DE855717C - Pipe arrangement for water tube boilers and heat exchangers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Wasserrohrkessel und gasbeheizte Wärmeaustauscher und hat die Aufgabe, mehr Rohre in der Trommel unterzubringen und zu einem Bündel mit verengten Gasdurchlässen zusammenzufassen.The invention relates to water-tube boilers and gas-fired heat exchangers and has the task of accommodating more tubes in the drum and forming a bundle to be summarized with narrowed gas passages.

Im Streben nach engsten Durchlässen für die Heizgase wird bei denbekannten Rohranordnungen der Abstand zwischen den Rohrlöchern der Längsreihen so gewählt, daß der verbleibende Steg der Beanspruchung in Querrichtung gerügt. Da aber mit Rücksicht auf in der Trommel auftretende Wärmespannungen die Trommelwandstärke nicht beliebig groß sein kann, so hat auch die Teilung der Rohrlöcher in den Längsreihen eine untere Grenze, welche gleichzeitig die erreichbare Gasgeschwindigkeit festlegt. Sie liegt bei etwa 2 d (d = Rohrdurchmesser). Dabei bedingt die Notwendigkeit eines genügend bemessenen Schrägsteges einen großen Rohrabstand und eine entsprechend beschränkte Zahl an Rohrlöchern in der Trommel.In the pursuit of the narrowest passages for the heating gases, the distance between the pipe holes of the longitudinal rows is chosen in the known pipe arrangements so that the remaining web is reprimanded for the stress in the transverse direction. However, since the drum wall thickness cannot be arbitrarily large with regard to the thermal stresses occurring in the drum, the division of the pipe holes in the longitudinal rows also has a lower limit, which at the same time determines the achievable gas velocity. It is around 2 d (d = pipe diameter). The need for a sufficiently dimensioned inclined web requires a large pipe spacing and a correspondingly limited number of pipe holes in the drum.

Gemäß der Erfindung werden. die Abstände der Rohrlöcher in der Trommel, die in gegeneinander versetzten Querreihen 4ngeordnet sind, in den Längsreihen größer bemessen als @in den Querreihen und die Rohre zu gegeneinander versetzten Längsreihen abgebogen, indem von je vier aufeinanderfolgenden Längsreihen die Rohre der ersten Reihe gerade verlaufen, die Rohre der zweiten Reihe in die Lücken zwischen je zwei Rohre der ersten Reihe eingebogen, die Rohre der dritten Reihe in der Reihenrichtung ,bis in die Ebene der Lücken zwischen den Rohren der ersten und zweiten Reihe abgebogen und die Rohre der vierten Reihe schräg in die dritte Rohrreihe eingebogen sind.According to the invention. the distances between the pipe holes in the drum, which are arranged in mutually offset transverse rows, larger in the longitudinal rows dimensioned as @ in the transverse rows and the pipes in mutually offset longitudinal rows bent by placing the tubes of the first from each of four successive longitudinal rows Row straight, the tubes of the second row into the gaps between each two Tubes in the first row bent in, the tubes in the third row in the direction of the row , bent down to the level of the gaps between the pipes of the first and second row and the tubes of the fourth row are bent obliquely into the third row of tubes.

Durch die Vergrößerung der Abstände der Rohrlöcher in den Längsreihen und die Verkleinerung in den Querreihen kann die Zahl der Rohrlöcher in der Trommel bei gleicher Materialbeanspruchung um etwa 20 % gesteigert werden. Von der größeren Zahl an Rohrlöchern ausgehend, werden unter Zusammenfassung zweier Rohrreihen zu einer die Rohre zu einem Bündel vereint, dessen Abstand in den Längsreihen kleiner als 2 d ist.By increasing the spacing of the pipe holes in the longitudinal rows and the reduction in the transverse rows can increase the number of pipe holes in the drum can be increased by around 20% with the same material stress. From the bigger one Starting from the number of pipe holes, two rows of pipes are combined one unites the tubes into a bundle, the distance between which in the longitudinal rows is smaller than 2 d is.

Neben der vergrößerten Heizfläche entsteht sonach ein Rohrbündel mit stark verengten Durchlässen, welche die Heizgase mit erhöhter Geschwindigkeit durchströmen, wodurch ein besserer Wärmeübergang erreicht wird.In addition to the enlarged heating surface, a bundle of tubes is also created very narrow passages through which the heating gases flow at increased speed, whereby a better heat transfer is achieved.

Es ist bei Steilrohrkesseln mit parallelen Rohrreihen bekannt, einige Rohrreihen gegeneinander zu versetzen und in den Längsreihen größer zu teilen als in den Querreihen. Die gleiche Teilung ist auch bekannt für Steilrohrkessel mit weniger als um die halbe Teilung gegeneinander versetzten Rohren. Die Anwendung dieser Maßnahme allein würde lediglich eine Vergrößerung der Heizflächen ergeben. Es ist ferner bekannt, zwei von einer Kesseltrommel ausgehende Rohrreihen zu einer Reihe im freien Raum zusammenzufassen. Diese Maßnahme führt nur zu einer Verengung der Heizgasdurchlässe.It is known for steep tube boilers with parallel rows of tubes, some To offset rows of pipes against each other and to divide them in the longitudinal rows larger than in the transverse rows. The same division is also known for having steep tube boilers less than tubes offset from one another by half the pitch. The application this measure alone would only result in an enlargement of the heating surfaces. It is also known to combine two rows of tubes extending from a boiler drum into one Summarize row in free space. This measure only leads to a narrowing the hot gas outlets.

