DE2032891A1

DE2032891A1 - Steam generator tube and process for its manufacture

Info

Publication number: DE2032891A1
Application number: DE19702032891
Authority: DE
Inventors: Hisahi Ohike Ibaragi Tanaka Masatoshi Nishinomiya Nakamura, (Japan) P
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1969-07-02
Filing date: 1970-07-02
Publication date: 1971-02-04
Also published as: SE358720B; JPS4931863B1; FR2050447B1; GB1290588A; US3734140A; FR2050447A1; ZA704552B; CH510847A; DE2032891B2

Description

Patentanwälte .Dipl.-Ing. F.Weickmann,Patent Attorneys. Dipl.-Ing. F.Weickmann,

Dipl.-Ing. H. WeickmanNj D1PL.-PHYS. Dr.K-FiNCKE Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem, B. HuberDipl.-Ing. H. WeickmanNj D1PL.-PHYS. Dr.K-FiNCKE Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem, B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820 SAHA MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48.3921/228 MUNICH 86, POST BOX 860 820 SAHA MÖHLSTRASSE 22, CALL NUMBER 48.3921 / 22

SUHITOMQ METAL INDUSTRIES LIMITED, 15, 5-chome, Kitahama, Higashi-ku, Osaka Oity, JapanSUHITOMQ METAL INDUSTRIES LIMITED, 15, 5-chome, Kitahama, Higashi-ku, Osaka Oity, Japan

Dampferzeugerrohr und Verfahren zu seiner HerstellungSteam generator tube and process for its manufacture

Die Erfindung "betrifft Verbesserungen an Dampferzeugerrohren, die meist !sei einem unterkritischen Druck betrieben werden und einem hohen Wärmefluß ausgesetzt sind« Sie sieht ein Dampferzeugerrohr mit sioh kreuzenden Zügen (im folgenden als kreuzgezogenes Rohr bezeichnet) vor, das durch das Anbringen der sioh kreuzenden Züge an seiner Innenwand gleichmäßig verteilt viele erhabene Inseln in der Form eines Rhombus oder Parallelogramms aufweist· Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung solcher Rohre.The invention "relates to improvements to steam generator tubes, which are mostly operated at a subcritical pressure and are exposed to a high flow of heat «She sees Steam generator pipe with trains crossing each other (in the following referred to as a cross-drawn tube), which has many raised islands evenly distributed in the shape of a rhombus or parallelogram due to the attachment of the sioh crossing lines on its inner wall · Subject of the invention is also a method for producing such pipes.

Die erwähnten gleichförmigen Inseln entstehen in regulärer Verteilung durch das Anbringen von sich kreuzenden Zügen an der Innenseite* eines Rohres, das hauptsächlich als ein Wandrohr für einen bei hoher Temperatur und hohem Druck betriebenen Kessel bestimmt ist, der einen fossilen Brennstoff (etwa Kohle, Schweröl oder Erdgas) verwendet. Die Inseln haben den Zweck, den kritischen Wärmefluß wesentlich zu verbessern, so daß er höher ist als in einem glatten Rohr, und zwar indem · sie das Sieden des durch das Rohr strömenden Arbeitsmittels an Siedekernen unterstützen*The aforementioned uniform islands are created in a regular distribution by adding intersecting lines the inside * of a pipe, which is mainly used as a wall pipe for one operated at high temperature and high pressure Boiler is intended that uses a fossil fuel (such as coal, heavy oil or natural gas). The islands have that Purpose to improve the critical heat flow significantly, so that it is higher than in a smooth pipe, namely by they support the boiling of the working medium flowing through the pipe at boiling cores *

009*16/ 1461009 * 16/1461

Aber nicht nur bei einer Zweiphasenströmung sondern auch bei einer einphasigen Strömung wird der Wärmeübergang merklich gefördert« Deshalb wird auch ein beachtlicher Erfolg er-< zielt, wenn man die erfindungsgemäßen kreuzgezogenen Rohre für gewöhnliohe Wärmetauscher verwendet, die keine Siederohre oder Dampferzeugerrohre haben und bei überkritischem Druck arbeitenβ .But not only with a two-phase flow but also with a single-phase flow the heat transfer becomes noticeable promoted “This is why a considerable success is achieved” aims when using the cross-drawn tubes according to the invention Used for ordinary heat exchangers that have no boiler pipes or steam generator pipes and for supercritical ones Work pressure

Die Betriebssicherheit der Dampferzeugerrohre eines Kessels hängt von der Wandtemperatur des Rohres ab« Das bedeutett Sie ist so eng mit dem Wärmeübergangskoeffizienten an der Innenfläche des Rohres, ferner mit der Temperatur des Arbeitsmittels (beispielsweise ein. Dampf-Wassergemisoh) und mit dem Wärmefluß verknüpft, daß man die Wanäfläche, die im Betrieb einer starken Flammenstrahlung ausgesetzt ist, stets aufmerksam beobachten muß« Durch die vermehrte Einführung von ölbrennanlagen und die allgemeine Verbreitung von Zwangsdurohlaufkessein hat sich heutzutage die Gefahr erhöht, daß lokal ein Zustand auftritt, der manchmal den kritischen Wärmefluß übersteigt und zu einem Ausbrennen (Bruch) des Dampferzeugerrohres führt· Als Gegenmaßnahme zur Erhöhung des kritischen Wärmeflusses ist zum Beispiel in der US-Patentsohrift 3 088 494 (Kanadische Patentschrift 684 836) ein geripptes Rohr vorgeschlagen worden, das durch Anbringen von spiralförmigen Vorsprüngen auf der Innenfläche eines Dampfer a eugerrohre β entsteht«The operational safety of the steam generator tubes of a boiler depends on the wall temperature of the tube from "This means t It is so closely linked to the heat transfer coefficient on the inner surface of the pipe, also with the temperature of the working medium (for example, a. Steam Wassergemisoh) and with said heat flow, that the surface of the wall, which is exposed to strong flame radiation during operation, must always be carefully observed. The increased introduction of oil-fired systems and the general spread of forced boilers has increased the risk of a local condition that sometimes exceeds the critical heat flow and leads to burnout (rupture) of the steam generator tube As a countermeasure to increase the critical heat flux, for example, in US Pat of a steam r a eugerrohre β arises «

