DE2713257A1 - Prefabricated heat exchanger cluster for cracking plant - has tubes in plates fitted into chamber with flow medium deflector - Google Patents

Abstract

The prefabricated heat exchanger pipe cluster is used for guiding a first flowing heat exchange medium. The pipes are held in vertical holding plates and horizontal pipes form vertical rows. The pipes in adjacent rows are staggered. The heat exchanger forms a unit which can be placed especially into a convection zone of a cracking plant. The heat exchanger is readily installed into the plant masonry. The intermediate spaces between the pipes of both outside vertical pipe rows of the pipe cluster have deflecting profile held in the pipe support plates and arranged paralle to the pipes. This deflector deflects the second heat exchanging medium. The deflector can be readily fitted in the flow space between the tube cluster outline and the adjacent wall of the flow chamber.

Description

Vorgefertigtes Wärmeaustauscher-Rohrbündel Prefabricated heat exchanger tube bundle

Die Erfindung bezieht sich auf ein vorgefertigtes Wärmeaustauscher-Rohrbündel zur Führung eines ersten strömenden Wärmeaustauschmediums, bei welchem die einzelnen Rohre innerhalb von wenigstens zwei mit Abstand voneinander befindlichen im wesentlichen vertikalen Rohrtragplatten und im wesentlichen senkrecht zu diesen in zueinander parallel und mit seitlichem Abstand voneinander verlaufenden vertikalen Reihen angeordnet sind, wobei die Rohre benachbarter Rohrreihen gegeneinander versetzt sind, für den Einbau in einen Strömungsraum, welcher zu den beiden äußeren vertikalen Rohrreihen des Rohrbündels parallele und mit seitlichem Abstand verlaufende Wandungen aufweist und in welchem ein zweites Wärmeaustauschmedium im wesentlichen senkrecht zu den Rohren des Rohrbündels strömt. Ein derartiges vorgefertigtes Rohrbündel eignet sich insbesondere für den Einbau in der (1-:1' <1 1 ()LI t t Spaltofens oder Reformerofens.The invention relates to a prefabricated heat exchanger tube bundle for guiding a first flowing heat exchange medium, in which the individual Tubes within at least two spaced apart substantially vertical tube support plates and essentially perpendicular to these in each other arranged parallel and laterally spaced vertical rows are, the tubes of adjacent rows of tubes are offset from one another, for the Installation in a flow space, which leads to the two outer vertical rows of pipes of the tube bundle has parallel and laterally spaced walls and in which a second heat exchange medium is substantially perpendicular to the Tubes of the tube bundle flows. Such a prefabricated tube bundle is suitable in particular for installation in the (1-: 1 '<1 1 () LI t t cracking furnace or reformer furnace.

Ein Spaltofen und auch ein Reformerofen weist in der Regel eine Strahlungszone sowie eine nachfolgende Konvektionszone auf. Die Strahlungszone ist dabei als von einer Vielzahl von Seitenwandbrennern befeuerte Brennkammer ausgebildet. Innerhalb der Brennkammer sind die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe führende Rohre vorzugsweise schlangenförmig oder gerade angeordnet, wobei der schlangenförmigen Anordnung mit im wesentlichen senkrechtem Verlauf der Rohre der Vorzug gegeben wird. Die nachfolgende Konvektionszone ist zweckmäßigerweise seitlich versetzt oberhalb der Strahlungszone angeordnet.A cracking furnace and also a reformer furnace usually have a radiation zone as well as a subsequent convection zone. The radiation zone is as of a plurality of side wall burners fired combustion chamber formed. Within In the combustion chamber, the pipes carrying the hydrocarbons to be split are preferably serpentine or straight, the serpentine arrangement with A substantially vertical course of the pipes is given preference. The following Convection zone is expediently offset laterally above the radiation zone arranged.

In ihr werden die aus der Brennkammer abströmenden Rauchgase zum Vorwärmen der in der Brennkammer zu spaltenden Kohlenwasserstoffe verwendet. Ferner werden in der Konvektionszone die Rauchgase zur Erhitzung von Prozeßdampf und Hochdruckdampf, Speisewasser etc. ausgenutzt.In it, the flue gases flowing out of the combustion chamber are used for preheating of the hydrocarbons to be split in the combustion chamber. Further be in the convection zone the flue gases for heating process steam and high-pressure steam, Feed water etc. used.

Die Konvektionszone ist normalerweise als mit einer feuerfesten Ausmauerung versehener, in Richtung der horizontalen Rohre langgestreckter Schacht ausgebildet, welcher von den Rauchgasen von unten nach oben im wesentlichen vertikal durchströmt wird. In diesen Schacht werden die vorgefertigten Wärme aus tauscher-Rchrbündel der eingangs bezeichneten Gattung auf die dort beschriebene Weise eingebaut. Es versteht sich, daß im Interesse eines erleichterten Einbaus und zur Vermeidung der Gefahr einer gegenseitigen Beschadigung der Ausmauerung und des Rohrbündels selbst ein ausreichender seitlicher Abstand zwischen dem Rohrbündel und der Ausmauerung vorhanden sein muß.The convection zone is usually as having a refractory lining provided, elongated shaft in the direction of the horizontal pipes, which flows through the flue gases from bottom to top essentially vertically will. The prefabricated heat from exchanger bundles are stored in this shaft of the type indicated at the outset installed in the manner described there. It it goes without saying that in the interest of easier installation and to avoid the Risk of mutual damage to the brickwork and the pipe bundle itself a sufficient lateral distance between the tube bundle and the brickwork must be present.

