RU2532461C2

RU2532461C2 - Support of heat-exchanging tubes and fastening assembly for tubular heat-exchanger

Info

Publication number: RU2532461C2
Application number: RU2013103026/06A
Authority: RU
Inventors: Гийом ДУШИ; Жан-Франсуа 0ТЦУ
Original assignee: Альстом Текнолоджи Лтд
Priority date: 2012-01-24
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2014-11-10
Also published as: CN103217051A; RU2013103026A; CN103217051B; US20130186594A1; EP2620735A1; FR2986062A1; EP2620735B1

Abstract

FIELD: energy industry.

SUBSTANCE: invention relates to the field of heat engineering and can be used in tubular supports of heat-exchangers used for exchange of media of thermal energy without mixing them. The subject of the invention, in particular, is a support for a beam of heat-exchanging tubes, forming the grid in the cutting plane; the said support (400) comprises a ring (40), and this ring (40) comprises fastening means which enable to fasten the first set (41) of rods (410) and the second set (42) of rods (420) respectively on both sides of the cutting plane of the ring; each of the said rods (410, 420) has a shape which forms the middle plane, at that the middle planes of the first set (41) are parallel to each other, and the middle planes of the second set (42) are parallel to each other, and orientation of the middle planes of the first set (41 ) and the middle planes of the second set (42) forms an angle greater than zero.

EFFECT: weight reduction of the heat exchanger and reinforcement of fastening the heat-exchanging tubes.

15 cl, 9 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к области теплообменников, которые используются для обмена тепловой энергией сред без их смешивания. В частности, изобретение относится к крупногабаритным теплообменникам трубчатого типа, содержащим опоры, позволяющие поддерживать трубный пучок, предназначенный для транспортирования среды. Изобретение относится, в частности, к опорам, например, кольцам, содержащим элементы, позволяющие крепить трубы трубчатых теплообменников.The present invention relates to the field of heat exchangers, which are used for the exchange of thermal energy of media without mixing them. In particular, the invention relates to large-sized tubular-type heat exchangers containing supports to support a tube bundle for transporting a medium. The invention relates, in particular, to supports, for example, rings containing elements that allow you to mount pipes of tubular heat exchangers.

Уровень техникиState of the art

Существуют различные типы теплообменников, используемых в промышленности, при этом каждый из них предназначен для конкретных целей в зависимости от требуемого режима передачи тепла или использования специфических сред. Существуют пластинчатые, змеевиковые, блочные, оребренные и даже трубчатые теплообменники. По существующему уровню техники существуют и другие теплообменники.There are various types of heat exchangers used in industry, and each of them is designed for specific purposes, depending on the desired mode of heat transfer or the use of specific environments. There are plate, coil, block, fin and even tubular heat exchangers. In the prior art, there are other heat exchangers.

Трубчатые теплообменники, в частности, высоко ценятся за их устойчивость к воздействию высоких давлений, возможность эксплуатации при различной мощности и широком диапазоне разницы температур. Они экономичны и компактны, и используются чаще всего для передачи тепла между двумя объемами воды или, в более общем смысле, между одним объемом жидкости или газа и другим объемом жидкости или газа.Tubular heat exchangers, in particular, are highly valued for their resistance to high pressures, the ability to operate at different capacities and a wide range of temperature differences. They are economical and compact, and are most often used to transfer heat between two volumes of water or, more generally, between one volume of liquid or gas and another volume of liquid or gas.

Некоторые теплообменники содержат опоры, которые позволяют ограничить потери давления сред, циркулирующих в корпусе, а также могут обеспечивать сопротивление воздействию механических напряжений из-за вибраций конструкции, которые, главным образом, связаны с поступлением среды в корпус, оказывающей ударное воздействие на пучок, как правило, под прямыми углами.Some heat exchangers contain supports that allow you to limit the pressure loss of the media circulating in the housing, and can also provide resistance to mechanical stress due to structural vibrations, which are mainly associated with the flow of medium into the housing, which impacts the beam, as a rule , at right angles.

Конструкция опор основана на сборке штанг, которые крепятся к кольцам, что позволяет крепить теплообменные трубы, в которых циркулирует среда. Обычно кольцо изготавливается по шаблону.The design of the supports is based on the assembly of rods that are attached to the rings, which allows you to fasten the heat transfer pipes in which the medium circulates. Usually the ring is made according to the pattern.

Пример теплообменника представлен на Фиг.1; похожий теплообменник описан в патенте US 2009/0200004, при этом круглые перегородки 8 позволяют крепить теплообменные трубы 9 вдоль теплообменника за счет отверстий, в которых проходят трубы 9.An example of a heat exchanger is shown in FIG. 1; a similar heat exchanger is described in US 2009/0200004, while round partitions 8 allow the heat exchange tubes 9 to be fastened along the heat exchanger due to the openings in which the tubes 9 pass.

Плиты 6, 7 расположены на расстоянии друг от друга в корпусе 10, образующем кожух теплообменника 1, и предназначены для крепления теплообменных труб 9 на концах корпуса по длине теплообменника 1. Трубы 9 параллельны друг другу и проходят через объем корпуса. Перегородки обеспечивают циркуляцию среды по траектории 11 в теплообменнике 1 от впускного штуцера 4 к выпускному штуцеру 5.The plates 6, 7 are located at a distance from each other in the housing 10, forming the casing of the heat exchanger 1, and are intended for fastening the heat exchange pipes 9 at the ends of the housing along the length of the heat exchanger 1. The pipes 9 are parallel to each other and pass through the body volume. Partitions provide the circulation of the medium along the path 11 in the heat exchanger 1 from the inlet fitting 4 to the outlet fitting 5.

Впуск 2 обеспечивает циркуляцию первой среды в теплообменных трубах 9. Первая среда выходит через выпуск 3 на другом конце теплообменника 1.Inlet 2 circulates the first medium in the heat exchanger tubes 9. The first medium exits through outlet 3 at the other end of the heat exchanger 1.

Впуск 4 обеспечивает циркуляцию второй среды в корпусе. Вторая среда выходит из теплообменника через выпуск 5 на другом конце теплообменника 1.Inlet 4 circulates the second medium in the housing. The second medium exits the heat exchanger through outlet 5 at the other end of the heat exchanger 1.

Две среды обмениваются теплом посредством контакта между второй средой и теплообменными трубами.The two media exchange heat through contact between the second medium and the heat exchange tubes.

Один из недостатков этой конструкции состоит в том, что она поглощает ударные нагрузки и вибрации в очень малом объеме, и зазор между трубами и перегородками, используемыми для крепления, является очень незначительным. Такая конструкция может разрушаться под воздействием высоких механических напряжений, если не предусматривается больше плит с отверстиями для поддержки труб, при этом такие плиты являются перегородками, обеспечивающими функцию опор. Однако такое решение ведет к утяжелению конструкции за счет увеличения количества компонентов и не позволяет задавать размеры теплообменника с учетом теплового воздействия и определять расстояние между перегородками, пригодное для соответствующего теплообменника.One of the drawbacks of this design is that it absorbs shock loads and vibrations in a very small volume, and the gap between the pipes and partitions used for fastening is very small. Such a structure may collapse under the influence of high mechanical stresses if more plates with holes for supporting pipes are not provided, while such plates are partitions providing the function of supports. However, this solution leads to a weighting of the structure due to an increase in the number of components and does not allow to set the dimensions of the heat exchanger taking into account the thermal effect and determine the distance between the partitions suitable for the corresponding heat exchanger.

Кроме того, другой недостаток состоит в том, что имеют место большие потери давления из-за течения среды в корпусе 10 и воздействия перегородок 8.In addition, another drawback is that there are large pressure losses due to the flow of the medium in the housing 10 and the effects of the partitions 8.