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dampferzeugerrohr zu schaffen, das den kritischen Wärmefluß gegenüber einem glattwandigen Rohr dadurch wesentlich erhöht, daß das Auftreten von Siedekernen in der durch das Rohr strömenden Flüssigkeit gefördert wird.The object of the invention is to create a steam generator pipe, that the critical heat flow compared to a smooth-walled The tube is significantly increased in that the occurrence of boiling nuclei is promoted in the liquid flowing through the tube will.

Die Ersohelnung des Auebrennens eines Dampferzeugerrohres, das einem hohen Wärmefluß ausgesetzt ist und unter dem kri-The recovery of the floodplain burning of a steam generator pipe, that is exposed to a high flow of heat and under the critical

009886/1461009886/1461

tisohen Druck arbeitft, besteht aus zwei Faktoren, einmal dem raschen Ausbrennen (auch Warmefluß-Ausbrennen genannt) in einem Bereich niederer Dampfgute und zweitens einem langsamen Ausglühen (auch Enthalpie-Auebrennen genannt) in einem Bereich hoher Dampfgute. Bas erstgenannte wird durch den Übergang vom Kernsieden ium Sohichtsieden verursacht, das letztgenannt t dagegtn durch die ringfo*rmige Strömungaverteilung ■ des Dampf-Flüeeigkeitgeaieohee. So kommen also zwei Arten des Ausbrennens eines Dampferzeugerrohres durch garn untersohiedliohe Mechanismen zustande, um daher den kritischen Wärmefluß in dem Dampferzeugerrohr sicher abzugrenzen, ist θβ eine wesentliche Voraussetzung, den kritischen Wärmefluf duroh Wärmeübergangsvereuohe zu messen und das Strömungebild duroh Strömungeteets BU beobachten.tisohen pressure works consists of two factors, once rapid burnout (also called heat flow burnout) in an area of low vapor quality and, secondly, a slow annealing (also called enthalpy burnout) in one Area of high steam goods. The former is caused by the transition from nuclear boiling to solar boiling, while the latter is caused by the annular flow distribution of the steam-liquid geaieohee. So there are two types the burning out of a steam generator pipe by different mechanisms, therefore the critical To safely delimit the heat flow in the steam generator pipe, θβ is an essential prerequisite, the critical heat flow duroh heat transfer comparisons to measure and the flow pattern Watch duroh current tets BU.

Nachfolgend werden AusfUhrungsbeisplele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben. Es seigernEmbodiments of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings. Seig it

Fig.1 eine Sohnittansioht eines Beispiels für ein erfindungsgemäfies kreusgesogenes Dampfereeugerrohrf1 shows a sonic view of an example of a steam generator tube according to the invention which is sucked in circles

Pig·2 ein anderes Beispiel für ein kreuegeeogenee Rohr im Schnitt!Pig · 2 another example of a cross-eyed pipe in the Cut!

Fig.3 ein Diagramm, das einen Vergleich der Innenwandtemperaturen einee glatten und eines erfindungsgemäS kreusgeeogenen Rohres für einen Druck von 210 kg/om² und eine "Maseengeeohwindigkeit»¹ von 700 bis 710 kg/m² seo3 shows a diagram which compares the inner wall temperatures of a smooth pipe and a pipe according to the invention that is circular geeogenic for a pressure of 210 kg / om ² and a "mass geo-speed" ¹ of 700 to 710 kg / m ² seo

zeigtι -shows -

Fig.4 ein Diagramm, das einen Vergleich der Maximalwerte4 is a diagram showing a comparison of the maximum values

der Innenwandtemperaturen in Abhängigkeit von dem WIrmeflufi für ein glattes Rohr und ein erfindungsgemäB . kreuzgezogenes Rohr im Fall eines Druckes von 210 kg/om². veranschaulichtjthe inner wall temperatures as a function of the heat flow for a smooth pipe and a pipe according to the invention. cross-drawn tube in the case of a pressure of 210 kg / om ² . illustratesj

Pig· 5 eine sohematisohe Ansieht einer Vorrichtung zur Per*·Pig 5 a similar view of a device for per *

009886/U61009886 / U61

203289!203289!

tigung «ines erfind ungsgenäS kreuzgezogenen. Rohres ι production “ingenuity cross-drawn. Rohres ι

Fig«6 «ine Schnittansioht eines Arbeiteten* für die erste · Fertigungsstufe!Fig. 6 a sectional view of a work * for the first Production stage!

