一种高效的蛇形管式换热器的制作方法

本发明涉及一种高效的蛇形管式换热器，属于火电辅机技术领域。

背景技术：

由于火电站设计参数不断增大，采用常规的管壳式换热器已经无法满足设计需求，进而需要设计一种能适合于高参数的换热器。现有技术中由于火电机组的给水压力非常高，采用管壳式换热器管板所需的计算厚度，已经远远超出标准所规定的厚度，而且管板的受力模型也超出了薄壳理论的规定，无法准确计算出管板的强度。针对已有技术存在的问题，本发明提供了一种高效的蛇形管式换热器的结构，采用集箱管的形式代替管壳式换热器中管板的功能，并对整个管系和壳体重新设计，壳侧过热段介质流向采用顺逆混合，左右折流或上下折流的方式，可以有效控制介质流速过大的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种高效的蛇形管式换热器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高效的蛇形管式换热器，包括：集箱组件、蛇形管系和壳体；其中，所述集箱组件和蛇形管系均设置在壳体内，所述蛇形管系连接上下两个集箱组件，所述集箱组件中的支撑板与壳体上的筒身相连接，所述壳体的筒身与所述集箱组件中的膨胀节连接，所述集箱组件中的集箱管接头与所述的蛇形管系连接；

所述集箱组件由平盖、给水接管、集箱管、膨胀节、集箱管接头、封头、支撑板和支架组成；所述集箱管的一端设置有平盖，另一端设置有封头，封头通过支撑板固定支撑，集箱管靠近平盖一端的上部设置有给水接管，集箱管靠近封头一端的上部设置有集箱管接头，集箱管的下部通过支架固定支撑，膨胀节与集箱管相连；

所述的蛇形管系由过热段包壳、套管、第一槽钢、工字钢、隔板槽、管束支架、疏水段包壳、蛇形管、隔板条、第二槽钢、第三槽钢、第四槽钢和围板组成；过热段包壳与疏水段包壳内均设置有隔板槽，隔板条卡接在隔板槽内，蛇形管通过隔板条的凹槽进行固定，蛇形管与管束支架相连接，过热段包壳与套管相连接，第一槽钢上设置有工字钢，工字钢上设置有隔板槽，横向布置的第二槽钢与集箱管固定连接，第三槽钢与第二槽钢垂直并固定相连，第三槽钢上设置有工字钢，并且与第一槽钢上的工字钢相对设置，工字钢上均设置有隔板槽，隔板条卡接在隔板槽内，蛇形管通过隔板条的凹槽进行固定，第四槽钢相对于第一槽钢垂直设置，第四槽钢上设置有工字钢，第四槽钢上的工字钢与第一槽钢上的工字钢和第三槽钢上的工字钢互相垂直，围板连接两个互相垂直的工字钢；

所述的壳体由人孔座、椭圆形封头、蒸汽入口、筒身、支座、危急疏水出口、疏水出口和连续排气装置组成；所述筒身与所述椭圆形封头相连，所述筒身上布置所述的蒸汽入口和疏水出口，所述蒸汽入口布置在筒身的上方，所述筒身与所述连续排气装置相连，所述靠上方布置的椭圆封头布置人孔座，所述的靠下方的椭圆形封头上布置危急疏水出口，所述的靠下方的椭圆形封头与所述的支座相连。

