DE1108715B

DE1108715B - Rohrunterstuetzung fuer Roehrenbuendel von Waermetauschern

Info

Publication number: DE1108715B
Application number: DEB54749A
Authority: DE
Inventors: Ernst Kissel
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1959-09-10
Filing date: 1959-09-10
Publication date: 1961-06-15

Description

Rohrunterstützung für Röhrenbündel von Wärmetauschern In den Röhrenbündeln von Wärmetauschern und Kondensatoren treten im Betrieb oft Schwingungen der einzelnen Rohre auf, die bei liegender Anordnung und kleinem Rohrdurchmesser durch die Durchbiegung des Rohres infolge seines Eigengewichts noch verstärkt werden. Man unterstützt daher solche Rohrbündelanordnungen bei größeren Längen der Rohre durch besonders eingebaute Bleche. Diese Stützbleche haben außerdem die Aufgabe, das um die Rohre fließende Medium in geeigneter Weise zu führen, um den Wärmeübergangswiderstand möglichst klein zu halten bzw. die Durchgangszahlen zu erhöhen.
Die einzelnen Bohrungen in den Stützblechen müssen größer als der Rohraußendurchmesser sein. Grund hierfür ist einmal die Fertigungstoleranz der Rohre und außerdem die Notwendigkeit, diese bei der Montage ohne Schwierigkeiten in die Stützbleche einführen zu können. Dadurch ist es aber möglich, daß die Rohre im Betrieb in den Stützblechen unter der Einwirkung des strömenden Mediums schwingen und die dauernde Bewegung und Reibung der Rohrwände in den Bohrungen der Stützbleche Schäden an den Rohren herbeiführt.
Man kann die Röhrenbündel zwar durch Befestigen der einzelnen Rohre an den Stützblechen, z. B. durch Anschweißen (Anpunkten) festlegen, muß dabei allerdings die Nachteile in Kauf nehmen, daß bei auftretenden Schadensfällen einzelne Rohre nicht ohne weiteres aus dem Röhrenbündel herausgezogen werden können und daß durch die Befestigung an dem Stützblech durch Schweißen das Gefüge der Rohrwand gestört oder gegen Korrosionsbeanspruchung empfindlicher wird.
Es sind ferner insbesondere bei Röhrenbündeln mit einer großen Anzahl von Rohren die BefestigungssteHen kaum oder nur schwer zugänglich, und es stören die um die Rohre angebrachten notwendigen Führungsbleche auch den einfachen Ablauf der Fertigung des Wärmeaustauschers. Die Befestigung der Rohre an den Stützblechen kann praktisch nur von innen nach außen erfolgen. Dadurch wird die, vor allem bei größeren Einheiten, für die richtige Fertigung notwendige Reihenfolge unmöglich, in welcher die einzelnen Rohre in den Rohrböden eingewalzt oder eingeschweißt werden müssen.
Bekannt sind Wärmetauscher, deren Stützbleche an den Bohrungen konisch ausgebördelt sind, so daß die Bördel eng an der Außenwand des Rohres anliegen. Diese Bördel verhindern aber keineswegs ein Schwingen der Rohre, da auch bei einer sehr festen Klemmung zwischen den Bördeln und den Rohren letztere unbehindert in ihrer freien Länge zwischen den Bördeln schwingen können. Die Bördel wirken dann ohne Dämpfung als Knotenpunkte der Schwingungen.
Es sind außerdem Wärinetauscher bekannt, deren Stützbleche aus elastischem Kunststoff hergestellt sind. Auch bei diesen dünnen Stützblechen werden die Rohre nur im Bereich derSohrung unterstützt, so daß eine Sicherung gegen Schwingung und Durchbiegung der Rohre nicht gegeben ist.
Man hat versucht, die hohen Beanspruchungen an den Einspannstellen zwischen den Stützblechen und Rohren durch Büchsen in den Bohrungen der Stützbleche zu vermindern, Merbei sollte der Werkstoff der Büchsen weicher sein als der Werkstoff der Rohre. Derartige Büchsen geben zwar den Rohren eine größere Auflagelänge, als sie mit dünnen Blechen zu erreichen sind, die Büchsen werden aber ihrerseits nur auf einer Länge unterstützt, die so groß ist wie die Dicke des Stützbleches. Daher ergab auch diese Bauweise keine gegen Störungen unempfindliche Rohrunterstützung.
Es wurde nun gefunden, daß man die aufgezeigten Schwierigkeiten vermeidet und die Rohre eines Röhrenbündels in einem Kondensator oder Wärmetauscher mittels zwischen den Rohrböden angeordneten Stützblechen weitgehend bewegungs- bzw. schwingungsfrei abstützt und festlegt, wenn man jeweils zwei benachbarte Stützbleche in geringem Abstand voneinander anordnet und den Raum zwischen ihnen ausgießt. Die Abbildungen zeigen einige Ausführungsforinen von Röhrenwärmeaustauschern nach der Erfindung.
Die Rohre 1 eines Wärinetauschers sind in den Rohrböden 2 eingewalzt oder eingeschweißt. Die beiden Stützbleche 3 werden mit Distanzstücken, z. B. Stützrohren 4, in ihrer Lage gegeneinander und gegen die Rohrböden festgelegt. Die Bohrungen für die Rohre 1 in den Rohrböden 2 werden entsprechend der Befestigungsart ausgebildet. In den Stützblechen 3 werden die Bohrungen für die einzelnen Rohre so ausgeführt, daß sich die Rohre mit dem notwendigen Spiel, z. B. entsprechend der Fertigungstoleranz, einführen lassen. Dazu werden die Rohre vor dem Zusammenbau auf Geradheit geprüft, gegebenenfalls gerichtet und an den Enden kalibriert. Zweckmäßig werden die Rohre senkrecht stehend eingebaut, so daß sie sich durch das Eigengewicht gar nicht oder nur gleichmäßig durchbiegen können.
Der Raum 5 zwischen benachbarten Stützblechen 3 wird zum Festlegen der Rohre anschließend mit einem für die Betriebsbedingungen geeigneten Stoff, z. B. Blei, Bleilegierung, Kunststoff, Gießharz, Zement od. dgl. ausgegossen. Der Abstand der beiden Stützbleche 3 wird dabei so gewählt, daß die Vergußmasse einwandfrei, insbesondere ohne Hohlräume, eingebracht werden kann. Mehrere über die Länge des Röhrenbündels 1 verteilte Stützbleche 3 können, auf den Rohrbündelquerschnitt bezogen, auch teilweise abgeschnitten werden, so daß sich um das Röhrenbündel eine wechselnde Längs-Querströmung ergibt (Abb. 2).
Unterstützungen dieser Art bestehen aus jeweils zwei am äußeren Rand verbundenen Stützblechpaaren, wobei der Raum zwischen ihnen vergossen ist. Ebenso läßt sich der Raum zwischen den Stützblechen 3 und den Rohrböden 2 durch weitere Stützbleche unterteilen und/oder der Raum zwischen den Stützblechen selbst teilweise ausgießen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Rohrunterstützung für Röhrenbündel in Wärmetauschem aus zwischen den Rohrböden angeordneten Stützblechen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Stützbleche in geringem Abstand voneinander angeordnet sind und der Raum zwischen ihnen ausgegossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften-Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1759 835; USA.-Patentschrift Nr. 2 873 098; deutsche Patentanmeldung M4886Ia/17f (bekanntgemacht am 8. 5. 1952).