Bei den bekannten Ofen treten jedoch in den beiden zu den vertikalen Rohrreihen parallelen äußeren Randbereichen des die Konvektionszone bildenden Schachts durch Blindströme im Rauchgas wegen unterschiedlicher Abstände der in den dortigen R"iidbereichen befindlichen Rohre zur Ausmauerung jeweils stark unter schiedliche Temperaturprofile auf. Bei den bekannten Spaltöfen hat man zwar versucht, das Problem der Rauchgasrandgängigkeit durch verschiedene Maßnahmen zumindest zu verringern. Diese Maßnahmen führten jedoch nicht zu dem gewünschten Erfolg oder sie brachten andere schwerwiegende Nachteile mit sich.In the case of the known furnace, however, the two join the vertical ones Rows of pipes parallel outer edge areas of the shaft forming the convection zone due to reactive currents in the flue gas due to the different distances between them The pipes for the brickwork located in the ridge areas are each heavily underneath different Temperature profiles. In the known cracking furnaces, attempts have been made to solve the problem to at least reduce the flue gas accessibility through various measures. However, these measures did not lead to the desired success or they did not bring them other serious drawbacks with it.

So hat man zunächst versucht, die Rauchgasrandgängigkeit durch einen sehr geringen Abstand zwischen den äußeren vertikalen Rohrreihen und der diesen benachbarten Ausmauerung zu verringern. Dabei ergab sich jedoch, daß die am äußeren Rand des Bündels befindlichen Rohre eine gegenüber den übrigen Rohren erhöhte Temperatur erhielten. Ein besonders wesentlicher Nachteil dieser Maßnahme lag jedoch darin, daß die Montagebedingungen bei der Einbringung der einzelnen Rohrbündel in die Ronvektionszone stark erschwert wurden, wobei unter anderem auch die ernsthafte Gefahr gegenseitiger Beschädigungen zwischen Rohrbündel und Ausmauerung bestand.So an attempt was first made to make the flue gas permeability through a very small distance between the outer vertical rows of pipes and these reduce neighboring brickwork. It turned out, however, that the outer At the edge of the bundle, the temperature of the tubes is higher than that of the other tubes received. A particularly significant disadvantage of this measure, however, was that the assembly conditions for the introduction of the individual tube bundles into the Ronvection zone were made much more difficult, with, among other things, the serious danger of mutual There was damage between the pipe bundle and the brickwork.

Ferner hat man versucht, die Rauchgas-Randgängigkeit zumindest im wesentlichen zu eliminieren, indem man unter Beibehaltung des bisherigen ausreichenden seitlichen Abstandes zwischen den beiden äußeren Rohrreihen und der benachbarten Ausmauerung sogenannte Mauerschikanen in den parallel zu den äußeren vertikalen Rohrreihen verlaufenden Randbereichen anbrachte. Hierbei handelt es sich um Vorsprünge der Ausmauerung, welche jeweils in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Rohren der beiden äußeren vertikalen Rohrreihen seitlich etwa bis zu den Rohrachsen hineinragen. Es versteht sich, daß hierzu auch die einzelnen vertikalen Rohrtragplatten im Bereich der Zwischenräume zwischen den einzelnen Rohren der beiden äußeren vertikalen Rohrreihen in aufwendiger Weise entsprechende Ausnehmungen zur Aufnahme der Vorsprünge der Ausmauerung aufweisen müssen. Ein besonders wesentlicher Nachteil ist es jedoch, daß die Ausführungsform mit den Mauerschikanen nur dann praktikabel ist, wenn die einzelnen Rohrbündel in die fertiggemauerte Konvektionszone eingebracht werden können Elierbei ist es erforderlich, daß die einzelnen Rohrbünde' im Gegensatz zur bisherigen relativ einfachen vertikalen Einbringung in den Schacht der Konvektionszone in diesem besonderen Fall mit besonderer Genauigkeit durch eine zunächst offene Stirnwand horizontal in den Schacht eingeschoben werden müssen und anschließend dort besonders genau zu fixieren sind. Erfolgt dabei die Montage der Rohrbündel in der Konvektionszone an der Baustelle selbst, so wird sie entsprechend verteuert.Furthermore, attempts have been made to limit the flue gas marginal accessibility, at least in the essential to eliminate by keeping the previous sufficient lateral distance between the two outer rows of tubes and the adjacent one Bricklaying so-called wall chicanery in the parallel to the outer vertical Rows of pipes running edge areas attached. These are protrusions the lining, which is in the spaces between the individual pipes of the two outer vertical rows of tubes protrude laterally approximately up to the tube axes. It goes without saying that this also includes the individual vertical tube support plates in the area the spaces between the individual tubes of the two outer vertical rows of tubes corresponding recesses for receiving the projections in a complex manner Must have brick lining. A particularly significant disadvantage, however, is that the embodiment with the wall harassment is only practical if the individual tube bundle in the finished brick Convection zone introduced Elierbei it is necessary that the individual pipe collars' in contrast to the previous relatively simple vertical introduction into the shaft of the convection zone in this particular case with particular accuracy through an initially open Front wall must be pushed horizontally into the shaft and then are to be fixed there particularly precisely. The assembly of the tube bundle takes place in the convection zone at the construction site itself, it is correspondingly more expensive.

Eine andere Möglichkeit besteht in der Vorfertigung einzelner ausgemauerter und verrohrter Konvektionszonen-Abschnitte im Herstellwerk. Hierbei können zwar durch entsprechende geschwenkte Anordnung der einzelnen Konvektionszonen-Abschnitte für die Montage der einzelnen Rohrbündel diese grundsätzlich auch vertikal in den betreffenden Konvektionszonen-Abschnitt eingeschoben werden. Jedoch ist auch hierbei eine besonders hohe Genauigkeit erforderlich, um eine gegenseitige Beschädigung der die Mauerschikanen bildenden Vorsprünge der Ausmauerung sowie der benachbarten Rohre des Rohrbündels zu vermeiden. Another possibility is the prefabrication of individual brickwork and piped convection zone sections in the manufacturing plant. Here you can by correspondingly pivoted arrangement of the individual convection zone sections for the assembly of the individual tube bundles, these basically also vertically into the relevant convection zone section are inserted. However, here is also a particularly high level of accuracy is required to avoid mutual damage the projections of the brick lining that form the wall chicanes as well as the neighboring ones Avoid tubes of the tube bundle.

Im übrigen ist bei dieser Ausführungsform ein teurer und komplizierter Transport der einzelnen ausgemauerten und verrohrten Konvektionszonen-Abschnitte zur Baustelle sowie ein dortiger zusätzlicher Zusammenbau der einzelnen Abschnitte erforderlich. Incidentally, in this embodiment, one is more expensive and complicated Transport of the individual lined and piped convection zone sections to the construction site as well as an additional assembly of the individual sections there necessary.

