CN209386855U - 核电厂换热器用管板管箱结构及其换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种核电厂换热器用管板管箱结构，其包括：管板；封头，开设有孔洞，并与管板的一端固定连接；壳体，与管板的另一端固定连接，内部设置有隔热板，隔热板上设置有多个通孔；管侧接管，固定在封头孔洞位置，并与封头连通；以及多根换热管，设置于壳体内，一端穿过隔热板的通孔后与管板固定连接；其中，壳体上开设有通孔，通孔处连接有壳侧接管，壳侧接管与壳体空腔连通。相对于现有技术，本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构可有效降低管板内部的温度梯度，降低温差应力，从而改善管板的应力状态，保证换热器在高温差条件下可靠安全运行。此外，本实用新型还提供了一种换热器。

Description

核电厂换热器用管板管箱结构及其换热器

技术领域

本实用新型属于核电领域，更具体地说，本实用新型涉及一种核电厂换热器用管板管箱结构及其换热器。

背景技术

换热器在核电厂一回路和二回路中应用非常广泛，一般热侧走高温的一回路介质，温度可达300℃左右，而冷侧为设备冷却水，温度一般在40℃左右。一般的固定管板换热器，由于管板两侧流体的温差较大，会在管板内部产生很高的温度梯度水平，进而形成高水平的温差应力，使换热器管板工作在恶劣的应力环境中，特别是一些瞬态工况(如换热器启动阶段)，管板内部的温差应力更为恶劣，严重影响换热器的安全可靠运行。

有鉴于此，确有必要提供一种可有效降低管板内部的温度梯度，降低温差应力，从而改善管板的应力状态的核电厂换热器用管板管箱结构及其换热器，保证换热器在高温差条件下可靠安全运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种可有效降低管板内部的温度梯度，降低温差应力，从而改善管板的应力状态的核电厂换热器用管板管箱结构及其换热器，保证换热器在高温差条件下可靠安全运行。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种核电厂换热器用管板管箱结构，包括：

管板；

封头，开设有孔洞，并与管板的一端固定连接；

壳体，与管板的另一端固定连接，内部设置有隔热板，隔热板上设置有多个通孔；

管侧接管，固定在封头孔洞位置，并与封头连通；及

多根换热管，设置于壳体内，一端穿过隔热板的通孔后与管板固定连接；

其中，壳体上开设有通孔，通孔处连接有壳侧接管，壳侧接管与壳体空腔连通。

作为本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构的一种改进，所述管板为弓形管板，管板与所述封头固定连接后形成有空腔。

作为本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构的一种改进，

所述管板包括管板部位、管板延伸部位、反向延伸部位和壳体接头部位，所述壳体接头部位与所述壳体固定连接，所述管板延伸部位位于所述管板部位和所述壳体接头部位之间，且两端分别与所述管板部位和所述壳体接头部位固定连接，所述反向延伸部位的一端位于所述管板延伸部位和所述壳体接头部位的连接处，所述反向延伸部位的另一端向所述管板部位延伸，端部与所述封头固定连接。

作为本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构的一种改进，所述管板延伸部位呈圆筒状结构。

作为本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构的一种改进，所述管板延伸部位与所述反向延伸部位之间形成有呈环状的空间，在换热器工作期间，所述环状的空间作为热传递的中间区域。

作为本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构的一种改进，所述反向延伸部位上开设有两个通孔，两个通孔处分别连接有管箱排气管嘴和管箱排水管嘴。

作为本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构的一种改进，所述反向延伸部位呈圆筒状结构。

作为本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构的一种改进，所述壳体内还设置有拉杆，所述隔热板对应拉杆位置设置有通孔，拉杆穿过隔热板的通孔后与所述管板的管板部位固定连接，并将隔热板进行固定。

作为本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构的一种改进，所述管板部位上设置有换热管管孔和拉杆螺孔，所述换热管插入换热管管孔后与管板部位固定，所述拉杆旋入管板部位上的拉杆螺孔进行固定。

为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种核电厂换热器，包括管板管箱结构，所述管板管箱结构为上述所述的核电厂换热器用管板管箱结构。

