CN109855466A - 换热器中用于支撑弓形换热管的支撑板、支撑装置以及该支撑装置的安装方法 - Google Patents
换热器中用于支撑弓形换热管的支撑板、支撑装置以及该支撑装置的安装方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了换热器中用于支撑弓形换热管的支撑板、支撑装置以及该支撑装置的安装方法,其中,关于所述支撑板,支撑板的第一侧边设置有内凹的第一卡孔,第二侧边设置有内凹的第二卡孔;其中,第一侧边和第二侧边相互平行且分别位于支撑板相对的两侧,第一卡孔、第二卡孔分别用于对高度方向上上下相邻的两层弓形换热管的顶部、底部进行固定;且支撑板的第一侧边与第二侧边之间还设置有供触媒从中穿过的漏孔。所述的支撑装置由若干个支撑板构成。发明人设计了上述的支撑板以及由该支撑板构成的支撑装置,可以解决管束制造、装配、运输过程易变形的问题,且可以减少工艺支撑材料的用量,很好地保证管束制造质量,同时可降低制造周期和成本。
Description
技术领域
本发明涉及换热器领域,尤其涉及弓形换热管的支撑结构。
背景技术
目前的一种大型的换热器,其换热管为弓形换热管,即如图1所示,换热管的两头为直段,中间也为直段,两头的直段与中间的直段通过斜段连接,斜段与直段的连接处具有半径为R的倒圆转角,斜段与直段之间的角度为θ,中间直段相对于两端直段的偏移距离为D,其中,每一根换热管的θ值与D值都是不一样的,整组管束的换热管为渐变式的,如图2所示。
弓形换热管的换热器,不能像传统换热器一样完成管束的制造,不能采用预装好折流板、支撑板后再进行穿管。为了保证触媒最大程度地从设备顶端落到底部,管束支撑装置结构为圆钢拉杆式支撑,即先穿一排横向拉杆,再装一排换热管,换热管装到位后,对此排的换热管进行固定与焊接,换热管位置与朝向固定找正后,穿一排纵向拉杆A和B,纵向拉杆与横向拉杆相互焊接固定,并与L型内外环焊接固定(如图3、如图4所示)。关于换热管外的套筒,下排的套筒与上排支撑夹焊接,卡在上排的横向拉杆上。管束一般包括8组~10组L型内外环,各组L型内外环由长度方向拉杆连接固定,如图5所示。
采用上述方式,管束支撑装置的结构较为复杂,装配难度较大,且至少存在以下三个弊端:
(1)穿管后换热管定位、找正困难:弓形换热管在两端管板中穿入后,虽然可以保证两端的管板位置处换热管定位,但由于弓形换热管在管束里面可周向旋转,采用上述圆钢拉杆式支撑,穿一排横向拉杆,装一排换热管时,必须按图四的结构装纵向拉杆和套筒,套筒和拉杆焊接后才能保证弓形换热管固定,制造程序非常复杂;当没有装套筒固定时,弓形换热管是可以旋转的,管束装配难度较大;
(2)管束拉杆式支撑防变形较差:由于为了保证触媒的最大程度地从设备顶端落到底部,管束拉杆式支撑装置只能采用φ10mm的拉杆组成横、纵向拉杆区域,形成支撑(如图4所示),但由于φ10mm拉杆支撑刚性太差,无法保证产品性能;管束穿管后重量约100吨,在制造时,设备均处于卧式状态时,由于管束自身重量,拉杆受压极易产生下塌,整个管束的支撑刚性太差;
为了保证支撑不变形,常需要采用工艺支撑进行防变形,即在整个管束外面增设环向支撑工装来防止变形;但这类工艺支撑,在外壳与管束套装前就需要取掉,所以后续管束还是会由于支撑结构不足会发生下塌、变形;
(3)管束拉杆式支撑对换热管的支撑有方向性:管束拉杆式支撑对换热管的支撑会因为换热管的方向发生转动而受影响;具体的,由于拉杆式支撑主要是靠横向拉杆进行支撑,靠纵向拉杆进行定位,因此在制造和运输的过程时,一旦换热管发生旋转,横向拉杆对换热管将不再起支撑作用,换热管由于自重会下坠,致使管束产生变形现象,如图6所示。
