CN113776375B - 一种换热器传热管束柔性支撑系统 - Google Patents

一种换热器传热管束柔性支撑系统 Download PDF

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Abstract

本发明具体涉及一种换热器传热管束柔性支撑系统，包括多个传热管束柔性支撑单元，每个所述传热管束柔性支撑单元包括上下对称的两个套在传热管束外围侧的支撑条压环，夹在上下对称的两个支撑条压环之间的柔性支撑板条层，接触连接在上下对称的两个支撑条压环的一个支撑条压环的远离另一个支撑条压环的表面上的定距管，以及套接在定距管、上下对称的两个支撑条压环和柔性支撑板条层上的拉杆。本发明的换热器传热管束柔性支撑系统适用于非连续直线型传热管束的支撑，并有利于提高传热管支撑的生产经济性、使用维护方便性，改善换热器内在阻力特性。

Description

一种换热器传热管束柔性支撑系统
技术领域
本发明涉及换热器传热管束支撑技术领域，特别是涉及一种换热器传热管束柔性支撑系统。
背景技术
目前，换热器传热管支撑多采用整体式支撑板结构：在一块与传热管材质性能相近的金属板上加工密集排列的管孔，管孔呈圆形、多边形或特殊设计的异形，根据换热器传热管长度设置支撑板数量，根据换热器直径设置支撑板厚度，使用时传热管依次穿过每一块支撑板的管孔，在换热器运行时支撑板增加了传热管的刚度、抵御流体流速较大时引发的传热管振动，从而支撑传热管。
现有换热器传热管整体式支撑板结构的缺点是：1整块金属板上加工管孔，对原材料要求高，经济性不好；2整块金属板质量大，不利于设备的轻量化；3管子与支撑板接触面积大、支撑板主要表面裸露面积大，换热器内流体洁净度不好时，容易在管子与支撑板接触面、支撑板主要表面沉积污垢；4支撑功能的考虑，支撑板管孔直径不能显著大于传热管外径，管孔与传热管间空隙较小，流体流通面积较小，流道阻力较大，工质动能损失大；5非连续直线型或局部有弯段的传热管不能通过支撑板，因此整体式金属板结构只能用于无折弯传热管的支撑。
发明内容
基于此，有必要针对现有换热器传热管整体式支撑板结构存在的上述问题，提供一种换热器传热管束柔性支撑系统，所述换热器传热管束柔性支撑系统适用于非连续直线型传热管束的支撑，并有利于提高传热管支撑的生产经济性、使用维护方便性，改善换热器内在阻力特性。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种换热器传热管束柔性支撑系统，包括多个传热管束柔性支撑单元，每个所述传热管束柔性支撑单元包括上下对称的两个套在传热管束外围侧的支撑条压环，夹在上下对称的两个支撑条压环之间的柔性支撑板条层，接触连接在上下对称的两个支撑条压环的一个支撑条压环的远离另一个支撑条压环的表面上的定距管，以及套接在定距管、上下对称的两个支撑条压环和柔性支撑板条层上的拉杆。
进一步地，所述柔性支撑板条层周向均匀设有与拉杆匹配的第一拉杆孔，所述上下对称的两个支撑条压环上与所述第一拉杆孔上下对称的位置均设有与拉杆匹配的第二拉杆孔，所述拉杆分别与第一拉杆孔和第二拉杆孔套接，实现柔性支撑板条层和上下对称的两个支撑条压环的固定。
进一步地，所述上下对称的两个支撑条压环的一个支撑条压环的远离另一个支撑条压环的内侧周向均匀设有支撑凸起，每个所述支撑凸起限定一个第二拉杆孔，每个所述第二拉杆孔接触连接一个与拉杆匹配的定距管，所述定距管、第二拉杆孔、第一拉杆孔共中心线，所述拉杆分别与定距管、第一拉杆孔和第二拉杆孔套接。
进一步地，所述拉杆外径比定距管内径小0.2～0.5mm。
