发夹式换热器及其装配方法与流程

本发明涉及一种换热器及其装配方法，尤其是一种发夹式换热器及其装配方法。

背景技术：

对于光热发电站蒸发系统的过热器和再热器，由于其管侧流体的进出口温差非常大，如果选用普通U形管式换热器，管侧进出口流体会与同一管板接触，导致管板的温差应力非常大，为此通常选择发夹式换热器；该种发夹式换热器采用U形壳体套U形换热管的形式，将管侧进出口分离开，在管侧进出口分别设置管板，从而避免了管板温差应力过大的情况，壳侧流体能够实现纯逆流，并且同样具有换热管管束自由伸缩的功能。但是，由于该种发夹式换热器的尾部为与筒身等直径的弯管，弯曲半径受模具和减薄量等因素的限制，使得其制造难度较大，制造费用较高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种发夹式换热器及其装配方法，采用本方法装配而成的发夹式换热器不仅能够避免管板热应力过大，实现换热管管束的自由伸缩，还能降低发夹式换热器壳体的制造难度及制造成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：发夹式换热器，包括管箱、管板、U形换热管管束以及两节相互平行布置的横向筒体，所述两横向筒体的同一端分别与一块所述的管板的一侧固定连接，两节所述管箱分别与两块管板的另一侧固定连接，所述两横向筒体的另一端分别与一节相对于横向筒体垂直布置且两端带有封头的纵向筒体的两端固定连接,所述的U形换热管管束位于换热器内，U形换热管的弯管部分为直角弯曲，U形换热管管束的两端分别与两块管板固定连接，U形换热管管束的弯管部分位于纵向筒体内，U形换热管管束的直管部分分别位于两横向筒体内。

进一步地，所述两横向筒体内均布有若干块折流板。

进一步地，所述纵向筒体内设有防振装置，所述防振装置包括防振板和防振圈，所述防振圈固定在纵向筒体中部，且防振圈垂直于纵向筒体轴线，防振圈上设有卡槽，所述卡槽的宽度与防振板的厚度相同，防振板的两端卡入卡槽内，相邻两个卡槽之间的间距与U形换热管的大小相同。

进一步地，所述纵向筒体由两个相对于纵向筒体轴线对称的纵向半筒体拼接而成，且与所述两横向筒体相连的纵向半筒体的厚度大于另一纵向半筒体的厚度。

装配发夹式换热器的方法，包括以下步骤：

（1）将两横向筒体的同一端分别与两管板的同一侧焊接固定；

（2）将两管箱分别与两管板的另一侧焊接固定；

（3）将两横向筒体的另一端分别与一纵向半筒体的两端焊接固定；

（4）将折流板装入步骤（3）完成的组合件内；

（5）将U形换热管管束插入步骤（4）完成的组合件内，并将U形换热管管束的两端与两管板进行封口焊；

（6）U形换热管管束安装好后，将两个半环防振圈拼接成一个防振圈，使U形换热管管束的弯管部分穿过防振圈，之后将防振圈焊接固定在纵向半筒体中部，并使防振圈垂直于纵向半筒体轴线，同时，使防振圈上的相邻两卡槽之间的间距与U形换热管管束的弯管部分相对应，之后再将防振板卡入卡槽内；

（7）将另一纵向半筒体与步骤中的纵向半筒体沿筒体轴线焊接固定；

（8）将两封头分别与纵向筒体的两端焊接固定。

本发明的有益效果是：采用本方法装配而成的发夹式换热器不仅能够避免管板热应力过大，实现换热管管束的自由伸缩，还解决了普通发夹式换热器壳体弯曲部分的弯曲半径由于受到模具、减薄量及自身尺寸较大等因素影响而造成的制造难度大、制造成本高的问题。