На Фиг.2 показан пример другого теплообменника 20 по существующему уровню техники. Теплообменник является трубчатым.Figure 2 shows an example of another heat exchanger 20 according to the prior art. The heat exchanger is tubular.

Кольца 25 расположены на расстоянии друг от друга в корпусе 21, образующем кожух теплообменника 20, для крепления всех труб вдоль теплообменника 20.The rings 25 are located at a distance from each other in the housing 21, forming the casing of the heat exchanger 20, for fastening all pipes along the heat exchanger 20.

Штуцеры 22, 24 обеспечивают нагнетание среды, циркулирующей в корпусе.The fittings 22, 24 provide for the injection of the medium circulating in the housing.

Решетка образует внутреннюю сторону каждого кольца, обеспечивая поддержку участка усиления, используемого для крепления труб и сведения к минимуму боковых смещений теплообменных труб. Термин «внутренняя часть» означает пространство, ограничиваемое размерами кольца или его диаметром и его толщиной. Решетка обеспечивает легкое прохождение среды в корпусе, поскольку на каждом кольце имеется только один ряд труб из каждых двух, который крепится штангами. Это позволяет оставлять большое количество секций для прохождения жидкости и обеспечивает низкие потери напора.The grill forms the inside of each ring, providing support for the reinforcement used to hold the pipes and to minimize lateral displacements of the heat transfer tubes. The term "inner part" means a space limited by the size of the ring or its diameter and its thickness. The lattice provides easy passage of the medium in the housing, since on each ring there is only one row of pipes out of every two, which is fastened by rods. This allows you to leave a large number of sections for the passage of fluid and provides low pressure loss.

На Фиг.2 показана опорная плита 23, крепящая трубы в плите с отверстиями. Устанавливаемые кольца обеспечивают усиление для поддержания устойчивого положения труб и поглощения вибраций. В другой возможной конфигурации (трубчатый теплообменник с прямыми трубами) предусмотрены две опорные плиты, которые крепят трубы в плите с отверстиями на концах. Кольца, расположенные между двумя плитами, обеспечивают усиление для поддержания устойчивого положения труб и поглощения вибраций.Figure 2 shows the base plate 23, fixing the pipe in the plate with holes. Mountable rings provide reinforcement to maintain pipe stability and vibration absorption. In another possible configuration (a tubular heat exchanger with straight pipes), two support plates are provided that fasten the pipes in a plate with holes at the ends. Rings located between the two plates provide reinforcement to maintain a stable pipe position and absorb vibrations.

Существует ряд возможных способов изготовления, но наиболее общий из них состоит в креплении каждой штанги кольца в предназначенных для этой цели отверстиях, используя шаблон, специально спроектированный и изготовленный для облегчения сборки кольца.There are a number of possible manufacturing methods, but the most common of them is to fasten each rod of the ring in the holes intended for this purpose, using a template specially designed and made to facilitate assembly of the ring.

Для обеспечения правильно поддержки труб кольца требуются очень близко расположенные друг к другу кольца; для крепления трубы во всех направлениях под прямыми углами к ее оси требуются четыре кольца или три интервала.To ensure proper support for the pipe rings, very closely spaced rings are required; for fastening the pipe in all directions at right angles to its axis, four rings or three intervals are required.

На Фиг.2 показан вариант выполнения этой конструкции, в которой кольца расположены на расстоянии 158,5 мм друг от друга. Соответственно количество колец на устройство является значительным.Figure 2 shows an embodiment of this design, in which the rings are located at a distance of 158.5 mm from each other. Accordingly, the number of rings per device is significant.

Кроме того, устройства по существующему уровню техники, в общем, имеют высокую стоимость изготовления из-за установки множества колец для крепления теплообменных труб, при этом возникают потери напора среды в корпусе.In addition, devices of the prior art generally have a high manufacturing cost due to the installation of a plurality of rings for fastening the heat exchange tubes, with the result that pressure losses in the housing occur.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Опора по изобретению позволяет устранить все вышеуказанные недостатки или их часть.The support according to the invention eliminates all of the above disadvantages or part thereof.

В частности, опора по изобретению позволяет уменьшить потери напора сред, когда они протекают в корпусе, уменьшить массу теплообменника и усилить крепление теплообменных труб.In particular, the support according to the invention allows to reduce the pressure loss of the media when they flow in the housing, to reduce the mass of the heat exchanger and to strengthen the fastening of the heat exchange pipes.

С этой целью по первому аспекту изобретения предлагается опора для трубного пучка теплообменника, образующая сетку в секущей плоскости; вышеуказанная опора содержит кольцо, и это кольцо содержит крепежные средства, позволяющие крепить соответственно с обеих сторон секущей плоскости кольца первый комплект штанг и второй комплект штанг; каждая из вышеуказанных штанг имеет форму, которая образует среднюю плоскость, при этом средние плоскости первого комплекта параллельны друг другу, и средние плоскости второго комплекта параллельны друг другу, и ориентация средних плоскостей первого комплекта и средних плоскостей второго комплекта образует первый угол больше нуля.To this end, in a first aspect of the invention, there is provided a support for a tube bundle of a heat exchanger forming a grid in a secant plane; the aforementioned support contains a ring, and this ring contains fastening means, allowing to fix, respectively, on both sides of the cutting plane of the ring, the first set of rods and the second set of rods; each of the above rods has a shape that forms the middle plane, while the middle planes of the first set are parallel to each other, and the middle planes of the second set are parallel to each other, and the orientation of the middle planes of the first set and the middle planes of the second set forms a first angle greater than zero.

Такое устройство позволяет устранить все недостатки по существующему уровню техники или их часть в значительной мере по той причине, что оно предусматривает конструкцию теплообменника, имеющую, по меньшей мере, вдвое меньшее количество колец. Это также позволяет уменьшить потери напора внутри такого теплообменника, снабженного такими опорами.Such a device eliminates all the disadvantages of the existing level of technology or part of it largely because it provides for the design of a heat exchanger having at least half as many rings. It also allows to reduce the pressure loss inside such a heat exchanger equipped with such supports.

Форма штанг является U-образной, другими словами, форма имеет центральный сегмент и два боковых сегмента, которые образуют U-образный профиль.The shape of the rods is U-shaped, in other words, the shape has a central segment and two side segments that form a U-shaped profile.

Преимущественно, первый угол и некоторое количество штанг каждого комплекта выбираются таким образом, чтобы образовать каркас, имеющий ячейки сетки, соответствующие сетке пучка.Advantageously, the first angle and a number of rods of each set are selected so as to form a frame having mesh cells corresponding to the mesh of the beam.

Такая опора улучшает крепление теплообменных труб, поглощая в то же время любые вибрации. Такая опора также повышает устойчивость теплообменника и уменьшает его массу.Such a support improves the fastening of the heat exchange tubes, while absorbing any vibration. Such support also increases the stability of the heat exchanger and reduces its mass.

Первый угол практически равен 90° или 60°. Эти ориентации также оптимальным образом предотвращают поперечное перемещение теплообменных труб, когда они расположены в сетке, образованной комплектом штанг.The first angle is almost 90 ° or 60 °. These orientations also optimally prevent lateral movement of the heat exchanger tubes when they are located in a grid formed by a set of rods.

Сечение кольца является квадратным, и/или его боковые поверхности, по существу, являются плоскими. Это значительно облегчает установку штанг с обеих сторон кольца.The cross section of the ring is square, and / or its side surfaces are substantially flat. This greatly facilitates the installation of rods on both sides of the ring.

