CN111055228A - 一种换热器类支撑固定装置及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器类支撑固定装置及安装方法，固定装置包括端板、尾板、护筒、若干支撑梁、配重连接板和若干推进调节机构这几大类主要部件，上述部件组成筒笼式框架结构，整体为敞开式结构，管板、支承板连成整体，限制支承板位置，增强管束部件刚性，可以保护外露的传热管；在连接管板穿插传热管时，敞开结构方便安装和测量。随着安装的进行，整个产品重量和重心也在变化，配重连接板的设计允许调节产品整体的重心，使得整个支撑固定装置更稳定。此发明用于工装夹具领域。

Description

一种换热器类支撑固定装置及安装方法

技术领域

本发明涉及工装夹具领域，特别是涉及一种换热器类支撑固定装置及安装方法。

背景技术

以某一核反应蒸汽发生器为例，如图1爆炸图所示，从左到右主要包括管板、分流板和支承板这几大类，分流板和三个支承板被若干U形的传热管(图1暂时未示出)插入，相邻传热管和相邻支承板之间会设置拉杆(图1暂时未示出)。管板及其零件重量约为5360kg，穿一半传热管之后的重量约为7760kg，穿全部传热管之后的重量约为10160kg。

由于产品结构的原因，本堆型蒸汽发生器在支承板装配、传热管穿管等阶段未装焊配产品筒体，支承板和传热管呈外露状态，无固定支撑。该堆型蒸汽发生器传热管、支承板、管板孔等需要的配合精度高，仅依靠拉杆连接不能保证整体刚性和位置精度。支承板的装配精度对传热管穿管的难易程度和产品质量会产生直接的影响，安装精度低时，传热管易划伤，影响表面质量和穿管效率。本产品穿管后还要进行封口焊、液压胀、整体翻转等操作，需保证在逐层穿管、封口焊、液压胀、翻转等过程中支承板的相对位置不变、传热管表面无压痕。

现有的安装方法在管束装配有对应筒体时，支承板装配需使用楔块调节。支承板与管板间为不可达区域，操作不便，还需特别注意异物防护，如：穿管需配制专用导向头。

综合来说，现有技术存在一些缺点：管束装配无配套壳体或未装配对应筒体时，支撑装置仅用于一次性位置调整，且调节不方便，不能随产品转运，不能贯穿用于支承板装配、穿管、转运翻转等全过程的精度保证和刚性防护；管束装配有对应筒体时，产品形成不可达区域，支承板调节不方便，传热管装配不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高装配效率、精度、安全性的换热器类支撑固定装置及安装方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种换热器类支撑固定装置，包括：端板，与蒸汽发生器的管板连接；尾板，与端板同轴布置；护筒，与端板同轴布置，位于端板和尾板之间，为圆环形结构；若干根支撑梁，沿端板的轴向方向均匀地布置在端板和尾板之间，各个支撑梁的首尾端分别连接端板和尾板，各个支撑梁的中间位置连接护筒的内壁；若干推进调节机构，均匀地布置在每一根支撑梁上，各个推进调节机构的活动端的活动方向均朝向端板的轴心线位置；配重连接板，位于护筒与尾板之间，固定在支撑梁上，配重连接板上预留有若干安装孔。

有益效果：上述部件组成筒笼式框架结构，整体为敞开式结构，管板、支承板连成整体，限制支承板位置，增强管束部件刚性，可以保护外露的传热管；在连接管板穿插传热管时，敞开结构方便安装和测量。随着安装的进行，整个产品重量和重心也在变化，配重连接板的设计允许调节产品整体的重心，使得整个支撑固定装置更稳定。

作为上述方案的改进，所述配重连接板和护筒之间设有一圈圆片状的分隔板，一般情况下，传热管的长度到达分隔板位置即可，分隔板的设计可以避免安装配重块时意外磕碰到传热管。