附图说明

图1是本发明的发夹式换热器的结构示意图。

图2是防振装置的结构示意图。

图3是防振圈的结构示意图。

图4是图3的A-A视图。

图中标记为：1-管箱，2-管板，3-U形换热管管束，4-横向筒体，5-纵向筒体，6-折流板，7-封头，8-防振板，9-防振圈，10-卡槽,11-防振装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明的发夹式换热器包括管箱1、管板2、U形换热管管束3以及两节相互平行布置的横向筒体4，所述两横向筒体4的同一端分别与一块所述管板2的一侧焊接固定，两节所述的管箱1分别与所述两块管板2的另一侧焊接固定，所述两横向筒体4的另一端分别与一节相对于横向筒体4垂直布置且两端带有封头7的纵向筒体5的两端焊接固定,所述的U形换热管管束3位于换热器内，U形换热管的弯管部分为直角弯曲，U形换热管管束3的两端分别与两块管板2焊接固定，U形换热管管束3的直管部分分别位于两横向筒体4内，U形换热管管束3的弯管部分位于纵向筒体5内。

为了增强发夹式换热管的换热效率，在所述两横向筒体4内均布有若干块折流板6。

为了防止换热器内的U形换热管管束3发生振动而导致换热管破坏，在所述纵向筒体5内设有用于固定支撑U形换热管管束3的防振装置11，所述防振装置11包括防振板8和防振圈9，所述防振圈9通过焊接固定在纵向筒体5中部，且防振圈9垂直于纵向筒体轴线，防振圈9上设有卡槽10，所述卡槽10的宽度与所述防振板8的厚度相同，这样可以将防振板8的两端牢靠地卡在防振圈9的卡槽10内，相邻两个卡槽10之间的间距与U形换热管的大小相同，这样可以使防振板能将U形换热管管束3牢靠地固定支撑起来，从而防止U形换热管管束3发生振动破坏。

所述的纵向筒体（5）采用两个相对于纵向筒体轴线对称的纵向半筒体拼接而成，且与所述两横向筒体（4）相连的纵向半筒体的厚度大于另一纵向半筒体的厚度，从而满足开孔补强的需求，进而保证发夹式换热器的整体强度。

一种装配本发明的发夹式换热器的方法，包括以下步骤：

（1）将两横向筒体4的同一端分别与两管板2的同一侧焊接固定；

（2）将两管箱1分别与两管板2的另一侧焊接固定；

（3）将两横向筒体4的另一端分别与一纵向半筒体的两端焊接固定；

（4）将折流板6装入步骤（3）完成的组合件内；

（5）将U形换热管管束3插入步骤（4）完成的组合件内，并将U形换热管管束3的两端与两管板2进行封口焊；

（6）U形换热管管束3安装好后，将两个半环防振圈拼接成一个防振圈9，使U形换热管管束3的弯管部分穿过防振圈9，之后将防振圈9焊接固定在纵向半筒体中部，并使防振圈9垂直于纵向半筒体轴线，同时，使防振圈9上的相邻两卡槽10之间的间距与U形换热管管束3的弯管部分相对应，之后再将防振板8卡入卡槽10内；

（7）将另一纵向半筒体与步骤中的纵向半筒体沿筒体轴线焊接固定；

（8）将两封头7分别与纵向筒体5的两端焊接固定。

由于本发明在U形换热管管束3的两端分别设置有管板2，将管侧进出口分离开，所以既能够避免管板2温差应力过大，还能使换热管管束具有自由伸缩的功能；更为重要的是，本发明的发夹式换热器壳体采用两相互平行布置的横向筒体4与一垂直于横向筒体4的纵向直筒体5组合而成，且位于纵向筒体5内的U形换热管管束3的弯管部分为直角弯曲，通过采用这种组合结构可以使发夹式换热器的尾部壳体能尽可能的小，进而使发夹式换热器壳体的制造变得更加简单，从而解决了普通发夹式换热器采用U形壳体套U形换热管管束这种结构带来的制造难度大、制造成本高的问题。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。