Штанги крепятся к кольцу по горячей посадке в отверстиях, предварительно выполненных в каждой из боковых поверхностей кольца, тем самым, образуя крепежные средства. Предпочтительно горячая посадка штанг может быть дополнена сваркой с каждой из боковых поверхностей кольца.The rods are attached to the ring by a hot fit in the holes previously made in each of the side surfaces of the ring, thereby forming fixing means. Preferably, the hot landing of the rods may be supplemented by welding from each of the side surfaces of the ring.

Кроме того, кольца могут привариваться без установки по горячей посадке. В этом случае крепежное средство образуется сварным швом.In addition, rings can be welded without a hot fit. In this case, the fixing means is formed by a weld.

По другому техническому аспекту штанги:In another technical aspect of the bar:

- изгибаются для получения U-образной формы, т.е. имеющей центральный сегмент и два боковых сегмента, которые образуют U-образный профиль; и/или- bend to obtain a U-shape, i.e. having a central segment and two side segments that form a U-shaped profile; and / or

- образуются посредством сборки нескольких секций штанги для получения штанг, имеющих U-образную форму, другими словами, формы, имеющей центральный сегмент и два боковых сегмента, которые образуют U-образный профиль, и, предпочтительно три сегмента штанги, один для центрального сегмента и по одному сегменту для каждого из боковых сегментов.- are formed by assembling several sections of the rod to obtain a rod having a U-shape, in other words, a shape having a central segment and two side segments that form a U-shaped profile, and preferably three rod segments, one for the central segment and one segment for each of the side segments.

Боковые сегменты предпочтительно механически обрабатываются или посредством точения перед гибкой или шлифованием или фрезерованием перед гибкой или после гибки. Следует отметить, что в общем случае, независимо от конструкции штанги, она может быть механически обработана. Например, штанга, имеющая цельную конструкцию и образованная посредством гибки, может быть механически обработана на боковых сегментах. Это является особым преимуществом в отношении уменьшения их толщин (или их диаметра) с целью обеспечения гибкости, если необходимо, и механическая обработка штанг выполняется перед их гибкой.The side segments are preferably machined either by turning before bending or grinding or milling before bending or after bending. It should be noted that in the General case, regardless of the design of the rod, it can be machined. For example, a rod having an integral structure and formed by bending can be machined on the side segments. This is a particular advantage in reducing their thicknesses (or their diameter) in order to provide flexibility if necessary, and the machining of the rods is performed before they are flexible.

Такие отличительные характеристики, относящиеся к штангам, позволяют обеспечить гибкость вышеуказанных штанг, пригодную для наилучшего поглощения вибраций, но прежде всего, для уменьшения смещения труб относительно сетки до нуля и обеспечения плотного контакта.Such distinctive characteristics related to the rods, allow to provide the flexibility of the above rods, suitable for the best absorption of vibrations, but above all, to reduce the displacement of the pipes relative to the grid to zero and ensure tight contact.

Преимущественно центральная секция штанг является более жесткой, чем боковые секции вышеуказанных штанг. Это обеспечивает то, что гибкость труб в центре пучка является такой же, как и гибкость труб на краях пучка.Advantageously, the central section of the rods is more rigid than the side sections of the above rods. This ensures that the flexibility of the pipes in the center of the beam is the same as the flexibility of the pipes at the edges of the beam.

Кроме того, изобретение также относится к крепежному узлу, содержащему, по меньшей мере, две описываемые опоры, которые расположены на первом расстоянии друг от друга и ориентированы относительно друг друга под первым углом.In addition, the invention also relates to a mounting unit comprising at least two described supports, which are located at a first distance from each other and oriented relative to each other at a first angle.

Опоры крепежного устройства установлены последовательно. Это обеспечивает получение оптимальной сетки штанг для размещения в ней теплообменных труб.The supports of the mounting device are installed in series. This ensures that the optimal grid of rods for placement of heat transfer tubes in it.

Кроме того, изобретение относится к теплообменнику, содержащему корпус, который содержит, по меньшей мере, один пучок теплообменных труб и, по меньшей мере, три опоры пучка теплообменных труб, образующих в секущей плоскости сетку, и вышеуказанная опора содержит кольцо, при этом кольцо содержит крепежные средства, позволяющие крепить соответственно с обеих сторон секущей плоскости кольца первый комплект штанг и второй комплект штанг; каждая из вышеуказанных штанг образует U-образный профиль и среднюю плоскость, при этом средние плоскости первого комплекта параллельны друг другу, и средние плоскости второго комплекта параллельны друг другу, и ориентация средних плоскостей первого комплекта и средних плоскостей второго комплекта образует первый угол больше нуля.In addition, the invention relates to a heat exchanger comprising a housing that contains at least one bundle of heat transfer tubes and at least three supports of a bundle of heat transfer tubes forming a grid in the cutting plane, and the aforementioned support comprises a ring, the ring comprising fastening means, allowing to fasten, respectively, on both sides of the cutting plane of the ring, the first set of rods and the second set of rods; each of the above rods forms a U-shaped profile and a middle plane, while the middle planes of the first set are parallel to each other, and the middle planes of the second set are parallel to each other, and the orientation of the middle planes of the first set and the middle planes of the second set forms a first angle greater than zero.

Такой теплообменник позволяет устранить все недостатки по существующему уровню техники или их часть в значительной мере по той причине, что он предусматривает, по меньшей мере, вдвое меньшее количество колец, чем предусмотрено по существующему уровню техники. Это также позволяет уменьшить потери напора внутри такого теплообменника, снабженного такими опорами.Such a heat exchanger eliminates all the disadvantages of the existing level of technology or part of it largely because it provides at least half the number of rings than provided by the existing level of technology. It also allows to reduce the pressure loss inside such a heat exchanger equipped with such supports.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Другие отличительные преимущества и характеристики изобретения будут представлены в приведенном ниже подробном описании со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:Other distinctive advantages and characteristics of the invention will be presented in the following detailed description with reference to the attached drawings, in which:

Фиг.1 - первый трубчатый теплообменник по существующему уровню техники;Figure 1 - the first tubular heat exchanger according to the prior art;

Фиг.2 - второй трубчатый теплообменник с трубами по существующему уровню техники;Figure 2 - the second tubular heat exchanger with pipes according to the prior art;

Фиг.3А, 3В, 3С и 3D - штанги, имеющие различные U-образные профили по изобретению;Figa, 3B, 3C and 3D - rods having various U-shaped profiles according to the invention;

Фиг.4 - трехмерное изображение кольца по изобретению, образующего опору для крепления крепежных штанг для прохождения теплообменных труб;Figure 4 is a three-dimensional image of the ring according to the invention, forming a support for attaching mounting rods for the passage of heat transfer pipes;

Фиг.5 - Фиг.5А и 5В - виды сбоку и спереди на опору по варианту выполнения, содержащую кольцо, к которому крепятся крепежные штанги для прохождения теплообменных труб.Fig. 5 - Figs. 5A and 5B are side and front views of a support according to an embodiment containing a ring to which mounting rods are fastened for passing heat-exchange pipes.

Подробное описание варианта выполненияDetailed Description of Embodiment

ОпределенияDefinitions

Термин «кольцо» означает элемент, имеющий замкнутый контур определенной толщины и ограничивающий внутреннее пространство, которое открыто с обеих сторон замкнутого контура. В общем, закрытый контур имеет, по существу, круглый профиль, но может иметь различный профиль, например овальный, удлиненный и т.д.The term "ring" means an element having a closed loop of a certain thickness and limiting the internal space that is open on both sides of the closed loop. In general, a closed loop has a substantially circular profile, but may have a different profile, for example oval, elongated, etc.

