U形管束弯管部位通用支撑装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热交换器技术领域，特别是涉及管壳式U形管束弯管部位通用支撑装置。
【背景技术】
[0002]U形管式热交换器，是最常用管壳式结构形式之一。但随着生产装置处理能力的增加，单体设备的直径变得越来越大(GB151-1999适用范围:公称直径DN彡2600mm，GB/T151-2014适用范围:公称直径DNS 4000mm)，导致换热管的无支撑跨距变大。而无支撑跨距过大，会使换热效果变差，还会引起管束振动损坏。其损坏状况主要有:弯管段换热管之间的接触磨损和尾部支持板管孔对换热管的振动切割。针对这一现象，GB/T 151-2014中规定:其结构尺寸A+B+C之和不大于最大无支撑跨距；否则应在弯管部分加支撑。但是，GB151中并未给出“特殊支撑”的具体结构，特殊支撑结构，是指将所有换热管尾部通过一定的方式连接起来，减少各换热管之间由于流体冲击而产生振动和碰撞，避免管束破坏。为解决该问题，现有技术曾设计出以下几种特殊支撑结构。
[0003]董玉群在《U形管换热器尾部支撑结构的应用》(石油化工设计，26(1), 53-54)中，主要公开了两种支撑结构:A型支撑结构由内向外依次设置与直管端部垂直的支持板、固定在支持板上的扁钢夹持板以及若干对与扁钢夹持板垂直的圆钢，圆钢位于相邻两层U形管之间，以达到固定换热管的目的。制造时，由内向外，每安装一层U形管，插入两根圆钢，直到最外层换热管安装完毕，最后将所有圆钢端部焊接在夹持板上。每增加一层，必须增加的换热管的直段长度，由此带来每层管热管长度不同，不但换热管长度难以定尺，而且制造时需要设计多种不同长度的换热管，间接增加了安装难度与安装成本。
[0004]B型支撑结构主要包括由内向外依次焊接在U形管束尾部的若干条状支撑板，将所有换热管弯曲部分连接固定在一起，制造时，支撑板按照布管图开孔，沿每层换热管中心线切割成若干条状钢板，安装时，由内向外，每安装一排换热管，放入一条切好的钢板条，之后焊接相邻两块钢板条，使其后塍一个整体。虽然结构较为简单，但是，由于需要切割大量钢板条，制作较为繁琐困难，对切割精度要求高，穿管后，各钢条之间的焊接工作量过大，仍无法有效降低制造与安装成本。
[0005]美国专利US3199582A公开了一种热交换管的抗振结构，其采用若干固定在一对平行杆上的带有多个等径圆弧的波浪形曲杆作为主要支撑结构，平行杆内侧通过固定块固定，平行杆外侧固定在支撑板上，支撑板设置在可滑动组件上，换热管限位在相邻波浪形曲杆的波浪处。该技术方案虽然在一定程度上可实现U形管的支撑，但该结构仅针对正三角形布管，不适于正方形布管，通用性较差。
[0006]美国专利US5005637A公开了一种热交换器U形管支撑结构，该技术方案采用若干较差设置的固定杆，将换热管限位在固定杆之间的菱形空间内，类似管壳式热交换器中的折流杆布置，可实现正方形和正三角形布管的尾部支撑。但显而易见的，该支撑结构内的U形管与固定杆之间存在间隙，定位点少，并不能完全将U形管限位，结构稳定性差，安装过程仍需在支撑结构内侧采用主支撑杆，由于采用了大量交叉杆结构，致使耗材高，安装复杂，制造成本也相对较高。因此有必要设计一种制造相对简单，支撑安全可靠的U形管束弯管部位支撑装置。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型提供了一种U形管束弯管部位通用支撑装置，从根本上解决了由于装配原因导致腰带板不能先安装，从而影响中部隔板、外端隔板不易定位，限位板制造时产生废料过多，限位板制造成本高，安装繁琐成本高等问题，其具有安装方便、结构稳定可靠、制造与安装成本低等优点，实现正方形和正三角形布管的尾部支撑，适用范围广。
[0008]为实现上述目的，采用了如下技术方案:该U形管束弯管部位通用支撑装置包括支持板、腰带板以及位于支持板和腰带板之间的若干限位板，腰带板为固定在热交换器内的弧形结构，其技术要点是:支持板所在平面与热交换器直管段垂直，限位板包括与支持板垂直的带有梯形槽的内端隔板、与内端隔板处于同一平面的两侧带有梯形槽的中部隔板、与内端隔板处于同一平面的带有梯形槽的外端隔板，中部隔板的梯形槽位于中部隔板两侧的同一位置上或在中部隔板两侧交错设置，梯形槽为等腰梯形，梯形两腰之间的夹角为90°，同一隔板相邻梯形槽之间的间距与梯形短边长度相等，内端隔板、中部隔板的两端分别固定在腰带板上，外端隔板固定在腰带板顶端，U形管限位在中部隔板的梯形槽之间，或限位在中部隔板与内端隔板或外端隔板的梯形槽之间。
[0009]所述腰带板由平板或角钢或槽钢弯制而成。
