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CN109029052B - 立式绕管式换热器的管束支撑结构 - Google Patents

立式绕管式换热器的管束支撑结构 Download PDF

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CN109029052B CN201810993688.6A CN201810993688A CN109029052B CN 109029052 B CN109029052 B CN 109029052B CN 201810993688 A CN201810993688 A CN 201810993688A CN 109029052 B CN109029052 B CN 109029052B
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tube bundle
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spiral metal
metal plate
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赵加普
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University of Shanghai for Science and Technology
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
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Abstract

本发明涉及一种立式绕管式换热器的管束支撑结构，包括若干块螺旋状金属板、垫条，结合中心筒和垫条实现管束的支撑功能，所述中心筒两端外表面分别设有若干块形状、尺寸相同的螺旋状金属板，且沿中心筒外周均布，每块金属板与中心筒的轴线呈一定角度以螺旋状斜向布置，该角度与绕管的缠绕螺旋角相同，金属板的厚度等于或小于相邻两根同层绕管之间的间隙，金属板的宽度等于管束的高度。本发明的立式绕管式换热器的管束支撑结构，是基于绕管式换热器的常规结构、且每层的缠绕螺旋角相同的前提下，可对多层绕管构成的管束形成有效支撑，又不阻挡管束引出管的路线，可让管束引出管非常方便地引出，与管板相连。

Description

立式绕管式换热器的管束支撑结构
技术领域
本发明涉及一种绕管式换热器，尤其涉及一种立式绕管式换热器的管束支撑结构。
背景技术
绕管式换热器又称为缠绕管式换热器，换热管围绕中心筒呈螺旋盘管状缠绕,可以多层缠绕，每一层可以多根管子并联缠绕；在壳体内的换热管长度可以很长,换热管的数量可以很多，因而适用于流体进出口温差大、流量大的换热场合。图1显示了一种常规的绕管式换热器的结构图，图2是图1的局部放大图；绕管10以螺旋方式缠绕在中心筒12的外部，一般要多层缠绕、构成管束，层与层之间用若干根垫条9隔开，用若干个管箍11将管子固定在垫条9上，垫条9与管箍11的接触部位用焊接连接，最里层的垫条9与中心筒12焊接，管束外层用夹套7包裹，夹套7与壳体8之间留有一定间隙。通过垫条9与管箍11、中心筒12之间的焊接连接，整个管束的重力作用在中心筒上。对于卧式的绕管式换热器(即中心筒的轴线水平)，这种结构比较稳定，螺旋绕管起到一定的承重作用，焊接点承受的力不大；但对于立式绕管式换热器(即图1所示)，整个管束向下的重力基本靠焊接点承受，而且越靠中心筒的焊接点受力越大。由于垫条较薄(一般2～3mm)，多采用点焊连接，因此焊接点的承受力不大。因此，为确保管束的受力安全，增加立式绕管式换热器管束的支撑结构是有必要的，特别是对于大型立式绕管式换热器。
管束通过管束引出管5与管板3连接，如果增加管束支撑结构可能会阻挡管束引出管5的路线，因此设计便于管束引出管布置的管束支撑结构具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种立式绕管式换热器的管束支撑结构，是针对每层绕管的缠绕螺旋角相同的立式绕管式换热器所设计的一种管束支撑结构，可以对管束起到支撑作用，且便于管束引出管布置。
本发明的技术方案是：一种立式绕管式换热器的管束支撑结构，包括若干块螺旋状金属板、垫条，所述中心筒两端外表面分别设有若干块形状、尺寸相同的螺旋状金属板，且沿中心筒外周均布，每块螺旋状金属板与中心筒的轴线呈一定角度以螺旋状斜向布置，该角度与绕管的缠绕螺旋角相同，螺旋状金属板的厚度等于或小于相邻两根同层绕管之间的间隙，螺旋状金属板的宽度等于管束的高度。
进一步，所述中心筒上的一端的任一块螺旋状金属板长度方向的始端在中心筒表面的周向位置尺寸等于相邻螺旋状金属板长度方向末端的周向位置尺寸，该螺旋状金属板长度方向末端在中心筒表面的周向位置尺寸等于相邻螺旋状金属板长度方向始端的周向位置尺寸；
进一步，所述中心筒上的一端的每块螺旋状金属板始端和末端在中心筒表面的轴向位置尺寸相同。
进一步，所述垫条的两端分别焊接在管束支撑结构的上端与下端的螺旋状金属板表面，使得管束支撑结构对管束起到支撑作用。
进一步，所述中心筒的垫条上缠绕有多层绕管，每层绕管的缠绕螺旋角相同，绕管的引出管从相邻螺旋状两块金属板构成的通道中引出与管板相连。
本发明的有益效果是：
本发明的立式绕管式换热器的管束支撑结构，是基于绕管式换热器的常规结构、且每层的缠绕螺旋角相同的前提下，可对多层绕管构成的管束形成有效支撑，又不阻挡管束引出管的路线，可让管束引出管非常方便地引出，与管板相连。
附图说明
图1是常规绕管式换热器的结构图；
图2是图1中的局部放大图；
图3是本发明的管束支撑结构主视图；
图4是本发明的管束支撑结构立体图；
图5是本发明的管束支撑结构俯视图；
图6是布置了一层绕管的本发明的管束支撑结构图；
图7是增加了本发明的管束支撑结构的绕管式换热器的结构图；
图中:1.管程接管，2.管程椭圆封头，3.管板，4.壳程椭圆封头，5.管束引出管，6.旁路挡板，7.夹套，8.壳体，9.垫条，10.绕管，11.管箍，12.中心筒，13.壳程接管，14.支座，15.螺旋状金属板，16.金属板长度方向始端，17.金属板长度方向末端。
具体实施方式
下面以8块螺旋状金属板(中心筒的两端各4块)构成的管束支撑结构为例，借助图3～图7进行说明；图3是本发明的管束支撑结构主视图，图4是本发明的管束支撑结构立体图，图5是本发明的管束支撑结构俯视图，图6是布置了一层绕管的本发明的管束支撑结构图；尽管事实上总是有多层绕管，图6为了方便结构展示，只画出了一层绕管；图7则给出了安装有本发明的管束支撑结构的立式绕管式换热器整体图。
以8块螺旋状金属板为例的本发明的技术方案是：一种立式绕管式换热器的管束支撑结构，包括8块螺旋状金属板15，结合中心筒12和垫条9实现管束的支撑功能，在中心筒12的两端(上端和下端)外表面各布置4块螺旋状金属板15，构成管束支撑结构，每块金属板的尺寸相同，每块金属板与中心筒的轴线呈一定角度以螺旋状斜向布置，该角度与绕管10的缠绕螺旋角相同，金属板的厚度等于或略小于相邻两根同层绕管之间的间隙，金属板的宽度等于管束的高度(管束从中心筒表面至夹套内壁之间的径向尺寸)，金属板的长度根据下一步所述的原则而定。
进一步，对于中心筒任何一端的管束支撑结构而言，任意一块螺旋状金属板15长度方向的始端16在中心筒表面的周向位置尺寸等于相邻金属板长度方向末端17的周向位置尺寸(两者轴向位置尺寸不同)，该金属板长度方向末端17在中心筒表面的周向位置尺寸等于相邻金属板长度方向始端16的周向位置尺寸(两者轴向位置尺寸不同)；所呈现出的一种效果是：对于中心筒任何一端的支撑结构而言，这若干块金属板的轴向投影呈现出周向的首尾相连效果(即金属板长度方向始端16和相邻金属板长度方向末端17的轴向投影重合，尽管轴向的位置尺寸存在差异)，如图5所示，4块金属板的轴向投影呈现出4块金属板始端和末端投影的首尾相连效果。
进一步，对于中心筒任何一端的管束支撑结构而言，4块金属板长度方向始端16在中心筒表面的轴向位置尺寸相同(周向位置尺寸不同)，4块金属板长度方向末端17在中心筒表面的轴向位置尺寸也相同(周向位置尺寸不同)。
进一步，垫条9的两端分别焊接在管束支撑结构中的上端和下端的螺旋状金属板15表面，使得管束支撑结构能对管束起到支撑作用。
进一步，在绕管10的缠绕过程中，让每层绕管的缠绕螺旋角都相同，由于每块螺旋状金属板15的布置角度与绕管的缠绕螺旋角相同，因而管束引出管5可以非常方便地从相邻两块螺旋状金属板15构成的通道中引出，如图6所示，引出管再与管板3相连。
这种立式绕管换热器的管束支撑结构，可对多层绕管构成的管束形成有效支撑，又可使得管束引出管非常方便地引出，与管板相连。