Ferner /hat man bei einer weiteren bekannten Ausführungsform anstelle der Mauerschikanen Blindrohre in den Rohrbündeln ebenfalls in den Zwischenräumen zwischen und parallel zu den einzelnen Rohren der beiden äußeren vertikalen Rohrreihen angeordnet, die wie die Rohre in gleicher Weise den Rohrfragplatten gelagert waren. Hierbei ergab sich jedoch eine Verminderung der Rauchgas-Randgängigkeit erst dann, wenn die beiden äußeren vertikalen Rohrreihen einschließlich dieser Blindrohre einen relativ geringen Abstand zur Ausmauerung hatten. Dies führte, wie bereits weiter oben näher erläutert, zu erschwerten Montagebedingungen. Ferner waren bei dieser Ausführungsform die (ungekühlten) Blindrohre einer viel größeren Temperaturbeanspruchung unterworfen, wodurch sich ebenfalls eine größere Wärmeabgabe an benachbarte Rohre ergab. Die erstrebten Verbesserungen wurden also auch bei dieser Ausführungsfortn nicht erreicht. Furthermore / one has in a further known embodiment instead the wall baffles blind pipes in the pipe bundles also in the spaces between them between and parallel to the individual tubes of the two outer vertical rows of tubes arranged, which, like the pipes, were stored in the same way as the pipe questionnaires. However, this did not result in a reduction in the flue gas marginal accessibility until if the two outer vertical rows of pipes including these blind pipes one had a relatively small distance from the brickwork. As before, this continued explained in more detail above, to difficult assembly conditions. Also were at this one Embodiment the (uncooled) blind tubes subject to much greater temperature stress subject, which also results in a greater heat dissipation to adjacent pipes revealed. The strived for improvements were not achieved with this implementation either achieved.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Anordnungen zu beseitigen und insbesondere eine einfache und wirksame Ausbildung eines Wirmeaustauscher-Rohrbündels zur Einbringung in einen Konvektionszonen-Schacht zu schaffen, welche die Vorteile der Ausführungsform mit den Mauerschikanen, also eine gleichmäßige Rauchgasströmung über den gesamten Schaciltpuerschnitt, aufweist und dabei jedoch ein einfacheres Einfahren von komplett vorgefertigten Rohrbündeln in die ausgemauerte Konvektionszone ermglicht.The present invention is based on the problem of the disadvantages to eliminate the known arrangements and in particular a simple and effective one Formation of a heat exchanger tube bundle for introduction into a convection zone shaft to create which the advantages of the embodiment with the wall baffles, so has a uniform flow of smoke gas over the entire Schaciltpu section and at the same time, however, it is easier to run in completely prefabricated tube bundles in the brick-lined convection zone.

Diese Aufgabe wird bei einem vorgefertigten Wärmeaustauscher-Rohrbündel der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemär3 dadurch gel(;st, daß in den Zwischenräumen zwischen den Rohren der beiden äußeren vertikalen Rohrreihen des Rohrbündels jeweils ein in den Rohrtragplatten gelagertes, in längsrichtung zu den Rohren parallel verlaufendes Umlenkprofil für die Str½-mung des zweiten Wärmeaustauschmediums angeordnet ist, welches für den Einbau des Rohrbündels in den Strömungsraum innerhalb des äußeren Rohrbündelumrisses und nach dem Einbau des Rohrbündels nach außen bis an die benachbarte Wandung des Strömungsraums bringbar ist, wobei sich das Umlenkprofil in dieser Stellung nach innen im wesentlichen bis zu der die Längsachsen der Rohre der äußeren vertikalen Rohrreihe enthaltenden Ebene erstreckt.This task is performed with a prefabricated heat exchanger tube bundle of the genus described at the beginning according to the invention thereby gel (; st that in the Gaps between the tubes of the two outer vertical tube rows of the Tube bundle each one stored in the tube support plates, in the longitudinal direction to the Deflection profile running parallel to pipes for the flow of the second heat exchange medium is arranged, which for the installation of the tube bundle in the flow space within of the outer tube bundle outline and after the installation of the tube bundle to the outside can be brought to the adjacent wall of the flow space, the deflection profile in this position inward essentially up to the longitudinal axes of the tubes the outer vertical pipe row containing plane extends.

