专利名称：热交换器的管道板单元的结构及该管道板单元的更换方法
技术领域：
本发明涉及一种用于热交换器的管道板单元的结构及该该管道板单元的更换方法，该管道板单元包括在两个管道板中的每一个的一侧上形成的一个流体腔；及多个传热管，传热管通过焊接的方式附加在管道板的两边缘上，其中这些热交换器可用于在热电站和核电站所用的冷凝器等中。
背景技术：
图8显示了如在热电站和核电站中常用的一种冷凝器200的基本结构示意图。在该附图中，参考符号203指示的是冷凝器壳体；参考符号206指示的是在将在下面的内容中描述的管道板单元中的一个冷凝腔；参考符号202指示的是具有海水入口/出口的一个水箱；参考符号201指示的是一个管道板单元，该管道板单元具有两个管道板1、1。上述水箱202的每个边缘的一侧均具有通过焊接方式附加的多根传热管4；参考符号5指示的是对所述多根传热管4进行支撑的管道支撑板。
在现有技术的冷凝器中已提出将由钛材料制作的传热管用作为上述传热管。
在配置有钛制传热管4的这些管道板单元201中，管道板1通常是由碳钢材料或类似材料制作的以保持材料的低成本，通过爆炸涂敷等方式将由钛材料制作的一个表面板(面板)附加到管道板1上。这种材料被称为覆层钢板。
在图8所示的常用热电站或核电站所用的这种冷凝器中，在电站设施老化而传热管4破损时，如果进行热交换的传导管4、管道板1和管道支撑板5在工厂中被制作成一个管道板单元201且以一个单个模件的形式进行更换，这样就可降低构造时间及其成本。
但是，在更换管道板单元201时，由于冷凝器200的结构的原因，就需要从冷凝器200的侧面安装管道板单元201。
但是如图8所示，由于冷凝器200通常均安装在一个低压涡轮的正下方，因此，所有或大部分管板单元201位于电站地板204的下面。
这样，管道板单元201具有焊接在其管道板1上的大量传热管4，且由于管道板单元201的三维组装形式及所有或大部分管道板单元201位于上述电站地板204下面的原因而使地基205与管道板单元201相互干涉，这样就不可能将所述管道板单元201以完整的组装形式安装到冷凝器200中。
由于存在这个问题，常用的解决方案就不利用工厂制的模件，而是将用于进行更换所需的部件如管道支撑板5和管道板1放置到处于工作场所的冷凝器壳体203中，然后，将传热管4一个接一个地插入管道板1和支撑板5中，随后将传热管4焊接到管道板1上。因此，这种常用的方式还受到工作场所的较差工作环境的妨碍，且需要大量的构造步骤来更换传热管4和管道板单元201的其他部件，这样就使更换操作的成本较高。
另外，在本发明之前，在日本专利公开文件2001-201271中披露了图9和图10所示的先有技术。
如图9和图10所示，安装在核电站等中的先有技术中的冷凝器包括一个单元壳体301，该单元壳体301保持一个管道板，而该管道板保持大量较小的筒形冷却管。所述单元壳体301是由水箱体306a、306b、水箱盖307a、307b构成的一个组件，水箱盖307a、307b包括入口侧水箱308a及处于管道板之间的出口侧水箱308b。在上述入口侧水箱308a的下缘处安装有一个冷却剂入口座311a，而在上述出口侧水箱308b的下缘处安装有一个冷却剂进入座311b。
因此，如图9和图10所示，管道束以一定的方式附加在冷凝器单元壳体301的内部，这样，多个管道束单元就与蒸汽气流S相平行。换句话说，多个短管束单元323(或是如图10中所示的323a)沿着连接板325的板表面而与蒸汽气流相平行。
这样，在该先有技术中，由于冷却剂管道302的端部被附加在连接板325上，因此，就可将这些组合的管道束323或323a分别附加到壳体1的内部，此外，由于上述管道束323或323a的另一端附加在管道板324上，因此，它们就被牢固地附加在与水箱308a、308b相邻接的一侧上。
利用该技术，如果在输送所述单元的结构中存在障碍或在所述单元穿过开口时存在任何限制，仍存在足够的空间以将冷却剂管2拉出，这样即使在很难的安装结构如冷凝器中，也可容易地将所述冷却剂管2拉出且进行更换以缩短进行构造所需的时间。