Термин «корпус» означает кожух теплообменника, в который нагнетается среда для ее охлаждения или нагрева и который содержит кольца, описываемые в настоящем изобретении. В общем, корпус является цилиндрическим.The term “housing” means a heat exchanger casing into which a medium is pumped to cool or heat it and which contains the rings described in the present invention. In general, the housing is cylindrical.

Выражение «теплообменник кожухотрубного типа» означает теплообменник, в котором, по меньшей мере, две среды обмениваются теплом, и одна среда циркулирует в корпусе, а вторая среда циркулирует по трубам. Поверхность труб служит для теплообмена между двумя средами.The expression "shell-and-tube type heat exchanger" means a heat exchanger in which at least two media exchange heat, and one medium circulates in the housing, and the second medium circulates through the pipes. The surface of the pipes is used for heat exchange between the two environments.

Выражение «штанга U-образной формы» означает собранную или сложенную или изогнутую штангу, которая образует три сегмента, при этом каждый сегмент имеет соединение с другим сегментом, образуя угол менее 180°. На Фиг.3А, 3В 3С и 3D показаны примеры штанг, которые могут использоваться для поддержки.The expression “U-shaped bar” means an assembled or folded or curved bar that forms three segments, with each segment being connected to another segment, forming an angle of less than 180 °. 3A, 3B, 3C and 3D show examples of rods that can be used for support.

Термин «перегородка» означает устройство, позволяющее изменять направление среды. В области теплообменников термин «перегородка» используется часто. По существующему уровню техники перегородки также используются для крепления труб.The term "partition" means a device that allows you to change the direction of the medium. In the field of heat exchangers, the term "baffle" is used frequently. In the prior art, partitions are also used for fastening pipes.

Опора теплообменных труб по изобретению позволяет уменьшить количество колец теплообменника и в то же время повысить гибкость процесса монтажа теплообменника. Кроме того, опора по изобретению позволяет улучшить крепление теплообменных труб при одновременном поглощении вибраций. Опора по изобретению позволяет увеличить устойчивость теплообменника и уменьшить его массу.The support of the heat exchanger pipes according to the invention allows to reduce the number of heat exchanger rings and at the same time increase the flexibility of the heat exchanger mounting process. In addition, the support according to the invention improves the fastening of the heat exchange tubes while absorbing vibrations. The support according to the invention allows to increase the stability of the heat exchanger and reduce its weight.

На Фиг.4 показана опора 400 для использования с так называемым «кожухотрубным» теплообменником круглой формы и содержащая кольцо 40, имеющее круглый профиль, первый комплект 41 штанг 410 и второй комплект 42 штанг 420. Штанги 410, 420 двух комплектов 41, 42 крепятся к кольцу 40 с противоположных сторон на фланцах кольца 40, которые соответственно представляют собой первую и вторую боковые поверхности 401, 402 кольца 40 и ограничивают толщину кольца.Figure 4 shows the support 400 for use with the so-called "shell and tube" heat exchanger of round shape and containing a ring 40 having a round profile, a first set of 41 rods 410 and a second set of 42 rods 420. The rods 410, 420 of two sets 41, 42 are attached to the ring 40 from opposite sides on the flanges of the ring 40, which respectively represent the first and second side surfaces 401, 402 of the ring 40 and limit the thickness of the ring.

Для упрощения все штанги 410, 420 каждого комплекта не показаны.To simplify, all rods 410, 420 of each set are not shown.

По вариантам выполнения кольцо 40 может иметь сечение параллелепипеда, например прямоугольник или квадрат, или даже круглое сечение.In embodiments, the ring 40 may have a parallelepiped section, for example, a rectangle or square, or even a circular section.

Далее в описании предпочтительный вариант выполнения базируется на кольце 40 квадратного сечения, на котором первая и вторая боковые поверхности 401, 402 кольца 40, по существу, являются плоскими и расположены на расстоянии друг от друга, равном толщине кольца 40.In the following, a preferred embodiment is based on a square ring 40, on which the first and second side surfaces 401, 402 of the ring 40 are substantially flat and spaced apart from each other equal to the thickness of the ring 40.

Для удобства изготовления и увеличения до максимума цилиндрической поверхности теплообменника в отношении количества труб, образующих поддерживаемый трубный пучок, каждая из штанг 410, 420 имеет форму, которая образует среднюю плоскость, при этом форма штанг является здесь, по существу, U-образной формой.For the convenience of manufacturing and maximizing the cylindrical surface of the heat exchanger with respect to the number of pipes forming the supported tube bundle, each of the rods 410, 420 has a shape that forms a mid-plane, the shape of the rods being here being essentially U-shaped.

U-образная форма может быть получена посредством гибки, складывания или сборки трех частей штанги. Кроме того, U-образная форма может быть описана, как содержащая центральный сегмент с двумя концами и два боковых сегмента с двумя концами, при этом каждый из боковых сегментов крепится одним из своих концом к концу центрального сегмента.The U-shape can be obtained by bending, folding or assembling three parts of the bar. In addition, the U-shape can be described as containing a central segment with two ends and two side segments with two ends, with each of the side segments being attached with one of its ends to the end of the Central segment.

В варианте выполнения из Фиг.4 первый комплект 41 штанг 410 имеет некоторое количество штанг 410, параллельных друг другу, и каждая из штанг 410 образует U-образный элемент, каждый конец которого крепится к первой боковой поверхности кольца 40, и концы штанг U-образной формы соответствуют двум концам боковых сегментов.In the embodiment of FIG. 4, the first set 41 of rods 410 has a number of rods 410 parallel to each other, and each of the rods 410 forms a U-shaped element, each end of which is attached to the first side surface of the ring 40, and the ends of the rods are U-shaped the shapes correspond to the two ends of the side segments.

Второй комплект 42 штанг 420 имеет такие же характеристики, как и первый комплект, за тем исключением, что штанги 420 крепятся ко второй боковой поверхности 402 кольца 40.The second set 42 of rods 420 has the same characteristics as the first set, except that the rods 420 are attached to the second side surface 402 of the ring 40.

Кроме того, средние плоскости первого комплекта 41 параллельны друг другу, и средние плоскости второго комплекта 42 также параллельны друг другу, при этом ориентация средних плоскостей первого комплекта 41 и средних плоскостей второго комплекта 42 образует угол α больше нуля.In addition, the middle planes of the first set 41 are parallel to each other, and the middle planes of the second set 42 are also parallel to each other, while the orientation of the middle planes of the first set 41 and the middle planes of the second set 42 forms an angle α greater than zero.

В этом варианте выполнения первый и второй комплекты 41, 42 штанг 410, 420 ориентированы относительно друг друга под первым углом, равным 90°, как показано на Фиг.4.In this embodiment, the first and second sets 41, 42 of rods 410, 420 are oriented relative to each other at a first angle of 90 °, as shown in FIG. 4.

На этой фигуре ось (О, х) соответствует оси, вдоль которой будут расположены трубы трубного пучка теплообменника, так, чтобы они были параллельны вышеуказанной оси (О, х).In this figure, the axis (O, x) corresponds to the axis along which the tubes of the tube bundle of the heat exchanger will be located, so that they are parallel to the above axis (O, x).

Пусть (О, y, z) будет секущей плоскостью, расположенной под прямым углом к оси (О, х) и имеющей в качестве нулевой точки центр кольца, так чтобы кольцо, по существу, было соосно с осью (О, х), при этом система координат также образует ортогональный трехгранник.Let (O, y, z) be a secant plane located at right angles to the axis (O, x) and having the center of the ring as a zero point, so that the ring is essentially coaxial with the axis (O, x), for this coordinate system also forms an orthogonal trihedron.

