Verwendung einer CAD-Software (die auf der
Datenverarbeitungseinheit 500 läuft) mittels geometrischer Formeln. Weiterhin kann die Datenverarbeitungseinheit 500 dazu ausgebildet sein, die Anordnung mindestens eines Steges 6 in bzw. auf dem Rohrbündel 2 und/oder die Anordnung mindestens einer Klammer zum Fixieren benachbarter Rohre 20 einer Rohrlage 22 des Rohrbündels 2 automatisch zu berechnen. Die Datenverarbeitungseinheit 500 ist über eine Datenleitung mit der
Anzeigeeinrichtung 200 verbunden, so dass der mittels der Datenverarbeitungseinheit 50 berechnete Verlauf der Rohre 20 bzw. die berechnete Anordnung der Stege 6 und/oder Klammern in Form von Daten an die Anzeigeeinrichtung 200 übertragen werden kann. Alternativ dazu kann auch ein vorab mittels der Datenverarbeitungseinheit 50 berechneter Verlauf der Rohre 20 bzw. eine vorab berechnete Anordnung der Stege 6 und/oder
Klammern in einem Speicher der Anzeigeeinrichtung 200 gespeichert werden. Mittels der Anzeigeeinrichtung 200 kann dann z.B. eine anhand des automatisch berechneten Verlaufs bzw. der automatisch berechneten Anordnung ermittelte graphische Darstellung des Verlaufs der Rohre 20 sowie der Anordnung der Stege 6und/oder der Klammern auf dem Bildschirm 201 angezeigt werden, so dass ein Monteur des Rohrbündels 2 die genannten Komponenten anhand der graphischen Darstellung montieren kann.
Dabei kann z.B. zunächst ein jeweiliges Loch 106 des ersten Rohrbodens 104a auf der graphischen Darstellung auf dem Bildschirm 201 hervorgehoben werden, so dass der Monteur ein jeweiliges Rohr 20 in das jeweilige Loch 106 einbringen kann. Anschließend kann z.B. der Verlauf des jeweiligen Rohres 20 im Bereich des ersten Zopfes 4, des
Wicklungsbereiches 1 1 und des zweiten Zopfes 5 graphisch hervorgehoben werden, so dass der Monteur das jeweilige Rohr 20 entsprechend dem angezeigten Verlauf montieren (insbesondere im Wicklungsbereich 1 1 um das Kernrohr 21 herum wickeln) kann. Schließlich kann ein jeweiliges Loch 106 des zweiten Rohrbodens 104b graphisch dargestellt werden, so dass der Monteur das jeweilige Rohr 20 in dieses Loch 106 einbringen kann.
Anschließend kann z.B. analog zu dem beschriebenen Verfahren der Verlauf weiterer Rohre 20 derselben Rohrlage 22 graphisch dargestellt werden, so dass der Monteur diese montieren kann. Dabei kann auch bei Bedarf die Position einer Klammer zum Fixieren zweier benachbarter Rohre 20 der Rohrlage 22 mittels der Anzeigeeinrichtung 200 angezeigt werden. Nach dem vollständigen Montieren einer jeweiligen Rohrlage 22 können auch die Positionen der Stege 6, die auf der jeweiligen Rohrlage 22 zu montieren sind, von der Anzeigeeinrichtung 200 angezeigt werden, so dass der Monteur diese entsprechend positionieren und gegebenenfalls mit der darunterliegenden Rohrlage 22 bzw. mit den Klammern verschweißen kann.
Optional kann der Monteur mittels der Eingabeeinrichtung 220 die Fertigstellung eines Teilschritts der Montage bestätigen. Die Anzeigeeinrichtung 200 kann dann (mittels eines entsprechenden Steuergeräts, dass das Eingabesignal erkennt und einen entsprechenden Steuerbefehl sendet) diejenige graphische Darstellung anzeigen, welche dem
nächstfolgenden Schritt der Montage entspricht (z.B. den Verlauf des Rohres 20 im Bereich des zweiten Zopfes 5 nach Abschluss der Wicklung des Rohres im Wicklungsbereich 1 1 ).
Zusätzlich kann die Anzeigeeinrichtung 200 z.B. ein Identifikationsmerkmal (z.B. eine Identifikationsnummer) eines zu montierenden Rohres 20, Stegs 6 oder einer zu
montierenden Klammer anzeigen, so dass der Monteur ein mit dem Identifikationsmerkmal ausgestattetes Rohr 20, einen entsprechenden Steg 6 oder eine Klammer zur Montage auswählen kann. Dies ist z.B. dann vorteilhaft, wenn ein Rohr 20 einer bestimmten Länge, das entsprechend seiner Länge mit dem Identifikationsmerkmal versehen ist, an einer bestimmten Position des Rohrbündels 2 eingebaut werden soll.