Die Erfindung ermöglicht unter Beibehaltung eines ausreichenden seitlichen Abstandes zwischen den beiden äußeren vertikalen Rohrreihen einerseits und der jeweils benachbarten Wandung des Strömungskanals andererseits eine gleichmäßige Strömung des zweiten Wärmeaustauschmediums über dem gesamten Querschnitt und somit einen gleichmäßigen Temperaturverlauf und eine entsprechend gleichmäßige Wärmeübertragung auch in den Randbereichen des Rohrbündels. Dabei ist eine besonders einfache und ungefährliche Montage der einzelnen komplett vorgefertigten Rohrbündel im Strömungskanal möglich, da die die bisherigen Mauerschikanen auf einfache Weise ersetzenden Umlenkprofile im Rohrbündel selbst derart angeordnet sind, daß sie für den Einbau des Rohrbündels im Strömungskanal (im einfachsten Fall durch Spannen eines Bindfadens um das Rohrbündel) innerhalb des äußeren Umrisses des Rohrbündels gehalten werden können. Befindet sich einmal das Rohrbündel im Strömungskanal an Ort und Stelle, so braucht lediglich die Haltevorrichtung für die Umlenkprofile (also beispielsweise der Bindfaden) gelöst zu werden, wonach sämtliche Umlenkprofile auf einfache Weise nach außen bis an die benachbarte Wandung des Strömungsraums bringbar sind. Dabei können sich die Umlenkprofile der jeweiligen Lage des Rohrbündels zur benachbarten Wandung des Strömungskanals besonders gut anpassen, so daß beispielsweise auch Fertigungs- und/oder Montagefehler innerhalb eines gewissen Toleranzbereiches ausgeglichen werden können. Im Ergebnis vereinigt also die vorliegende Erfindung die Vorteile der bekannten Ausführungsform mit den Mauerschikanen unter Vermeidung von deren Nachteilen mit weiteren Vorteilen hinsichtlich der Herstellung des Strömungskanals einerseits und des Rohrbündels andererseits sowie der Einbringung des Rohrbündels in den Strömungskanal. Bei der Erfindung entfallen auch die relativ teuren im Strömungskanal auszubildenden Vorsprünge und das trotz der in ihm angebrachten Umlenkprofile kompakte Rohrbündel kann auf einfache Weise mit ausreichendem Spiel vertikal in den fertigen Strömungskanal eingefahren werden.The invention allows while maintaining a sufficient lateral Distance between the two outer vertical rows of tubes on the one hand and each adjacent wall of the flow channel on the other hand, a uniform flow of the second heat exchange medium over the entire cross section and thus one uniform temperature profile and a correspondingly uniform heat transfer also in the peripheral areas of the tube bundle. One of them is special simple and safe assembly of the individual, completely prefabricated tube bundles possible in the flow channel, since the previous wall harassment is easy replacing deflection profiles are arranged in the tube bundle itself in such a way that they are for the installation of the tube bundle in the flow channel (in the simplest case by clamping a string around the tube bundle) within the outer contour of the tube bundle can be held. Once the tube bundle is in the flow channel On the spot, all you need is the holding device for the deflection profiles (So for example the string) to be solved, after which all deflection profiles in a simple way to the outside to the adjacent wall of the flow space are bringable. The deflection profiles of the respective position of the tube bundle can be adapt particularly well to the adjacent wall of the flow channel, so that, for example also manufacturing and / or assembly errors within a certain tolerance range can be compensated. As a result, the present invention is united the advantages of the known embodiment with the wall harassment while avoiding of their disadvantages with further advantages with regard to the production of the flow channel on the one hand and the tube bundle on the other hand, as well as the introduction of the tube bundle in the flow channel. The invention also eliminates the relatively expensive ones in the flow channel to be trained projections and compact despite the deflection profiles attached to it The tube bundle can be inserted into the finished in a simple manner with sufficient play vertically Flow channel are retracted.

Es soll noch besonders darauf hingewiesen werden, daß die vorliegende Erfindung grundsätzlich überall dort mit Vorteil anwendbar ist, wo ein vorgefertigtes Rohrbündel zur Führung eines Wärmeaustauschmediums innerhalb eines Strömungskanals für ein zweites Wärmeaustauschmedium angeordnet werden soll.It should be pointed out that the present Invention can generally be used with advantage wherever a prefabricated Tube bundle for guiding a heat exchange medium within a flow channel to be arranged for a second heat exchange medium.

Die vorstehend beschriebenen Vorteile der Erfindung kommen jedoch in ganz besonderem Maße bei Anwendung der Erfindung insbesondere z Zusammenhang mit der Anordnung von WirmenustauXcher- Rohrbündeln innerhalb der gemauerten Konvektionszone von Spaltöfen zur Geltung. Dabei wirkt sich die erzielte verbesserte Gleichmäßigkeit des Wärmeübergangs über dem Querschnitt der Konvektionszone im Ergebnis besonders günstig in prozeßtechnischer Hinsicht sowie im Hinblick auf eine gleichmäßige Beanspruchung der einzelnen Rohre und damit eine Verlängerung von deren Lebensdauer aus.The advantages of the invention described above, however, come to a very special degree when applying the invention, in particular z context with the arrangement of WirmenustauXcher- Tube bundles within the masonry convection zone of cracking furnaces comes into its own. This affects the achieved improved uniformity of heat transfer across the cross-section of the convection zone as a result, particularly favorable in terms of process technology and in terms of an even load on the individual pipes and thus an extension from their lifespan.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Umlenkprofile jeweils als im wesentlichen V-förmiges Winkelprofil mit in das Innere des Rohrbündels gerichteter Scheitelkante ausgebildet, wobei der untere Schenkel des Winkelprofils auf einer schräg nach außen und unten verlaufenden Führungskante von in den Rohrtragplatten befindlichen Führungslöchern für die Winkelprofile aufliegt und nach innen bzw. außen verschiebbar ist. Diese Qusführungsform zeichnet sich durch besondere Einfachheit aus.According to a particularly preferred embodiment of the invention are the deflection profiles each as a substantially V-shaped angle profile with in the Inside of the tube bundle directed apex edge formed, the lower leg of the angle profile on a guide edge that runs obliquely outwards and downwards of the guide holes for the angle profiles located in the pipe support plates and can be moved inwards or outwards. This form of execution stands out characterized by particular simplicity.

Wenn dabei gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal der untere Schenkel des Winkelprofils im Bereich der Führungslöcher jeweils eine geringere radiale Länge aufweist als im Bereich zwischen den Rohrtragplatten, so können die in den Tragplatten angeordneten Führungslöcher in zweckmäßiger Weise zur benachbarten Wandung des Strömungskanals hin verschlossen sein, so daß eine vorteilhafte grunds.itzlich gefangene Anordnung der Winkelprofile in den Rohrtragplatten möglich ist.If, according to a further feature of the invention, the lower leg of the angle profile in the area of the guide holes each have a smaller radial length has than in the area between the pipe support plates, so in the support plates arranged guide holes in an expedient manner to the adjacent wall of the flow channel be closed, so that an advantageous basically. seated trapped arrangement the angle profiles in the pipe support plates is possible.

