一种换热器管束防震结构的制作方法

本实用新型涉及石油化工领域的一种换热器，尤其涉及一种换热器管束防震结构。

背景技术：

随着目前石油化工装置的大型化趋势，换热器设备也逐渐向大型化、高参数方向发展。为满足相应的传热和压降需要，经常会导致换热器管束的无支撑跨距超出标准值，特别是在壳程进、出口位置更容易超出相关标准的要求。此时由介质相变等因素导致的震动容易引起管束损伤，管板的壳程内侧换热器管束很容易出现断裂破坏，发生泄露，使管程和壳程介质混合而导致产品质量不合格，严重时会直接导致装置停工或安全事故。综上所述，如何在保证传热效率、不增加壳程压降、且不形成死区的条件下，有效降低管束震动导致的损伤，就成为解决该问题的关键。

目前设计中常规的做法有如下几种：

1.降低单台换热器的尺寸，并降低壳程管口直径，通过增加换热器台数来满足换热面积的需求。

2.改变现有的换热流程，通过其他流程达到介质换热的要求。

中国专利cn202993952u公开了一种管束防振动支撑板，包括壳程物料进口或出口、折流板，在壳程物料进口或出口下方设置支撑板，所述支撑板上设置有缺口，所述缺口方向与相邻折流板相反。上述技术方案是在壳程进口或出口处增设支撑板，以减小进口或出口处的无支撑跨距，减小振动。然而，该专利公开的技术方案改变了换热器传热效率及流体阻力降，在工程使用中仍具有一定局限性。

综上所述，目前的处理方法并没有保留现有的换热方案，要么增加装置占地面积、增加设备数量，要么改变工艺流程、设备型式，降低换热效率，不仅增大了投资，也延长了工程项目的建设周期。面对该情况，目前工程使用中缺乏一种既能满足设计需要，可以保留常规设计，不改变现有的管束结构，又能简单方便实施的技术方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种换热器管束防震结构，在避免了改动管束的现有布置，保留目前传热方式的同时，有效的解决了因无支撑跨距过大或壳程进出口震动过大而导致换热器管束损伤的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种换热器管束防震结构,主要由外圈板、扁钢条组成,外圈板上开有拉杆孔,外圈板通过拉杆孔定位，紧贴环绕在换热器壳程进口或出口中心处的外圈管束外侧,外圈板的两端各自焊接有一组扁钢条，扁钢条依次平行布置于每两排相邻的换热器管束之间，扁钢条两端焊接在外圈板一端外侧。

本实用新型还提供了另外一种技术方案：

一种换热器管束防震结构,主要由外圈板、扁钢条和中间固定杆组成,外圈板上开有拉杆孔,外圈板通过拉杆孔定位,紧贴环绕在换热器壳程进口或出口中心的外圈管束外侧,外圈板的两端各自焊接有一组扁钢条，扁钢条依次平行布置于每两排相邻的换热器管束之间；扁钢条的一端焊接在外圈板一端外侧，另一端靠近中间固定杆的部分开有长圆孔；中间固定杆依次穿过扁钢条上相应长圆孔，布置在换热器管束中心间隙上，中间固定杆两端焊接在外圈板一端外侧；中间固定杆两侧的扁钢条通过中间固定杆的串联固定整体上表现为一体形式。

作为优选：外圈板两端焊接的两组扁钢条互相垂直。

本换热器管束防震结构中外圈板的外径不能超出换热器折流板的外径。

本换热器管束防震结构的材质选取换热器本身折流板材质，且扁钢条的端部需打磨光滑，确保设备制造过程中不损伤管束。

本实用新型具有如下有益效果：

1.应用范围广。

目前涉及文中所述有管束震动工况或超过无支撑跨距规定要求的，且管束排布方式为正方形排列和转角正方形排列的换热器都可以良好的匹配适用本防震结构。

2.不影响现有设备结构、现有工艺流程。

无论是新制造的换热器，还是停工检修的换热器，都可以适用本防震结构达到防震、加固支撑的效果，不破坏现有设备及其他附件。

3.对换热器的壳程介质流动影响小，无死区。

由于本防震结构的特殊型式，防震结构和管板中间不会形成介质流动死区，且该结构也不会影响管束现有的换热效果。

4.整个结构简单造价低廉、方便施工、防震效果好。

本防震结构的材质与换热器本身的折流板材质一致，对制造的要求较低，且结构本身的安装过程不损伤内部的管束。本结构与管束形成一个紧密贴合的整体，有效的降低了介质流动或汽液两相交变带来的震动影响，使管束发生震动损伤的概率大大降低。

附图说明

图1是用于正方形布管换热器的管束防震结构部分示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是用于转角正方形布管换热器的管束防震结构部分示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是图3中扁钢条和中间固定杆连接处的局部放大图。