发明内容
本发明的目的是设计一种换热器中用于支撑弓形换热管的支撑板以及由该支撑板构成的支撑装置,同时提供一种该支撑装置的安装方法,已解决背景技术所指出的现有管束支撑装置的缺陷。
为实现上述目的,第一方面,本发明提供了一种换热器中用于支撑弓形换热管的支撑板,该支撑板的第一侧边设置有内凹的第一卡孔,第二侧边设置有内凹的第二卡孔;其中,第一侧边和第二侧边相互平行且分别位于支撑板相对的两侧,第一卡孔、第二卡孔分别用于对高度方向上上下相邻的两层弓形换热管的顶部、底部进行固定;且支撑板的第一侧边与第二侧边之间还设置有供触媒从中穿过的漏孔。
进一步的,所述的漏孔由筋板、第一卡孔和第二卡孔的外缘围合而成,其中,筋板的两端分别与第一卡孔和/或第二卡孔的外缘固定。
进一步的,所述第一卡孔与所述第二卡孔的规格一致,且均为半圆孔。
进一步的,所述支撑板的厚度为δ,且5mm<δ<30mm。
进一步的,所述支撑板的长度依据其所需固定的弓形换热管的数量而定。
第二方面,本发明还提供了一种换热器中用于支撑弓形换热管的支撑装置,该支撑装置由若干个上述的支撑板组成,各支撑板的长度依据其在支撑装置中所处的位置而定,各支撑板相互焊接形成环形的支撑装置,各支撑板的外侧与换热器的L型外环固定,内侧与换热器的L型内环固定。
第三方面,本发明还提供了上述支撑装置的安装方法,包括以下步骤:
S1、根据各所述支撑板在所述支撑装置中所处的位置,按照由下而上装配的顺序对各支撑板依次按序编号;
S2、按照编号顺序由下而上逐层装配各个支撑板;在装配过程中,每装配一个支撑板之后,将相应的弓形换热管装配到该支撑板的第二卡孔后,再装配下一个支撑板,同时使该下一个支撑板的第一卡孔卡于所述弓形换热管之上;
按照S2的步骤逐层装配支撑板,直至形成完成的环形的支撑装置,且各弓形换热管均被固定于支撑板的第一卡孔和第二卡孔之中,便完成支撑装置的安装。
进一步的,在步骤S2的装配过程中,需对上下相邻的支撑板进行焊接固定。
进一步的,在步骤S2的装配过程中,各支撑板的外侧需要与换热器的L型外环固定,内侧需要与换热器的L型内环固定
结合上述支撑板、支撑装置以及支撑装置的安装方法可知,本发明具有如下有益效果:
(1)由于装配时是装一个支撑板,再装一层换热管,然后再装下一个支撑板,所以可见,相比现有支撑装置的结构而言,本发明的结构要简单得多,装配也要容易得多,对弓形换热管的定位也更容易;
(2)板式的结构相比现有的圆钢拉杆式结构而言,对管束的支撑刚性更强,管束不易产生变形,无需额外的防变形工艺支撑,且外壳与管束套装后,管束结构由于自身的刚性强,也不会变形;
(3)本发明的支撑装置对弓形换热管的支撑不会因为弓形换热管的方向发生转动而受影响;即,即使弓形换热管发生转向,支撑装置对弓形换热管的支撑仍然不会改变;支撑结构刚性非常强,即使在制造和运输过程中设备处于卧式状态,管束也不会产生变形现象。
附图说明
图1-图6是与背景技术相关的附图;
图1是弓形换热管的结构示意图;
图2是弓形换热管组成的管束的示意图;
图3是现有圆钢拉杆式的支撑装置的示意图;
图4是图3的局部放大图;
图5是长度方向拉杆连接连接固定十组L型内(外)环的示意图;
图6是横向拉杆对换热管不再起支撑作用,换热管由于自重下坠时的示意图;
图7-图10是与本发明相关的附图;
图7是实施例1中支撑板的立体结构图;
图8是实施例2支撑装置其中1/4部分的结构示意图;
图9是图8的局部放大图;
图10是实施例3中支撑装置下部左侧1/4部分中各支撑板由1编号至33的示意图;