Mit Vorteil beträgt der von den beiden Schenkeln des Winkelprofils eingeschlossene Winkel im wesentlichen 900, vorzugsweise weniger als 90°, und die radiale Länge des oberen Schenkels entspricht im wesentlichen der radialen Länge des unteren Schenkels im Bereich der Fiihrungsliicher oder ist aus Platzgriinden in der Rohrtragplatte kleiner als die radiale Länge des unteren Schenkels im Bereich der Führungslöcher. Bei dieser Ausbildung wirkt zum einen das Gewicht des oberen Schenkels des Winkelprofils insbesondere bei Anordnung des unteren ,chenkels auf einer entsprechend schräg nach unten und außen verlaufenden FührungsKan-ce in vol ,Jeiluaier Weise immer zusätzlich zum Gewicht des unteren Schenkels, so daß dieser nach Anbringung des Rohrbündels an Ort un Stelle und dem sich daran anschließenden Herabrutschen des Winkelprofils bis zur Wandung des Strömungsraums immer stabil in dieser Stellung bleibt und nicht etwa durch emporströmende Rauchgase wieder nach oben und damit weg von der Wandung des Strömungskanals geschoben werden kann.Advantageously, that of the two legs of the angle profile is included angles substantially 900, preferably less than 90 °, and the radial length of the upper leg corresponds essentially to the radial length of the lower leg in the area of the guide or is for reasons of space in the pipe support plate smaller than the radial length of the lower leg in the area the pilot holes. In this training, on the one hand, the weight of the upper one acts Leg of the angle profile, especially when the lower leg is arranged one that runs obliquely downwards and outwards Leadership Kan-ce in vol, Jeiluaier way always in addition to the weight of the lower leg, so that this after attaching the tube bundle in place and the adjoining one Slipping down of the angle profile up to the wall of the flow space always stable remains in this position and does not recede again due to smoke gases flowing upwards can be pushed up and thus away from the wall of the flow channel.

Die vorstehend beschriebene Ausbildung insbesondere hinsichtlich der radialen Länge des oberen Schenkels im Vergleich zur radialen Länge des unteren Schenkels im Bereich der Hihrungslöcher ermöglicht, daß die Führungslöcher mit Vorteil jeweils einen Querschnitt eines etwa gleichseitigen Dreiecks mit abgeschnittener Spitze aufweisen, dessen äußere Seite im wesentlichen parallel zur benachbarten vertikalen Wandung des Strömungsraums und dessen beide übrigen Seiten von den Enden der äußeren Seite aus schräg nach oben bzw. unten verlaufen. In diesen Führungslöchern sind die erfindungsgemäß verwendeten Winkelprofile unbehindert im Bereich zwischen ihrer eingezogenen Stellung während der Montage des Rohrbündels im Strbmungskanal und ihrer nach unten und außen herausgelassenen Stellung nach Anordnung des Rohrbündels im Strömungskanal verschiebbar, wobei sie dennoch in den Führungslöchern innerhalb der Rohrtragplatten grundsätzlich gefangen angeordnet sind. Letzteres hat den Vorteil, daß sie beispielsweise bei unbeabsichtigtem Lösen einer Bandage oder dergleichen, mit Hilfe welcher die Winkelprofile in der eingezogenen Stellung gehalten werden, wenigstens nicht aus dem Rohrbündelverband ganz herausfallen können.The training described above in particular with regard to radial length of the upper leg compared to the radial length of the lower Leg in the area of the guide holes allows the guide holes to be advantageous each a cross section of an approximately equilateral triangle with a truncated Have tip, the outer side of which is substantially parallel to the adjacent one vertical wall of the flow space and its two remaining sides from the ends the outer side at an angle upwards or downwards. In these guide holes the angle profiles used according to the invention are unimpeded in the area between their retracted position during the assembly of the tube bundle in the flow channel and their downwardly and outwardly let out position after arrangement of the tube bundle slidable in the flow channel, but still in the guide holes within the pipe support plates are basically arranged in a captive manner. The latter has the advantage that, for example, if a bandage or the like is accidentally loosened, with the help of which the angle profiles are held in the retracted position, at least not be able to fall out of the tube bundle completely.

Ein in der Praxis besonders zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt sich, wenn für den Einbau des Rohrbündels in den Strömungsraum sämtliche Winkelprofile mittels wenigstens einer Bandage nach innen innerhalb des äußeren Rohrbündelumrisses haltbar sind, welche nach Einbau des Rohrbündels im Strömungsraum lösbar ist. Nach Lösen der Bandage rutschen die Winkelprofile aufgrund ihres Eigengewichts automatisch so weit nach außen, bis jeweils ihr unterer Schenkel mit; seiner äußeren Kante im Bereich zwischen den Rohrtragplatten an die benachbarte Wandung des Strömungsraums anstößt. In dieser Stellung befindet sich die Scheitelkante des Winkelprofils im wesentlichen in der die Längsachsen der Rohre der äußeren vertikalen Rohrreihe enthaltenden Ebene.An embodiment of the invention which is particularly useful in practice arises when all of the for the installation of the tube bundle in the flow space Angle profiles by means of at least one bandage inwards within the outer Tube bundle outlines are durable, which after installation of the tube bundle in the flow space is solvable. After loosening the bandage, the angle profiles slip due to their own weight automatically so far outwards, until your lower leg with; its outer Edge in the area between the pipe support plates to the adjacent one Wall of the flow space. In this position is the apex of the Angular profile essentially in which the longitudinal axes of the tubes of the outer vertical Level containing pipe row.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated schematically below with reference to one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt der erfindungsgemäße Rohrbündel enthaltenden Konvektionszone eines Spaltofens, wobei die Schnittebene senkrecht zu den Rohrachsen des Rohrbündels verläuft, Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Rohrbündel in perspektivischer Darstellung und Fig. 3 im Detail ein erfindungsgemäß verwendetes Winkelprofil in perspektivischer Darstellung.They show: FIG. 1 a vertical cross section of the inventive Tube bundle containing convection zone of a cracking furnace, the cutting plane runs perpendicular to the tube axes of the tube bundle, Fig. 2 shows an inventive Tube bundle in a perspective view and FIG. 3 shows in detail one according to the invention Angle profile used in a perspective view.