[0010]本实用新型的有益效果是:各U形管由两个梯形槽对夹，无间隙，且由四点定位，完全限制了 U形管在X和Y方向上的移动，使U形管相互隔离、限位；2)梯形槽为等腰梯形，隔板(外端隔板、内端隔板、中间隔板)的梯形槽完全相同，制造时只需根据布管方式及管径设定好梯形槽的大小，即可进行切割，无需较高精度即可完成，切割后相邻隔板梯形槽与同一隔板相邻梯形槽之间的凸起相吻合，实现了板材的完全利用，因此无废料产生，极大节约了制造成本；3)对于换热管中心距为管外径1.25倍的标准布管，可预先制造内端隔板、中部隔板以及外端隔板，可大幅缩短装配时间；4)中部隔板可自由拼接，实现材料的完全利用，无废料产生；5)无论采用何种排布方式(三角形或正方形)，同一层的U型管断面均位于同一直线上，同一层的相邻U形管之间实现完全定位，几乎无空隙，提高了整体结构的稳定性。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型在正方形布管情形下支撑结构示意图；
[0012]图2为图1沿A-A线的剖视结构示意图；
[0013]图3正方形布管时，各隔板切割排布示意图；
[0014]图4为本实用新型在正三角形布管情形下支撑结构示意图；
[0015]图5为图4沿B-B线的剖视结构示意图；
[0016]图6正三角布管时，各隔板切割排布不意图。
[0017]附图标记说明:1直管、2支持板、3内端隔板、4中部隔板、5腰带板、6筒体、7外端隔板、8封头、9U形管。
【具体实施方式】
[0018]以下结合图1~6，通过具体实施例详细说明本实用新型的内容。为保证对U形换热管束的可靠支撑，应根据换热管是正方形布管，还是正三角形布管，来确定隔板的形式，用水刀或线切割加工隔板。
[0019]实施例1
[0020]该U形管束弯管部位通用支撑装置，包括支持板2、腰带板3以及位于支持板2和腰带板5之间的若干限位板。腰带板5为固定在热交换器内的弧形结构，腰带板由平板或角钢或槽钢弯制而成。支持板2所在平面与热交换器直管段垂直，内端隔板3焊接在支持板2上。限位板包括与支持板2垂直的带有梯形槽的内端隔板3、与内端隔板3处于同一平面的两侧带有梯形槽的中部隔板7、与内端隔板3处于同一平面的带有梯形槽的外端隔板7，为保证相互隔离换热管的隔板能顺利制造，隔板板料厚度应大于等于支持板的厚度。中部隔板的梯形槽位于中部隔板两侧的同一位置上，各隔板(内端隔板或中部隔板或外端隔板)的梯形槽为相同的等腰梯形，内端隔板3和外端隔板7为一侧带有梯形槽，中部隔板为两侧同时带有梯形槽。梯形两腰之间的夹角为90°，同一隔板(内端隔板或中部隔板或外端隔板)相邻梯形槽之间的间距与梯形短边长度相等，内端隔板、中部隔板的两端分别与腰带板5焊接，形成稳定的框架结构。外端隔板7固定在腰带板5顶端，U形管限位在中部隔板的梯形槽之间，或限位在中部隔板与内端隔板或外端隔板的梯形槽之间。
[0021]安装时，首先将内端隔板3与支持板2焊牢，然后由内向外逐层安装换热管，每安装一层，设置一块中部隔板4，全部换热管布置完成后，安装外端隔板7，中部隔板4或外端隔板7在确定与上一内端隔板3或中部隔板4处同一平面时，点焊固定；将内端隔板3、中部隔板4、外端隔板7焊接在腰带板5上，去除伸出腰带板5以外隔板的部分，即完成安装。
[0022]实施例2
[0023]本实施例中部隔板两侧的梯形槽交错设置，其他结构与实施例1相同。
[0024]若用于管壳式热交换器折流板或支持板，则腰带板5为环板，拉杆应安装在腰带板上，因此，本实用新型可适于GB/T 151-2014所列各种规格的换热管。
【主权项】
1.一种U形管束弯管部位通用支撑装置，包括支持板、腰带板以及位于支持板和腰带板之间的若干限位板，腰带板为固定在热交换器内的弧形结构，其特征在于:支持板所在平面与热交换器直管段垂直，限位板包括与支持板垂直的带有梯形槽的内端隔板、与内端隔板处于同一平面的两侧带有梯形槽的中部隔板、与内端隔板处于同一平面的带有梯形槽的外端隔板，中部隔板的梯形槽位于中部隔板两侧的同一位置上或在中部隔板两侧交错设置，梯形槽为等腰梯形，梯形两腰之间的夹角为90°，同一隔板相邻梯形槽之间的间距与梯形短边长度相等，内端隔板、中部隔板的两端分别固定在腰带板上，外端隔板固定在腰带板顶端，U形管限位在中部隔板的梯形槽之间，或限位在中部隔板与内端隔板或外端隔板的梯形槽之间。2.根据权利要求1所述的U形管束弯管部位通用支撑装置，其特征在于:所述腰带板由平板或角钢或槽钢弯制而成。
【专利摘要】本实用新型涉及一种U形管束弯管部位通用支撑装置包括支持板、腰带板以及位于支持板和腰带板之间的若干限位板，腰带板为固定在热交换器内的弧形结构，其技术要点是：支持板所在平面与热交换器直管段垂直，限位板包括与支持板垂直的带有梯形槽的内端隔板、与内端隔板处于同一平面的两侧带有梯形槽的中部隔板、与内端隔板处于同一平面的带有梯形槽的外端隔板，同一隔板相邻梯形槽之间的间距与梯形短边长度相等，U形管限位在中部隔板的梯形槽之间，或限位在中部隔板与内端隔板或外端隔板的梯形槽之间。从根本上解决了限位板制造时产生废料过多，限位板制造成本高，安装繁琐成本高等问题。
【IPC分类】F28F9/013
【公开号】CN204757788
【申请号】CN201520400047
【发明人】王玉, 任文远, 孙志涛, 钱江, 戴洋, 黄伟昌, 常阳, 徐大鹿
【申请人】沈阳汇博热能设备有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月11日