Fig«7 einen Schnitt durch ein Rohr nach der ersten Fertigung· et uf β j7 shows a section through a pipe after the first manufacture on β j

Fig«8 «ine Sohnittansioht durch die Lagerung eine« Dorne}Fig. 8 "ine Sohnittansioht by the storage of a" thorn " Fig.9 eine Sohnittansioht, die'das Rohr und das WerkzeugFig. 9 a sonittansioht showing the pipe and the tool

in der «weiten Fertigungsstufe für ein kreuzgezogenee . Rohr gemäß Fig.1 zeigtfin the «wide production stage for a cross-drawn tea. Tube according to Fig.1 shows f

Fig·10 eine Sohnittansioht, die das Rohr und das Werkzeug in der zweiten Fertigungsstufe bei der Herstellung eines kreuzgezogenen Rohres gemttß Fig.2 zeigt·Fig. 10 is a diagram showing the pipe and the tool shows in the second production stage in the production of a cross-drawn tube according to Fig.

Das erfindungsgeaäte kreuzgesogene Rohr weist zahlreiche erhabene Inseln 18 oder 20 an der Rohrinnenwand auf, wie in den fig*1 und 2 zu sehen ist·*The inventive cross-sucked pipe has numerous raised islands 18 or 20 on the inner wall of the pipe, as in FIG the fig * 1 and 2 can be seen *

In den nachstehenden Tabellen 1 und 2 sind Zahlenbeispiele für dl« chemische Zusammensetzung, die mechanischen Eigensehaften und die Abmessungen der Versucherohre aufgeführt·Tables 1 and 2 below are numerical examples for the chemical composition, the mechanical properties and the dimensions of the test tubes

Tabelle 1Table 1

Chemische Zusammensetzung und meohanisohe Eigenschaften der kreusgesogfttten Rohre nach der ErfindungChemical composition and mechanical properties of the circular suction tubes according to the invention

TestrohreTest tubes

A BAWAY

Chemische Bestandteile in Gewiohte^Chemical components in Gewiohte ^

CC. SiSi HnHn 00 PP. 0,0, SS. ViVi OrOr 5050 O,O, 0606 0,570.57 1,741.74 00 ,024, 024 o,O, 006006 13,4013.40 16,16, 5050 o,O, 0707 0,540.54 1,681.68 ,026, 026 006006 9,609.60 18,18

MO 2,20 0,07MO 2.20 0.07

009886/Uei009886 / Uei

- 5 Mechanische Eigenschaften- 5 mechanical properties

Test
rohretest
tube Zugfestigkeittensile strenght Fließgrenze
kg/mm^Yield point
kg / mm ^ Tabelle 2Table 2 Dehnungstrain A
BA.
B. 56,3
51,456.3
51.4 28,8
27,228.8
27.2 60,0
68,060.0
68.0

Abmessungen der kreuzgezogenen Testrohre
Testrohre A-1 A-2 B-1 B~2Dimensions of the cross-drawn test tubes
Test tubes A-1 A-2 B-1 B ~ 2

Außendurohmesser D- in
mmOuter diameter D- in
mm 20,20, 2727 20,20, 1616 20,20, 0909 20,20, 0606 Kleinster Innendurch
messer d. in mmSmallest inside diameter
knife d. in mm 9,9, 6666 9,9, 5454 13,13, 2727 13,13, 1818th Höhe h der Inseln in mmHeight h of the islands in mm o,O, 5555 0,0, 6464 0,0, 4747 0,0, 5252

Anzahl der Gänge der ZügeNumber of gears of the trains

(Spiralen)(Spirals)

(Zahl pro Querschnitt) 12 12 12 12(Number per cross section) 12 12 12 12

Breite b der Inseln
in mmWidth b of the islands
in mm h/d₁ h / d ₁ re
Iire
Ii 3,163.16 3,163.16 3,753.75 3,753.75 Anschnittwinkel </ Lead angle </ VpVp rere 22°20·22 ° 20 22°20·22 ° 20 21°48»21 ° 48 » 21°48·21 ° 48 Ansohnittwinkel P Inclined angle P IiIi 18°45V18 ° 45V 18°45»18 ° 45 » 18°37·18 ° 37 18^Q37»18 ^Q 37 » Anschnittwinkel JL Lead angle JL 41°05·41 ° 05 41°05V41 ° 05V 40^S¹ 40 ^ S ¹ 40°25»40 ° 25 » Steigung.ρ in mm
(Ganghöhe in mm
χ Gangzahl)Slope ρ in mm
(Pitch in mm
χ number of gears) rere 7,32
6,887.32
6.88 7,32
6,887.32
6.88 11,20
8,6511.20
8.65 11,20
8,6511.20
8.65 Verhältnis- p/hRatio- p / h IiIi 13,3013.30 11,4211.42 23,8023.80 21,6021.60 zahlencounting 12,5012.50 10,7810.78 18,4018.40 16,6516.65 0,0570.057 0,0670.067 0,0360.036 0,0400.040 0,4320.432 0,4320.432 0,3350.335 0,3350.335 0,4590.459 0,459 .-'0.459 .- ' 0,4330.433 0,4330.433