Fig. 1 dient zur Veranschaulichung des Prinzips der vorliegenden Erfindung. In ihr ist in der oberen Zeichnungshälfte ein erfindungsgemäßes Rohrbündel 1 gezeigt, welches sich im Zustand während der Einbringung in die Konvektionszone befindet. In der unteren Zeichnungshälfte ist ein Rohrbündel ii gezeigt, welches sich bereits in der Konvektionszone an Ort und Stelle befindet. In der Zeichnung ist mit 2 ein unter anderem durch seitliche Wandungen 3 begrenzter Strömungskanal der Konvektionszone bezeichnet. Die Wandungen 3 weisen eine feuerfeste Ausmauerung 4 auf. Im Strömungskanal 2 strömen aus der durch eine Brennkammer gebildeten Strahlungszone eines Spaltofens austretende Rauchgase im wesentlichen vertikal von unten nach oben, wie durch Pfeile 5 angedeutet.Fig. 1 serves to illustrate the principle of the present invention. In it, a tube bundle 1 according to the invention is shown in the upper half of the drawing, which is in the state during the introduction into the convection zone. In the lower half of the drawing, a tube bundle ii is shown, which is already in place in the convection zone. In the drawing, 2 is a among other things by side walls 3 limited flow channel of the convection zone designated. The walls 3 have a refractory lining 4. In the flow channel 2 flow out of the radiation zone of a cracking furnace, which is formed by a combustion chamber emerging flue gases essentially vertically from bottom to top, as indicated by arrows 5 indicated.

Zum weiteren Verständnis der Funktionsweise der Erfindung sei ferner zunächst der Aufbau eines Rohrbündels 1 bzw. 7' anhand der Zeichnungsfigur 2 näher beschrieben. Das vorgefertigte Wärmeaustauscher-Rohrbündel 1 bzw. 1' gem.iß Fig. 2 dient zur Führung beispielsweise der in der Brennkammer zu spaltenden Kohlenwasserstoffe, von Prozeßdampf oder Hochdruckdampf bzw. Speisewasser, welche innerhalb des Strbmungskanals 2 der Konvektionszone durch die aufsteigenden Rauchgase 5 erhitzt werden sollen. Die vom Rohrbündel 1 bzw. 1' geführten erwähnten Wärmeaustauschmedien durchströmen die einzelnen Rohre 6, welche innerhalb von mit Abstand voneinander befindlichen vertikalen Rohrtragplatten 7 senkrecht zu diesen horizontal angeordnet sind, und sich in zueinander parallel und mit seitlichem Abstand voneinander verlaufenden vertikalen Reihen befinden , wobei die Rohre benachbarter Rohrreihen gegeneinander versetzt sind. Beispielsweise innerhalb der einzelnen Rohrreihen sind die Rohre6miteinanAer schlangenförmig verbunden.For a further understanding of the mode of operation of the invention, it should also be noted first the structure of a tube bundle 1 or 7 'with reference to the drawing figure 2 in more detail described. The pre-made Heat exchanger tube bundle 1 or 1 'according to Fig. 2 is used to guide, for example, those to be split in the combustion chamber Hydrocarbons, from process steam or high pressure steam or feed water, which within the flow channel 2 of the convection zone through the rising smoke gases 5 are to be heated. The mentioned heat exchange media carried by the tube bundle 1 or 1 ' flow through the individual tubes 6, which are within at a distance from each other located vertical tube support plates 7 arranged horizontally perpendicular to these are, and extend parallel to each other and at a lateral distance from each other vertical rows are, with the tubes of adjacent rows of tubes against each other are offset. For example, within the individual rows of tubes, the tubes 6 are connected to one another serpentine connected.

Erfindungsgemäß ist zur Erzielung einer größeren Gleichmcil3igkeit des Rauchgas-Strömungsproftls über dem gesamten Querschnitt des Strömungskanals 2 in den Zwischenräumen zwischen den Rohren 6a der beiden äußeren vertikalen Rohrreihen des Rohrbündels 1 bzw. 1' jeweils ein in den Rohrtragplatten 7 gelagertes, in Längsrichtung zu den Rohren 6a parallel verlaufendes Umlenkprofil 8 für die Strömung des Rauchglses 5 angeordnet. Ein derartiges Umlenkprofil 8 ist im Detail in Fig. 3 dargestellt. Es ist als im wesentlichen V-förmiges Winkelprofil mit in das Innere des Rohrbündels gerichteter Scheitelkante 9 ausgebildet, wobei der untere Schenkel 10 des Winkelprofils 8 auf einer schräg nach außen und unten verlaufenden Führungskante 11 (Fig. 2) von in den Rohrtragplatten 7 befindlichen Führungslöchern 12 für die Winkelprofile 8 aufliegt und nach innen bzw. außen verschiebbar ist.According to the invention is to achieve greater uniformity of the flue gas flow profile over the entire cross section of the flow channel 2 in the spaces between the tubes 6a of the two outer vertical rows of tubes of the tube bundle 1 or 1 'each one mounted in the tube support plates 7, in the longitudinal direction deflection profile 8 running parallel to the tubes 6a for the flow of the smoke glass 5 arranged. Such a deflection profile 8 is shown in detail in FIG. 3. It is an essentially V-shaped angle profile with in the interior of the tube bundle directed apex edge 9 formed, the lower leg 10 of the angle profile 8 on a leading edge 11 (FIG. 2) extending obliquely outwards and downwards from Guide holes 12 for the angle profiles 8 located in the tube support plates 7 rests and can be moved inwards or outwards.

Der untere Schenkel 10 des Winkelprofils 8 hat im Bereich der Führungslöcher 12 Jeweils eine geringere radiale Lange als im Bereich zwischen den Rohrtragplatten 7. Hierzu weist der untere Schenkel 10 im Bereich der Führungslöcher 12 jeweils seine radiale Länge verringernde Ausschnitte 13 auf.The lower leg 10 of the angle profile 8 has guide holes in the area 12 In each case a shorter radial length than in the area between the pipe support plates 7. For this purpose, the lower leg 10 has in each case in the region of the guide holes 12 his Radial length reducing cutouts 13.

Der von dem unteren 10 und oberen 14 Schenkel des Winkelprofils 8 eingeschlossene Winkel ist vorzugsweise kleiner als 900.That of the lower 10 and upper 14 legs of the angle profile 8 included angle is preferably less than 900.