作为上述方案的改进，支撑梁沿端板的周向均匀地布置四根，分别在四个象限。

作为上述方案的改进，各个所述支撑梁为H型钢，具备足够的强度。

作为上述方案的改进，所述端板为法兰结构，法兰结构根据所需组装管板的孔位进行设计，方便连接对接即可。

作为上述方案的改进，所述推进调节机构采用螺母丝杆结构，包括螺母模组和丝杆模组，所述螺母模组位于支撑梁的内侧作为活动端，保持丝杆模组周向旋转的自由度，锁定丝杆模组轴向移动的自由度。多个推进调节机构组成一组，抵住支承板的边缘，共同调节一个支承板的方位，这种限定方式方便支承板对中。

作为上述方案的改进，所述推进调节机构还包括若干个套筒，所述套筒安装在支撑梁上，所述套筒收纳一部分的丝杆模组和螺母模组，丝杆模组和螺母模组的端部暴露在套筒之外，所述套筒上设有螺钉，所述螺母模组沿自身轴向设有导槽，所述螺钉嵌入导槽仅允许螺母模组在轴向上运动。由于螺母模组只能轴向运动，所以旋转丝杆模组后，整个推进调节机构起到顶紧支承板的作用。

作为上述方案的改进，所述套筒的部分内壁向自身轴心线收缩，夹持螺母模组的四周，此时套筒除了保护螺母模组之外，还能稳定地引导螺母模组运动。

一种使用上述的换热器类支撑固定装置的换热器类安装方法，包括以下步骤：

S1.将支撑固定装置安装到管板上，端板与管板连接；

S2.管板安装到转座上，在护筒的下方设置滚轮架，在转座的旋转带动下，此时整个支撑固

定装置可以跟随管板一起绕回转中心旋转；

S3.校正安装精度，布置测量系统；

S4.将分流板安装在管板内，将若干支承板安装至若干支撑梁之间，通过若干推进调节机构抵住并调整支承板的安装位置；

S5.逐层装配若干传热管，同时复核支承板和传热管的位置精度，在安装部分传热管后翻转支撑固定装置，重复本步骤至完成插管。

作为上述方案的改进，所述步骤S5中，在装配传热管的同时，往配重连接板上增删配重块，将整个支撑固定装置及管板的中心维持在护筒的长度范围内，方便整个产品滚动，同时保持平衡。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是蒸汽发生器的爆炸图；

图2是支撑固定装置的立体图；

图3是支撑固定装置的侧视图；

图4是推进调节机构的剖视图；

图5是支撑固定装置在护筒位置的断面图。

具体实施方式

在本发明创造的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

在本发明创造的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明创造的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图5，本发明为一种换热器类支撑固定装置及安装方法。本申请方案的关键点是开放式可调节固定支撑及安装方法，能够实现支撑板装配调节、开放式管束装配、配重调节、滚动和翻转等功能，还能在管束制造全过程中提供精度保证和刚性防护。

本实施例中的蒸汽发生器具体参照图1，暂时未示出传热管和拉杆，从左到右分别是分流板12和三个支承板13，分流板12位于管板11内侧被遮挡，为了说明蒸汽发生器，暂时向右移动出现于纸面而已。管板11的左侧为法兰结构，管板11的右侧为桶状结构，管板11的周向侧壁设有若干接口。在管板11插接完传热管后会套上外壳。

具体参照图2，换热器类支撑固定装置包括端板21、尾板22、护筒23、若干支撑梁24、配重连接板31和若干推进调节机构25这几大类主要部件。端板21为法兰结构，与管板11连接；相应地，法兰结构根据所需要组装管板11的孔位进行设计，在可能发生干涉的位置预留缺口。对于不同尺寸的管板11，可以适当增大内腔尺寸，扩大使用范围。尾板22为圆片形结构，护筒23为圆环形结构，均与端板21同轴布置，护筒23位于端板21和尾板22之间。这里所述的圆片形结构，其拉伸方向为径向；圆环结构的拉伸方向为轴向。在端板21、护筒23和尾板22上布置四根支撑梁24，其中各个支撑梁24的两端分别连接端板21和尾板22的侧面，支撑梁24平行于端板21的轴心线，各个支撑梁24的中间位置连接着护筒23的内壁。尾板22的设计是为了维持多根支撑梁24的稳定，为了增强尾板22与支撑梁24的连接强度，可以在两者之间搭接连杆组成三角结构；护筒23的设计是为了后续作为整个产品的支撑点。产品在组装的过程需要旋转，护筒23可以与滚轮架40连接；相应地护筒23的外壁光滑处理，降低摩擦阻力。配重连接板31用于连接配重块32，布置在护筒23和尾板22之间，将产品的重心维持在护筒23的长度范围内。