此外，如图8所示，在将包括有传热管4的管道板单元201安装在冷凝器中的低压涡轮下面时，所有的或大部分管道单元均处于电站的地板204之下。
在这一点上，在如图9、10所示的日本专利公开文件2001-201272所披露的先有技术中，将多个管道束单元323或323a在与蒸汽流S相平行的方向中独立地安装到冷凝器壳体内，虽然需要在蒸汽流S的流动方向中即在垂直方向中移动每个管道束单元323或323a，但不可能在水平方向中移动管道束323或323a。这样，在换出管道板单元的过程中，必须将整个冷凝器提起以消除地基205的干涉而进行更换。因此，该技术也涉及多个构造步骤以完成管道板单元的更换，且更换操作的成本也很高。
发明内容
本发明是在对与现有技术相关的问题进行考虑之后提出的，对于具有被焊接在一对管道板上的多个传热管的热交换器管道板单元来说，本发明的目的是为热交换器管道板单元提供一种结构及管道板单元的更换方法，该方法减少构造步骤的数目及降低更换管道板单元所需的劳动力成本，在更换操作之后所产生的热交换器的管道板单元保持了良好的流体密封性能且具有足够的强度。
为达到上述目的，本发明披露了一种用于热交换器的管道板单元，其中，多个传热管的两端被焊接在两个相反的管道板上，每个管道板被限定在一个流体腔的一侧上，其中用于热交换器的所述管道板的结构包括多个子组件单元以被垂直组装且附加在一起，所述的多个子组件单元在与所述管道板的表面相垂直的方向中将水平面上的管道板单元分开。
为更换热交换器所用的管道板单元，将多个传热管的两端焊接在两个相对的管道板上，而每个所述管道板被限定在一个流体腔的一侧上，所述方法包括如下步骤将所述管道板单元在与管道板的表面相垂直的方向中的水平面上分为多个子组件单元；连续组装所述的多个子组件单元以安装所述管道板单元。然后，继续将多个子组件单元连接在一起。利用这种构造，就可容易地更换管道板单元。
根据本发明，在现存的冷凝器中进行更换而组装上述多个子组件单元时，在一个工厂内制造两套上述子组件单元，然后将子组件单元输送到将其安装的电站处，此后，将子组件单元以垂直的方式附加在一起以使它们流体密封且具有足够的硬度，从而完成管道板单元的更换。
在上述的更换操作中，由于沿着与管道板相垂直的水平面将上述管道板单元分为多个子组件单元，此外，由于子组件单元在热电站或核电站所用冷凝器的安装基础(热交换器)中是连续安装的，该安装基础处于地板水平之下，因此，即使在难于安装以组装的形式存在的整个管道板单元的情况下，也可将整个管道板单元分入大小适当的子组件单元中，而这些子组件单元可在装置中容易地水平移动和组装。
上述结构消除了在利用常用技术更换管道板单元时在工作条件较差的工作现场中对所需的全部有部件所提出的要求，在现有技术中需要插入每个传热管且将它们焊接在其位置中。此外，本发明还消除了在更换管道板单元时将整个冷凝器提升至一个位置以避免地基与管道板单元相干涉然后进行更换的需要。上述结构不仅简化了管道板单元的更换操作，而且在进行更换的过程中需要的步骤很少。
本发明改进了管道板单元中的连接机构。管道板包括一个覆层钢板和一个连接板。覆层钢板包括一个钢板和一个与流体腔相邻的钛板面板覆层。在子组件单元的连接区域处的连接板布置在所述面板侧的相反侧上。所述连接板通过螺栓与相邻的子组件单元相连，此外，包括螺栓端头在内的螺栓插入区域由一个盖板覆盖，盖板的外周被密封焊接在所述面板上。
根据这种结构，通过螺栓保持在连接板的传热管侧上以跨过相邻的子组件单元，从而将子组件单元牢固地结合在一起，这样就提高了结合区的弯曲强度。此外，由于只在上述冷凝器的安装场所进行密封焊接，因此，在焊接中通常产生的变形或强度降低的情况几乎不会发生。
此外，由于密封焊接是在覆盖螺栓端头区域的盖板周围进行的，这样就可确保在上述的结合区中不会发生泄漏。