图中：1-外圈板，2-拉杆孔，3-扁钢条，4-换热器管束，5-中间固定杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：

如附图1-附图5所示，整个结构起定位、固定作用的是外圈板1，两组扁钢条3分别焊接在外圈板1两端外侧，每两排相邻的换热器管束之间均依次平行布置一根扁钢条，使得整个结构和换热器管束4形成一个紧密贴合、共同震动的整体，达到抗震、支撑的作用。

外圈板1通过拉杆孔2定位,紧贴环绕在换热器壳程进口或出口中心的外圈管束外侧，使得整个防震结构固定在换热器壳程进口或出口的中心处，外圈板1的厚度根据实际布管限定圆选取，但外圈板1的外径不能超出换热器折流板的外径。

扁钢条3端部应打磨光滑，使其在插入换热器管束4间隙的过程中不造成管束的损伤。

附图1-附图2为本实用新型的一种实施方式，适用于采用正方形布管方式的换热器，此时扁钢条3可以贯穿换热器管束4间隙，扁钢条3依次平行布置于相邻的两排换热器管束4之间，扁钢条3两端焊接在外圈板1一端外侧。

附图3-附图5为本实用新型的另一种实施方式，适用于采用转角正方形布管方式的换热器，此时扁钢条3不能直接贯穿换热器管束4间隙，需要中间固定杆5将其两侧的扁钢条3串联固定使其整体上表现出一体形式。扁钢条3一端焊接在外圈板1一端外侧，另一端靠近中间固定杆5的部分开设长圆孔，扁钢条3靠近中间固定杆5的端部与中间固定杆5另一侧对应扁钢条3的端部互相挤压紧贴在一起，中间固定杆5依次穿入相应长圆孔，使得每根扁钢条3的两端得到固定，中间固定杆5布置在换热器管束4中心间隙上，两端焊接在外圈板1一端外侧。

以上两种实施方式中，扁钢条3选择能插入换热器管束4间隙的最大尺寸，外圈板1两端的两组扁钢条3互相垂直，以确保防震结构与换热器管束4形成一个紧密贴合、共同震动的整体，有效降低换热器管束4震动。

以上仅是本实用新型的典型实施例，本领域技术人员完全可以在其基础上做适当的修饰及改进，但是与本实用新型实质性相同，同样落入本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种换热器管束防震结构,主要由外圈板、扁钢条组成,外圈板上开有拉杆孔,外圈板通过拉杆孔定位，紧贴环绕在换热器壳程进口或出口中心处的外圈管束外侧,其特征在于：所述外圈板的两端各自焊接有一组扁钢条，所述扁钢条依次平行布置于每两排相邻的换热器管束之间，扁钢条两端焊接在外圈板一端外侧。

2.根据权利要求1所述的换热器管束防震结构，其特征在于：所述外圈板两端焊接的两组扁钢条互相垂直。

3.一种换热器管束防震结构,主要由外圈板、扁钢条和中间固定杆组成,外圈板上开有拉杆孔,外圈板通过拉杆孔定位,紧贴环绕在换热器壳程进口或出口中心的外圈管束外侧,其特征在于：所述外圈板的两端各自焊接有一组扁钢条，所述扁钢条依次平行布置于每两排相邻的换热器管束之间；扁钢条的一端焊接在外圈板一端外侧，另一端靠近中间固定杆的部分开有长圆孔；所述中间固定杆依次穿过扁钢条上相应长圆孔，布置在换热器管束中心间隙上，中间固定杆两端焊接在外圈板一端外侧；中间固定杆两侧的扁钢条通过中间固定杆的串联固定整体上表现为一体形式。

4.根据权利要求3所述的换热器管束防震结构，其特征在于：所述外圈板两端焊接的两组扁钢条互相垂直。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的换热器管束防震结构，其特征在于：所述外圈板的外径小于或等于换热器折流板外径。

技术总结
本实用新型涉及一种换热器管束防震结构,主要由外圈板、扁钢条组成,外圈板上开有拉杆孔,外圈板通过拉杆孔定位，紧贴环绕在换热器壳程进口或出口中心处的外圈管束外侧,外圈板的两端各自焊接有一组扁钢条，扁钢条依次平行布置于每两排相邻的换热器管束之间，扁钢条两端焊接在外圈板一端外侧。本实用新型在避免了改动管束的现有布置，保留目前传热方式的同时，有效的解决了因无支撑跨距过大或壳程进出口震动过大而导致换热器管束损伤的技术问题。

技术研发人员：王繁华;曲鹏;胡庆均;顾月章;陈崇刚;徐又春;苏月;董海芳;刘红云;龙海;李健
受保护的技术使用者：中石化广州工程有限公司;中石化炼化工程(集团)股份有限公司
技术研发日：2020.01.08
技术公布日：2020.10.20