009886/USI009886 / USI

In Fig·3 sind die Innenwandtemperaturen des glatten Rohres und des erfindungsgemäß kreuzgezogenen Rohres für einen Uruok von 210 kg/om und eine "Mas«engesöhwindigkeit" (Durohfluömenge pro Zeiteinheit durch die Einheit des Rohrquerschnitts) von 700 bis 710 kg/m see als Kurven für eine mittlere spezifische Enthalpie mit dem Wärmefluß als Parameter dargestellt. In dem gleichen Diagramm ist der Wärmefluß q. in dem Bereich von 10 χ 10⁴ bis 50 χ 1Q* kcal/m²»h gewählt; die Testwerte für die Innenwand des glatten Rohres sind mit ausgezogenen Linien gezeichnet) diejenigen des erfindungsgemäß kreuzgezogenen Rohres zum Vergleich der Wirksamkeit mit gestrichelten Linienj außerdem ist an der Abszisse auoh noch ein Qualitätsmaßstab der Dampfgute angegeben. Aus dem Diagramm geht eindeutig hervor, daß sowohl-im Einphasenbereich wie auoh im Zweiphasenbereich die Innenwandtemperatur des kreuzgezogenen Rohres viel niedriger ist als diejenige des glatten Rohres und daß die Wärmeübertragung günstig beeinflußt wird. Das heißt: Sogar in dem Bereich, wo bei dem glatten Rohr die Wandtemperatur steil ansteigt, wird bei dem kreuzgezogenen Rohr das Kernsieden bis in den Hochqualitätsbereich beibehalten· Daher ist die Wandtemperatur des kreuzgezogenen Rohres viel niedriger als diejenige des glatten Rohres·In FIG. 3, the inner wall temperatures of the smooth pipe and the pipe cross-drawn according to the invention are shown as curves for a Uruok of 210 kg / m and a "mass velocity" (quantity of Durohfluo per unit of time by the unit of the pipe cross-section) of 700 to 710 kg / m see for a mean specific enthalpy with the heat flow as a parameter. In the same diagram, the heat flow is q. chosen in the range from 10 χ 10 ⁴ to 50 χ 1Q * kcal / m ² »h; the test values for the inner wall of the smooth pipe are drawn with solid lines) those of the pipe crossed according to the invention with dashed lines to compare the effectiveness, and a quality standard of the steam is also indicated on the abscissa. The diagram clearly shows that both in the single-phase range and also in the two-phase range, the inner wall temperature of the cross-drawn tube is much lower than that of the smooth tube and that the heat transfer is favorably influenced. This means: Even in the area where the wall temperature rises steeply in the case of the smooth pipe, the core boiling of the cross-drawn pipe is maintained up to the high quality range.Therefore, the wall temperature of the cross-drawn pipe is much lower than that of the smooth pipe.

Wie weiter aus dem Diagramm der Pig·3 hervorgeht, beginnt der rasohe Anstieg der Wandtemperatur bei dem glatten Rohr unter einer Dampf gute von 50Ji, Aus diesen Resultaten kann ■an schließen, daß das Ausbrennen hauptsächlich im Stadium der Blasenströmung stattfindet und ein sogenanntes rasches Ausbrennen ist, verursacht durch den übergang vom Kernsieden zum Sohiohtsieden·As can also be seen from the diagram of Pig * 3, begins the rapid rise in wall temperature in the case of the smooth pipe under a steam good of 50Ji, from these results can ■ conclude that the burnout mainly in the stage the bubble flow takes place and a so-called rapid Burnout is caused by the transition from nuclear boiling for boiling

Der Maximalwert (5?_w max) der Wandtemperatur ist in Pig·4 gegen den gleichzeitig herrschenden Wärmefluß aufgetragenThe maximum value (5? _W max) of the wall temperature is plotted in Pig · 4 against the simultaneously prevailing heat flow

009886/ UB1009886 / UB1

der "Maaeengeeohwindlgkeit" als Parameter. In diesen Diagramm werden das glatte Rohr und das srflndungsgemäi kreusgezogene Rohr miteinander bei drei Zuständen der "Massengeschwindigkeit", nämlioh bei 900, 700 und 400 kg/«² see, verglichen. Bei dem kreusgeiogenen Rohr 1st der obige Maximalwert (T_w max) der Wandtemperatur viel niedriger als bei dem glatten Rohr. Also let auoh in dieser Hineioht die Wirksam- \ keit des kreuzgezogenen Rohres beachtlich. .the "Maaeengeeohwindlgkeit" as a parameter. In this diagram, the smooth tube and the curved tube according to the invention are compared with one another at three states of the "mass velocity", namely at 900, 700 and 400 kg / ² seconds. In the case of the circular geiogenic pipe, the above maximum value (T _w max) of the wall temperature is much lower than in the case of the smooth pipe. So let us also consider the effectiveness of the cross-drawn tube in this regard. .

Ee iet gegeigt worden, dafl das erfindungsgemä0 kreuügeeogene Rohr ein Ausbrennen bei einem Wärmeflufi von 60 χ 10* koal/m² h selbst unter so strengen Bedingungen wie einer "MaeBengesohwindigkelt" τοη 400 kg/m² see gut auehalten . kann. Da der maximale lokale Wärmeflufi eines Kessels mit Ölfeuerung 50 bis 60 χ 10⁴ koal/m² h beträgt, besteht bei Verwendung βineβ solchen Jkreusgesogenen Rohres in den feilen mit hohem WärmefIuß bei einem herkömmlichen mit einem fossilen Brennstoff arbeitenden Keeeel überhaupt keine Gefahr eines Ausbrennene, Das erfindungegemäfie Rohr trägt Tiel but Konstruktion eines Keeeele mit unterkritischem Druck bei·It has been objected that the cross-shaped tube according to the invention can withstand burning out at a heat flow rate of 60 χ 10 * koal / m ² h even under conditions as severe as a "mass windage" τοη 400 kg / m ² . can. Since the maximum local heat flux of an oil- ^{fired boiler is 50 to 60 χ 10 4} koal / m ² h, there is absolutely no risk of burnout when using such a cross-sucked pipe in the files with a high heat flux with a conventional fossil fuel boiler, The tube according to the invention contributes to the construction of a Keeeele with subcritical pressure