图中标记为:10-支撑板,101-第一侧边,102-第一卡孔,103-第二侧边,104-第二卡孔,105-漏孔,106-筋板,201-L型外环,202-L型内环;δ-支撑板的厚度,L-支撑板的长度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细介绍,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1:
如图7所示,本实施例提供了一种换热器中用于支撑弓形换热管的支撑板,该支撑板10的第一侧边101设置有内凹的第一卡孔102,第二侧边103设置有内凹的第二卡孔104;其中,第一侧边101和第二侧边103相互平行且分别位于支撑板10相对的两侧,第一卡孔102、第二卡孔104分别用于对高度方向上上下相邻的两层弓形换热管的顶部、底部进行固定;且支撑板10的第一侧边101与第二侧边103之间还设置有供触媒从中穿过的漏孔105。
所述第一卡孔102与所述第二卡孔104的规格一致,且均为半圆孔。
加工时,为了保证弓形换热管能顺利卡入卡孔102、104,第一卡孔102、第二卡孔104的孔径尺寸需按正公差加工,第一卡孔102、第二卡孔104的加工直径要比弓形换热管的外径大1mm;为了保证上下相邻的两个支撑板10能顺利装配,支撑板10的高度尺寸需按的负公差加工,即支撑板10的高度为H为上下相邻的两层弓形换热管管心之间的高度差。
其中,所述的漏孔105由筋板106、第一卡孔102和第二卡孔104的外缘围合而成,其中,筋板106的两端分别与第一卡孔102和/或第二卡孔104的外缘固定。
另外,所述支撑板10的厚度为δ,且5mm<δ<30mm,优选地,δ=10mm。
另外,所述支撑板10的长度L依据其所需固定的弓形换热管的数量而定。
实施例2:
本实施例提供了一种换热器中用于支撑弓形换热管的支撑装置,该支撑装置由若干个实施例1所述的支撑板10组成,各支撑板10的长度L依据其在支撑装置中所处的位置而定,各支撑板10相互焊接形成环形的支撑装置,各支撑板10的外侧与换热器的L型外环201固定,内侧与换热器的L型内环202固定。
图8为本实施例支撑装置其中1/4部分的结构示意图,由图8可以看出,支撑板10的外侧与换热器的L型外环201固定,内侧与换热器的L型内环202固定。
图9为图8的局部放大图,由图9可以看出,下一层支撑板10的第二侧边103与上一层支撑板10的第一侧边101相互焊接固定,下一层支撑板10的第二卡孔104与上一层支撑板10的第一卡孔102构成一个圆形孔,该圆形孔用于固定及支撑弓形换热管。
实施例3:
本实施例提供了一种实施例2中所述的支撑装置的安装方法,其包括以下步骤:
S1、根据各支撑板10在支撑装置中所处的位置,按照由下而上装配的顺序对各支撑板10依次按序编号;如图10所示,根据支撑板10所处的位置,按照由下而上装配的顺序,将支撑板10从1开始编号,图10中为支撑装置下部左侧1/4部分的示意图,支撑板10由1编号至33,每一个标号代表一个支撑板10;
S2、按照编号顺序由下而上逐层装配各个支撑板10;在装配过程中,每装配一个支撑板10之后,将相应的弓形换热管装配到该支撑板10的第二卡孔104后,再装配下一个支撑板10,同时使该下一个支撑板10的第一卡孔102卡于所述弓形换热管之上;
按照S2的步骤由下而上逐层装配支撑板10,直至形成完成的环形的支撑装置(为清楚显示,图8或图10仅示出了完整支撑装置的1/4部分),且各弓形换热管均被固定于支撑板10第一卡孔102、第二卡孔104所形成的圆形孔中,便完成整个支撑装置的安装。