若干推进调节机构25均匀地布置在每一根支撑梁24上，各个推进调节机构25的活动端的活动方向均朝向端板21的轴心线位置；本实施例中，一根支撑梁24上布置三个推进调节机构25，正好对应本实施例中需要设置三个支承板13。

在其他实施例中，推进调节机构25采用气缸顶升方式。或者直接在支撑梁24上设置螺纹孔，紧定螺钉直接穿过螺纹孔用于抵住支承板13。

具体参照图3和图4，推进调节机构25采用螺母丝杆结构，包括螺母模组251和丝杆模组252，丝杆模组252整体近似杆状，螺母模组251一端套于丝杆模组252上，但螺母模组251的另一端封闭形成大直径的端盖。所述螺母模组251位于支撑梁24的内侧作为活动端，保持丝杆模组252周向旋转的自由度，锁定丝杆模组252轴向移动的自由度。多个推进调节机构25组成一组，共同抵住一块支承板13的边缘，用于调节支承板13的方位，这种限定方式方便支承板13对中。

本实施例中，推进调节机构25还包括若干个套筒253，所述套筒253安装在支撑梁24上，所述套筒253收纳一部分的丝杆模组252和螺母模组251，丝杆模组252和螺母模组251的端部暴露在套筒253之外。丝杆模组252的上端为六棱柱，方便用扳手施加力矩；丝杆模组252的中间位置具有轴肩，搭接在支撑梁24上，支撑梁24上进一步通过螺栓连接方式设置盖板254将所述轴肩包覆，限定轴肩的轴向运动自由度即可仅仅允许丝杆模组252自旋。所述套筒253上设有螺钉，所述螺母模组251沿自身轴向设有导槽255，所述螺钉嵌入导槽255仅允许螺母模组251在轴向上运动。由于螺母模组251只能轴向运动，所以旋转丝杆模组252后，整个推进调节机构25起到顶紧支承板13的作用。进一步，所述套筒253的部分内壁向自身轴心线收缩，夹持螺母模组251的四周，此时套筒253除了保护螺母模组251之外，还能稳定地引导螺母模组251运动。该设计将推进调节机构25制成相对独立的模块，方便安装，且性能可靠。

套筒253本身为T字形的回转体，上端设有轴肩，盖板254连接在套筒253的轴肩上。图4中可以看到支撑梁24的在连接套筒253的位置的上下侧设有沉孔，套筒253穿过后，在套筒253的上下两侧焊接连接件，两个连接件夹持着支撑梁24，同时固定着套筒253。

推进调节机构25可以混合使用，也可以全部采用本实施例的方案。

往支撑固定装置上安装配重块32的方法很多。这里所述的配重连接板31，既可以是后续安装在支撑梁24的板件；支撑梁24本身也可以作为配重连接板31，预留若干安装孔。对于第一种实施例，配重连接板31架设在相邻两条支撑梁24之间，图2中可以看到立方体的配重块32通过螺栓安装至配重连接板31。

支撑梁24可以有很多种结构，比如槽钢或H型钢或圆柱状的钢。本实施例中，兼顾强度和成本，采用了H型钢，H型钢的腹板朝向端板21的轴心线延伸。

本实施例中，所述配重连接板31和护筒23之间设有一圈圆片状的分隔板26，一般情况下，传热管的长度到达分隔板26位置即可，分隔板26的设计可以避免安装配重块32时意外磕碰到传热管。