Die Überlegenheit des kreusgesogenen Rohres kann schon aus den Resultaten des feste mit der swelphaeigen Xuft-Wasserströmung bei normaler Temperatur und normalem Druok bewiesen werden. Nach dem Strumungetest konsentrieren eich nämlich im Fall einer blasenhaltigen Strömung in dem kreuegesogenin Rohr die Blasen viel eher im mittleren Teil des Rohres als in dem glatten Rohr und in dem bisher bekannten gerippten Rohr, und -im Fall einer Ringströmung wird die Dicke der Wassersohioht gröSer. Daraus folgt, daß das erfindungsgemäS kreusgesogene Röhr den Rohren anderer Art und Form sowohl beittglloh dee raschen Ausbrennen« als auch des langsamen Ausbrennens überlegen ist und den kritischen VärmefluS heraufsetzt· ferner iet nooh besonders «u beaohten, daB 4er Druckabfall In dem fcr eingesogenen Roar in einer einphasigen Strömung und inThe superiority of the pipe sucked in circles can already be seen the results of the solid with the swelphaigen Xuft water flow at normal temperature and normal pressure can be proven. After the Strumungestest, calibrate in the Case of a vesicular flow in the cross-sucked tube the bubbles much more likely in the central part of the tube than in that smooth pipe and in the previously known ribbed pipe, and in the case of an annular flow, the thickness of the water pipe is increased bigger. It follows that the inventive S sucked Tube the tubes of a different type and shape both beittglloh dee rapid burnout ”and slow burnout and also increases the critical heat flow It is not particularly important to note that there is a pressure drop in the fcr sucked Roar in a single phase flow and in

einer aweiphasigen Strömung gering isto Dies stellt einen beachtlichen Vorzug gegenüber dem gerippten Rohr mit einem großen Ansohnittwinkel dar·a two-phase flow is low o This represents a considerable advantage over the ribbed tube with a large angle of incidence

Das erfindungsgemäß kreuzgezogene Rohr wird in einem Kalt» ziehverfahren mit Hilfe einer Form und eines Stempels hergestellt. Zunächst wird in einer ersten Fertigungsstufe ein Stempelt auf dem mehrere schraubenförmige Nuten ausgebildet sind» in ein glattes Rohr, das als Mutterrohr dient, eingeführt und durch freies Drehen des Stempels werden an der Innenwand des Mutterrohres mehrere schraubenförmige Züge und Felder geformt. In einer zweiten Fertigungsstufe wird ein zweiter Stempel, auf dem mehrere sohraubenlinienförmige Nuten mit dem umgekehrten Anschnittwinkel oder auch gerade Nuten angebracht sind, in das Rohr eingeschoben und durch Drehen bzw. gerades Ziehen dieses Stempels wird ein Teil der schraubenförmigen Felder in diesem Rohr plastisch niedergepreßt, so daß viele Inseln rhombischer oder anderer Form gleichmäßig und einzeln an der Innenwand des Rohres stehen bleiben«The inventive cross-drawn tube is in a cold » drawing process produced with the help of a mold and a stamp. First, in a first production stage, a Stamp on which several helical grooves are formed »inserted into a smooth tube, which serves as a nut tube, and by turning the stamp freely, several helical trains and Shaped fields. In a second production stage, a second punch, on which several screw-line-shaped grooves with the opposite cut angle or straight grooves are attached, is pushed into the tube and by turning or pulling this punch straight, part of the helical fields in this tube plastically pressed down, so that many islands of rhombic or other shape stand evenly and individually on the inner wall of the pipe "

Fig.5 ist eine Seitenansicht des Hauptteile einer Kaltziehbank vom Kettentyp, die zur Ausübung der Erfindung dient. Bin Mutterrohr 3 wird von einem im Bett 1 der Bank verankerten Arbeitsteil 2 und einem von einer endlosen Kette 6 gesohleppten Einspannsohlitten A kontinuierlich gezogen· Das Kopfende des Muterrohres 3 wird vor dem Ziehen gepreßt und in den Einspannschlitten eingespannt. Eine Klinke 5 des Schlittens wird in die endlos umlaufende Kette 6 eingehängt, so* daß der Schlitten 4 mitgezogen wird·Fig. 5 is a side view of the main parts of a chain-type cold drawing bench used for practicing the invention. A mother pipe 3 is continuously pulled by a working part 2 anchored in bed 1 of the bench and a clamping sole A, which is soled by an endless chain 6. The head end of the mother pipe 3 is pressed before pulling and clamped into the clamping slide. A pawl 5 of the slide is hooked into the endlessly revolving chain 6 so that the slide 4 is pulled along with it.