Пусть (О', y', z') будет первой ортогональной системой координат, образующей первую плоскость, расположенную под прямым углом к оси (О, х), и содержащей, по существу, центральные сегменты каждой штанги 410 первого комплекта 41 штанг 410; вышеуказанная первая плоскость расположена на расстоянии от секущей плоскости, и это расстояние равно длине, которая является длиной сегмента [О, О'], и О' имеет координаты (х1, 0, 0) в системе (0, х, y, z) координат.Let (O ', y', z ') be the first orthogonal coordinate system forming the first plane located at right angles to the axis (O, x), and containing essentially the central segments of each rod 410 of the first set of 41 rods 410; the above first plane is located at a distance from the secant plane, and this distance is equal to the length, which is the length of the segment [O, O '], and O' has coordinates (x1, 0, 0) in the system (0, x, y, z) coordinates.

Средние плоскости первого комплекта 41 параллельны друг другу, параллельны плоскости (О', х, z') и ортогональны секущей плоскости (О, y, z).The middle planes of the first set 41 are parallel to each other, parallel to the plane (O ', x, z') and orthogonal to the secant plane (O, y, z).

Пусть (О”, y”, z”) будет второй ортогональной системой координат, образующей вторую плоскость, расположенную под прямым углом к оси (О, х), и содержащей, по существу, центральные сегменты каждой штанги 420 второго комплекта 42 штанг 420; вышеуказанная вторая плоскость расположена на расстоянии от секущей плоскости, и это расстояние равно длине, которая является длиной сегмента [О”, О], и О” имеет координаты (х2, 0, 0) в системе (0, х, y, z) координат.Let (O ”, y”, z ”) be the second orthogonal coordinate system forming a second plane located at right angles to the axis (O, x) and containing essentially the central segments of each rod 420 of the second set of 42 bars 420; the above second plane is located at a distance from the secant plane, and this distance is equal to the length, which is the length of the segment [O ”, O], and O” has coordinates (x2, 0, 0) in the system (0, x, y, z) coordinates.

Средние плоскости второго комплекта 42 параллельны друг другу, параллельны плоскости (О”, х, y”) и ортогональны секущей плоскости (О, y, z).The middle planes of the second set 42 are parallel to each other, parallel to the plane (O ”, x, y”) and orthogonal to the secant plane (O, y, z).

Термин «по существу» в выражении «плоскость, содержащая, по существу, центральные сегменты штанг» означает, что центральные сегменты штанг U-образной формы не всегда бывают прямолинейными, и необходимо принимать во внимание промежуточную плоскость, содержащую, по существу, большинство центральных сегментов штанг.The term “substantially” in the expression “plane containing essentially central rod segments” means that the central segments of the U-shaped rods are not always straightforward, and it is necessary to take into account an intermediate plane containing essentially most of the central segments booms.

Следует обратить внимание, что первая и вторая плоскости находятся на расстоянии друг от друга, и это расстояние [О', О”] равно сумме толщины кольца 40 и длин боковых сегментов штанг 410 первого комплекта 41 и штанг 420 второго комплекта 42. Как первая, так и вторая плоскости расположены под прямым углом к оси (О, х), и длины штанг 410 первого комплекта 41 равны друг другу, и длина штанг 410 равна длине штанг 420 второго комплекта 42.It should be noted that the first and second planes are at a distance from each other, and this distance [O ', O ”] is equal to the sum of the thickness of the ring 40 and the lengths of the side segments of the rods 410 of the first set 41 and the rods 420 of the second set 42. As the first, so the second plane is located at right angles to the axis (O, x), and the lengths of the rods 410 of the first set 41 are equal to each other, and the length of the rods 410 is equal to the length of the rods 420 of the second set 42.

Такая ориентация первого и второго комплектов относительно друг друга под первым углом, равным 90°, позволяет предотвратить перемещение труб теплообменника, по меньшей мере, в одном направлении каждой оси, параллельной осям (О, y) и (О, z) плоскости (О, y, z), соответственно, в первой плоскости и второй плоскости. Другими словами, показанная ориентация позволяет предотвратить перемещение труб теплообменника, по меньшей мере, по оси (О', y') и оси (О”, z”).This orientation of the first and second sets relative to each other at a first angle of 90 °, prevents the heat exchanger tubes from moving in at least one direction of each axis parallel to the axes (O, y) and (O, z) of the plane (O, y, z), respectively, in the first plane and the second plane. In other words, the orientation shown prevents the heat exchanger tubes from moving at least along the axis (O ', y') and the axis (O ”, z”).

Фактически, если рассматривать первый комплект 41 штанг 410, расположенных, например, вертикально, т.е. по оси, параллельной оси (О, z), каждая штанга 410 имеет абсциссу по оси (О', y'). Если рассматривать две последовательно расположенные штанги первого комплекта 41, их абсциссы будут обозначены как y'1 и y'2.In fact, if we consider the first set of 41 rods 410 located, for example, vertically, i.e. along an axis parallel to the axis (O, z), each bar 410 has an abscissa along the axis (O ', y'). If we consider two consecutive rods of the first set 41, their abscissas will be denoted as y'1 and y'2.

Если рассматривать второй комплект 42 штанг 420, они расположены горизонтально, поскольку они образуют угол 90° со штангами 410 первого комплекта 41, и расположены по оси, параллельной оси (О, y). Каждая штанга 420 имеет ординату по оси (О”, z”). Если рассматривать две последовательно расположенные штанги второго комплекта 42, их ординаты будут обозначены соответственно как z”1 и z”2.If we consider the second set of 42 rods 420, they are horizontal, since they form an angle of 90 ° with the rods 410 of the first set 41, and are located on an axis parallel to the axis (O, y). Each bar 420 has an ordinate along the axis (O ”, z”). If we consider two consecutive rods of the second set 42, their ordinates will be denoted respectively as z ”1 and z” 2.

С помощью ортогональной проекции первой системы (О', y', z') координат и второй системы (О”, y”, z”) координат на секущую плоскость (О, y, z) штанги образуют каркас, в котором две последовательно расположенные штанги первого комплекта 41 имеют абсциссы, обозначенные как y1 и y2, и в котором две последовательно расположенные штанги второго комплекта 42 имеют ординаты, обозначенные как z1 и z2.Using the orthogonal projection of the first coordinate system (O ', y', z ') and the second coordinate system (O, y ”, z”) on the secant plane (O, y, z), the rods form a frame in which two successively arranged the rods of the first set 41 have abscissas designated as y1 and y2, and in which two successive rods of the second set 42 have ordinates designated as z1 and z2.

В этом примере труба теплообменника моделируется с помощью, по существу, цилиндрической структуры, имеющей ось вращения, параллельную оси (О, х). Такая труба, проходящая между двумя параллельными штангами первого комплекта 41 и двумя параллельными штангами второго комплекта 42, была бы расположена между абсциссами y'1 и y'2 в первой системе (О', y', z') координат и была бы расположена между ординатами z1 и z2 во второй системе (О”, y”, z”) координат.In this example, the heat exchanger tube is modeled using an essentially cylindrical structure having an axis of rotation parallel to the axis (O, x). Such a pipe passing between two parallel rods of the first set 41 and two parallel rods of the second set 42 would be located between the abscissas y'1 and y'2 in the first coordinate system (O ', y', z ') and would be located between ordinates z1 and z2 in the second coordinate system (O ”, y”, z ”).

По этой причине такая труба проходит через каркас, образованный штангами в секущей плоскости, по схеме каркаса, которая здесь является прямоугольной, с помощью первого угла, равного 90°, при этом труба расположена между абсциссами y1 и y2 и между ординатами z1, z2.For this reason, such a pipe passes through the frame formed by the rods in the secant plane according to the frame of the frame, which is rectangular here, using the first angle equal to 90 °, while the pipe is located between the abscissas y1 and y2 and between the ordinates z1, z2.

