CN101852569B - 螺旋换热管的支撑固定结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种换热管的支撑固定结构，其包括：悬挂肋板，位于换热管束的顶端，用于承受所有换热管以及换热管内部流体介质的重量；承重条，与所述悬挂肋板连接，位于换热管的内侧，包括承载条和卡齿，在所述承载条的背面和卡齿的反面设置有限位槽，使得内圈承重条的卡齿以及固定条卡在所述限位槽内；固定条，位于换热管的外侧，所述固定条在对应承重条卡齿的位置设置有开孔，使得卡齿的端头穿过并与所述固定条固定在一起。本发明解决了现有硬支撑的加工难度大、安装工艺复杂、组装周期长的问题。

Description

螺旋换热管的支撑固定结构
技术领域
本发明涉及热力工程技术领域，特别是涉及一种螺旋换热管的支撑固定结构。
背景技术
对于螺旋管式换热管器或蒸汽发生器，目前国际上大都采用硬支撑结构，例如德国THTR钍高温气冷堆蒸汽发生器换热管的支撑结构以及HTR-MODULE高温气冷堆蒸汽发生器换热管的支撑结构。传热管束通过固定结构固定于支撑板上，换热管束的固定结构为双层，里层为两个半圆状套管，套管的外表面带有一定的锥度。外层结构为一完整套管，套管的内表面带有一定的锥度。里外套管相互卡紧，将换热管束固定于支撑板上。固定好后，需对里外层固定件进行焊接。采用硬支撑方式，能够对换热管在径向和竖直方向进行很好的定位，在正常运行工程中不会使不同换热管间的温差增加很大，但该支撑同时也限制了换热管在径向的膨胀，会产生相应的熊抱效应，有可能会使换热管产生应力失效。
上述的硬支撑结构在进行换热管组装时非常复杂。首先需要在支撑板相应的位置打好孔，然后在开孔处布置换热管的固定件；接着再将换热管从里层到外层依次旋入；最后再在支撑板的每个开孔处进行机械+焊接的固定。整个的换热管的安装工序异常复杂，安装的工期很长，而且在换热管的旋入过程中，很容易造成换热管的划伤，影响换热管的质量。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决现有硬文撑的加工难度大、安装工艺复杂、组装周期长的问题，提供一种可应用于任何螺旋管式的换热器或者蒸汽发生器的支撑固定结构。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，提供一种螺旋换热管的支撑固定结构，其包括：
悬挂肋板，位于换热管束的顶端，用于承受所有换热管以及换热管内部流体介质的重量；
承重条，与所述悬挂肋板连接，位于换热管的内侧，包括承载条和卡齿，在所述承载条的背面和卡齿的反面设置有限位槽，使得相邻内层承重条的卡齿以及固定条卡在所述限位槽内；
固定条，位于换热管的外侧，所述固定条在对应承重条卡齿的位置设置有开孔，使得卡齿的端头穿过并与所述固定条固定在一起。
优选地，所述悬挂肋板与承重条通过固定销连接，或者所述悬挂肋板与承重条通过固定销连接后经点焊固定。
优选地，所述悬挂肋板与承重条通过螺栓连接，或者所述悬挂肋板与承重条通过螺栓连接后经点焊固定。
优选地，所述卡齿的形状沿高度方向不同，所述卡齿的截面形状为圆形或者四边形。
优选地，所述固定条与卡齿通过点焊固定或者通过螺栓连接固定或者通过螺栓连接和点焊结合的方式固定。
优选地，所述承载条与所述卡齿是一体的。
优选地，所述承载条与所述卡齿设置为分体式，在承载条靠近换热管的一侧设置有开槽用以固定卡齿，卡齿的两侧设置有突肩用以从承载条的两端套入所述开槽中。
优选地，所述悬挂肋板沿圆周方向的数量与圆周方向的承重条的数量相同。
(三)有益效果