具体参照图5，滚轮架40的示意图，可以看到两个滚轮左右对称布置，支撑着护筒23。图5中支承板13的穿孔仅仅是示意，表示可以插入传热管。

基于上述支撑固定装置，一种换热器类的安装方法如下：

S1.将支撑固定装置安装到管板11上，端板21与管板11连接；

S2.管板11安装到转座上，在护筒23的下方设置滚轮架40，在转座的旋转带动下，此时整个支撑固定装置可以跟随管板11一起绕回转中心旋转；

S3.校正安装精度，布置测量系统；

S4.将分流板12安装在管板11内，将若干支承板13安装至若干支撑梁24之间，通过若干推进调节机构25抵住并调整支承板13的安装位置；

S5.逐层装配若干传热管，同时复核支承板13和传热管的位置精度，在安装部分传热管后翻转支撑固定装置，重复本步骤至完成插管。需要说明的是，在装配传热管的同时，往配重连接板31上增删配重块32，将整个支撑固定装置及管板11的中心维持在护筒23的长度范围内，方便整个产品滚动，同时保持平衡。

当然，本设计创造并不局限于上述实施方式，上述各实施例不同特征的组合，也可以达到良好的效果。熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种换热器类支撑固定装置，其特征在于包括：

端板，与蒸汽发生器的管板连接；

尾板，与端板同轴布置；

护筒，与端板同轴布置，位于端板和尾板之间，为圆环形结构；

若干根支撑梁，沿端板的轴向方向均匀地布置在端板和尾板之间，各个支撑梁的首尾端分别连接端板和尾板，各个支撑梁的中间位置连接护筒的内壁；

若干推进调节机构，均匀地布置在每一根支撑梁上，各个推进调节机构的活动端的活动方向均朝向端板的轴心线位置；

配重连接板，位于护筒与尾板之间，固定在支撑梁上，配重连接板上预留有若干安装孔。

2.根据权利要求1所述的换热器类支撑固定装置，其特征在于：所述配重连接板和护筒之间设有一圈圆片状的分隔板。

3.根据权利要求1所述的换热器类支撑固定装置，其特征在于：支撑梁沿端板的周向均匀地布置四根。

4.根据权利要求3所述的换热器类支撑固定装置，其特征在于：各个所述支撑梁为H型钢。

5.根据权利要求1所述的换热器类支撑固定装置，其特征在于：所述端板为法兰结构。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的换热器类支撑固定装置，其特征在于：所述推进调节机构采用螺母丝杆结构，包括螺母模组和丝杆模组，所述螺母模组位于支撑梁的内侧作为活动端，保持丝杆模组周向旋转的自由度，锁定丝杆模组轴向移动的自由度。

7.根据权利要求6所述的换热器类支撑固定装置，其特征在于：所述推进调节机构还包括若干个套筒，所述套筒安装在支撑梁上，所述套筒收纳一部分的丝杆模组和螺母模组，丝杆模组和螺母模组的端部暴露在套筒之外，所述套筒上设有螺钉，所述螺母模组沿自身轴向设有导槽，所述螺钉嵌入导槽仅允许螺母模组在轴向上运动。

8.根据权利要求7所述的换热器类支撑固定装置，其特征在于：所述套筒的部分内壁向自身轴心线收缩，夹持螺母模组的四周。

9.一种使用如权利要求1至8中任一项所述的换热器类支撑固定装置的换热器类安装方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.将支撑固定装置安装到管板上，端板与管板连接；

S2.管板安装到转座上，在护筒的下方设置滚轮架，在转座的旋转带动下，此时整个支撑固定装置可以跟随管板一起绕回转中心旋转；

S3.校正安装精度，布置测量系统；

S4.将分流板安装在管板内，将若干支承板安装至若干支撑梁之间，通过若干推进调节机构抵住并调整支承板的安装位置；

S5.逐层装配若干传热管，同时复核支承板和传热管的位置精度，在安装部分传热管后翻转支撑固定装置，重复本步骤至完成插管。

10.根据权利要求9所述的换热器类安装方法，其特征在于：所述步骤S5中，在装配传热管的同时，往配重连接板上增删配重块，将整个支撑固定装置及管板的中心维持在护筒的长度范围内。

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