Die Anzeigeeinrichtung 200 ist weiterhin über eine Datenverbindung mit einer optischen Erfassungseinrichtung 230 (z.B. einer Kamera) verbunden. Mittels der optischen
Erfassungseinrichtung 230 kann ein Bild zumindest eines Teils des Rohrbündels 2 aufgenommen werden und in Form von Daten über die Datenverbindung an die
Anzeigeeinrichtung 200 übermittelt werden. Ein solches Bild kann z.B. von einem Prozessor der Anzeigeeinrichtung 200 unter Verwendung einer entsprechenden Software zur
Fehleranalyse ausgewertet werden. Alternativ dazu ist es möglich, das Bild über die
Kommunikationseinrichtung 210 z.B. an einen Spezialisten zu übermitteln, der sich entfernt vom Ort der Montage des Rohrbündels 2 aufhält, so dass dieser gegebenenfalls
Montagefehler analysieren kann.
Weiterhin kann ein Monteur am Ort der Montage des Rohrbündels 2 über die
Anzeigeeinrichtung 200 und die Kommunikationseinrichtung 210 mit einem entsprechenden Spezialisten, der sich entfernt vom Ort der Montage des Rohrbündels 2 aufhält,
kommunizieren, um z.B. Montagefehler zu diskutieren bzw. Hilfe von dem Spezialisten einzuholen. Diese Kommunikation kann z.B. in Form einer Videokonferenz erfolgen.
Die Figur 3A zeigt eine schematische Darstellung eines Stegs 6, z.B. einen länglichen Blechstreifen, der als Abstandselement zwischen zwei übereinanderliegenden Rohrlagen 22 eines Rohrbündels 2 eines gewickelten Wärmeübertragers 1 (siehe Fig. 1 und Fig. 2) geeignet ist.
Der Steg 6 weist mehrere Identifikationsmerkmale 400 auf. Diese umfassen drei erste Markierungen 401 in Form von (z.B. auf den Steg 6 gedruckten oder in den Steg 6 eingravierten) Markierungslinien. Diese Markierungslinien verlaufen insbesondere senkrecht zu der Längserstreckungsrichtung des Stegs 6. Die äußeren beiden Markierungslinien sollen bei der Montage des Stegs 6 auf einer jeweiligen Rohrlage 22 des Rohrbündels so angeordnet werden, dass die Markierungslinien an den Enden des Wicklungsbereiches 1 1 liegen, an denen der Wicklungsbereich 1 1 in den ersten Zopf 4 und den zweiten Zopf 5 übergeht. Das heißt, die jeweiligen äußeren ersten Markierungen 401 liegen an einer ersten Position 24 und an einer zweiten Position 27 (siehe Fig. 2), wobei an der ersten Position 24 der erste Zopf 4 gemäß dem berechneten Verlauf in den Wicklungsbereich 1 1 übergeht, und wobei an der zweiten Position 27 der Wicklungsbereich 1 1 gemäß dem berechneten Verlauf in den zweiten Zopf 5 übergeht.
Die ersten Markierungen 401 ermöglichen dem Monteur des Rohrbündels 2 insbesondere auf einfache Weise, die Stege 6 in der gewünschten (berechneten) axialen Position
(bezüglich der Längsachse L) auf der jeweiligen Rohrlage 22 zu positionieren. Die optionale weitere erste Markierung 401 markiert z.B. die Mitte des Rohrbündels 2 zwischen den Zöpfen 4,5 auf dem Steg 6.
Der in Fig. 3A gezeigte Steg 6 weist außerdem eine Mehrzahl an zweiten Markierungen 402, die als schräg in Bezug auf die Längserstreckungsrichtung des Steges 6 verlaufende Markierungslinien (ebenfalls z.B. gedruckt oder graviert) ausgebildet sind. Diese zweiten Markierungen 402 markieren den Verlauf eines jeweiligen Rohres 20 der jeweils nächsten zu wickelnden Rohrlage 22 (z.B. den Verlauf eines Führungsrohres). Dabei verlaufen die Rohre 20 insbesondere abschnittsweise entlang der Markierungslinien. Eine jeweilige zweite Markierung 402 markiert dabei insbesondere den Verlauf einer jeweiligen Windung 23 eines Rohres 20. Die zweiten Markierungen 402 können dabei den Verlauf eines einzigen Rohres 20 (z.B. des Führungsrohres) oder den Verlauf mehrerer Rohre 20 der zu wickelnden Rohrlage 22 markieren.
Durch die zweiten Markierungen 402 auf den Stegen 6 kann für den Wickler der Rohre 20 auf einfache Weise und insbesondere ohne weitere technische Hilfsmittel eine Orientierung für das Wickeln der Rohre 20 nach dem zuvor berechneten Verlauf gegeben werden.