进一步地，所述支撑凸起外半径r不小于定距管外径的1/2；所述支撑条压环内径D22不小于边缘传热管外壁所在外切圆直径。
进一步地，所述第一拉杆孔直径d11与第二拉杆孔直径d21相同，且比拉杆直径大0.2～0.5mm。
进一步地，所述柔性支撑板条层是由多排柔性支撑条交错形成多个网孔的网状结构，每两排柔性支撑板条层形成的网孔供一排换热器传热管穿插，每个网孔供一根换热器传热管穿插，所述柔性支撑板条层的外形与支撑条压环的外形相匹配，所述柔性支撑板条层的上表面与上下对称的两个支撑条压环中的一个支撑条压环的下表面接触连接，所述柔性支撑板条层的下表面与上下对称的两个支撑条压环中的另外一个支撑条压环的上表面接触连接。
进一步地，所述网孔包括接触内凸和支撑外凸，所述接触内凸与支撑外凸相连接，所述接触内凸和支撑外凸限定一个内接圆，所述内接圆的直径与换热器传热管外径相匹配。
进一步地，所述柔性支撑板条层中，每排所述柔性支撑条的两端均设有用线切割或冲压而成的平直切线，所述柔性支撑条是线切割或冲压而成的柔性分体结构，平直切线方向与换热管某一排列方向相同。
进一步地，所述平直切线的两端均设有离心斜面；所述上下对称的两个支撑条压环中，每个所述支撑条压环上与所述离心斜面上下对称的位置均设有向心斜面，所述离心斜面和向心斜面相匹配形成紧密接触，从而保证柔性支撑条可以被上下对称的两个支撑条压环压紧、不散开。
进一步地，所述离心斜面角度A与向心斜面角度B相同，均为5°～30°；所述向心斜面宽度L2大于等于离心斜面宽度L1且均不小于5mm。
进一步地，所述柔性支撑板条层外径D1与支撑条压环外径D21相同；所述支撑条压环高度H2大于等于柔性支撑板条层高度H1。
进一步地，所述柔性支撑板条层厚度h与传热管间距有关并不小于2mm，所述柔性支撑板条层高度H1与换热器直径有关并不小于2h，相邻两排柔性支撑板条层上支撑凸起形成的内切圆直径d12与传热管直径d的关系是：d12＝(d+0.2)～(d+0.5mm)。
进一步地，所述拉杆套接在第一拉杆孔和第二拉杆孔中并延伸至上下对称的两个支撑条压环外部。
进一步地，所述拉杆两端设有螺纹，所述拉杆一端螺纹连接在换热管封头或管板上，所述拉杆另一端螺纹螺母旋转拧紧，以挤压套在拉杆外表面的定距管，从而挤压上下对称的两个支撑条压环，从而压紧柔性支撑板条层。
进一步地，所述换热器传热管束柔性支撑系统中，所述传热管束柔性支撑单元的个数与换热器传热管的长度相匹配。
进一步地，所述传热管束柔性支撑单元中，所述柔性支撑板条层高度、定距管高度和拉杆长度与换热器传热管的长度有关，所述柔性支撑板条层的外径和支撑条压环的外径与换热器传热管的长度有关。
进一步地，所述柔性支撑板条层中，柔性支撑条的排数和高度与换热器传热管的外径匹配。
一种两端有折弯的换热器传热管束柔性支撑方法，使用上述换热器传热管束柔性支撑系统，包括如下步骤：
将第一排柔性支撑板条层夹在上下对称的两个支撑条压环之间，用对应的定距管和拉杆固定第一排柔性支撑板条层和上下对称的两个支撑条压环，然后在第一排柔性支撑板条层上穿插第一排换热器传热管；
依照上述步骤，在后一排柔性支撑板条层上穿插一排换热器传热管前，按顺序提前挨着前一排柔性支撑板条层装配后一排柔性支撑板条层，并用对应的定距管和拉杆固定后一排柔性支撑板条层和上下对称的两个支撑条压环，然后再在后一排柔性支撑板条层上穿插一排换热器传热管；直至所有的柔性支撑板条层上均穿插一排换热器传热管。
一种两端无折弯的换热器传热管束柔性支撑方法，使用上述换热器传热管束柔性支撑系统，包括如下步骤：将上述换热器传热管束柔性支撑系统预先组装固定，然后再穿插换热管。
本发明的有益技术效果：
