SOPORTE DE TUBOS.

Un soporte (10) de haces de tubos para un haz de tubos u otra colección de tubos o barras con tubos dispuestos en filas y con calles de tubos separando las filas de tubos,

comprendiendo el soporte un miembro que se extiende longitudinalmente y que tiene una pluralidad de zonas de aplicación a los tubos situadas en localizaciones longitudinales sucesivas a lo largo del miembro, caracterizado porque cada zona de aplicación a tubo comprende una silleta transversal de recepción de tubo para aplicarse a un tubo del haz de tubos, en donde las zonas de aplicación a los tubos están realzadas y opuestas en cada cara del miembro

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E05076348.

Solicitante: EXXONMOBIL RESEARCH AND ENGINEERING COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1545 ROUTE 22 EAST P.O. BOX 900 ANNANDALE NJ 08801-0900 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: Wanni,Amar S, Calanog,Marciano M, Rudy,Thomas M, Keen,Malcolm D.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 9 de Junio de 2005.

Clasificación PCT:

  • F28F9/013 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F28 INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL.F28F PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS APARATOS INTERCAMBIADORES O DE TRANSFERENCIA DE CALOR (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; purgadores de agua o aire, ventilación F16). › F28F 9/00 Carcasas; Cabezales; Soportes auxiliares para elementos; Elementos auxiliares dentro de las carcasas. › para los tubos o ensamblajes de tubos.

Clasificación antigua:

  • F28F9/013 F28F 9/00 […] › para los tubos o ensamblajes de tubos.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2371077_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Esta invención se refiere a dispositivos de soporte de tubos, comúnmente denominados estacas de tubos, que son útiles con haces de tubos en intercambiadores de calor y equipos similares de tratamiento de fluidos, refiriéndose en particular, pero no exclusivamente, a soportes de tubos antivibración. Un soporte de haz de tubos como el definido en el preámbulo de la reivindicación 1 se describe en el documento US-A-5 213 155. Antecedentes de la invención Los equipos de haces de tubos tales como intercambiadores de calor de envuelta y tubos y elementos similares de dispositivos de manipulación de fluidos utilizan tubos organizados en haces para conducir los fluidos a través del equipo. En tales haces de tubos hay típicamente flujo de fluido tanto por los interiores de los tubos como por los exteriores de los tubos. La configuración de los tubos en el haz viene fijada por las placas de tubos en las cuales se insertan los tubos. Una configuración común de los tubos es la formación rectangular con los tubos colocados en filas alineadas con calles de tubos (los trayectos rectos entre los tubos) entre cada par de filas, alineadas ortogonalmente una con otra. En esta formación cada tubo está junto a otros ocho tubos, excepto en la periferia del haz de tubos, y está directamente enfrente de un tubo correspondiente al otro lado de la calle de tubos que separa su fila de las dos filas adyacentes. En la formación triangular de tubos los tubos en filas alternas están alineados uno con otro de modo que cada tubo está junto a otros seis tubos (los dos tubos adyacentes en la misma fila y cuatro tubos en las dos filas adyacentes). Los patrones de flujo de fluido alrededor de los tubos y los cambios en la temperatura y la densidad de los fluidos que surgen cuando éstos circulan y que dan como resultado un intercambio de calor entre los dos fluidos que circulan en y alrededor de los tubos, pueden dar lugar a vibraciones inducidas por flujo de una naturaleza oscilatoria organizada o aleatoria en el haz de tubos. Si estas vibraciones alcanzan ciertas amplitudes críticas, pueden producirse daños en el haz. Los problemas de vibración de tubos pueden exacerbarse si se reentuba el equipo de intercambio de calor con tubos de un material diferente al de los tubos originales, por ejemplo si se sustituyen materiales relativamente rígidos por tubos de peso más ligero. La vibración inducida por el flujo puede presentarse también cuando se somete el equipo a demandas de funcionamiento más severas, por ejemplo cuando se mejora otro equipo existente y un intercambiador de calor previamente satisfactorio viene a ser sometido, en condiciones nuevas, a vibraciones inducidas por el flujo. La vibración puede incluso concentrarse en ciertas condiciones cuando un intercambiador esté todavía en la corriente de flujo, pero sin que tenga lugar transferencia de calor. Además de un buen diseño del equipo, se pueden tomar otras medidas para reducir la vibración de los tubos. En el haz de tubos se pueden instalar dispositivos de soporte de tubos o estacas de tubos, tal como estos dispositivos de soporte se conocen comúnmente (y se denominan en esta memoria), con el fin de controlar la vibración inducida por el flujo e impedir un movimiento excesivo de los tubos. Se han propuesto una serie de soportes de tubos o estacas de tubos y éstos se encuentran disponibles en el comercio. Un tipo, descrito en el documento US 4,648,442 (Williams), tiene un configuración de forma de U en la que la distancia entre las superficies superior e inferior del canal es igual que la distancia entre filas adyacentes del haz de tubos (es decir sustancialmente igual que la dimensión de la calle de tubos). Este tipo de estaca se inserta entre las filas del haz y se asegura en el extremo con un segmento arqueado que se aplica a un segmento de un tubo en la periferia del haz de tubos para bloquear la estaca en su sitio en su posición apropiada entre las filas del haz. Las estacas de este tipo se hacen típicamente de metal resistente a la corrosión, por ejemplo acero inoxidable tipo 304, con un espesor comprendido entre 0,7 y 1,2 mm para proporcionar tanto la rigidez necesaria para el haz de tupo estacado como una resiliencia suficiente en el canal de forma de U para permitir que se inserten las estacas en las calles formadas entre los tubos del haz. Otra forma de estaca de tubos antivibración se describe en el documento US 4,919,199 (Hahn), que revela una estaca hecha en una banda blanda de configuración en V en la que están formadas unas silletas perpendiculares al eje longitudinal de la banda en los extremos abiertos de estas secciones transversales en forma de V. Las silletas están formadas en la banda con un paso (distancia entre silletas) igual al paso de los tubos y con un radio que concuerda con el de los tubos del haz de tubos, de modo que las silletas se aplican a los tubos en un lado de la calle de tubos. La aplicación entre estos tubos y las silletas bloquea el tubo en su sitio dentro del haz de tubos. La naturaleza resiliente de la banda, acoplada con la acción tipo muelle proporcionada por la configuración en V, permite que los brazos de la V se abran y reduzcan la anchura total efectiva de la estaca y hace posible que la estaca se aplique a los tubos en ambos lados de una calle de tubos de modo que la estaca de forma de V esté bloqueada en su sitio entre dos filas de tubos. Un tipo similar de estaca de tubos se describe en el documento US 5,213,155 (Hahn), que revela una estaca de forma de U que se inserta entre dos calles de tubos con el extremo cerrado de la U sobre uno de los tubos periféricos del haz. En los extremos abiertos de la sección transversal de forma de V están formadas silletas para aplicarse a lados opuestos de los tubos de una sola fila del haz. La estaca de forma de U se sujeta en su sitio 2 E05076348 03-11-2011   alrededor de los tubos del haz con sujetadores adecuados que se extienden entre los dos brazos de la estaca. Un problema con la configuración prensada del tipo mostrado en el documento US 4,648,442 es que las estacas no crean una localización positiva para cada tubo individual, aunque la estaca sea bloqueada en su sitio dentro de su calle de tubos seleccionada. Los tubos siguen siendo libres de vibrar en un plano paralelo a la calle de tubos y paralelo a la estaca. Un problema diferente existe con el diseño mostrado en el documento US 5,213,155: aunque los tubos en filas rodeadas por las estacas de forma de U están plenamente soportados, los tubos en la periferia del haz de tubos, que no están directamente rodeados por una de las estacas, es decir, retenidos dentro de uno de los extremos cerrados de las estacas de forma de U (éstos son los tubos exteriores de filas alternas que no están rodeados por los extremos de las estacas de forma de U), son