Комплект труб образует трубный пучок теплообменника, при этом вышеуказанный комплект образует в секущей плоскости сетку.A set of pipes forms a tube bundle of a heat exchanger, while the above set forms a grid in the cutting plane.

На этой фигуре не показан способ, согласно которому в случае, когда две опоры 400 по изобретению имеют общую ось (Ох), являются соосными и расположены на первом расстоянии друг от друга, труба может быть прикреплена, по меньшей мере, по одной оси, параллельной одной из осей (Oz) или (Oy), в любой плоскости, расположенной под прямым углом к оси (Ох).This figure does not show the method according to which, in the case where the two supports 400 according to the invention have a common axis (Ox), are coaxial and are located at a first distance from each other, the pipe can be attached at least in one axis parallel to one of the axes (Oz) or (Oy), in any plane located at right angles to the axis (Ox).

Кроме того, когда три опоры 400 по изобретению имеют одну и ту же ось (Ох) и когда первая и вторая опоры расположены на первом расстоянии друг от друга, вторая и третья опора расположены на втором расстоянии друг от друга, труба может быть прикреплена, по меньшей мере, по двум осям, параллельным осям (Oz) и (Oy) в любой плоскости, расположенной под прямым углом к оси (Ох).Furthermore, when the three supports 400 according to the invention have the same axis (Ox) and when the first and second supports are located at a first distance from each other, the second and third supports are located at a second distance from each other, the pipe can be attached at least two axes parallel to the axes (Oz) and (Oy) in any plane located at right angles to the axis (Ox).

В практическом варианте выполнения первое и второе расстояния могут быть выбраны равными.In a practical embodiment, the first and second distances can be chosen equal.

Таким образом, только три опоры по изобретению позволяют получить сборочный узел для крепления труб, по меньшей мере, по двум осям, параллельным осям (Oz) и (Oy) плоскости (О, y, z).Thus, only three supports according to the invention make it possible to obtain an assembly for fastening pipes in at least two axes parallel to the axes (Oz) and (Oy) of the plane (O, y, z).

Изобретение позволяет уменьшить количество колец теплообменника, поддерживающих трубный пучок теплообменника.EFFECT: invention reduces the number of heat exchanger rings supporting a tube bundle of a heat exchanger.

На практике для обеспечения шести точек контакта для каждой трубы, дающих возможность крепления трубы в теплообменнике, требуются только три кольца. Следует отметить, что в случае, когда труба может иметь только четыре точки контакта со штангами опор, трубы все же могут поворачиваться. В такой конфигурации достаточно иметь две опоры, при этом каждая из труб имеет две точки контакта на опору. Соответственно для обеспечения полного направления труб необходимо иметь шесть точек контакта труб со штангами опор, другими словами, по меньшей мере, три точки контакта в каждой плоскости.In practice, only three rings are required to provide six contact points for each pipe, enabling pipe mounting in the heat exchanger. It should be noted that in the case where the pipe can have only four points of contact with the support rods, the pipes can still be rotated. In this configuration, it is sufficient to have two supports, with each of the pipes having two points of contact on the support. Accordingly, to ensure the full direction of the pipes, it is necessary to have six points of contact between the pipes and the support rods, in other words, at least three points of contact in each plane.

Что касается изготовления штанг, они могут, например, привариваться на боковых поверхностях кольца или даже устанавливаться по горячей посадке в отверстия таких же диаметров на боковых поверхностях кольца.As for the manufacture of the rods, they can, for example, be welded on the side surfaces of the ring or even be hot-installed in holes of the same diameters on the side surfaces of the ring.

По другому варианту выполнения штанги могут крепиться к внутренней стенке кольца.In another embodiment, the rods may be attached to the inner wall of the ring.

На Фиг.5А и 5В показаны схематичные изображения кольца спереди и сбоку. Трубы 50 теплообменника показаны на Фиг.5В. Они поддерживаются штангами 410, 420 первого и второго комплектов 41, 42 штанг 410 и 420, которые образуют трехмерную решетку кольца, показанную на виде спереди в форме каркаса. Таким образом, каркас является решеткой, показанной на виде спереди, и имеет в этом варианте выполнения сетку квадратов. На виде сбоку показан комплект горизонтальных штанг 42 с одной стороны кольца и комплект вертикальных штанг 41 с другой стороны кольца. Для упрощения фигур показаны не все штанги. Линии 51 обозначают каждое пространство, образуемое каркасом, куда может быть вставлена теплообменная труба теплообменника, которая закрепляется в теплообменнике; эти пространства ограничиваются ячейками сетки вышеуказанного каркаса.5A and 5B are schematic views of the ring in front and side. Heat exchanger tubes 50 are shown in FIG. 5B. They are supported by rods 410, 420 of the first and second sets 41, 42 of rods 410 and 420, which form a three-dimensional lattice of the ring, shown in front view in the form of a frame. Thus, the frame is a grid shown in front view, and in this embodiment has a grid of squares. The side view shows a set of horizontal rods 42 on one side of the ring and a set of vertical rods 41 on the other side of the ring. To simplify the figures, not all rods are shown. Lines 51 denote each space formed by the frame where the heat exchanger tube of the heat exchanger can be inserted, which is fixed in the heat exchanger; these spaces are limited to the mesh cells of the above frame.

По другому варианту выполнения ячейки сетки каркаса могут быть треугольными, и первый комплект штанг будет образовывать со вторым комплектом штанг угол 60°. Таким образом, другая опора, которая является соосной и расположена на первом расстоянии и ориентирована относительно первой опоры, например под углом 60°, могла бы поддерживать теплообменные трубы, по меньшей мере, по одной оси, параллельной одной из осей (Oz) или (Oy), в любой плоскости, расположенной под прямым углом к оси (Ох).According to another embodiment, the mesh cells of the frame can be triangular, and the first set of rods will form a 60 ° angle with the second set of rods. Thus, another support, which is coaxial and located at a first distance and oriented relative to the first support, for example at an angle of 60 °, could support the heat transfer tubes in at least one axis parallel to one of the (Oz) or (Oy ), in any plane located at right angles to the axis (Ox).

Точно также третья опора, расположенная после первых двух опор и повернутая в другую сторону на 60° относительно второй опоры, могла бы удерживать теплообменные трубы, по меньшей мере, по двум осям, параллельным осям (Oz) и (Oy), в любой плоскости, расположенной под прямым углом к оси (Ох).Likewise, the third support, located after the first two supports and turned 60 ° to the other side relative to the second support, could hold the heat transfer pipes in at least two axes parallel to the (Oz) and (Oy) axes, in any plane, located at right angles to the axis (Oh).

Такая конфигурация штанг могла бы обеспечивать определение каркаса с ячейками сетки, при этом через одну и ту же ячейку могли бы проходить одна или несколько труб трубного пучка.Such a configuration of the rods could provide the definition of the frame with mesh cells, while one or more tubes of the tube bundle could pass through the same cell.

Во всех вариантах выполнения каркасы и следовательно расположение штанг предназначены для обеспечения прохождения среды в корпус с минимальными потерями напора и надлежащим креплением теплообменных штанг.In all embodiments, the frames and therefore the location of the rods are designed to ensure the passage of the medium into the housing with minimal pressure loss and proper fastening of the heat transfer rods.