Wie in Fig.6 dargestellt, gehört zum Arbeitsteil 2 ein Formhalter 7, der am Bett 1 der Bank befestigt ist und eine Form 8 enthält. Er hat eine Öffnung 9, deren Durchmesser etwas größer ist als der Innendurchmesser der form in derAs shown in Figure 6, the working part 2 includes a form holder 7, which is attached to the bed 1 of the bench and a Contains form 8. It has an opening 9, the diameter of which is slightly larger than the inner diameter of the mold in the

009886/U61009886 / U61

Mitte des Formhalters. Bin an einem Born 10 sitzender Stempel 11 wird, in das Mutterrohr 3 eingeschoben und in dies·» Zustand wird das Rohr gezogen. Der Stempel 11 1st mit mehre«-· ren eohraubengangartigenVoraprüngen versehen, die feste Ab*- messungen und einen festen Ansohnlttwinkel haben« Während das Rohr 3 zwischen dem Stempel 11 und der Form 8 gesogen wird, werden von den an der Stempelaußenseite angebrachten gohraubengangförmigen Voreprüngen an der Rohrinnenwand schraubenförmige Züge 13 mit einem Ansohnittwinkelok plastisch gepreßt und geformt. So entsteht beispielsweise in * dieser ersten Fertigungsstufe das in ?ig*7 gezeigte Rohr V Ί mit schraubenförmigen Zügen. Hierau ist an der Lagerstalle des Borns 10, der den erwähnten Stempel 11 trägt, eine Dreh«· Vorrichtung, etwa ein Axialdruoklager 14, vorgesehen, wie ifi Pig.8 dargestellt, so daß aioh der Steaper11 ungehindert " und gleichförmig drehen kann· Am Hinterende des Bettes 1 auf der Seite der Dornhalterung ist eine Juatiervorriohtung 15" für den Stempel bekannter Art angebracht, die in Jig»5 angedeutet ist*Center of the mold holder. A punch 11 sitting on a born 10 is pushed into the mother tube 3 and in this state the tube is pulled. The punch 11 is provided with several “dome-like protrusions, which have fixed dimensions and a fixed angle of inclination.” While the tube 3 is being sucked between the punch 11 and the mold 8, the gouge-shaped protrusions attached to the outside of the punch appear the pipe inner wall, screw-shaped trains 13 are plastically pressed and shaped with an angle of incidence. For example, in this first production stage, the tube V Ί shown in ig * 7 with helical trains is created. For this purpose, a rotating device, such as an axial thrust bearing 14, is provided on the bearing stable of the Born 10, which bears the mentioned punch 11, as shown in Pig.8, so that the steaper 11 can rotate unhindered and uniformly at the rear end the bed 1 on the side of the mandrel holder is a Juatiervorriohtung 15 "for the punch of a known type, which is indicated in Jig» 5 *

Im nächsten Schritt, der in Fig. 9 veransohaulioht ist» dient das Rohr 3¹ der Mg.7 mit den an »einer Innenwand ausgeformten schraubenförmigen Zügen ale Mutterrohr für die zweit· Fertigungsstufe· Ein hierzu verwendbarer Stempel 17 ist mit * sohraubenlinienförmigen Nuten versahen, die einen Anschnittwinkel P in der entgegengesetzten Richtung haben, al· der für die erste Fertigungsstufe verwindete Stempel. Dieser «weite Stempel wird'nun auf den Dorn 10 aufgesteckt und das Rohr 3* wird wieder unter Rotieren gesogen· Auf diese Weis· wer-· •den die bei der ersten Fertigungsstufe geformten-Züge 13 teilweise plastisch niedergepreßt durch die an der Außensei-· te des Stempels 17 angebrachten schraubenförmigen Vorsprung« 16 und es entstehen viele spiralig angeordnete erhabene In-« · sein 18 an der"Rohrinnenwand, die irgendeine rhombisohe oder parallelogrammartige Form mit den beiden Ansohnittwinkeln JL und ßhaben. Auoh für dies· aweite Feytigungsetuf· 1st dtrIn the next step, which is shown in FIG. 9, the pipe 3 ^{1 of} the Mg.7 with the helical trains formed on an inner wall serves as a nut pipe for the second production stage. which have a lead angle P in the opposite direction than the punch twisted for the first production stage. This "wide punch" is now placed on the mandrel 10 and the tube 3 * is sucked again while rotating. The helical protrusion 16 attached to the punch 17 and there are many spirally arranged raised insides 18 on the inner wall of the pipe, which have any rhombic or parallelogram-like shape with the two angled angles JL and ß . 1st dtr

0&9886/H6T0 & 9886 / H6T

- to - "- to - "

den Stempel 17 tragende Dorn genau so glatt drehbar gelagert wie für den ersten Arbeitsgang· 'the punch 17 bearing mandrel is just as smoothly rotatably mounted as for the first step

Wie sohon erwähnt, werden an der Rohrinnenwand durch dia beiden Fertigungsstufen viele erhabene Inseln ausgeformt«. Sie Form dieser -Inseln hängt von der-Ιο» des verwendeten . Stempels oder der Kombination von Abmessungen, wie ."der■■■prozentualen Oberfläohenverringerung ab« Pig«10 geigt ein© abgewandelte Ausführung, bei der viele parallelogrammförmige Inseln 20 dadurch entstanden sind, üeM mit einem Stempel 19, der Nuten unter einem Anschnittwinkel β &Q hat« d»i« gerade, stur Rohraohse parallele Muten, in der-zweiten-Fertigungsstufe ein gerader Ziehvorgang vorgenommen wurdevAs sohon mentioned, many raised islands are formed on the inner wall of the pipe through the two production stages. " The shape of these islands depends on the Ιο »of the one used. Stamp or the combination of dimensions, such as the ■■■ percentage surface reduction from «Pig» 10 onwards, a modified version in which many parallelogram- shaped islands 20 have been created as a result, with a stamp 19, the grooves at a chamfer angle β & Q "d" i "has straight, stubborn pipe-neck parallel flutes, in the second production stage a straight drawing process was carried out