所述集箱组件中的集箱管接头与蛇形管系中的蛇形管连接。

所述集箱组件中的支撑板与壳体上的筒身相连接。

所述过热段包壳和疏水段包壳为全封闭式结构，过热蒸汽或疏水通过过热段包壳和疏水段包壳，其流向采用左右折流或上下折流的方式。

所述折流的方式是蒸汽或疏水冲刷蛇形管，冲刷方式为顺或逆冲刷的方式。

所述隔板槽设置在过热段包壳内、疏水段包壳内以及工字钢上。

本发明的有益效果为：

本发明采用集箱管式蛇形管结构布置，能够有效地解决现有技术中常规的管壳式换热器无法满足设计需求，进而提供满足火电站设计参数的高参数换热器。

本发明过热段及疏水段采用左右折流或上下折流的方式，可以有效控制蒸汽横向冲刷流速，提高了管束的换热效率。

本发明中管系隔板采用板条拼接形式，解决了制造过程中蛇形管无法进行穿管的难题。

本发明疏水段采用全封闭浸没式结构，避免蒸汽进入疏水段，造成疏水不畅的问题，保证了疏水段的换热效率，确保了疏水端差。

附图说明

图1为本发明一种高效的蛇形管式换热器的集箱组件结构示意图。

图2为本发明一种高效的蛇形管式换热器的结构示意图。

图3为图2中第一槽钢、工字钢、第四槽钢、围板和隔板槽的结构示意图。

图4为本发明一种高效的蛇形管式换热器的过热段包壳结构示意图。

图5为图4的a-a剖视图。

图6为图4的b-b剖视图。

图7为本发明一种高效的蛇形管式换热器的疏水段包壳结构示意主视图。

图8为本发明一种高效的蛇形管式换热器的疏水段包壳结构示意侧视图。

图9为本发明一种高效的蛇形管式换热器的疏水段包壳结构示意俯视图。

图10为本发明一种高效的蛇形管式换热器的隔板条结构示意图。

图11为本发明一种高效的蛇形管式换热器的隔板槽结构示意图。

图中的附图标记，1为平盖，2为给水接管，3为集箱管，4为膨胀节，5为集箱管接头，6为封头，7为支撑板，8为支架，9为椭圆形封头，10为过热段包壳，11为蒸汽入口，12为套管，13为第一槽钢，14为工字钢，15为隔板槽，16为管束支架，17为疏水段包壳，18为蛇形管，19为隔板条，20为筒身，21为支座，22为危急疏水出口，23为疏水出口，24为第二槽钢，25为第三槽钢，26为连续排气装置，27为第四槽钢，28为人孔座，29为围板，30为布管区。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施。

如图1至图11所示，本实施例所涉及的一种高效的蛇形管式换热器，包括：所述集箱组件和蛇形管系均设置在壳体内，所述蛇形管系连接上下两个集箱组件，所述集箱组件中的支撑板8与壳体上的筒身20相连接，所述壳体的筒身20与所述集箱组件中的膨胀节4连接，所述集箱组件中的集箱管接头5与所述的蛇形管系连接；

所述集箱组件由平盖1、给水接管2、集箱管3、膨胀节4、集箱管接头5、封头6、支撑板7和支架8组成；所述集箱管3的一端设置有平盖1，另一端设置有封头6，封头6通过支撑板7固定支撑，集箱管3靠近平盖1一端的上部设置有给水接管2，集箱管3靠近封头6一端的上部设置有集箱管接头5，集箱管3的下部通过支架8固定支撑，膨胀节4与集箱管3相连；

所述的蛇形管系由过热段包壳10、套管12、第一槽钢13、工字钢14、隔板槽15、管束支架16、疏水段包壳17、蛇形管18、隔板条19、第二槽钢24、第三槽钢25、第四槽钢27和围板29组成；过热段包壳10与疏水段包壳17内均设置有隔板槽15，隔板条19卡接在隔板槽15内，蛇形管18通过隔板条19的凹槽进行固定，蛇形管18与管束支架16相连接，过热段包壳10与套管12相连接，第一槽钢13上设置有工字钢14，工字钢14上设置有隔板槽15，横向布置的第二槽钢24与集箱管3固定连接，第三槽钢25与第二槽钢24垂直并固定相连，第三槽钢25上设置有工字钢14，并且与第一槽钢13上的工字钢14相对设置，工字钢14上均设置有隔板槽15，隔板条19卡接在隔板槽15内，蛇形管18通过隔板条19的凹槽进行固定，第四槽钢27相对于第一槽钢13垂直设置，第四槽钢27上设置有工字钢14，第四槽钢27上的工字钢14与第一槽钢13上的工字钢14和第三槽钢25上的工字钢14互相垂直，围板29连接两个互相垂直的工字钢14；

所述的壳体由人孔座28、椭圆形封头9、蒸汽入口11、筒身20、支座21、危急疏水出口22、疏水出口23和连续排气装置26组成；所述筒身20与所述椭圆形封头9相连，所述筒身20上布置所述的蒸汽入口11和疏水出口23，所述蒸汽入口11布置在筒身20的上方，所述筒身20与所述连续排气装置26相连，所述靠上方布置的椭圆封头9布置人孔座28，所述的靠下方的椭圆形封头9上布置危急疏水出口22，所述的靠下方的椭圆形封头9与所述的支座21相连。

所述集箱组件中的集箱管接头5与蛇形管系中的蛇形管18连接。

所述集箱组件中的支撑板7与壳体上的筒身20相连接。

所述过热段包壳10和疏水段包壳17为全封闭式结构，过热蒸汽或疏水通过过热段包壳10和疏水段包壳17，其流向采用左右折流或上下折流的方式。

所述折流的方式是蒸汽或疏水冲刷蛇形管18，冲刷方式为顺或逆冲刷的方式。

所述隔板槽15设置在过热段包壳10内、疏水段包壳17内以及工字钢14上。

实施例1

本实施例中集箱组件和蛇形管系均设置在壳体内，集箱组件中的支撑板7与壳体上的筒身20相连接，壳体与集箱组件中的膨胀节4连接，蛇形管系连接上下两个集箱组件，集箱组件中的集箱管接头5与蛇形管系中的蛇形管18连接。

如图1所示，集箱组件由平盖1、给水接管2、集箱管3、膨胀节4、集箱管接头5、封头6、支撑板7和支架8组成；集箱管3的一端设置有平盖1，另一端设置有封头6，封头6通过支撑板7固定支撑，集箱管3靠近平盖1一端的上部设置有给水接管2，集箱管3靠近封头6一端的上部设置有集箱管接头5，集箱管3的下部通过支架8固定支撑，膨胀节4与集箱管3相连；