由于传热管和所述面板均由钛材料制成，这样就可将上述钛材料盖板焊接到面板上而消除了在钛材料和钢板之间产生电化腐蚀的可能。
此外，在本发明中，管道板包括一个覆层钢板，该覆层钢板包括一个钢板及与所述流体腔相邻的一个钛板面板覆层，在所述管道板的两侧上布置有处于子组件单元的连接区域处的一对连接板。所述成对连接板夹持所述相邻的子组件单元，并通过穿过所述子组件单元和所述连接板的螺栓将它们连接在一起。另外，包括有处于水箱侧上的螺栓端头的螺栓插入区域、所述螺栓及与所述流体腔相邻的钛板面板覆层相互密封焊接。
根据这种结构，上述连接板夹持相邻子组件单元的管道板而将它们保持在一起，且通过螺栓将连接板牢固地附加到相邻子组件单元的管道板上以提高子组件单元在其接合部处的弯曲强度。
此外，在本发明中，管道板包括一个覆层钢板，该覆层钢板包括一个钢板和一个与所述流体腔相邻的钛板面板覆层。相邻子组件单元之间的连接区域具有从所述相邻子组件单元的连接表面上除去的一定长度的所述面板及从所述区域中凸伸出的一个凸缘，在该区域中将表面面板从所述管道板中除去。所述凸缘通过螺栓紧固在一起以与所述相邻子组件单元相连。在凸缘结合部周围及在插入螺栓的区域周围进行密封焊接。
在这种结构中，最好利用由非金属材料制作的一个填充件来覆盖所述凸缘和螺栓的外部区域，且利用由非金属材料制作的衬层来覆盖该填充件的外周。
此外，在本发明中，管道板包括一个覆层钢板，该覆层钢板包括一个钢板和与所述流体腔相邻的一个钛板面板覆层。在面板的相反侧上且在子组件单元的连接区域中布置有用于所述管道板的一个第一连接板。所述第一连接板通过一个复合螺旋螺栓与所述相邻子组件单元相连。此外，由处于面板侧面上且由非金属材料形成的一个衬层覆盖一个第二连接板，该第二连接板通过所述复合螺旋螺栓和螺帽(按钮端头螺帽)与所述相邻子组件单元相连。
在这种结构中，最好利用由非金属材料制作的一个填充件来覆盖布置在面板侧上的所述第二连接板的外部区域及所述复合螺旋螺栓的外侧，且利用由非金属材料制作的衬层来覆盖该填充件的外周。
在本发明的结构中，用于子组件单元的凸缘在结合区域处凸伸。螺栓将所述凸缘牢固地保持在一起以适应子组件单元结合区域的增大的弯曲强度，同时将所述子组件单元牢固地结合在一起。在上述凸缘结合处和螺栓的周围进行密封焊接以使它们流体密封以可靠地阻止在上述结合区域处产生流体泄漏。
此外，将一种非金属填充材料放置到上述凸缘和螺栓周围的位置中，而非金属填充材料的外周由衬层材料覆盖以使子组件单元100与水箱内的海水完全相分离，且阻止在结合区的附近区域中造成腐蚀。
此外，在本发明中，管道板包括一个覆层钢板，该覆层钢板包括一个钢板和与所述流体腔相邻的一个钛板面板覆层。在管道板的传热管侧上布置有处于在子组件单元的连接区中的一个第一连接板。所述第一连接板通过第一螺栓与所述相邻子组件单元相连。此外，在所述管道板的面板侧上布置有处于子组件单元的连接区域处的一个第二连接板，该第二连接板通过螺栓而经垫片与所述相邻的子组件单元相连。此外，在所述相邻的子组件单元之间形成一个空间，并利用由非金属材料形成的一个填充件填充该空间。
在这种构造中，除了利用螺栓将跨过子组件单元的连接板附加到传热管侧上的子组件单元上之外，还将跨过子组件单元的一个加强板附加到面板侧上，这样，通过独立的成套螺栓及传热管侧上的连接板就将子组件单元附加到加强板上，从而可极大地提高结合区域的强度且提高其弯曲强度。
此外，利用衬层覆盖加强板和子组件单元之间的结合表面以进一步改进结合区域处的流体密封并确保防止结合区产生泄漏。
图1和图1(B)所示为根据本发明而用于冷凝器的管道板单元结构的一个实施例的透视图，所述冷凝器用于热电站或核电站中。
图2所示为子组件单元的第一实施例的连接区域主要部件的剖面视图(沿着图1(A)中的线A-A所作出)。
图3与图2相对应而显示了子组件单元的连接区域的一个第二实施例。
图4与图2相对应而显示了子组件单元的连接区域的一个第三实施例。