В предпочтительном варианте выполнения штанги одного и того же комплекта штанг расположены попарно на расстоянии, по существу, равном двукратному шагу, определяемому теплообменными трубами, при этом шаг определяется как расстояние между осями двух смежных теплообменных труб. В случае, когда теплообменные трубы являются цилиндрическими, эти оси являются осями вращения вышеуказанных цилиндрических форм. Таким образом, каркас, образованный штангами, особо пригоден для сетки, образованной в секущей плоскости трубным пучком.In a preferred embodiment, the rods of the same set of rods are arranged in pairs at a distance substantially equal to the twofold step determined by the heat transfer tubes, the step being defined as the distance between the axes of two adjacent heat transfer tubes. In the case where the heat exchange tubes are cylindrical, these axes are the axes of rotation of the above cylindrical shapes. Thus, the frame formed by the rods is particularly suitable for a mesh formed in the secant plane by a tube bundle.

Преимущественно шаг теплообменных труб, по существу, равен 1,25 диаметра теплообменных труб, и этот коэффициент 1,25 может регулироваться в зависимости от используемых материалов. На практике и преимущественно этот коэффициент, по существу, составляет 1,05-3, что зависит от используемых материалов, а также от рабочего давления теплообменника, производственных средств, диаметра теплообменных труб и выбора размеров с учетом воздействия тепла.Advantageously, the pitch of the heat transfer tubes is substantially 1.25 times the diameter of the heat transfer tubes, and this factor of 1.25 can be adjusted depending on the materials used. In practice, and predominantly, this coefficient is essentially 1.05-3, which depends on the materials used, as well as on the working pressure of the heat exchanger, production facilities, the diameter of the heat exchanger pipes and the choice of sizes taking into account the effects of heat.

Форма каркаса определяется таким образом, чтобы обеспечивалось прохождение трубы, для чего размер сечения трубы, т.е. ее диаметр, когда труба имеет круглое сечение, был меньше наибольшего расстояния, определяемого ячейкой сетки каркаса. Разница между этим диаметром и этим наибольшим расстоянием образует зазор. Вышеуказанный зазор рассчитывается таким образом, чтобы оптимизировать потери напора среды и обеспечить оптимальное крепление труб в корпусе с помощью опоры посредством конфигурации опор, в частности формы ячеек сетки каркаса, образованного штангами.The shape of the frame is determined so as to ensure the passage of the pipe, for which the size of the pipe section, i.e. its diameter, when the pipe has a circular cross-section, was less than the greatest distance determined by the cell grid frame. The difference between this diameter and this largest distance forms a gap. The above clearance is calculated in such a way as to optimize the pressure loss of the medium and to ensure optimal fastening of the pipes in the housing using the support by means of the configuration of the supports, in particular the shape of the mesh cells of the frame formed by the rods.

Изобретение позволяет уменьшить количество колец, необходимых для теплообменника. Соответственно это позволяет:The invention allows to reduce the number of rings required for the heat exchanger. Accordingly, this allows you to:

- уменьшить массу устройства;- reduce the mass of the device;

- уменьшить количество сварных швов, особенно сварных швов колец на направляющих для вставления;- reduce the number of welds, especially welds of rings on rails for insertion;

- уменьшить продолжительность изготовления, особенно в отношении механической обработки. Таким образом, упрощается изготовление.- reduce the duration of manufacture, especially in relation to machining. Thus, manufacturing is simplified.

В общем, существенная задача, в отношении трубчатых теплообменников, которые содержат опоры для трубного пучка, состоит в том, чтобы обеспечить плотный контакт между теплообменными трубами и крепежными штангами с целью сведения к минимуму зазора между штангой и трубой, в то же время, обеспечивая гибкость для поглощения вибраций конструкции.In general, a significant challenge with respect to tubular heat exchangers that contain supports for the tube bundle is to provide tight contact between the heat exchange tubes and the mounting rods in order to minimize the clearance between the rod and the tube, while providing flexibility to absorb vibrations of the structure.

Такая гибкость, несмотря на то, что это не является необходимым для крепления штанг, становится существенной, когда требуется уменьшить зазор до нуля для получения плотного контакта. На практике плотный контакт возможен только в случае, если один из двух компонентов, находящихся в контакте, труба или штанга, подогнан к другому, соответственно штанге или трубе, что обеспечивает гибкость. Другими словами, поскольку теоретический зазор, равный нулю, не существует, необходимо обеспечить деформацию компонентов, когда они приходят в контакт друг с другом.Such flexibility, although it is not necessary for attaching the rods, becomes significant when it is necessary to reduce the clearance to zero to obtain a tight contact. In practice, tight contact is possible only if one of the two components in contact, the pipe or the rod, is fitted to the other, respectively, the rod or pipe, which provides flexibility. In other words, since a theoretical gap of zero does not exist, it is necessary to ensure the deformation of the components when they come into contact with each other.

Гибкость штанг обеспечивается за счет длины каждой боковой стороны U-образной штанги, соответствующей наименьшей длине, которая связывает кольцо с остальной частью штанги. Такое расположение двух комплектов и такая конфигурация штанг позволяют обеспечить гибкость установки, в то же время, обеспечивая крепление труб за счет улучшенного контакта между трубами и штангами.The flexibility of the rods is ensured by the length of each side of the U-shaped rod corresponding to the smallest length that connects the ring to the rest of the rod. This arrangement of the two sets and this configuration of the rods allow for flexibility of installation, at the same time, providing fastening pipes due to improved contact between the pipes and rods.

Кроме того, в предпочтительном варианте выполнения боковые сегменты U-образной штанги могут быть механически обработаны или посредством точения перед гибкой, или шлифованием, или фрезерованием перед гибкой или после гибки. Это позволяет обеспечить требуемый уровень гибкости для крепления ряда труб.In addition, in a preferred embodiment, the lateral segments of the U-shaped rod can be machined either by turning before bending, or grinding, or milling before bending or after bending. This allows you to provide the required level of flexibility for mounting a number of pipes.

Кроме того, U-образная форма может быть получена за счет использования некоторого количества собранных штанг, предпочтительно трех, одна из которых является центральным сегментом и две - боковыми сегментами. Это позволяет получать различную гибкость по краям U-образных штанг, например используя штанги меньшего диаметра.In addition, the U-shape can be obtained by using a number of assembled rods, preferably three, one of which is the central segment and two are the side segments. This allows you to get different flexibility along the edges of the U-shaped rods, for example using rods of smaller diameter.

Кроме того, предпочтительно обеспечить максимально возможную жесткость центрального сегмента, в частности, когда боковые сегменты являются гибкими. На практике при условии, что боковые сегменты штанг U-образной формы являются гибкими, настоятельно рекомендуется, чтобы центральные сегменты оставались жесткими для обеспечения одинаковой гибкости труб в центре трубного пучка и по краям трубного пучка.In addition, it is preferable to provide the maximum possible stiffness of the Central segment, in particular when the side segments are flexible. In practice, provided that the lateral segments of the U-shaped rods are flexible, it is highly recommended that the central segments remain stiff to ensure equal pipe flexibility in the center of the tube bundle and along the edges of the tube bundle.

За счет деформирования штанги обеспечивают плотный контакт труб, и обеспечивается больший допуск на позиционирование штанг и труб.Due to the deformation of the rods ensure tight contact of the pipes, and provides greater tolerance for positioning the rods and pipes.

Кроме того, упрощается изготовление участков врезки в корпусе между двумя кольцами. Участки врезки представляют собой штуцеры, которые позволяют нагнетать и обрабатывать среду в теплообменнике между впуском и выпуском.In addition, the manufacture of tie-in sections in the housing between the two rings is simplified. The tie-in sections are fittings that allow you to pump and process the medium in the heat exchanger between the inlet and outlet.