Claims (5)

1.一种立式绕管式换热器的管束支撑结构，包括若干块螺旋状金属板、中心筒、垫条，其特征在于：所述中心筒两端外表面分别设有若干块形状、尺寸相同的螺旋状金属板，且沿中心筒外周均布，每块螺旋状金属板与中心筒的轴线呈一定角度以螺旋状斜向布置，该角度与绕管的缠绕螺旋角相同，螺旋状金属板的厚度等于或小于相邻两根同层绕管之间的间隙，螺旋状金属板的宽度等于管束的高度。
2.根据权利要求1所述的立式绕管式换热器的管束支撑结构，其特征在于：所述中心筒上的一端的任一块螺旋状金属板长度方向的始端在中心筒表面的周向位置尺寸等于相邻螺旋状金属板长度方向末端的周向位置尺寸，该螺旋状金属板长度方向末端在中心筒表面的周向位置尺寸等于相邻螺旋状金属板长度方向始端的周向位置尺寸。
3.根据权利要求1所述的立式绕管式换热器的管束支撑结构，其特征在于：所述中心筒上的一端的每块螺旋状金属板始端和末端在中心筒表面的轴向位置尺寸相同。
4.根据权利要求1所述的立式绕管式换热器的管束支撑结构，其特征在于：所述垫条的两端分别焊接在管束支撑结构的上端与下端的螺旋状金属板表面，使得管束支撑结构对管束起到支撑作用。
5.根据权利要求4所述的立式绕管式换热器的管束支撑结构，其特征在于：所述中心筒的垫条上缠绕有多层绕管，每层绕管的缠绕螺旋角相同，绕管的引出管从相邻两块螺旋状金属板构成的通道中引出与管板相连。
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