本发明利用承重条承受换热管的重量，固定条与承重条的卡齿将换热管在高度方向上定位，实现了换热管的分层安装，减小了换热器或者蒸汽发生器的加工周期。同时，由于这种换热管支撑结构可以大幅减小换热管层间以及同层换热管间的间距，提高了换热器或蒸汽发生器的紧凑性。当换热器或蒸汽发生器在热态工作时，各层的换热管可以沿径向自由的膨胀，减小了换热管与支撑之间的相互作用力。
附图说明
图1a、1b为本发明一实施例的螺旋换热管的支撑固定结构剖面图；
图2为本发明另一实施例的螺旋换热管的支撑固定结构剖面图；
图3为本发明再一实施例的螺旋换热管的支撑固定结构的分体式承重条示意图。
其中，1：悬挂肋板；2：固定销；2’：螺栓；3：承重条；4：固定条；5：螺旋换热管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明提供了一种螺旋换热管的支撑固定结构，螺旋换热管5将两侧的换热介质隔开，并承受两侧介质的压差，所述支撑固定结构包括：
悬挂肋板1，位于换热管束的顶端，用于承受所有换热管以及换热管内部流体介质的重量。悬挂肋板在强度上一般很容易满足设计要求，因此悬挂肋板沿圆周方向的数量主要取决于承重条的数量，承重条的重量取决于螺旋换热管及内部流体介质总重量。优选地，悬挂肋板沿圆周方向的数量与圆周方向的承重条数量相同。
固定销2，将承重条3与悬挂肋板1连接起来。为了防止固定销在换热器或蒸汽发生器运行期间松动，在固定销安装后需要点焊。其中，所述固定销2可以由螺栓2’代替。
承重条3，用于支撑和固定螺旋换热管5。承重条3一般由主体的承重部分(称为承载条)和用于固定螺旋换热管的卡齿两部分构成。承载条承受相应承载区所有零部件及流体介质的重量。通常在承载条的背面(卡齿反面)设置一定的限位槽，以便相邻内层承重条的卡齿以及固定条能够卡在限位槽内，起到圆周方向的限位作用。承重条3沿圆周方向的数量除了考虑应力评价方面的因素外，还需考虑流致振动的影响。为了方便加工，所述卡齿的形状可以沿高度方向不同。
固定条4，位于螺旋换热管5的外侧，与承重条3一起对换热管5起到固定作用。固定条4和承重条3将螺旋换热管5固死在中间，且不允许螺旋换热管5与承重条3和固定条4之间存在任何相对运动，以防螺旋换热管5发生划伤或磨损。
在进行换热管支撑结构的安装时，首先将承重条3从螺旋换热管5内侧插入，然后将固定条4从换热管的外侧对应的位置扣入承重条3的卡齿上。借助一定的工装设备，使承重条3和固定条4与螺旋换热管5之间为紧固连接，接着在固定条4的外侧对突出的卡齿进行点焊。这样确保螺旋换热管5在热态运行条件下不会与承重条3和固定条4之间发生相对滑动，以免螺旋换热管5发生磨损或划伤。当每层螺旋换热管5的所有承重条3和固定条4都固定好后，然后按照由里向外的顺序，依次套装螺旋换热管5，并通过固定销2将承重条3固定到顶端的悬挂肋板1上。为了防止固定销2在运行期间松动，须在固定安装后点焊。
实施例一
一种螺旋换热管的支撑固定结构剖面图如图1所示。图1a为竖直方向的剖面图，图1b为水平方向的剖面图。螺旋换热管5为竖直方向布置，螺旋换热管5在竖直方向的固定与支撑由承重条3的卡齿与固定条4一起来完成，承重条3的卡齿对螺旋换热管5进行圆周方向的限位。不同层间的承重条3沿径向彼此独立，以确保螺旋换热管5在热态时可以沿径向自由膨胀。螺旋换热管5通过固定条4与承重条3实现紧固连接，防止运行期间松动。承重条3通过固定销2与悬挂肋板1连接，以实现对螺旋换热管5的固定和支撑。
实施例二