Die radiale Länge des oberen Schenkels 14 ist etwas kleiner als die radiale Länge des unteren Schenkels 10 im Bereich der Führungslöcher 12.The radial length of the upper leg 14 is slightly smaller than that radial length of the lower leg 10 in the area of the guide holes 12.

Die Führungslöcher 12 haben zweckmäßigerweise jeweils einen Querschnitt eines etwa gleichseitigen Dreiecks mit abgeschnittener Spitze, dessen äußere Seite im wesentlichen parallel zur benachbarten vertikalen Wandung 4 des Strömungskanals 2 und dessen beide übrigen Seiten von den Enden der äußeren Seite aus schräg nach oben bzw. unten verlaufen. Diese insbesondere aus Fig. 2 ersichtliche Ausbildung der Führungslöcher 12 ermöglicht eine leichte Verschiebung des eine ähnliche dreieckige Umrißform aufweisenden Winkelprofils 8 nach innen bzw. außen.The guide holes 12 expediently each have a cross section an approximately equilateral triangle with the tip cut off, the outer side of which essentially parallel to the adjacent vertical wall 4 of the flow channel 2 and its two remaining sides from the ends of the outer side at an angle run up or down. This particularly evident from FIG. 2 training the guide holes 12 allows easy displacement of a similar triangular one Outline shape having angled profile 8 to the inside or outside.

Wie nun wiederum aus Fig. 1, obere Zeichnungshälfte ersichtlich, werden für den Einbau des Rohrbündels 1 in den Strömungskanal 2 sämtliche Winkelprofile 8 mittels einer in den Rohrabschnitten zwischen den Rohrtragplatten 7 um das Rohrbündel 1 festgezogenen Bandage 15 innerhalb des äußeren Rohrbündelumrisses gehalten. Das Rohrbündel 1 hat somit insbesondere seitlich zu der Ausmauerung 4 der Wandungen 3 ein ausreichendes Spiel, so daß es beauem mittels eines in Fig. 1 ganz oben angedeuteten Krans 16 vertikal in den Strömungskanal 2 eingefahren werden kann.As can now be seen again from Fig. 1, upper half of the drawing for the installation of the tube bundle 1 in the flow channel 2 all angle profiles 8 by means of one in the pipe sections between the pipe support plates 7 around the pipe bundle 1 tightened bandage 15 held within the outer tube bundle outline. That Tube bundle 1 thus has the walls in particular laterally to the lining 4 3 a sufficient game so that it beauem by means of one indicated in Fig. 1 at the top Crane 16 can be retracted vertically into the flow channel 2.

In der in Fig. 1, untere Zeichnungshälfte gezeigten Anordnung befindet sich das Rohrbündel 1' bereits an der für es vorgesehen Stelle im Strömungskanal 2, wobei es mittels seitlichen Vorsprüngen 17 der Rohrtragplatten 7 auf Konsolen 18 innerhalb der seitlichen Wandungen 3 aufliegt. In dieser Anordnung des Rohrbündels 1 ist die Bandage 15 gelöst, wonach die Winkelprofile 8 aufgrund ihres Eigengewichts automatisch so weit nach außen rutschen, bis jeweils ihr unterer Schenkel 10 mit seiner äußeren Kante 19 im Bereich zwischen den Rohrtragplatten 7 an die Ausmauerung 4 der benachbarten Wandung 3 des Strömungskanals 2 anstößt, was aus Fig. 1, untere Zeichnungshälfte, deutlich ersichtlich. In dieser Stellung befindet sich jeweils die Scheitelkante 9 des Winkelprofils 8 im wesentlichen in der die Längsachsen der Rohre 6a der äußeren vertikalen Rohrreihe enthaltenden Ebene.In the arrangement shown in Fig. 1, lower half of the drawing the tube bundle 1 'is already at the point provided for it in the flow channel 2, whereby it is by means of lateral projections 17 of the tube support plates 7 on consoles 18 rests within the side walls 3. In this arrangement of the tube bundle 1, the bandage 15 is released, after which the angle profiles 8 due to their own weight automatically slide outwards until you reach the bottom leg 10 with its outer edge 19 in the area between the tube support plates 7 to the Lining 4 of the adjacent wall 3 of the flow channel 2 abuts what from Fig. 1, lower half of the drawing, clearly visible. In this position is located in each case the apex edge 9 of the angle profile 8 essentially in the Longitudinal axes of the tubes 6a of the plane containing the outer vertical tube row.

Es sei noch besonders hervorgehoben, daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung und Lagerung der Winkelprofile 8 diese sich immer der jeweiligen Lage des Rohrbündels 1' zur benachbarten Ausmauerung 4 anpassen können. Im übrigen ist in dieser Stellung ein ungewolltes Hochheben der einzelnen Winkelprofile8etwa durch die nach oben gerichtete Rauchgasströmutig 5 praktisch nicht möglich, da erfindungsgemäß das gesamte Gewicht der Winkelprofile 8 einschließlich von deren oberen Schenkeln 14 und somit auch der Gesamtschwerpunkt der Winkelprofile 8 in dieser äußeren Stellung besonders weit nach außen verlagert ist.It should be particularly emphasized that in the inventive Training and storage of the angle profiles 8 these are always the respective position of the tube bundle 1 'can adapt to the adjacent brick lining 4. Otherwise is in this position an unintentional lifting of the individual angle profiles 8 through the upward flue gas flow 5 is practically not possible because according to the invention the total weight of the angle profiles 8 including their upper legs 14 and thus also the overall center of gravity of the angle profiles 8 in this outer position is shifted particularly far outwards.