如图2和图3所示，蛇形管系由过热段包壳10、套管12、第一槽钢13、工字钢14、隔板槽15、管束支架16、疏水段包壳17、蛇形管18、隔板条19、第二槽钢24、第三槽钢25、第四槽钢27和围板29组成。

如图11所示，隔板槽15为“n”型结构，其外侧平面可与过热段包壳10内壁、疏水段包壳17内壁以及工字钢14固定连接，其内侧凹槽用于卡接隔板条19；如图10所示，隔板条19的两侧均匀排布有半圆形凹槽，凹槽的直径与蛇形管18的直径相对应，用于固定蛇形管18，并且隔板条19布置在蛇形管18各个部位。过热段包壳10与疏水段包壳17内均设置有隔板槽15，隔板条19卡接在隔板槽15内，蛇形管18通过隔板条19的凹槽进行固定，解决了制造过程中蛇形管无法进行穿管的难题，蛇形管18与管束支架16相连接，过热段包壳10与套管12相连接，第一槽钢13上设置有工字钢14，工字钢14上设置有隔板槽15，横向布置的第二槽钢24与集箱管3固定连接，第三槽钢25与第二槽钢24垂直并固定相连，第三槽钢25上设置有工字钢14，并且与第一槽钢13上的工字钢14相对设置，工字钢14上均设置有隔板槽15，隔板条19卡接在隔板槽15内，蛇形管18通过隔板条19的凹槽进行固定，第四槽钢27相对于第一槽钢13垂直设置，第四槽钢27上设置有工字钢14，第四槽钢27上的工字钢14与第一槽钢13上的工字钢14和第三槽钢25上的工字钢14互相垂直，围板29连接两个互相垂直的工字钢14；如图3所示，在工字钢14和围板29合围构成的空间内设有两条平行的工字钢14，工字钢14上设置有隔板槽15，将空间划分成三个布管区30，布管区30内布置有蛇形管18和隔板条19；

过热段包壳10和疏水段包壳17为全封闭式结构，过热蒸汽或疏水通过过热段包壳10和疏水段包壳17，其流向采用左右折流或上下折流的方式，折流的方式是蒸汽或疏水冲刷蛇形管18，冲刷方式为顺或逆冲刷的方式。

如图4、5和6所示，过热段包壳10为封闭结构，过热蒸汽可通过过热段包壳10引流进入管系，与蛇形管18的外表面进行接触换热。如图7、8和9所示，疏水段包壳17为封闭结构，疏水段包壳17与蛇形管18相连，蒸汽凝结后的水进入疏水段包壳17，凝结水换热后通过疏水段包壳17的出口进入疏水出口23排出。由于疏水段采用全封闭浸没式结构，避免蒸汽进入疏水段，造成疏水不畅的问题，并且保证了疏水段的换热效率，确保了疏水端差。

壳体由人孔座28、椭圆形封头9、蒸汽入口11、筒身20、支座21、危急疏水出口22、疏水出口23和连续排气装置26组成；筒身20与椭圆形封头9相连，筒身20上布置蒸汽入口11和疏水出口23，蒸汽入口11布置在筒身20的上方，筒身20与连续排气装置26相连，靠上方布置的椭圆封头9布置人孔座28，靠下方的椭圆形封头9上布置危急疏水出口22，靠下方的椭圆形封头9与支座21相连。

并且，筒身20上的疏水出口23与蛇形管系上的疏水段包壳17通过管子相连接，筒身20上的蒸汽入口11与蛇形管系通过套管12相连，蛇形管系通过第二槽钢24、第三槽钢25与集箱组件相连接，集箱组件一端通过所属的支撑板7与壳体上的筒身20连接。

实施例2

如图2所示，其中的箭头表示过热蒸汽流动的方向，装置工作时，给水通过靠上面布置的集箱组件的给水接管2进入集箱管3，给水进入集箱管3后通过蛇形管18进入管系内部，给水在蛇形管系内换热后流出蛇形管18进入靠下面布置的集箱组件中的集箱管3内，给水经过集箱管3后进入给水接管2。过热蒸汽通过壳体的蒸汽入口11进入蛇形管系过热段包壳10，过热蒸汽通过过热段包壳10引流进入管系，与蛇形管18外表面接触，过热蒸汽在包壳内部穿过隔板条19，蒸汽换热后通过包壳的缺口进入到筒体与管系包壳之间的区域进行凝结换热，蒸汽凝结后的水再进入疏水段包壳17，凝结水在包壳内部穿过隔板条19，凝结水换热后通过包壳的出口进入疏水出口23排出。

过热蒸汽和疏水段疏水通过包壳全封闭式结构，过热蒸汽和疏水段疏水流向采用左右折流或上下折流的方式，折流的方式是蒸汽或疏水同时冲刷蛇形管18的上方和下方，冲刷方式是顺或逆冲刷的方式，纯逆流是蒸汽或疏水流向与给水的流向相反，顺流是蒸汽流向与给水流向相同，换热计算采用了纯逆流换热的假设理论，对蛇形换热管换热进行简化模型，通过修正的方式进行计算，从而确定换热区域的修正系数。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。