图5与图2相对应而显示了子组件单元的连接区域的一个第四实施例。
图6与图2相对应而显示了子组件单元的连接区域的一个第五实施例。
图7所示为利用本发明的热电站或核电站所用的冷凝器的侧视图。
图8所示为根据第一现有技术的一个冷凝器的侧视图。
图9所示为根据第二现有技术的一个冷凝器的侧视图。
图10所示为根据第二现有技术的一个冷凝器所用的管道板的侧视图。
具体实施例方式
在该部分中我们将结合附图而对本发明的几个优选实施例进行解释。在实施例中所述的部件的形状、相对位置和其他方面无论何时均不是显然确定的，本发明的范围并不仅限于所显示的部件，所显示的这些部件只用于显示的目的。
图1(A)和图1(B)所示为根据本发明而用于冷凝器的管道板单元结构的一个实施例的透视图，所述冷凝器用于热电站或核电站中。图2所示为子组件单元的第一实施例的连接区域主要部件的剖面视图(沿着图1中的线A-A所作出)。图3与图2相对应而显示了子组件单元的连接区域的一个第二实施例。图4与图2相对应而显示了子组件单元的连接区域的一个第三实施例。图5与图2相对应而显示了子组件单元的连接区域的一个第四实施例。图6与图2相对应而显示了子组件单元的连接区域的一个第五实施例。图7所示为利用本发明的热电站或核电站所用的冷凝器的侧视图。
图7所示为包括本发明在内的热电站或核电站所用的冷凝器的一个示意图，在该图中，参考符号203指示的是冷凝器壳体；参考符号202指示的是具有用于作为冷凝剂的海水的入口/出口的一个水箱；参考符号201指示的是包括有多个子组件单元100(在图7所示的例子中为三个)的一个管道板单元，在下面的内容中将对该管道板单元进行描述。这种结构为多根传热管4被焊接到两个管道板1、1中的每一个的一侧上，所述管道板装设上述水箱202。参考符号5指示的是对所述多根传热管4进行支撑的一个管道支撑板。
在冷凝器中，来自低压透平(图中未显示)的蒸汽被引入蒸汽冷凝腔206中，当蒸汽在构成管道板单元201的多根传热管4之间流动时，出自水箱202的被用作为冷却剂的海水在冷凝泵(未显示)的作用下在所述传热管4内朝着水供应侧流动。
本发明涉及在所述冷凝器的热交换中所用的管道板单元的结构及所述管道板单元的更换方法。
在图1中显示了上述管道板单元201的一个实施例，其中参考符号1指示的是一对管道板。参考符号4指示的是横跨所述管道板1且焊接在管道板1上的多个传热管。参考符号5指示的是管道支撑板，管道支撑板5在多个位置上装接于横向延伸的多个传热管4上。参考符号6指示的是加强管，加强管6通过其凸缘等而在各端处牢固地附加在上述管道板1的内表面上，该加强管6用于加强管道板单元201且对上述管道支撑板5进行支撑。
根据本发明，在平行表面07处沿与管道板相垂直的水平方向，结合区7将上述管道板单元201分成由多个子组件单元100(在图2中为两个，而在图7中为三个)组成的一套，这些子组件单元在结合区7处相连。
在该实施例中，在将作为替换件的上述多个子组件单元100装入现有的冷凝器200中时，在一个工场中制作上述两套子组件单元100，然后将子组件单元100运送到将其安装的电站中，此后以一定的方式将子组件单元100竖直叠置在一起而使它们是不透水的并具有足够的强度而完成管道板单元201的更换。
在该更换操作中，由于沿着与管道板1相垂直的一个水平面将上述管道板单元201分为多个子组件单元，此外，由于子组件单元100在处于地面204之下的热电站或核电站冷凝器(热交换器)的安装设施中是相继安装的，因此，即使在难于将整个管道板单元201以组装的形式进行安装的情况下，也可将整个管道板单元分为这些大小适当的子组件单元100，而这些子组件单元100可容易地水平移动和组装在装置中。
这样，即使在难于以组装好形式将整个管道板单元201安装到冷凝器200中的情况下，也可将整个管道板单元201分为大小适当的子组件单元100，而这些子组件单元100可容易地水平移动和组装在装置中。