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Claims (6)

Ansriiche 1. Vorgefertigtes Wärmeaustauscher-Rohrbündels zur Führung eines ersten strömenden Wärmeaustauschmediums, bei welchem die einzelnen Rohre innerhalb von wenigstens zwei mit Abstand voneinander befindlichen im wesentlichen vertikalen Rohrtragplatten und im wesentlichen senkrecht zu diesen in zueinander parallel und mit seitlichem Abstand voneinander verlaufenden vertikalen Reihen angeordnet sind, wobei die Rohre benachbarter Rohrreihen gegeneinander versetzt sind, für den Einbau in einen Strömungsraum, welcher zu den beiden äußeren vertikalen Rohrreihen des Rohrbündels parallele und mit seitlichem Abstand verlaufende Wandungen aufweist und in welchem ein zweites Wärmeaustauschmedium im wesentlichen senkrecht zu den Rohren des Rohrbündels strömt, insbesondere für den Einbau in der Konvektionszone eines Spaltofens, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zwischenräumen zwischen den Rohren (6a) der beiden äußeren vertikalen Rohrreihen des Rohrbündels (1, 1') jeweils ein in den Rohrtragplatten (7) gelagertes, in Längsrichtung zu den Rohren (6a) parallel verlaufendes Umlenkprofil (8) für die Strömung des zweiten Wärmeaustauschmediums (5) angeordnet ist, welches für den Einbau des Rohrbündels (1) in den StrtSmungsraum (2) innerhalb des außeren Rohrbündelumrisses und nach dem Einbau des Rohrbündels (1') nach außen bis an die benachbarte Wandung (4) des Strömungsraums (2) bringbar ist, wobei sich das Umlenkprofil (8) in dieser Stellung nach innen im wesentlichen bis zu der die Längsachsen der Rohre (6a) der äußeren vertikalen Rohrreihe enthaltenden Ebene erstreckt. Views 1. Prefabricated heat exchanger tube bundle for guidance a first flowing heat exchange medium in which the individual tubes within of at least two spaced apart substantially vertical ones Pipe support plates and essentially perpendicular to these in parallel and to each other with laterally spaced vertical rows are arranged, whereby the pipes of adjacent pipe rows are offset from one another for installation into a flow space, which leads to the two outer vertical rows of tubes of the Has tube bundle parallel and laterally spaced walls and in which a second heat exchange medium is substantially perpendicular to the Tubes of the tube bundle flows, especially for installation in the convection zone of a cracking furnace, characterized in that in the spaces between the Pipes (6a) of the two outer vertical rows of tubes of the tube bundle (1, 1 '), respectively one mounted in the pipe support plates (7) and parallel to the pipes (6a) in the longitudinal direction running deflection profile (8) for the flow of the second heat exchange medium (5) is arranged, which is used for the installation of the tube bundle (1) in the disturbance space (2) within the outer tube bundle outline and after the tube bundle has been installed (1 ') can be brought to the outside as far as the adjacent wall (4) of the flow space (2) is, wherein the deflection profile (8) in this position inward substantially up to the one containing the longitudinal axes of the tubes (6a) of the outer vertical row of tubes Level extends. 2. Wärmeaustauscher-Rohrbündel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkprofile (8) jeweils als im wesentlichen V-förmiges Winkelprofil mit in das Innere des Rohrbündels (1, 1') gerichteter Scheitelkante (9) ausgebildet sind, wobei der untere Schenkel (10) des Winkelprofils (8) auf einer schräg nach außen und unten verlaufenden Führungskante (11) von in den Rohrtragplatten (7) befindlichen Führungslöchern (12) für die Winkelprofile (8) aufliegt und nach innen bzw. außen verschiebbar ist.2. Heat exchanger tube bundle according to claim 1, characterized in that that the deflection profiles (8) each as essentially V-shaped Angle profile with the apex edge directed into the interior of the tube bundle (1, 1 ') (9) are formed, the lower leg (10) of the angle profile (8) on a leading edge (11) running obliquely outwards and downwards from in the pipe support plates (7) located guide holes (12) for the angle profiles (8) and after can be moved inside or outside. 3. Wärmeaustauscher-Rohrbündel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Schenkel (10) des Winkelprofils (8) im Bereich der Hihrungslöcher jeweils eine geringere radiale Länge hat als im Bereich zwischen den Rohrtragplatten (7).3. Heat exchanger tube bundle according to claim 2, characterized in that that the lower leg (10) of the angle profile (8) in the area of the hearing holes each has a smaller radial length than in the area between the tube support plates (7). 4. Wärmeaustauscher-Rohrbündel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von den beiden Schenkeln (10, 14) des Winkelprofils (8) eingeschlossene Winkel im wesentlichen 900, vorzugsweise weniger als 900, beträgt und die radiale Länge des oberen Schenkels (14) im wesentlichen der radialen Länge des unteren Schenkels (10) im Bereich der Führungslöcher (12) entspricht oder kleiner ist.4. Heat exchanger tube bundle according to claim 2 or 3, characterized in that that of the two legs (10, 14) of the angle profile (8) included Angle is substantially 900, preferably less than 900, and the radial Length of the upper leg (14) essentially the radial length of the lower leg (10) in the area of the guide holes (12) corresponds to or is smaller. 5. Wärmeaustauscher-Rohrbundel nach einem der Anspriiche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungslöcher (12) jeweils einen Querschnitt eines etwa gleichseitigen Dreiecks mit abgeschnittener Spitze aufweisen, dessen ljußere Seite im wesentlichen parallel zur benachbarten vertikalen Wandung (4) des Strömungsraums (2) und dessen beide übrigen Seiten von den Enden der äußeren Seite aus schräg nach oben bzw. unten verlaufen.5. Heat exchanger tube bundle according to one of claims 2 to 4, characterized in that the guide holes (12) each have a cross section of a approximately equilateral triangle with a truncated tip, its outer Side essentially parallel to the adjacent vertical wall (4) of the flow space (2) and its two remaining sides from the ends of the outer side at an angle run up or down. 6. Wärmeaustauscher-Rohrbündel nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Einbau des Rohrbündels (1) in den Stromunsraum (2) sämtliche Winkelprofile (8) mittels wenigstens einer Bandage (15) nach innen innerhalb des äußeren Rohrbündelumrisses haltbar sind, welche nach Einbau des Rohrbündels (1') im Strömungsraum (2) lösbar ist.6. Heat exchanger tube bundle according to one of claims 2 to 5, characterized characterized in that for the installation of the tube bundle (1) in the Stromunsraum (2) all Angle profiles (8) by means of at least one bandage (15) Inside are retained within the outer tube bundle outline, which after installation of the tube bundle (1 ') is detachable in the flow space (2).