DE3222554A1

DE3222554A1 - Gelochte stuetzplatten bzw. umlenkplatten von rohrbuendel-waermeaustauschern

Info

Publication number: DE3222554A1
Application number: DE19823222554
Authority: DE
Inventors: Hermann Heeren; Wilhelm 8500 Nürnberg Wendel
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1982-06-16
Filing date: 1982-06-16
Publication date: 1983-12-22
Also published as: ZA834384B

Description

Gelochte Stützplatten bzw. Umlenkplatten von
Rohrbündel-Wärmeaustausehern Die Erfindung bezieht sich auf zwischen den Rohrböden von quer angeströmten Rohrbündel-Wärmeaustauschern, insbesondere Kondensatoren, angeordnete gelochte Stützplatten bzw. Umlenkplatten, durch deren Bohrungen die Rohre hindurchgeführt sind.
Bei solchen Kondensatoren dienen die Stützplatten der Vermeidung von insbesondere durch die Queranströmung verursachten Schwingungen, wobei man sich bei der Wahl der maximalen Stützlänge des empirischen Wertes von 25 bis 50 mal Rohrdurchmesser bedient. Aus schwingungstechnischen Gründen müßte der Spalt zwischen Rohraußenwand und zugeordneter Bohrung möglichst klein sein, was aber sehr hohe Fertigungskosten mit sich bringen würde. -Bei Rohrbündel-Wärmeaustauschern mit sehr großer Rohrzahl, z.B. bei Kondensatoren von Dampfkraftanlagen, werden daher in der Praxis aus Kostengründen keine Bohrungen höchster Qualität hergestellt. Bei der Herstellung der Bohrungen der Stützplatten - wobei die Bohrungen von mehreren hintereinander bzw. aufeinander gestapelten Stützplatten gleichzeitig hergestellt werden - kommt es immer wieder zu erheblichen tiberschreitungen der vorgegebenen Toleranzmaße. Beispielsweise ergeben sich bei einem Bohrungsdurchmesser-Sollmaß von 25,5 mm für ein Rohr mit 23 mm Außendurchmesser zum Teil Bohrungsdurchmesser von 24 mm und größer. -Durch diese relativ großen Sollmaß-Überschreitungen wird das Schwingen der Rohre unter Queranströmung von Dampf, Gas begünstigt und die auf das Rohr wirkenden Erregerkräfte werden, infolge der größeren Schwingungsamplitude, verstärkt. - Das Risiko von Rohrbrüchen ist wesentlich erhöht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stützplatten- bzw. Umlenkplattenanordnung zu schaffen, bei der es möglich ist, mit relativ geringen Fertigungskosten einen möglichst geringen Spalt zwischen dem Rohr und der umgebenden Stützzone zu erzielen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durchmesser der Bohrungen relativ weit über dem Rohraußendurchmesser liegen,und daß die so erzielten Ringspalte durch Distanzbuchsen überbrückt sind, die radial außenseitig eine die Herstellungstoleranzen ausgleichende elastische Zone aufweisen.
Geringe Herstel'ungskosten für die Distanzbuchsen ergeben sich, wenn als Werkstoff für die Distanzbuchsen Kunststoff verwendet wird.
Zwecknäßigerweise ist die elastische Zone jeder Distanzbuchse durch axial hintereinander angeordnete Rippen, insbesondere in Ringform, gebildet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Distanzbuchsen auf der einen Stirnseite je einen flanschartigen Bund und auf der anderen Stirnseite radial elastisch sich spreizend¢, in Richtung auf die Stützplatte bzw. Umlenkplatte gerichtete, über den Umfang verteilte Axialsicherungselen:ente auf.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels, das einen Quersclnitt durch eine eingebaute Distanzbuchse zeigt, näher erläutert.
Mit 1 ist ein Ausschnitt aus einer Stützplatte - die sich in bekannter Weise senkrecht zum. Gehäusemantel des Kondensators über den gesamten Gehäuse querschnitt erstreckt - eines Kondensators für Dampfkraftanlagen beziffert. Die Stützplatten weisen durchgehende, zylindrische Bohrungen 2 auf, durch die die Kühlmittel führenden Rohre 3 hindurchgeführt sind.
(Die Enden der Rohre sind in der bekannten Weise in Rohrböden befestigt). Die Durchmesser der Bohrungen sind wesentlich größer als der Rohraußendurchmesser.
Beispielsweise beträgt der Durchmesser der Bohrungen 2 bei einem Rohr mit 25 mm Außendurchnsser 28 bis 29 ,!r..
In den Bohrungen 2 sind Distanzbuchsen ii' angeordnet, die mit ihren äußeren, elastischen Zonen an den Bohrungswandungen anliegen und mit ihren zentralen Bohrungen die zugeordneten Rohrbereiche umgreifen.
Die Distanzbuchsen 4 sind alle gleich augebildet.