本发明的换热器传热管束柔性支撑系统，具有轻便、经济、可靠、结构适应性强、阻力小、性能优的优点。通过用线切割或冲压方法制作的柔性支撑条，结构轻便，材料加工简单、经济，对传热管支撑性能可靠；柔性支撑条边缘离心斜面、柔性支撑条两侧的支撑条压环边缘向心斜面彼此配合，通过拉杆轴向两端的螺纹拧紧挤压定距管，传递载荷，达到紧固柔性支撑条的目的，安装方便；柔性支撑条是分体结构的，既可以像传统管束支撑板使用，适应连续直管的支撑，也能适应中间或两端有弯段的传热管结构支撑；相邻柔性支撑条之间构成的工质流道面积显著大于传统支撑板管孔的流道，有利于工质流动阻力的减小。
附图说明
图1为本发明换热器管束柔性支撑系统结构示意图；
图2为本发明换热器管束柔性支撑系统立体图；
图3为本发明换热器管束柔性支撑系统剖面图；
图4为柔性支撑板条层结构示意图；
图5为平直切线端部离心斜面结构示意图；
图6为单个网孔结构示意图；
图7为支撑条压环结构示意图；
图8为支撑条压环上向心斜面结构示意图。
图中，1、柔性支撑条；2、支撑条压环；3、定距管；4、拉杆；101、接触内凸；102、支撑外凸；103、拉杆孔；104、平直切线；105、离心斜面；201、向心斜面；202、拉杆孔；203、支撑凸起。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左端”、“右端”、“上方”、“下方”、“外侧”、“内侧”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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的限制。
一种换热器传热管束柔性支撑系统，包括多个传热管束柔性支撑单元，每个所述传热管束柔性支撑单元包括上下对称的两个套在传热管束外围侧的支撑条压环2，夹在上下对称的两个支撑条压环2之间的柔性支撑板条层，接触连接在上下对称的两个支撑条压环2的一个支撑条压环2的远离另一个支撑条压环2的表面上的定距管3，以及套接在定距管3、上下对称的两个支撑条压环2和柔性支撑板条层上的拉杆4。
进一步地，所述柔性支撑板条层周向均匀设有与拉杆4匹配的第一拉杆孔103，所述上下对称的两个支撑条压环2上与所述第一拉杆孔103上下对称的位置均设有与拉杆4匹配的第二拉杆孔202，所述拉杆4分别与第一拉杆孔103和第二拉杆孔202套接，实现柔性支撑板条层和上下对称的两个支撑条压环2的固定。
进一步地，所述上下对称的两个支撑条压环2的一个支撑条压环2的远离另一个支撑条压环2的内侧周向均匀设有支撑凸起203，每个所述支撑凸起203限定一个第二拉杆孔202，每个所述第二拉杆孔202接触连接一个与拉杆4匹配的定距管3，所述定距管3、第二拉杆孔202、第一拉杆孔103共中心线，所述拉杆4分别与定距管3、第一拉杆孔103和第二拉杆孔202套接。
进一步地，所述拉杆4外径比定距管3内径小0.2～0.5mm。
进一步地，所述支撑凸起203外半径r不小于定距管3外径的1/2；所述支撑条压环2内径D22不小于边缘传热管外壁所在外切圆直径。
进一步地，所述第一拉杆孔103直径d11与第二拉杆孔202直径d21相同，且比拉杆4直径大0.2～0.5mm。
进一步地，所述柔性支撑板条层是由多排柔性支撑条1交错形成多个网孔的网状结构，每两排柔性支撑板条层形成的网孔供一排换热器传热管穿插，每个网孔供一个换热器传热管穿插，所述柔性支撑板条层的外形与支撑条压环2的外形相匹配，所述柔性支撑板条层的上表面与上下对称的两个支撑条压环2中的一个支撑条压环2的下表面接触连接，所述柔性支撑板条层的下表面与上下对称的两个支撑条压环2中的另外一个支撑条压环2的上表面接触连接。