Die Zeichnungen zeigen in Fig. i ein Trommelwandstüek mit der üblichen Anordnung der Rohrlöcher und in F-ig.2 einen Querschnitt durch das Trommelwandstück der Fig. i auf der Linie 1-I, in Fig. 3 das Trommelwandstück der Fig. i mit den Rohrmündungen gemäß der Erfindung und in Fig.4 eine schaubildliche Ansicht der Rohrmündungen in Fig. 3 von der Seite gesehen.The drawings show in Fig. I a drum wall piece with the usual Arrangement of the pipe holes and in Fig. 2 a cross section through the drum wall piece i on the line 1-I, in FIG. 3 the drum wall piece of FIG Pipe mouths according to the invention and in FIG. 4 a perspective view of the pipe mouths in Fig. 3 seen from the side.

Bei der Anordnung der Rohre in Fig. i und 2 ist die Rohrteilung von etwa 2 d angenommen. Die Rohrlängsreihen sind abwechselnd mit i und 2 bezeichnet. Man erkennt, daß bei dieser Rohrteilung nur eine begrenzte Rohrzahl mit entsprechend breiten Durchlässen im Rohrbündel untergebracht werden kann.In the arrangement of the tubes in FIGS. I and 2, the tube division is from assumed about 2 d. The longitudinal rows of pipes are marked with i and 2 alternately. It can be seen that with this pipe division only a limited number of pipes with corresponding wide passages can be accommodated in the tube bundle.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 ist die Teilung der Rohrlöcher in den Längsreihen vergrößert und noch eine etwas in der Querteilung herausgerückte Zwischenreihe ja bzw. 2a Vorhanden, die Anzahl der Rohrlöcher sonach um Etwa 20 % vergrößert.In the embodiment of FIGS. 3 and 4, the division is the Tube holes enlarged in the longitudinal rows and one more in the transverse division Removed intermediate row yes or 2a available, the number of pipe holes accordingly enlarged by about 20%.

Die Rohre der Zwischenreihe ja sind nun derart abgebogen, daß sie sich in die Längsreihe i im Bereich des Rauchgasstromes einreihen. Die Rohre der Längsreihe :2 sind seitlich vor die Zwischenräume der aus den Reihen i und ja gebildeten Reihe, die Rohre der Zwischenreihe 2a schräg in die Längsreihe 2 abgebogen, so daß im rauchgasbeheizten Rohrbündel die Durchlässe für den Heizgasstrom stark verengt sind.The pipes in the intermediate row are now bent in such a way that they line up in the longitudinal row i in the area of the flue gas flow. The pipes of the Longitudinal row: 2 are laterally in front of the spaces between the rows formed from rows i and ja Row, the tubes of the intermediate row 2a bent obliquely into the longitudinal row 2, so that The passages for the heating gas flow in the flue gas-heated tube bundle are greatly narrowed are.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Rohranordnung bei Wasserrohrkesseln und Wärmeaustauschern (z. B. Überhitzer und Speisewasservorwärmer) unter Zusammenfassung zweier von einer Trommel ausgehender Rohrreihen zu einer Reihe in freien Raum, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Rohrlöcher in der Trommel, die in gegeneinander versetzten Querreihen angeordnet sind, in den Längsreihen größer als in den Querreihen hemessen werden und. die Rohre zu gegeneinander versetzten Längsreihen abgebogen sind, indem von je vier aufeinanclerfolg.enden Längsreihen die Rohre (i) der ersten Reihe gerade verlaufen, die Rohre (ja) der zweiten Reihe in die Lücken zwischen- je zwei Rohren (i) der ersten Reihe eingebogen, die Rohre (2) der dritten Reihe in der Reihenrichtung bis in die Ebene der Lücken zwischen den Rohren (i und ja) der ersten Reihe abgebogen und die Rohre (2a) der vierten Reihe schräg in die dritte Rohrreihe eingebogen sind. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 1 762 i8o. PATENT CLAIM: Pipe arrangement in water-tube boilers and heat exchangers (e.g. superheaters and feedwater preheaters) combining two rows of pipes from a drum into a row in free space, characterized in that the distances between the pipe holes in the drum, which are arranged in mutually offset transverse rows , be larger in the longitudinal rows than in the transverse rows and. the pipes are bent into mutually offset longitudinal rows, in that the pipes (i) of the first row of four consecutive longitudinal rows run straight, the pipes (yes) of the second row into the gaps between two pipes (i) of the first row bent, the tubes (2) of the third row in the row direction are bent into the plane of the gaps between the tubes (i and ja) of the first row and the tubes (2a) of the fourth row are bent obliquely into the third row of tubes. Energized publications:. USA. Patent No. 1,762 i8o.