Jede Distanzbuchse 4 weist einen zylindrischen, rohrförmigen Teil 4a mit einer zun. Fixieren des durchge schobenen Rohres 5 ausreichenden Festigkeit (Härte) auf. Der Innendurchmesser der zentralen Bohrung des rohrförmigen Teils 4a weist im Vergleich zum Rohraußendurchmesser ein eng toleriertes Übermaß auf, wodurch die Auswirkung von Rohrschwingungen in zuläslgen Grenzen gehalten wird. Auf derjenigen Stirnseite, von der das Rohr 3 her durch die Bohrung hindurchgeschoben wird, weist das Teil 4a einen Bund oder Flansch 4b auf, dessen Außendurchmesser größer ist als der Durchmesser der Bohrung 2. Der Bund bzw.
wlanscr, 4b liegt mit seiner Innenfläche an der zugeordneten Seitenfläche der Stützplatte 1 an, wodurch die Distanzbuchse 4 gegen axiales Verschieben in Richtung der Rohreinführungsrichtung gesichert ist.
Die axiale Sicherung in der anderen Richtung erfolgt durch mehrere - vorzugsweise drei - über den Umfang des rohrförmigen Teils 4a angeordnete hakenformige Nasen 4c od. dgl., die im eingebauten Zustand der Distanzbuchse aufgefedert sowie schräg nach innen außen gerichtet sind. Die Nasen 4c sind aus so elastischem Werkstoff und so ausgebildet, daß sie beim Einschieben der Distanzbuchse 4 in die Bohrung 2 in Richtung auf die Außenfläche des Teils 4a zusammengedrückt sind, wobei die maximale radiale Erstreckung während des Einschiebens der Distanzbuchse gleich oder geringer ist als der Durchmesser der Bohrung 2.
Die Distanzbuchse 4 ist auf der Außenseite des rohrförmigen Teils 4a mit elastischen Rippen 4d versehen, die vorzugsweise in geschlossener Ringform ausgebildet sind, um symmetrische Kraftverteilung in der Distanzbuchse zu erzielen. Die Rippen 4d, die im Ausbauzustand der Distanzbuchse senkrecht oder schräg nach innen geneigt angeordnet sind und einen AuSendurchmesser aufweisen, der größer als der Durchmesser der Bohrung 2 ist, legen sich beim Einschieben der Distanzbuchse 4 um, wobei die Spitzen der Rippen 4d an der Bohrungswandung zur Anlage kommen. Die Rippen 4d bilden gewissermaßen eine elastische Zone, so daß relativ große Toleranzen überbrückt werden können, wobei die beim Herstellen der Bohrungen 2 anfallenden Unterschiede im Sollmaß der Bohrungen ausgeglichen werden.
Als Werkstoff für die Distanzbuchsen 4 kommen z.B.
bestimmte Kunststoffe, wie Polypropylen, Hostalen od. dgl. in Frage.
Die erfindungsgemäßen Distanzbuchsen können auch bei entsprechenden Bohrungen in Umlenkplatten oder Umlenkblechen von Rohrbündel-Wärmetauschern eingesetzt werden.
Die Stützplatten (bzw. Umlenkplatten) werden wie üblich vor dem Zusammenbau des Kondensators (bzw. Wärmetauschers) gebohrt, wobei Pakete von Platten gleichzeitig gebohrt werden. Das Einsetzen der Distanzbuchsen 4 kann erfolgen, nachdem die Stützplatte (bzw. Umlenkplatte) mit dem Gehäuse des Kondensators (bzw. Wärmetauschers) verbunden ist. Das Einfädeln der Rohre erfolgt von der Seite, auf der der Bund der Distanzbuchsen liegt.
Die Bohrungen 2 können auf der dem Bund 4b zugewandten Seite zur Sttzplattenstirnseite hin mit einem Radius abgerundet sein, um insbesondere das Einschieben der Rohre zu erleichtern.
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Claims

Patentansprüche Zwischen den Rohrböden von quer angeströten Rohrbür.-del-Wrireaustausehern, insbesondere Kondensatoren, angeordnete gelochte Stützplatten bzw. Umlenkplatten, durch deren Bohrungen die Rohre hindurchgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Bohrungen (2) relativ weit über dem Rohraußendurchmesser liegen, und daß die so erzielten Ringspalte durch Distanzbuchsen (4) überbrückt sind, die radial außenseitig eine die Herstellungstoleranzen ausgleichende elastische Zone (4d) aufweisen,
2. Plattenanordnung nach Pnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Distanzbuchsen (4) Kunststoff dient.
3. Plattenanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Zone Jeder Distanzbuchse (4) durch axial hintereinander angeordnete Rippen (4d), insbesondere in Ringform, gebildet ist.
4. Plattenanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzbuchsen (4) auf der einen Stirnseite je einen flanschartigen Bund (4b) und auf der anderen Stirnseite je eine radial elastisch sich spreizende, in Richtung auf die Stützplatte bzw. Umlenkplatte gerichtete, über den Umfang verteilte Axialsicherungselemente (4c) aufweisen.