进一步地，所述网孔包括接触内凸101和支撑外凸102，所述接触内凸101与支撑外凸102相连接，所述接触内凸101和支撑外凸102限定一个内接圆，所述内接圆的直径与换热器传热管外径相匹配。
进一步地，所述柔性支撑板条层中，每排所述柔性支撑条1的两端均设有用线切割或冲压而成的平直切线104，所述柔性支撑条1是线切割或冲压而成的柔性分体结构，平直切线104方向与换热管某一排列方向相同。
进一步地，所述平直切线104的两端均设有离心斜面105；所述上下对称的两个支撑条压环2中，每个所述支撑条压环2上与所述离心斜面105上下对称的位置均设有向心斜面201，所述离心斜面105和向心斜面201相匹配形成紧密接触，从而保证柔性支撑条1可以被上下对称的两个支撑条压环2压紧、不散开。
进一步地，所述离心斜面105角度A与向心斜面201角度B相同，均为5°～30°；所述向心斜面201宽度L2大于等于离心斜面105宽度L1且均不小于5mm。
进一步地，所述柔性支撑板条层外径D1与支撑条压环2外径D21相同；所述支撑条压环2高度H2大于等于柔性支撑板条层高度H1。
进一步地，所述柔性支撑板条层厚度h与传热管间距有关并不小于2mm，所述柔性支撑板条层高度H1与换热器直径有关并不小于2h，相邻两排柔性支撑板条层上支撑凸起203形成的内切圆直径d12与传热管直径d的关系是：d12＝(d+0.2)～(d+0.5mm)。
进一步地，所述拉杆4套接在第一拉杆孔103和第二拉杆孔202中并延伸至上下对称的两个支撑条压环2外部。
进一步地，所述拉杆4两端设有螺纹，所述拉杆4一端螺纹连接在换热管封头或管板上，所述拉杆4另一端螺纹螺母旋转拧紧，以挤压套在拉杆4外表面的定距管3，从而挤压上下对称的两个支撑条压环2，从而压紧柔性支撑板条层。
进一步地，所述换热器传热管束柔性支撑系统中，所述传热管束柔性支撑单元的个数与换热器传热管的长度相匹配。
进一步地，所述传热管束柔性支撑单元中，所述柔性支撑板条层高度、定距管3高度和拉杆4长度与换热器传热管的长度有关，所述柔性支撑板条层的外径和支撑条压环2的外径与换热器传热管的长度有关。
进一步地，所述柔性支撑板条层中，柔性支撑条1的排数和高度与换热器传热管的外径匹配。
一种两端有折弯的换热器传热管束柔性支撑方法，使用上述换热器传热管束柔性支撑系统，包括如下步骤：
将第一排柔性支撑板条层夹在上下对称的两个支撑条压环2之间，用对应的定距管3和拉杆4固定第一排柔性支撑板条层和上下对称的两个支撑条压环2，然后在第一排柔性支撑板条层上穿插第一排换热器传热管；
依照上述步骤，在后一排柔性支撑板条层上穿插一排换热器传热管前，按顺序提前挨着前一排柔性支撑板条层装配后一排柔性支撑板条层，并用对应的定距管3和拉杆4固定后一排柔性支撑板条层和上下对称的两个支撑条压环2，然后再在后一排柔性支撑板条层上穿插一排换热器传热管；直至所有的柔性支撑板条层上均穿插一排换热器传热管。
一种两端无折弯的换热器传热管束柔性支撑方法，使用上述换热器传热管束柔性支撑系统，包括如下步骤：将上述换热器传热管束柔性支撑系统预先组装固定，然后再穿插换热管。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种两端有折弯的换热器传热管束柔性支撑方法，其特征在于，使用换热器传热管束柔性支撑系统，包括如下步骤：
将第一排柔性支撑板条层夹在上下对称的两个支撑条压环（2）之间，用对应的定距管（3）和拉杆（4）固定第一排柔性支撑板条层和上下对称的两个支撑条压环（2），然后在第一排柔性支撑板条层上穿插第一排换热器传热管；