上述结构消除了在更换管道板单元201时现有技术所提出的各项要求在工作现场需要所有的必要部件，将每个传热管4插入且将它们焊接在其位置中；以及在更换管道板单元201时需将整个冷凝器提升至一个位置以避免地基205与管道板单元201相干涉且然后对所述单元进行更换。这不仅简化了管道板单元201的更换操作，而且在进行更换的过程中需要的步骤很少。
由于被更换的管道板单元是废品，因此很容易地将其切割成片而移开等，此处省略了对该过程的详细描述。
图2-6显示了沿图1(A)中的A-A线所取的连接结构的第一至第五实施例的剖视图，所述连接结构用在其连接状态的两个相邻子组件单元100的结合区域。在下面的实施例中，对子组件单元100所进行的所有固定和密封焊接均是在管道板单元201的安装现场进行的。
如图2所示，在子组件单元的结合区域的第一个实施例中，上述子组件单元100中的管道板1是由钢板2制成的，一个钛制面板3通过爆炸涂覆(explosive cladding)覆盖到钢板2与上述水箱202(参见图7)相面对的一侧，从而产生了一个包层钢板结构。
所述子组件单元100之间的结合区域7在与上述管道板1上的面板3相反的一侧，即传热管4一侧，是一个连接板10，连接板10以一定的方式被压靠且密封焊接在上述钢板2的所述传热管一侧上，使得连接板10横跨上述子组件单元100。
此外，经由贯穿面板3的孔得以以适当深度装放的螺栓11将连接板10固牢于每个子组件单元100的钢板2的传热管一侧。这种结构可在上述传热管侧通过连接板10在各个子组件单元之间提供牢固的连接。
此外，上述螺栓11的头及面板3上被钻孔的区域由一个盖板12覆盖，盖板12由钛制成；所述盖板12的外周被密封焊接在上述面板上(参考符号13指示的是被密封焊接区域)。
根据该实施例，利用螺栓11将连接板10靠压在传热管侧而横跨相邻的子组件单元，从而将子组件单元100牢固地结合在一起以提高结合区7的弯曲强度。此外，由于在上述冷凝器200的安装现场进行唯一的密封焊接，这样就几乎不会发生通常由焊接所引起的变形或强度降低。
此外，围绕覆盖螺栓11的端头区域011的盖板12进行密封焊接，这样就确保在上述的结合区7处不会发生泄漏。
由于传热管和面板3均由钛材料制成，这样就可将上述钛制盖板12焊接到面板3上而避免了在钛材料和钢板2之间产生电化锈蚀的可能。
在如图3所示的子组件单元的连接的第二实施例中，上述子组件单元100的管道板1与第一实施例中的管道板具有相似的结构，包括敷盖有钛制面板3的钢板2以产生一个包层钢板。
处于上述子组件单元100之间的结合区7(参见图1)也具有一个连接板10，该连接板10于管道板1的传热管侧横跨前述子组件单元100且以与前述实施例相似的方式密封焊接在上述钢板2上。
一个连接板14另外横跨在上述面板一侧，从而导致连接板14、10在管道板1两侧均横跨相邻子组件单元100。两个连接板14、10夹持上述两个管道板1，牢固地抵靠在上述连接板14上的螺栓11穿过管道板1而将连接板10固牢在传热管侧，从而将相邻的子组件单元100的管道板1牢固地装接在一起。
此外，在上述面板3上的连接板14的外周周围及在螺栓头011的临靠连接板14的区域周围进行密封焊接。
由于装接的连接板14和螺栓11以及盖板3均暴露在水箱202内的海水中，因此将它们用钛材料制作。
根据本实施例，上述连接板14、10夹持相邻子组件单元100的管道板1而将它们保持在一起，而螺栓11将连接板14、10牢固地装接在相邻子组件单元的管道板1上而提高子组件单元在其结合区7处的弯曲强度。
此外，在水箱侧使用钛材料且接缝的密封焊接防止了流体泄漏和电化锈蚀发生的可能性。
在如图4所示的子组件单元的连接部的第三实施例中，上述子组件单元100的管道板1由覆盖有钛制面板3的钢板2构成以形成一个包层钢板结构。