Die Ergebnisse breiter Yersuohe haben ■ erwiesen, β aß die form und Anordnung der erhabenen Inseln el es ©rfindiingiigemäi icreuz" gezogenen Rohres sehr vorteilhaft für den. WBxmettb.evgang~ sind_β Als ein Ergebnis hat sich herausgestellt, daß ein erfindungsgemäß kreuzgezogenes Rohr, um das Kernsieden von Bereich geringer Dampfgute bis zu dem hoher Dampfgüte unter den vorgegebenen Bedingungen des Druckes, des Wärmeflusses und der "Massengesohwindigkeit" erhabene Inseln haben muß, die folgenden Bedingungen genügen* The results wider Yersuohe have proven ■, β ate the shape and arrangement of the raised islands el es © rfindiingiigemäi icreuz "drawn tube very beneficial for. WBxmettb.evgang ~ are _β As a result, it has been found that an inventively cross drawn tube to nuclear boiling from the range of low steam quality up to which high steam quality must have raised islands under the given conditions of pressure, heat flow and "mass velocity", the following conditions are sufficient *

p/h « 5 bis 40, h/d₁ « 0,005 bis 0,08 b/p « 0,2 bis 0,8 und X +ß "« ZO bis 80°,p / h «5 to 40, h / d ₁ « 0.005 to 0.08 b / p «0.2 to 0.8 and X + ß " « ZO to 80 °,

worin ρ eine Ganghöhe der Inseln darstellt, die duroh die Anzahl der achraubenlinienförmigen Zügg bestiiamt ietf sowie duroh die AnBchnittwinkel «6 und ß und den Quereohnitt» h stellt die Höhe der Insel dar, dj ist der kleinste Innen·* durchmesser dee Rohres und b ist die Breite der Insel projiziert in die radiale Richtung des Rohres· Ferner~ mftaeeh -form' und Anordnung der Inseln, um das KerneJMsät en - möglichst-'gut aufrechtzuerhalten, folgende Bedingungenwhere ρ a pitch of the islands is that is duroh the number of achraubenlinienförmigen Zuegg bestiiamt ietf and duroh the AnBchnittwinkel "6 and ß and Quereohnitt» h represents the height of the island is, is dj the smallest inside · * diameter dee tube and b The width of the island is projected in the radial direction of the pipe. Furthermore, the shape and arrangement of the islands in order to maintain the core as well as possible, the following conditions

009886/1461009886/1461

p/h β 8 bis 25
h/d^ 0,01 bis 0,07
b/p = 0,3 bis 0,6 und
Z + 0* 30 bis 75°.p / h β 8 to 25
h / d ^ 0.01 to 0.07
b / p = 0.3 to 0.6 and
Z + 0 * 30 to 75 °.

Für obige Grenzwerte der verschiedenen Größen ist die Zahl der Schraubenlinien auf einem Querschnitt, die bequem zu , fertigen ist: 6, 12, 18 oder 24 Züge« Für das erfindungsgemäße Rohr sind jedoch 12 und 18 Züge die richtigen Werte· In obiger Tabelle 2 sind die entsprechenden Verhältniezahlen für vier verschiedene Testrohre aufgeschrieben· Wie diese Tabelle zeigt, sind "die Testrohre im Bereich aller Verhältniswerte und Anordnungen zufriedenstellend. Man stellt in den Prüfungsergebnissen dieser Rohre überhaupt keinen großen Unterschied fest· Unter den obigen Bedingungen ist nur die zuletzt erwähnte Anordnung von <>C + ß = 20 bis 80° eine Bedingung* die durch das Kaltssie!-en bei freier Rotation des Stempels festgelegt ist, das ist ein«-- ,arch die Herstellung gezogene Grenze. Das Anbringen der sohraabunförmigen Züge an der Rohrinnenwand durch freie Rotation des Stempels wird durch die Reibung zwischen dem Stempel und der Form und dem Rohr begrenzt und der maximale Grenzwert sowohl für eC als auch für ß beträgt A3⁰·For the above limit values of the various sizes, the number of helical lines on a cross-section that is easy to manufacture is: 6, 12, 18 or 24 draws. For the pipe according to the invention, however, 12 and 18 draws are the correct values the corresponding ratios for four different test tubes are written down · As this table shows, "the test pipes are satisfactory in the range of all ratio values and arrangements. No great difference is found in the test results of these pipes · Under the above conditions, only the last-mentioned arrangement of <> C + ß = 20 to 80 ° a condition * which is determined by the cold simmering with free rotation of the punch, that is a "-, arch the production drawn limit free rotation of the punch is limited by the friction between the punch and the mold and the tube and the maximum limit for both eC as well as for ß is A3 ⁰

