DE1108715B

DE1108715B - Pipe support for pipe bundles of heat exchangers

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.Tube support for tube bundles of heat exchangers In the tube bundles of heat exchangers and condensers often occur vibrations of the individual during operation Pipes, which with a horizontal arrangement and a small pipe diameter due to the deflection of the pipe can be reinforced due to its own weight. One therefore supports such tube bundle arrangements with longer lengths of the tubes by specially built-in Sheets. These support plates also have the task of the flowing around the pipes To guide the medium in a suitable manner in order to reduce the heat transfer resistance as much as possible to keep small or to increase the number of passes.

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.The individual holes in the support plates must be larger than the Be pipe outer diameter. The reason for this is, on the one hand, the manufacturing tolerance of the pipes and also the need to insert them into the assembly without difficulty To be able to introduce support plates. This makes it possible, however, that the pipes are in operation swing in the support plates under the action of the flowing medium and the constant movement and friction of the pipe walls in the holes in the support plates damage on the pipes.

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.The tube bundle can be opened by attaching the individual tubes on the support plates, e.g. B. set by welding (spotting), but must accept the disadvantages that individual tubes in the event of damage can not be easily pulled out of the tube bundle and that by the fastening to the support plate by welding disturbed the structure of the pipe wall or becomes more sensitive to corrosion.

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.It is also particularly in the case of tube bundles with a large number The fastening points of pipes are hardly or only with difficulty accessible, and they are a nuisance the necessary guide plates attached around the pipes also facilitate the simple process the manufacture of the heat exchanger. The fastening of the pipes to the support plates can practically only be done from the inside out. This will, especially at larger units, impossible sequence necessary for correct production, in which the individual tubes are rolled or welded into the tube sheets have to.

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.Heat exchangers are known whose support plates are conical at the bores are flared so that the flanges lie tightly against the outer wall of the tube. These Flares in no way prevent the pipes from swinging, as they do with one of them firm clamping between the flanges and the tubes, the latter unimpeded in their can swing free length between the flanges. The flanges then work without Damping as the nodes of the vibrations.

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.There are also known heat exchangers whose support plates are made of elastic Plastic are made. Even with these thin support plates, the pipes are supported only in the area of the hole, so that a protection against vibration and There is no bending of the pipes.

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.Attempts have been made to cope with the high stresses on the clamping points between the support plates and pipes through bushings in the holes in the support plates To reduce, Merbei, the material of the bushes should be softer than the material of the pipes. Such bushings give the pipes a longer support length than they can be reached with thin metal sheets, but the cans in turn only become supported over a length that is as great as the thickness of the support plate. Therefore Even this construction did not result in a pipe support insensitive to interference.

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.It has now been found that the difficulties indicated can be avoided and the tubes of a tube bundle in a condenser or heat exchanger by means of Support plates arranged between the tube sheets largely free of movement or vibration supports and fixes if you have two adjacent support plates in each case Spacing them apart and pouring out the space between them. the The figures show some embodiments of tubular heat exchangers according to Invention.

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.The tubes 1 of a heat exchanger are rolled or welded into the tube sheets 2. The two support plates 3 are provided with spacers, for. B. support tubes 4, set in their position against each other and against the tube sheets. The bores for the tubes 1 in the tube sheets 2 are formed according to the type of fastening. In the support plates 3 , the holes for the individual tubes are designed so that the tubes with the necessary game, for. B. according to the manufacturing tolerance, can be introduced. For this purpose, the pipes are checked for straightness before assembly, straightened if necessary and calibrated at the ends. The pipes are expediently installed vertically so that they cannot bend at all or only evenly due to their own weight.

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).The space 5 between adjacent support plates 3 is then coated with a material suitable for the operating conditions, e.g. B. lead, lead alloy, plastic, resin, cement or the like. Poured out. The distance between the two support plates 3 is chosen so that the casting compound can be introduced properly, in particular without cavities. Several support plates 3 distributed over the length of the tube bundle 1 can also be partially cut off, based on the tube bundle cross-section, so that there is an alternating longitudinal cross-flow around the tube bundle (Fig. 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.Supports of this type consist of two pairs of supporting plates connected at the outer edge, the space between them being potted. Likewise, the space between the support plates 3 and the tube sheets 2 can be subdivided by further support plates and / or the space between the support plates themselves can be partially filled.

Claims

PATENT CLAIM: Tube support for tube bundles in heat exchangers from supporting plates arranged between the tube sheets, characterized in that two adjacent supporting plates are arranged at a short distance from one another and the space between them is filled. Considered publications-German utility model No. 1759 835; U.S. Patent No. 2,873,098; German patent application M4886Ia / 17f (published May 8, 1952).