在安装过程中,各相邻的支撑板10需要相互焊接以使其得以固定,且各支撑板10的外侧还需与换热器的L型外环201固定,内侧还需与换热器的L型内环202固定。
发明人根据弓形换热管的特点、现有技术中管束圆钢拉杆式支撑的缺点以及设计结构的理念-触媒能最大程度地从设备顶端落到底部,设计了上述的支撑板以及由该支撑板构成的支撑装置,可以解决管束制造、装配、运输过程易变形的问题,且减少了工艺支撑材料的用量,很好地保证了管束制造质量,同时降低了制造周期和成本。
在本发明的描述中,术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.换热器中用于支撑弓形换热管的支撑板,其特征在于,该支撑板(10)的第一侧边(101)设置有内凹的第一卡孔(102),第二侧边(103)设置有内凹的第二卡孔(104);其中,第一侧边(101)和第二侧边(103)相互平行且分别位于支撑板(10)相对的两侧,第一卡孔(102)、第二卡孔(104)分别用于对高度方向上上下相邻的两层弓形换热管的顶部、底部进行固定;且支撑板(10)的第一侧边(101)与第二侧边(103)之间还设置有供触媒从中穿过的漏孔(105)。
2.根据权利要求1所述的换热器中用于支撑弓形换热管的支撑板,其特征在于,所述的漏孔(105)由筋板(106)、第一卡孔(102)和第二卡孔(104)的外缘围合而成,其中,筋板(106)的两端分别与第一卡孔(102)和/或第二卡孔(104)的外缘固定。
3.根据权利要求1所述的换热器中用于支撑弓形换热管的支撑板,其特征在于,所述第一卡孔(102)与所述第二卡孔(104)的规格一致,且均为半圆孔。
4.根据权利要求1所述的换热器中用于支撑弓形换热管的支撑板,其特征在于,所述支撑板(10)的厚度为δ,且5mm<δ<30mm。
5.根据权利要求1所述的换热器中用于支撑弓形换热管的支撑板,其特征在于,所述支撑板(10)的长度依据其所需固定的弓形换热管的数量而定。
6.换热器中用于支撑弓形换热管的支撑装置,其特征在于,该支撑装置由若干个权利要求1-4中任意一项所述的支撑板(10)组成,各支撑板(10)的长度依据其在支撑装置中所处的位置而定,各支撑板(10)相互焊接形成环形的支撑装置,各支撑板(10)的外侧与换热器的L型外环(201)固定,内侧与换热器的L型内环(202)固定。
7.权利要求6所述的支撑装置的安装方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、根据各所述支撑板(10)在所述支撑装置中所处的位置,按照由下而上装配的顺序对各支撑板(10)依次按序编号;
S2、按照编号顺序由下而上逐层装配各个支撑板(10);在装配过程中,每装配一个支撑板(10)之后,将相应的弓形换热管装配到该支撑板(10)的第二卡孔(104)后,再装配下一个支撑板(10),同时使该下一个支撑板(10)的第一卡孔(102)卡于所述弓形换热管之上;
按照S2的步骤逐层装配支撑板(10),直至形成完成的环形的支撑装置,且各弓形换热管均被固定于支撑板(10)的第一卡孔(102)和第二卡孔(104)之中,便完成支撑装置的安装。
8.根据权利要求7所述的支撑装置的安装方法,其特征在于,在步骤S2的装配过程中,需对上下相邻的支撑板(10)进行焊接固定。
9.根据权利要求7所述的支撑装置的安装方法,其特征在于,在步骤S2的装配过程中,各支撑板(10)的外侧需要与换热器的L型外环固定,内侧需要与换热器的L型内环固定。
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