一种U型卡式变截面管排联板装置的制作方法

一种u型卡式变截面管排联板装置
技术领域
1.本发明属于柔性管排用的管排联板装置，尤其是涉及高长细比和悬臂结构形式的柔性管排联板装置领域。


背景技术：

2.石油化工、火电、核电等领域工业炉普遍都用管排加热介质，其中很多工业炉因工艺和装置大型化等要求需要使用高长细比、悬臂和大跨度结构形式管排。这种管排的结构特点将导致管排柔性很大，除了容易引起振动问题，还会给管排带来整体稳定性问题和结构附加应力问题，其中管排一旦发生失稳将直接导致管排全面彻底失效而引起本质安全问题，管排结构特性带来的附加应力会管排运行期间应力增大降低其使用寿命。因此这些问题都将对这种管排的结构设计提出新的要求，且对其装置大型化、运行可靠性和建设经济性要求也随之提高。
3.目前类似高长细比和悬臂结构形式的柔性管排结构设计一般多是考虑振动和热膨胀问题，很少针对其稳定性和结构附加应力问题有相关的设计要求和成套装置。因此针对这种柔性管排设计面临的问题，以管排实际结构参数进行稳定性和结构应力计算为依据，提出u型卡式管排联板装置，其可实现的好处是可以有效地增加管排刚度，提高管排的稳定性和降低管排的结构附加应力，进而可以使管排结构设计高度增加，提高装置单台设计规模。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种u型卡式变截面管排联板装置，在兼顾管排振动和膨胀设计的同时，有效地增大管排刚度、提高稳定性差和削弱甚至消除结构附加应力，进而提高柔性管排运行安全性和可靠性，以解决现有技术中高长细比和悬臂结构形式柔性管排结构设计和运行期间面临的产生振动和热膨胀的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
6.一种u型卡式变截面管排联板装置，包括连接板、u型卡、限位件和螺母，其特征在于：通过u型卡和螺母将若干根管子紧固在同一个连接板上形成一个管组，所有相邻管组之间再由变截面连接板相连形成一个整体管排；每个管组中第一根和最后一根管用两个u型卡紧固在连接板上，其中u型卡末端设有螺纹与螺母直接配合固定；所述限位件固定在管子上用于限制连接板移动。
7.本发明一种u型卡式变截面管排联板装置，其进一步特征在于：所述变截面连接板是指连接板在其长度方向上两边宽中间窄，宽板与窄板之间的两次过渡采用斜角或圆弧方式实现，两个过渡区间分别位于管组第一根管与其相邻管之间和管组最后一根管与邻管之间。
8.本发明一种u型卡式变截面管排联板装置，其进一步特征在于：所述管组中其余管子用一个或两个u型卡紧固在连接板上，一般为一个。
9.本发明一种u型卡式变截面管排联板装置，其进一步特征在于：通过u型卡每三根、四根、五根或n根管子紧固在同一个连接板上形成一个管组，n≤20且为整数。
10.本发明一种u型卡式变截面管排联板装置，其进一步特征在于：所述所有相邻管组之间再由连接板相连形成一个整体管排，是指相邻管组通过各管组变截面连接板连接同一根或两根管的方式相连形成一个整体管排。
11.本发明一种u型卡式变截面管排联板装置，其进一步特征在于：所述每个管组中第一根和最后一根管用两个u型卡紧固在连接板上，管组其余管子用一个u型卡紧固在连接板，其中u型卡末端设有螺纹与螺母直接配合固定。
12.本发明一种u型卡式变截面管排联板装置，其进一步特征在于：所述的限位件设置在每个管组的第一根和最后一根的连接板上，可以固定在连接板一侧，或固定在连接板两侧，限制其在两侧方向移动。
13.采用本发明的u型卡式变截面管排联板装置，根据高长细比和悬臂柔性管排的结构特性和构件稳定理论设计，既可以良好地兼顾管排振动和热膨胀因素，还可以显著提高管排稳定性能，同时降低甚至消除管排结构引起的附加应力。不仅可以提高管排的可靠性，保证炉管正常使用寿命，还可以降低建设投资，提高工业炉装置单台设计规模。
附图说明
14.图1是本发明一种u型卡式变截面管排联板装置的正视图；
15.图2是本发明一种u型卡式变截面管排联板装置的俯视图；
16.图3是本发明一种u型卡式变截面管排联板装置的a-a剖视图；
17.图4是本发明一种u型卡变截面管排联板装置的b-b剖视图；
18.图5是本发明一种u型卡变截面管排联板装置部分管排安装图。
19.图中所示附图标记为：1-u型卡，2-限位件，3-变截面连接板，4-螺母。