在上述子组件单元100之间的结合区7处，从相邻的子组件单元100的结合表面070开始将上述面板3除去一定的长度。从每个管道板1的面板3被除去的区域处凸伸出凸缘16，螺栓17将凸缘表面16牢固地结合在一起；然后，利用密封焊接在需要的区域中进行焊接以防止流体泄漏，例如在凸缘连接处和螺栓连接区域中进行密封焊接。参考符号21、22所指示的是防止流体泄漏的密封焊接区域。
参考符号18是由挠性材料制作的一个衬，该衬18附加在上述面板3上以从除去面板3的表面区域横跨到附加有面板3的表面。非金属填充材料20覆盖上述衬18，螺栓17连接区及凸缘16的外表面。附图标记19由揉性膜构成的衬层材料，其覆盖上述填充件20的外周以将其与水箱202中的海水隔开。
在本实施例中，凸缘16在子组件单元100的结合区7处凸伸，螺栓17将凸缘16牢固地保持在一起以提供子组件单元100的结合区7增大的弯曲强度，螺栓17也将所述子组件单元100牢靠地结合在一起。在凸缘16的结合处及在螺栓17周围进行密封焊接以使它们形成水密，从而可靠地防止在上述结合区产生泄漏。
此外，将一种非金属填充材料20置于上述凸缘16及螺栓的周围，非金属填充材料20的外周由衬层材料19覆盖以将子组件单元100与水箱202内的海水完全间隔开，从而阻止在结合区7附近区域中产生腐蚀。
在图5所示的子组件单元接合部的第四实施例中，上述子组件单元100的管道板1的结构与第一实施例中的结构相似，其中子组件单元100的管道板1通过钢板2和一个包层钢板装接在一起，该覆层钢板由所述钢板2及一个钛制面板3构成。
在上述子组件单元100之间的结合区7处，连接板10横跨相邻子组件单元100之间的传热管4一侧上的上述管道板1，所述连接板10被密封焊接到上述钢板2(014是指密封焊接)上。然后，利用两个螺栓(复式螺栓)26将钢板2和连接板10紧固在一起。此时，面板3的一部分已被除去以装放上述两个螺栓26。
然后，一个非金属膜片29被用作面板3侧上的衬层以横跨连接板14且通过螺栓(复式螺栓)26和圆头螺帽27(button head nut)而被紧固到连接板14上。从上述连接板14穿过管道板1的所述两个螺栓(复式螺栓)26和螺帽27将前、后连接板14、10固定在一起以将相邻子组件单元100牢固地结合在一起。
此外，在连接板14的外表面和上述面板3之间布置有由揉性材料制作的衬层28。另外，连接板14的外围在上述面板侧覆盖有揉性衬层材料29。
另外，由非金属材料制作的填充材料20覆盖在上述螺栓(复式螺栓)26、结合区7和衬层28的外表面，揉性膜衬层19再覆盖上述填充件20的外周以将其与水箱202隔开。
利用本发明的结构，通过利用螺栓(复式螺栓)26在顶部和底部处将连接板14、10装接于辅助组装螺栓100上，从而提供了一种在其结合处具有改进的弯曲强度的牢靠装接。此外，在面板侧上，由于连接板14和钛制面板3在其装接表面均通过衬层材料28、29进行密封，这种结构就可确保阻止在子组件单元的结合区7处产生流体泄漏。
另外，由揉性衬层19覆盖的螺栓外面的非金属填充件20的存在，将子组件单元100的结合区7与水箱202完全隔开而阻止在结合区7的附近区域中产生腐蚀。
在图6所示的子组件单元的接合部的第五个实施例中，所显示的结构与第一实施例中显示的结构相似，其中子组件单元100的管道板1通过钢板2和一个包层钢板装接在一起，该包层钢板由所述钢板2及一个钛制面板3构成。
在上述管道板1的传热管4侧上的子组件单元100之间的结合区7中布置有一个连接板10，该连接板10在传热管侧横跨相邻子组件单元100，且通过螺栓31牢固地装接在每个子组件单元100和钢板2上。然后在传热管侧上的连接板10和子组件单元之间的界面处进行密封焊接以对它们之间的间隙进行填充。(参考符号21是指密封焊接区域)。此后，利用非金属填充材料35填充子组件单元之间的空间。
此外，利用第二套螺栓32将一个加强板30牢固地装接在上述子组件单元100上，加强板30在上述管道板1的面板3侧上横跨相邻子组件单元100，在加强板30与子组件单元之间布置有两个垫片33、34。参考符号36是指覆盖在第二套螺栓32端头周围区域上的密封材料。