Form und Anordnung der Inseln in dem kreuzgezogenen Rohr, die den maximalen kritischen Wärmefluß hervorbringen, sind je nach dem verwendeten Druck unterschiedlich· Es hat sich jedoch bestätigt, daß in der oben erwähnten Ausführung für einen unterkritischen Druck von 210 kg/cm gemäß der Hauptaufgabe der Erfindung für den Fall einer "Massengesehwindigkeit^w von 700 kg/m see und eines Wärmeflusses von 60 χ 10 koal/m h das Kernsieden bis zu einer Dampfgüte von 70ji erhalten blieb. Bei einer ^BMassengeschwindigkeit" von 400 kg/m see ist es selbst bei einer so schweren Voraussetzung, wie einem Wärmefluß von 60 χ 1.0 koal/m h möglich, die erlaubte Tem-The shape and arrangement of the islands in the cross-drawn tube, which produce the maximum critical heat flow, differ depending on the pressure used Invention for the case of a "mass velocity ^w of 700 kg / m see and a heat flow of 60 χ 10 koal / mh the nuclear boiling up to a steam quality of 70ji was maintained. With a ^B mass velocity" of 400 kg / m see it is even at such a difficult condition as a heat flow of 60 χ 1.0 koal / mh possible, the permissible temperature

• -• -

009886/H61009886 / H61

peratur eines üblichen Kesselrohres unter 500⁰O zu halten* Durch die Verwendung eines erfindungsgemäß kreüzgezogenen Rohres werden fast alle Probleme bei der Konatruktion des Kesselrohres gelöst·to keep the temperature of a conventional boiler tube below 500 ⁰ O * By using a cross-drawn tube according to the invention almost all problems with the construction of the boiler tube are solved.

Claims

- 13 - ; .■■';■■ -.Λ ■■■ "■ - vv-- 13 -; . ■■ '; ■■ -.Λ ■■■ "■ - vv-

A η a ρ r Il ο h e , " A η a ρ r Il ο he , "

Cross-drawn steam tube, which usually works under critical pressure in a Druok and is to be exposed to a high flow of heat, characterized in that it has many raised, equal "islands (18, 20) of a rhombic or parallelogram-like shape in regular distribution on its inner wall is provided, the dimensions and arrangement of which are chosen so that the heat transfer between the working medium flowing through the pipe i and the drilling wall is promoted, that the maintenance of the core boiling of the working medium is supported and thus the critical heat flow is significantly increased

2 »Cross-drawn a pipe according to claim 1, characterized in that the islands formed on the inner wall of the pipe have the following dimensional ratios ρA - 5 to 40} h / d ₁ « 0.005 to 0.08) b / p - 0.2 to 0.8 im Cut through the pipe, where d * is the smallest inside diameter of the pipe, h is the height of the raised island, ρ is the pitch of the island and b is the width of the island ";

3 Cross-drawn tube according to spoke 2, characterized in that the angle of incidence JL and ß , which are included between the lines forming the islands and the tube axis in opposite directions, satisfy the following relationship: X + ß * 20 to 80 °. -

4 · Cross-drawn pipe according to claim 2 or 3 »characterized in that the larger of the two angles of incidence cC or ß> , which are enclosed between the lines forming the islands and the pipe axis, has an acute angle.

0&9886/H610 & 9886 / H61

kel von weniger ale 43° und der andere Aneohnittwinkel 0° let.angle of less than 43 ° and the other angle of incidence 0 ° let.

5. Verfahren zur Herstellung eines kreuzgezogenen Dampfer-· zeugerrohrea nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kaltziehvorgang mit Hilfe einer form und eines Stempele» bei dem in einer ersten Fertigungsstufe ein Stempel,, der an seiner Außenfläche mit mehreren sohraubenlinlenförmigen Nuten versehen ist, in ein glattes Bohr, das als Mutterrohr dient ₉ eingeschoben wird und durch freie Drehung des Stempels an der Bohrinnenwand mehrere schraubenlinienförmig© Felder ausgeformt werden, von denen in einer zweiten Fertigungsstufe durch Verwendung eines zweiten Stempels Teile nie ti er« gepreßt werden, so daß eine Vielzahl von auf Schraubenlinien regelmäßig verteilten, erhabenen Inseln stehen bleibt.5. A method for producing a cross-drawn steam generator tube according to one of the preceding claims, characterized by a cold drawing process with the aid of a mold and a stamp »in which, in a first production stage, a stamp, which is provided on its outer surface with a plurality of screw-like linear grooves, is inserted into a smooth bore, which serves as a mother _{tube 9} and by free rotation of the punch on the inner wall of the bore several helical fields are formed, of which parts are never pressed in a second production stage by using a second punch, so that one Large number of raised islands regularly distributed on helical lines remains.

6· Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die zweite Fertigungsstufe ein Stempel verwendet wird, der an seiner Außenfläche mit mehreren Schraubenlinienförmigen Nuten mit zu den Nuten des ersten Stempels ent» gegengesetatem Aftsohnittwinksl versehen ist, und der beim Ziehvorgangf frei rotiert·6. Method according to claim 5, characterized in that a punch is used for the second production stage, which has several helical grooves on its outer surface with the grooves of the first punch. Gegengesetatem Aftsohnittwinksl is provided, and the Drawing process rotates freely

7· Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die zweite Fertigungsstufe ein Stempel verwendet wird, der an seiner Außenfläche mit mehreren geraden Nuten mit einem Anechnittwinkel Null verwendet wird, der in das Bohr eingeführt und gerade gezogen wird*7. The method according to claim 5, characterized in that a stamp is used for the second production stage, the one with several straight grooves on its outer surface a cutting angle zero is used, which is included in the Drill is inserted and pulled straight *

009886/U61009886 / U61

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