依照上述步骤，在后一排柔性支撑板条层上穿插一排换热器传热管前，按顺序提前挨着前一排柔性支撑板条层装配后一排柔性支撑板条层，并用对应的定距管（3）和拉杆（4）固定后一排柔性支撑板条层和上下对称的两个支撑条压环（2），然后再在后一排柔性支撑板条层上穿插一排换热器传热管；直至所有的柔性支撑板条层上均穿插一排换热器传热管；
所述换热器传热管束柔性支撑系统，包括多个传热管束柔性支撑单元，每个所述传热管束柔性支撑单元包括上下对称的两个套在传热管束外围侧的支撑条压环（2），夹在上下对称的两个支撑条压环（2）之间的柔性支撑板条层，接触连接在上下对称的两个支撑条压环（2）的一个支撑条压环（2）的远离另一个支撑条压环（2）的表面上的定距管（3），以及套接在定距管（3）、上下对称的两个支撑条压环（2）和柔性支撑板条层上的拉杆（4）；
所述柔性支撑板条层是由多排柔性支撑条（1）交错形成多个网孔的网状结构，每两排柔性支撑板条层形成的网孔供一排换热器传热管穿插，每个网孔供一根换热器传热管穿插；
所述柔性支撑板条层中，每排所述柔性支撑条（1）的两端均设有用线切割或冲压而成的平直切线（104），所述柔性支撑条（1）是线切割或冲压而成的柔性分体结构,平直切线（104）方向与换热管某一排列方向相同；
所述平直切线（104）的两端均设有离心斜面（105）；所述上下对称的两个支撑条压环（2）中，每个所述支撑条压环（2）上与所述离心斜面（105）上下对称的位置均设有向心斜面（201），所述离心斜面（105）和向心斜面（201）相匹配形成紧密接触。
2.根据权利要求1所述的两端有折弯的换热器传热管束柔性支撑方法，其特征在于，所述柔性支撑板条层周向均匀设有与拉杆（4）匹配的第一拉杆孔（103），所述上下对称的两个支撑条压环（2）上与所述第一拉杆孔（103）上下对称的位置均设有与拉杆（4）匹配的第二拉杆孔（202），所述拉杆（4）分别与第一拉杆孔（103）和第二拉杆孔（202）套接。
3.根据权利要求2所述的两端有折弯的换热器传热管束柔性支撑方法，其特征在于，所述上下对称的两个支撑条压环（2）的一个支撑条压环（2）的远离另一个支撑条压环（2）的内侧周向均匀设有支撑凸起（203），每个所述支撑凸起（203）限定一个第二拉杆孔（202），每个所述第二拉杆孔（202）接触连接一个与拉杆（4）匹配的定距管（3），所述定距管（3）、第二拉杆孔（202）、第一拉杆孔（103）共中心线，所述拉杆（4）分别与定距管（3）、第一拉杆孔（103）和第二拉杆孔（202）套接。
4.根据权利要求1所述的两端有折弯的换热器传热管束柔性支撑方法，其特征在于，所述柔性支撑板条层的外形与支撑条压环（2）的外形相匹配，所述柔性支撑板条层的上表面与上下对称的两个支撑条压环（2）中的一个支撑条压环（2）的下表面接触连接，所述柔性支撑板条层的下表面与上下对称的两个支撑条压环（2）中的另外一个支撑条压环（2）的上表面接触连接。
5.根据权利要求4所述的两端有折弯的换热器传热管束柔性支撑方法，其特征在于，所述网孔包括接触内凸（101）和支撑外凸（102），所述接触内凸（101）与支撑外凸（102）相连接，所述接触内凸（101）与支撑外凸（102）限定一个内接圆，所述内接圆的直径与换热器传热管外径相匹配。
6.根据权利要求1所述的两端有折弯的换热器传热管束柔性支撑方法，其特征在于，所述拉杆（4）两端设有螺纹，所述拉杆（4）一端螺纹连接在换热管封头或管板上，所述拉杆（4）另一端螺纹螺母旋转拧紧。
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