在该实施例中，除了利用螺栓31将横跨子组件单元100的连接板10在传热管侧装接到子组件单元100上之外，一个跨过子组件单元100的加强板30也被附加到面板3的侧面上。由于利用独立的螺栓组31、32将加强板和连接板装接在子组件单元的前部和后部，因此，这种结构就显著增大了结合区7的强度且改善了其弯曲强度。
此外，加强板30和子组件单元100之间的结合表面均由垫片33、34覆盖而进一步增大了结合区7处的流体密封而确保防止结合区7处产生泄漏。
在根据本发明的更换操作中，由于上述管道板单元沿着与管道板相垂直的一个水平面分成多个子组件单元，此外，由于子组件单元在位于地板下的热电或核电站的冷凝器(热交换器)的设施中是连续安装的，因此，即使在难以以组装的形式安装整个管道板单元的情况下，也可将整个管道板单元分为适当大小的子组件单元而将其容易地组装在装置内。
上述结构消除了更换管道板单元时传统技术提出的各项要求在现场而非在工厂中需要所有的必要部件，将每个传热管插入且将它们焊接就位；以及在更换管道板单元时将整个冷凝器提升至一个位置以避免地基与管道板单元相干涉然后更换所述单元。上述结构不仅简化了管道板单元的更换操作，而且在进行更换的过程中需要的步骤很少，从而可降低更换成本。
根据本发明，利用螺栓将横跨相邻子组件单元的连接板固定将子组件单元牢固地组装在一起，从而可提高结合区的弯曲强度。此外，由于只在上述冷凝器的安装现场进行密封焊接，因此，就不会发生通常由焊接引起的变形或强度降低。另外，在盖板的周围进行密封焊接可确保在上述结合区处不会产生泄漏。
此外，在传热管和面板均由钛材料制作的情况下，可将上述钛制盖板焊接到面板上以避免在钛制材料和钢板之间产生电化锈蚀的可能性。
根据本发明，上述前、后连接板夹持相邻子组件单元的管道板而将它们固定在一起，并通过螺栓将连接板牢固地装接于相邻子组件单元的管道板1上而提高子组件单元结合处的弯曲强度。
另外，在本发明中，凸缘在子组件单元的结合区域处凸伸。螺栓将所述凸缘牢固地保持在一起以改善子组件单元结合区的弯曲强度，同时将所述子组件单元牢固地结合在一起。在上述凸缘结合处和螺栓的周围进行密封焊接以使它们流体密封以主动阻止在上述结合区域处产生流体泄漏。
此外，由于将一种非金属填充材料放置到上述凸缘和螺栓周围，而其外周由衬层材料覆盖，此种结构可使子组件单元与水箱内的海水完全相分离，这样可阻止在结合区的附近区域中造成腐蚀。
另外，由于本发明的结构是通过螺栓(复式螺栓)将连接板装接到子组件单元上来固定子组件单元，这样就在子组件单元的结合处提供了一种具有提高的弯曲强度的附加结构。
此外，在面板侧上，由于连接板14和钛制面板3在其装接表面通过衬层材料进行密封，这种结构就可确保阻止在子组件单元的结合区处产生流体泄漏。
另外，由于存在有由揉性衬层覆盖的位于螺栓外部的非金属填充件，这样就将子组件单元水箱侧的结合区完全隔开而阻止在结合区的附近区域中产生腐蚀。
在本发明中，除了利用螺栓将横跨子组件单元的连接板装接到传热管侧上的子组件单元上之外，一个横跨子组件单元的加强板也被装接到面板侧上。由于利用独立的成套螺栓将加强板和连接板装接在子组件单元的前部和后部，因此，这种结构就显著增大了结合区的强度且增大了其弯曲强度。
此外，加强板和子组件单元之间的结合表面均由垫片覆盖而进一步增大了结合区处的流体密封而确保防止结合区处产生泄漏。
权利要求
1.一种用于热交换器的管道板单元，其中多根传热管在两端通过焊接装接于两个对置的管道板上，每个管道板的一侧配设有一个流体腔，其中热交换器的管道板单元的结构包括被铝直组装且装接在一起的多个子组件单元，所述多个子组件单元在方向垂直于所述管道板表面的水平面上将所述管道板单元分开。
2.根据权利要求1所述的用于热交换器的管道板单元，其特征在于所述管道板包括一个包层钢板，包层钢板包括一个钢板和一个与流体腔相邻的钛板面板覆层，一个位于子组件单元的连接区域处的连接板设置在所述面板侧的相对侧上，所述连接板通过螺栓连接所述相邻的子组件单元，此外，包括螺栓端头的螺栓插入区域由一个盖板罩盖，盖板的周边被密封焊接在所述面板上。