Кроме того, штанги могут устанавливаться по горячей посадке и/или привариваться к кольцам с помощью отверстий в боковых поверхностях вышеуказанных колец. В этом случае отпадает необходимость в использовании шаблонов для расположения штанг. Это решение является выгодным и обеспечивает экономию на шаблоне. На практике для расположения штанг требуется только просверлить отверстия.In addition, the rods can be installed on a hot landing and / or welded to the rings using holes in the side surfaces of the above rings. In this case, there is no need to use templates for the location of the rods. This solution is cost effective and provides savings on the template. In practice, the location of the rods only requires drilling holes.

Опоры теплообменных труб по изобретению позволяют уменьшить массу конструкции теплообменника и повысить ее механическую прочность для лучшего противодействия ударным нагрузкам и вибрациям.The supports of the heat exchanger tubes according to the invention can reduce the mass of the heat exchanger structure and increase its mechanical strength to better counter shock loads and vibrations.

Штанги могут изготавливаться из нержавеющей стали, из стали, графита или, в более общем смысле, из металла.The rods may be made of stainless steel, steel, graphite, or, more generally, metal.

И, наконец, решение по изобретению способствует теплообмену посредством уменьшения потерь напора сред, которые обмениваются теплом. В случае использования такой опоры трубного пучка выигрыш в напоре будет соответствовать уровню потерь напора на кольце.And finally, the solution according to the invention promotes heat transfer by reducing the pressure loss of media that exchange heat. If such a tube bundle support is used, the head gain will correspond to the level of head loss on the ring.

Claims

1. Опора (400) для пучка теплообменных труб, образующая в секущей плоскости сетку и содержащая кольцо (40), снабженное с противоположных сторон от его секущей плоскости соответственно средствами для крепления первого комплекта (41) штанг (410) и второго комплекта (42) штанг (420), каждая из которых имеет форму, образующую среднюю плоскость, при этом средние плоскости первого комплекта (41) параллельны друг другу, средние плоскости второго комплекта (42) параллельны друг другу, а ориентация средних плоскостей первого комплекта (41) и средних плоскостей второго комплекта (42) образует угол α больше нуля.1. Support (400) for a bundle of heat transfer pipes, forming a net in the cutting plane and containing a ring (40), equipped on the opposite sides from its cutting plane, respectively, with means for fastening the first set (41) of rods (410) and the second set (42) rods (420), each of which has a shape that forms the middle plane, with the middle planes of the first set (41) parallel to each other, the middle planes of the second set (42) parallel to each other, and the orientation of the middle planes of the first set (41) and medium WTO planes th set (42) forms an angle α greater than zero.

2. Опора (400) по п.1, отличающаяся тем, что форма штанг является U-образной, т.е. имеющей центральный сегмент и два боковых сегмента, которые образуют U-образный профиль.2. Support (400) according to claim 1, characterized in that the shape of the rods is U-shaped, i.e. having a central segment and two side segments that form a U-shaped profile.

3. Опора (400) по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что величина угла α и число количество штанг (410, 420) каждого комплекта (41, 42) выбираются из условия, чтобы образовать каркас, имеющий ячейки сетки, соответствующие сетке пучка.3. Support (400) according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the angle α and the number of bars (410, 420) of each set (41, 42) are selected from the condition to form a frame having mesh cells, corresponding to the beam mesh.

4. Опора (400) по п.1, отличающаяся тем, что угол α, по существу, равен 90°.4. Support (400) according to claim 1, characterized in that the angle α is substantially equal to 90 °.

5. Опора (400) по п.1, отличающаяся тем, что угол α, по существу, равен 60°.5. Support (400) according to claim 1, characterized in that the angle α is substantially equal to 60 °.

6. Опора (400) по п.1, отличающаяся тем, что сечение кольца (40) является квадратным, и/или его боковые поверхности (401, 402), по существу, являются плоскими.6. Support (400) according to claim 1, characterized in that the cross-section of the ring (40) is square and / or its side surfaces (401, 402) are essentially flat.

7. Опора (400) по п.1, отличающаяся тем, что штанги закреплены к кольцу по горячей посадке в отверстиях, выполненных в каждой из боковых поверхностей кольца.7. Support (400) according to claim 1, characterized in that the rods are fixed to the ring by a hot fit in the holes made in each of the side surfaces of the ring.

8. Опора (400) по п.1, отличающаяся тем, что штанги закреплены к кольцу с каждой из его боковых поверхностей посредством сварки.8. Support (400) according to claim 1, characterized in that the rods are fixed to the ring from each of its side surfaces by welding.

9. Опора (400) по п.1, отличающаяся тем, что штанги изогнуты для образования U-образной формы.9. Support (400) according to claim 1, characterized in that the rods are curved to form a U-shape.

10. Опора (400) по п.9, отличающаяся тем, что боковые сегменты штанг механически обработаны или посредством точения перед гибкой, или шлифованием, или фрезерованием перед гибкой или после гибки.10. Support (400) according to claim 9, characterized in that the lateral segments of the rods are machined either by turning before bending, or grinding, or milling before bending or after bending.

11. Опора (400) по п.1, отличающаяся тем, что штанги выполнены посредством сборки из нескольких секций для формирования штанг U-образной формы, и, предпочтительно трех сегментов штанг, одного для центрального сегмента и по одному для каждого из боковых сегментов.11. Support (400) according to claim 1, characterized in that the rods are made by assembling from several sections to form U-shaped rods, and preferably three boom segments, one for the central segment and one for each of the side segments.

12. Опора (400) по п.1, отличающаяся тем, что центральная секция штанг является более жесткой, чем боковые секции вышеуказанных штанг.12. Support (400) according to claim 1, characterized in that the central section of the rods is more rigid than the side sections of the above rods.

13. Крепежный узел, содержащий две опоры (400) по любому из пп.1-12, характеризующийся тем, что опоры (400) расположены на расстоянии друг от друга и ориентированы относительно друг друга под углом α.13. A mounting assembly comprising two supports (400) according to any one of claims 1-12, characterized in that the supports (400) are spaced apart from each other and oriented relative to each other at an angle α.

14. Крепежный узел, содержащий, по меньшей мере, три опоры (400) по любому из пп.1-12, характеризующийся тем, что опоры расположены последовательно, и две следующие одна за другой опоры расположены на расстоянии друг от друга и ориентированы относительно друг друга под первым углом α.14. A fastening assembly comprising at least three supports (400) according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the supports are arranged in series, and two successive supports located at a distance from each other and oriented relative to each other friend at a first angle α.

15. Теплообменник, содержащий, по меньшей мере, один пучок теплообменных труб и, по меньшей мере, три опоры пучка теплообменных труб, образующих в секущей плоскости сетку, при этом опора снабжена кольцом (40), имеющим с противоположных сторон от его секущей плоскости соответственно средства для крепления первого комплекта (41) штанг (410) и второго комплекта (42) штанг (420), каждая из которых имеет форму, образующую среднюю плоскость, при этом средние плоскости первого комплекта (41) параллельны друг другу, средние плоскости второго комплекта (42) параллельны друг другу, а ориентация средних плоскостей первого комплекта (41) и средних плоскостей второго комплекта (42) образует угол α больше нуля. 15. A heat exchanger comprising at least one bundle of heat transfer tubes and at least three supports of a bundle of heat transfer tubes forming a grid in the cutting plane, the support being provided with a ring (40) having, on opposite sides from its cutting plane, respectively means for fastening the first set (41) of rods (410) and the second set (42) of rods (420), each of which has a shape that forms a middle plane, while the middle planes of the first set (41) are parallel to each other, the middle planes of the second set (42) paral Yelnia each other, and the orientation of the reference planes of the first set (41) and the midplane of the second set (42) forms an angle α greater than zero.