一种采用螺栓连接的螺旋换热管的支撑固定结构剖面图如图2所示。本实施例与实施例一的换热管支撑固定结构类似，其与实施例一的不同之处在于：本实施例中用于承重条3和悬挂肋板1之间的连接为螺栓连接，所述螺栓用2’表示。
实施例三
螺旋换热管的支撑固定结构的承重条可采用分体式设计，承重条的结构见图3。本实施例与实施例一的换热管支撑固定结构类似，其与实施例一的不同之处在于：承重条分为承载条A和卡齿B两部分设计。承载条A靠近换热管的一侧开有
Figure GSB00000548381600051
形开槽，以便固定卡齿B。卡齿B的两侧设有突肩，可以从承载条A的两端套入其开槽中，并在其滑移到合适的位置时(B上的孔和A上的孔位置相对应时)，利用销钉进行固定，使得卡齿B与承载条A连为一体。
由以上实施例可以看出，本发明通过采用承重条作为承受换热管以及换热管内部介质重量的部件，固定条与承重条的卡齿将换热管在高度方向上定位。换热管、承重条、以及固定条之间采用紧固连接，即不允许换热管与承重条和固定条之间发生相对位移，而造成换热管的划伤或磨损。承重条悬挂在换热器(或者蒸汽发生器)顶部的悬挂肋板上。不同层换热管之间的固定结构可以沿径向移动，但不能能沿周向运行。为了防止换热管在运行期间发生流致振动，可以在整个圆周方向设置多条支撑组件。
本发明实现了换热管的分层安装，减小了换热器或者蒸汽发生器的加工周期。同时，由于这种换热管支撑结构可以大幅减小换热管层间以及同层换热管间的间距，提高了换热器或蒸汽发生器的紧凑性。此外，当换热器或蒸汽发生器在热态工作时，各层的换热管可以沿径向自由的膨胀，减小了换热管与支撑之间的相互作用力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种螺旋换热管的支撑固定结构，其特征在于，所述支撑固定结构包括：
悬挂肋板，位于换热管束的顶端，用于承受所有换热管以及换热管内部流体介质的重量；
承重条，与所述悬挂肋板连接，位于换热管的内侧，包括承载条和卡齿，在所述承载条的背面和卡齿的反面设置有限位槽，使得相邻内层承重条的卡齿以及固定条卡在所述限位槽内；
固定条，位于换热管的外侧，所述固定条在对应承重条卡齿的位置设置有开孔，使得卡齿的端头穿过并与所述固定条固定在一起。
2.如权利要求1所述螺旋换热管的支撑固定结构，其特征在于，所述悬挂肋板与承重条通过固定销连接。
3.如权利要求2所述螺旋换热管的支撑固定结构，其特征在于，所述悬挂肋板与承重条通过固定销连接后经点焊固定。
4.如权利要求1所述螺旋换热管的支撑固定结构，其特征在于，所述悬挂肋板与承重条通过螺栓连接。
5.如权利要求4所述螺旋换热管的支撑固定结构，其特征在于，所述悬挂肋板与承重条通过螺栓连接后经点焊固定。
6.如权利要求1-5任一项所述螺旋换热管的支撑固定结构，其特征在于，所述卡齿的形状沿高度方向不同，所述卡齿的截面形状为圆形或者四边形。
7.如权利要求6所述螺旋换热管的支撑固定结构，其特征在于，所述固定条与卡齿通过点焊固定或者通过螺栓连接固定或者通过螺栓连接和点焊结合的方式固定。
8.如权利要求1-5任一项所述螺旋换热管的支撑固定结构，其特征在于，所述承载条与所述卡齿是一体的。
9.如权利要求1-5任一项所述螺旋换热管的文撑固定结构，其特征在于，所述承载条与所述卡齿设置为分体式，在承载条靠近换热管的一侧设置有开槽用以固定卡齿，卡齿的两侧设置有突肩用以从承载条的两端套入所述开槽中。
10.如权利要求1-5任一项所述螺旋换热管的支撑固定结构，其特征在于，所述悬挂肋板沿圆周方向的数量与圆周方向的承重条的数量相同。
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