Weiterhin weist der in Fig. 3A gezeigte Steg 6 eine dritte Markierung 403 auf. Diese dritte Markierung 403 kann z.B. eine Identifikationsnummer sowie eine Angabe der Rohrlage 22, auf welcher der Steg 6 anzuordnen ist und/oder eine Angabe einer Winkellage des Steges 6 (in Umfangsrichtung U bezüglich der Längsachse L) umfassen. Dabei kann es sich bei der dritten Markierung 403 z.B. um aufgedruckten oder eingravierten Text oder einen
aufgedruckten scanbaren Barcode handeln.
Die Stege 6 gemäß der vorliegenden Erfindung können sich je nach der gewünschten (berechneten) Position des jeweiligen Stegs 6 in dem Rohrbündel 2 voneinander
unterscheiden, insbesondere durch an unterschiedlichen Positionen angebrachten zweiten Markierungen 402 (Markierungslinien für den Rohrverlauf der nächsten zu wickelnden Lage). Daher ist es vorteilhaft, die Stege mit einer Identifikationsnummer bzw. einer dritten
Markierung 403 zu versehen, die es erlaubt, einen bestimmten Steg auszuwählen und an der berechneten Position in das Rohrbündel 2 einzubauen. Dabei bestimmt z.B. eine Angabe der Rohrlage 22, auf der der Steg 6 zu positionieren ist, die radiale Position des Stegs, während die Angabe der Winkellage die Position in Umfangsrichtung U bezüglich der Längsachse L bestimmt.
Die Figur 3B zeigt eine schematische Darstellung eines Rohres 20 zum Einbau in ein Rohrbündel 2 eines gewickelten Wärmeübertragers 1 (siehe Fig. 1 und Fig. 2). Das Rohr weist zwei Identifikationsmerkmale 400, nämlich eine dritte Markierung 403 und eine vierte Markierung 404, auf. Bei der dritten Markierung 403 handelt es sich wie bei dem oben beschriebenen Steg 6 z.B. um eine Identifikationsnummer oder eine Angabe der Position bzw. Orientierung des Rohres 20 in dem Rohrbündel 2. Die vierte Markierung 404 ist eine Schneidemarkierung, z.B. in Form einer aufgedruckten oder eingravierten Markierungslinie, die eine Position markiert, an welcher das Rohr 20 geschnitten werden soll, insbesondere nach dem Wickeln um das Kernrohr 21 in dem Wicklungsbereich 1 1 und vor dem Einbringen eines (durch das Schneiden erzeugten) Endes des Rohres 20 in ein entsprechendes Loch 106 des zweiten Rohrbodens 104b.
Durch eine solche Schneidemarkierung können insbesondere längere Rohre 20
bereitgestellt werden, die beim Montieren auf die optimierte, mittels der automatischen Berechnung ermittelte Rohrlänge gekürzt werden. Die beschriebene vierte Markierung 404 erlaubt es, auf einfache Weise die Schneideposition für den Monteur des Rohrbündels 2 zu markieren.
Bezuaszeichenliste
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Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Wärmeübertragers (1 ), welcher ein entlang einer Längsachse (L) erstrecktes Kernrohr (21 ) und ein Rohrbündel (2) aufweist, das eine Mehrzahl an Rohren (20) zum Führen eines ersten Fluids sowie eine Mehrzahl an Stegen (6) aufweist, wobei die Rohre (20) in einer Mehrzahl an Rohrlagen (22) zumindest abschnittsweise schraubenlinienförmig um das Kernrohr
(21 ) herum gewickelt sind, und wobei die Stege (6) jeweils zwischen zwei Rohrlagen
(22) der Rohre (20) angeordnet sind, so dass mittels des jeweiligen Steges (6) ein Abstand zwischen den jeweiligen Rohrlagen (22) ausgebildet wird, und wobei ein Verlauf der Rohre (20) des Rohrbündels (2) von einem jeweiligen ersten Rohrboden (104a) des Wärmeübertragers (1 ) um das Kernrohr (21 ) herum zu einem jeweiligen zweiten Rohrboden (104b) des Wärmeübertragers (1 ) automatisch berechnet wird, und wobei die Stege (6) jeweils mindestens ein anhand des berechneten Verlaufs gewähltes Identifikationsmerkmal (400) aufweisen, das eine Position des jeweiligen Steges (6) in dem Wärmeübertrager (1 ) kennzeichnet, wobei der jeweilige Steg (6) entsprechend dem Identifikationsmerkmal (400) montiert wird, und wobei die Stege (6) parallel zu einer Längsachse (L) des Wärmeübertragers (1 ) montiert werden, entlang derer das Kernrohr (21 ) verläuft, und wobei das Identifikationsmerkmal (400) eines jeweiligen Stegs (6) eine Winkellage des jeweiligen Stegs (6) umfasst, wobei die Winkellage eine Position des jeweiligen Stegs (6) in Umfangsrichtung (U) bezüglich der Längsachse (L) angibt, und wobei das Identifikationsmerkmal (400) eines jeweiligen Stegs (6) eine Angabe einer Rohrlage (22) der Rohre (20) umfasst, auf welcher der jeweilige Steg (6) bei der Montage in den Wärmeübertrager (1 ) zu positionieren ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Identifikationsmerkmal (400) eine