libres de moverse y en estos tubos se puede esperar vibración en ciertas condiciones. Además, debido a que la corrugación del soporte de tubos tiene una región de transición antes de alcanzar su plena profundidad, los dos tubos adyacentes a cada uno de los tubos más exteriores no reciben tampoco ninguna mitigación de las vibraciones. Una desventaja de los diseños de estaca que utilizan piezas prensadas acanaladas para acomodar la distancia entre los tubos que forman una sola calle de tubos es que se requieren piezas prensadas en forma de canal profundo u otras medidas necesarias cuando la calle de tubos es relativamente ancha. Una forma más complicada de soporte de tubos se muestra en el documento US 6,401,803 (Hahn). Esta estaca utiliza dos piezas prensadas de forma de V separadas por muelles de compresión que fuerzan las estacas contra los tubos en lados opuestos de la calle de tubos a fin de amortiguar vibraciones oscilatorias. Sin embargo, esta forma de estaca es bastante cara de fabricar. Por tanto, sigue siendo deseable una estaca unitaria que acomode calles de tubos relativamente anchas sin la complicación de piezas separadas. La presente invención persigue en general obviar o al menos mitigar los problemas anteriormente descritos y/o proporcionar mejoras. Sumario de la invención Según la presente invención, se proporcionan un soporte de tubos y un haz de tubos según se definen en cualquiera de las reivindicaciones que se acompañan. De este modo, se amortiguan, absorben o mitigan por otra vía vibraciones de los tubos inducidas por flujo. Asimismo, se impiden o al menos se reducen significativamente daños en el haz. En una realización se utiliza un soporte de tubos o estaca de tubos con disposiciones de tubos en línea (configuraciones de tubos rectangulares) para mitigar la posibilidad de daños en los tubos derivados de la vibración inducida por flujo en el haz de tubos del intercambiador de calor, condensador u otra colección de tubos, por ejemplo en dispositivos tales como reactores nucleares, calentadores eléctricos o cualquier... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un soporte (10) de haces de tubos para un haz de tubos u otra colección de tubos o barras con tubos dispuestos en filas y con calles de tubos separando las filas de tubos, comprendiendo el soporte un miembro que se extiende longitudinalmente y que tiene una pluralidad de zonas de aplicación a los tubos situadas en localizaciones longitudinales sucesivas a lo largo del miembro, caracterizado porque cada zona de aplicación a tubo comprende una silleta transversal de recepción de tubo para aplicarse a un tubo del haz de tubos, en donde las zonas de aplicación a los tubos están realzadas y opuestas en cada cara del miembro. 2. Un soporte de tubos según la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro está formado por dos bandas (11, 12) unidas una a otra, con una cara de cada una contra una cara de la otra, teniendo cada banda unas zonas de aplicación a los tubos que comprenden las silletas transversales de recepción de los tubos que se extienden hacia fuera desde una cara de la banda. 3. Un soporte de tubos según la reivindicación 2, caracterizado porque las dos bandas planas (11, 12) están unidas una a otra por medio de soldaduras. 4. Un soporte de tubos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las zonas realzadas de aplicación a los tubos incluyen extensiones laterales (14, 15) que se extienden hacia fuera desde el miembro y soportan las silletas arqueadas de recepción de tubos. 5. Un soporte de tubos según la reivindicación 4, caracterizado porque las extensiones laterales (14, 15) que soportan las silletas arqueadas de recepción de tubos están inclinadas para formar rampas que se extienden hacia arriba desde la cara del miembro hasta las silletas. 6. Un soporte de tubos según la reivindicación 5, caracterizado porque unas regiones transversales adyacentes de la banda en una sola localización longitudinal se extienden alternadamente desde caras opuestas de la banda para formar las zonas realzadas opuestas de aplicación a los tubos. 7. Un soporte de tubos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el miembro comprende una banda alargada en la que unas regiones transversales adyacentes de la banda en una sola localización longitudinal se han transformado en las zonas realzadas opuestas de aplicación a los tubos en cada cara de la banda. 8. Un soporte de tubos según la reivindicación 7, caracterizado porque las zonas realzadas opuestas de aplicación a los tubos en posiciones transversales dadas a través de la banda se extienden alternadamente en las caras opuestas de la banda con relación a las regiones realzadas en la misma posición transversal en localizaciones longitudinales sucesivas para formar las zonas realzadas opuestas de aplicación a los tubos. 9. Un soporte de tubos según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque las zonas realzadas de aplicación a los tubos incluyen extensiones laterales (14, 15) que se extienden hacia fuera desde el miembro y soportan las silletas arqueadas de recepción de tubos, las cuales están inclinadas para formar rampas que se extienden hacia arriba desde la cara del miembro hasta las silletas. 10. Un soporte de tubos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el soporte incluye en cada extremo unas patillas de fijación que se extienden lateralmente. 11. Un haz de tubos que comprende tubos dispuestos en filas, con calles de tubos separando las filas de tubos, estando soportados los tubos por soportes de tubos (10) localizados en las calles de tubos, viniendo definido el soporte de tubos por cualquiera de las reivindicaciones anteriores. 12. Un haz de tubos según la reivindicación 11, caracterizado porque los tubos están dispuestos en una configuración rectangular. 13. Un haz de tubos según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque el haz de tubos está rodeado por una faja cinturón a la que están fijados los extremos de los soportes de tubos (10). 14. Un haz de tubos según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque cada soporte de tubos (10) incluye patillas de fijación que se extienden lateralmente en cada extremo y que están fijadas a la faja cinturón. 15. Un método de fabricar un soporte de tubos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende unir bandas en forma de dorso con dorso, comprendiendo cada banda unas zonas de aplicación a los tubos estampadas hacia fuera en una cara de la banda. 16. Un método de fabricar un soporte de tubos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende hender una banda en cada localización de tubo para proporcionar regiones transversales adyacentes a través de la 9 E05076348 03-11-2011   banda y transformar las regiones en zonas realzadas de aplicación a los tubos en caras opuestas de la banda. E05076348 03-11-2011   11 E05076348 03-11-2011   12 E05076348 03-11-2011   13 E05076348 03-11-2011

 

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