具体实施方式
20.下面结合附图1～5对本发明作进一步详细的说明，具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。
21.如附图1-4所示本新型一种u型卡变截面管排联板装置由u型卡1、限位件2、变截面连接板3和螺母4组成。通过u型卡1和螺母4将五根管紧固在同一个变截面连接板上，管组第一根管和第五根各用两个u型卡1紧固在变截面连接板上，中间三根管各用一个u型卡1紧固在变截面连接板上，u型卡1末端设有螺纹可与螺母4直接配合固定。中间三根管u型卡1呈z字形分布。
22.附图1中变截面连接板在其长度方向上两边宽中间窄，宽板与窄板之间的两次过渡采用斜角方式实现，两个过渡区间分别位于管组第一根管与其相邻管之间和管组最后一根管与邻管之间。
23.附图1和附图3中所示限位件2在每个管组的第一根和最后一根管子上各设置两个，分别位于连接板上下两侧，限位件2与管子的连接方式为焊接，限位件2与连接板之间处于接触状态，以限制连接板上下方向移动。
24.附图5所示为相邻管组通过各管组连接板共同连接同一根管实现组合，将所有管
组用同样方式连接起来便组合成一个整体管排(图4中显示为整体管排的部分联板安装示意图)。组合形成的整体管排刚度增加明显，具有很好的稳定性。
25.以上描述为本发明的实施例，不能因此而理解为对本发明的专利范围的限制。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种u型卡式变截面管排联板装置，包括连接板、u型卡、限位件和螺母，其特征在于：通过u型卡和螺母将若干根管子紧固在同一个连接板上形成一个管组，所有相邻管组之间再由变截面连接板相连形成一个整体管排；每个管组中第一根和最后一根管用两个u型卡紧固在连接板上，其中u型卡末端设有螺纹与螺母直接配合固定；所述限位件固定在管子上用于限制连接板移动。2.根据权利要求1所述的u型卡式变截面管排联板装置，其特征在于：所述变截面连接板是指连接板在其长度方向上两边宽中间窄。3.根据权利要求2所述的u型卡式变截面管排联板装置，其特征在于：所述宽板与窄板之间的两次过渡采用斜角或圆弧方式实现，两个过渡区间分别位于管组第一根管与其相邻管之间和管组最后一根管与邻管之间。4.根据权利要求1所述的u型卡式变截面管排联板装置，其特征在于：所述管组中其余管子用一个或两个u型卡紧固在连接板上，一般为一个。5.根据权利要求1所述的u型卡式变截面管排联板装置，其特征在于：通过u型卡每三根、四根、五根或n根管子紧固在同一个连接板上形成一个管组，n≤20且为整数。6.根据权利要求1所述的u型卡式变截面管排联板装置，其特征在于：所述所有相邻管组之间再由连接板相连形成一个整体管排，是指相邻管组通过各管组变截面连接板连接同一根或两根管的方式相连形成一个整体管排。7.根据权利要求1所述的u型卡式变截面管排联板装置，其特征在于：所述每个管组中第一根和最后一根管用两个u型卡紧固在连接板上，管组其余管子用一个u型卡紧固在连接板，其中u型卡末端设有螺纹与螺母直接配合固定。8.根据权利要求1所述的u型卡式变截面管排联板装置，其特征在于：所述的限位件设置在每个管组的第一根和最后一根的连接板上，固定在连接板一侧，或固定在连接板两侧，限制其在两侧方向移动。

技术总结
本发明公开了石油化工、火电、核电等领域工业炉的一种U型卡式变截面管排联板装置，包括连接板、U型卡、限位件和螺母，其特征在于：通过U型卡和螺母将若干根管子紧固在同一个连接板上形成一个管组，所有相邻管组之间再由变截面连接板相连形成一个整体管排；每个管组中第一根和最后一根管用两个U型卡紧固在连接板上，其中U型卡末端设有螺纹与螺母直接配合固定；所述限位件固定在管子上用于限制连接板移动。采用本发明的U型卡式变截面管排联板装置，根据高长细比和悬臂柔性管排的结构特性和构件稳定理论设计，既可以良好地兼顾管排振动和热膨胀因素，还可以显著提高管排稳定性能，同时降低甚至消除管排结构引起的附加应力。时降低甚至消除管排结构引起的附加应力。时降低甚至消除管排结构引起的附加应力。


技术研发人员：宋鹏飞 杨利然
受保护的技术使用者：中石化洛阳工程有限公司 中石化炼化工程（集团）股份有限公司
技术研发日：2021.06.16
技术公布日：2022/12/15