3.根据权利要求1所述的用于热交换器的管道板单元，其特征在于管道板包括一个包层钢板，该包层钢板包括一个钢板及与所述流体腔相邻的一个钛板面板覆层；一对位于所述子组件单元的连接区域处的连接板设置在所述管道板的两侧，所述对连接板夹住所述相邻的子组件单元，并通过穿过所述子组件单元和所述连接板的螺栓进行连接，另外，包括螺栓头的位于水箱侧的螺栓插入区域、所述螺栓及与所述流体腔相邻的钛板面板覆层彼此密封焊接。
4.根据权利要求1所述的用于热交换器的管道板单元，其特征在于管道板包括一个包层钢板，该包层钢板包括一个钢板和一个与所述流体腔相邻的钛板面板覆层，所述相邻子组件单元之间的连接区域内的一定长度的所述面板从所述相邻子组件单元的连接表面上除去且所述连接区域具有从表面面板从所述管道板除去的所述区域凸伸出的凸缘，所述凸缘通过螺栓紧固在一起以连接所述相邻子组件单元，在凸缘结合部周围及在插入螺栓的区域周围进行密封焊接。
5.根据权利要求4所述的用于热交换器的管道板单元，其特征在于利用由非金属材料制作的填充件来覆盖所述凸缘和螺栓的外部区域，且利用由非金属薄膜材料制作的衬层来覆盖该填充件的外围。
6.根据权利要求1所述的用于热交换器的管道板单元，其特征在于管道板包括一个包层钢板，该包层钢板包括一个钢板和与所述流体腔相邻的一个钛板面板覆层，在所述子组件单元的连接区域处的一个第一连接板设置在所述管道板的与所述面板相反的一侧，所述第一连接板通过一个复式螺栓连接所述相邻子组件单元，此外，位于面板侧的由非金属薄膜材料制成的衬层覆盖的一个第二连接板通过所述复式螺栓和螺帽连接所述相邻的子组件单元。
7.根据权利要求6所述的用于热交换器的管道板单元，其特征在于利用由非金属材料制作的填充件来覆盖布置在面板侧上的所述第二连接板的外部区域及所述复式螺栓的外侧，且利用由非金属薄膜材料制作的衬层来覆盖该填充件的外围。
8.根据权利要求1所述的用于热交换器的管道板单元，其特征在于管道板包括一个包层钢板，该包层钢板包括一个钢板和与所述流体腔相邻的一个钛板面板覆层，在管道板的传热管侧设置有位于子组件单元连接区域处的一个第一连接板，所述第一连接板通过第一螺栓连接所述相邻的子组件单元，此外，在所述管道板的面板侧设置有位于子组件单元连接区域处的一个第二连接板，该第二连接板通过螺栓经由垫片连接所述相邻的子组件单元。
9.根据权利要求8所述的用于热交换器的管道板单元，其特征在于在所述相邻的子组件单元之间形成有一个空间，利用由非金属材料制作的填充件填充该空间。
10.一种热交换器所用的管道板单元的更换方法，其中，多个传热管在两端通过焊接装接在两个对置的管道板上，每个管道板的一侧配设有一个流体腔，所述方法包括如下步骤将所述管道板单元在与所述管道板的表面相垂直的方向上的水平面上分为多个子组件单元；以及相继组装所述多个子组件单元以安装所述管道板单元。
全文摘要
本发明涉及一种热交换器所用管道板单元的结构，该热交换器可被应用于在热电站和核电中所用的冷凝器等内。本发明的目的是提供一种用于热交换的管道板结构以减少管道板单元的构造步骤及进行更换所需劳动成本。在更换步骤操作之后产生的用于热交换器的管道板单元保持了良好的流体密封性能且具有足够大的硬度。在用于热交换器的管道板中通过焊接的方式将多根传热管的两端附加到两个相反的管道板上，每个管道板被限定在流体腔的一侧上，其中热交换器管道板单元的结构包括被垂直组装且附加在一起的多个子组件单元，所述多个子组件单元在与管道板表面相垂直的方向中的一个水平面上将管道板单元分开。
文档编号F28F9/00GK1441217SQ0312069
公开日2003年9月10日 申请日期2003年2月14日 优先权日2002年2月14日
发明者井上浩一, 坂田照明, 平冈贤, 中前博次 申请人:三菱重工业株式会社