Identifikationsnummer umfasst, wobei insbesondere die Stege (6) in einer
Reihenfolge entsprechend ihrer jeweiligen Identifikationsnummer in den
Wärmeübertrager (1 ) montiert werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rohre (20) von dem ersten Rohrboden (104a) in einem ersten Zopf (4) zu einem Wicklungsbereich (1 1 ) des Rohrbündels (2) geführt werden und von dem Wicklungsbereich (1 1 ) in einem zweiten Zopf (5) zu dem zweiten Rohrboden (104b) geführt werden, wobei die Rohre (20) in dem Wicklungsbereich (1 1 ) in einer Mehrzahl an Windungen (23) um das Kernrohr (21 ) herum gewickelt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Identifikationsmerkmal (400) eine erste
Markierung (401 ) umfasst, die eine erste Position (24) oder eine zweite Position (27), markiert, wobei an der ersten Position (24) der erste Zopf (4) gemäß dem
berechneten Verlauf in den Wicklungsbereich (1 1 ) übergeht, und wobei an der zweiten Position (27) der Wicklungsbereich (1 1 ) gemäß dem berechneten Verlauf in den zweiten Zopf (5) übergeht.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das
Identifikationsmerkmal (400) eine Mehrzahl an zweiten Markierungen (402) umfasst, wobei die Rohre (20) derart um das Kernrohr (21 ) herum gewickelt werden, dass eine jeweilige Windung (23) des Rohres (20) an der Position einer jeweiligen zweiten Markierung (402) verläuft.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die zweiten Markierungen (402) jeweils entlang einer Linie erstreckt sind, wobei ein jeweiliges Rohr (20) des Rohrbündels (2) derart um das Kernrohr (21 ) herum gewickelt wird, dass das jeweilige Rohr (20)
abschnittsweise entlang der Linie verläuft.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das
Identifikationsmerkmal (400) eines jeweiligen zu montierenden Steges (6) mittels einer optischen Anzeigeeinrichtung (200) angezeigt wird.
8. Steg (6) für einen gewickelten Wärmeübertrager (1 ), wobei der Wärmeübertrager (1 ) ein entlang einer Längsachse (L) erstrecktes Kernrohr (21 ) und ein Rohrbündel (2) aufweist, das eine Mehrzahl an Rohren (20) zum Führen eines ersten Fluids aufweist, wobei die Rohre (20) in einer Mehrzahl an Rohrlagen (22) zumindest abschnittsweise schraubenlinienförmig um das Kernrohr (21 ) herum gewickelt sind, und wobei der Steg (6) dazu ausgebildet ist, zwischen jeweils zwei Rohrlagen (22) angeordnet zu werden, so dass mittels des Steges (6) ein Abstand zwischen den jeweiligen
Rohrlagen (22) ausgebildet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (6) mindestens ein Identifikationsmerkmal (400) aufweist, wobei das
Identifikationsmerkmal (400) des Stegs (6) eine Winkellage des Stegs (6) umfasst, wobei die Winkellage eine Position des Stegs (6) in Umfangsrichtung (U) bezüglich der Längsachse (L) angibt, und wobei das Identifikationsmerkmal (400) des Stegs (6) eine Angabe einer Rohrlage (22) der Rohre (20) umfasst, auf welcher der Steg (6) bei einer Montage in den Wärmeübertrager (1 ) zu positionieren ist.
PCT/EP2019/025341 2018-10-23 2019-10-11 Verfahren zur herstellung eines gewickelten wärmeübertragers und steg für einen gewickelten wärmeübertrager WO2020083522A1 (de)

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Citations (5)

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DE1939564A1 (de) * 1968-08-06 1970-02-12 Atomic Power Construction Ltd Aufhaengesystem fuer Vielfach-Rohranordnungen,insbesondere in Waermetauschern von Kernreaktoren
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DE102016015013A1 (de) * 2016-12-15 2018-06-21 Linde Aktiengesellschaft Abstützung von Rohren gewickelter Wärmeübertrager

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