相对于现有技术，本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构及其换热器具有以下有益技术效果：

管板采用“弓”形结构，并在壳体内设置有隔热板，从而在管板两侧的管箱和壳体内形成了两个静止隔热区，静止隔热区内的流体基本静止，当管侧和壳侧流体温差较大，或当高温流体温度瞬变时，两侧静止隔热区的存在将降低管板内部的温度梯度和温度变化速度，从而改善管板内部的应力状态，保证换热器在高温差和温度瞬变条件下可靠安全运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构及其换热器进行详细说明，其中：

图1为本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构的结构示意图。

图2为本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构管板的结构示意图。

图3为本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构管板的剖视图。

图4为本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构隔热板的结构示意图。

图5为本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构内流体及传热状态示意图。

附图标记：

10-管板；101-管板部位；1011-拉杆螺孔；1012-换热管管孔；102-管板延伸部位；103-反向延伸部位；104-壳体接头部位；11-管箱排气管嘴；12-封头；13-管箱排水管嘴；14-壳体；15-隔热板；150-通孔；16-管侧接管；18-换热管；20-壳侧接管；24-拉杆。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。

请参阅图1至图5所示，本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构包括：

管板10；

封头12，开设有孔洞，并与管板10的一端固定连接；

壳体14，与管板10的另一端固定连接，内部设置有隔热板15，隔热板15上设置有多个通孔150；

管侧接管16，固定在封头12孔洞位置，并与封头12连通；以及

多根换热管18，设置于壳体14内，一端穿过隔热板15的通孔150后与管板10固定连接；

其中，壳体14上开设有通孔，通孔处连接有壳侧接管20，壳侧接管20与壳体14空腔连通。

请参阅图1至图3所示，管板10为弓形结构，剖面呈“弓”形，且管板10为沿中心轴的回转体结构，在图示实施方式中，管板10为整体锻件，包括管板部位101、管板延伸部位102、反向延伸部位103和壳体接头部位104，管板延伸部位102位于管板部位101和壳体接头部位104之间，两端分别与管板部位101和壳体接头部位104固定连接，反向延伸部位103的一端位于管板延伸部位102和壳体接头部位104的连接处，并与管板延伸部位102和壳体接头部位104固定连接，反向延伸部位103的另一端向管板部位101延伸，且端部与封头12进行焊接固定连接，与封头12焊接连接后，管板10与封头12之间形成有空腔。

优选地，管板部位101上设有多个固定换热管18的换热管管孔1012，多个换热管18插入换热管管孔1012后与管板部位101焊接固定。

管板10的形成过程主要为：在管板部位101径向边缘，管板10向壳体14方向进行延伸，形成管板延伸部位102，在图示实施方式中，管板延伸部位102呈圆筒状，在管板延伸部位102的端部，管板10再反向向管板部位101侧延伸，形成圆筒状结构的反向延伸部位103，在管板延伸部位102和反向延伸部位103之间形成一个呈环状的空间作为静止隔热区，在换热器工作期间，该环状空间内的流体基本静止，作为热传递的中间区域。

在管板延伸部位102和反向延伸部位103的结合处，挤压出一个与壳体14进行焊接的壳体接头部位104，用于和壳体14进行焊接连接。

进一步地，在反向延伸部位103的上下部各开设有一个小通孔，在通孔处分别焊接有管箱排气管嘴11和管箱排水管嘴13。管箱排气管嘴11位于反向延伸部位103的上部，管箱排水管嘴13位于反向延伸部位103的下部，在正常运行时，管箱排气管嘴11和管箱排水管嘴13一直处于关闭状态，管箱排气管嘴11的作用是：在特殊工况下，当管板10和封头12之间的空腔内出现局部升压时，打开管箱排气管嘴11，跟大气相通，起到泄压的作用。管箱排水管嘴13的作用是：当停止运行或检修时进行排水。

封头12一般为球形封头，底部开设有孔洞，其与弓形管板10焊接后，其内部腔室构成管箱内部空间。

管侧接管16焊接固定在封头12孔洞位置，并与封头12内部空腔连通，构成管侧流体的进口或出口通道。管侧接管16远离封头12的一端与换热器内的其他管线连接，且外径小于与封头12连接端的外径，起到变径安装的作用。

壳体14为内部具有空腔的结构，与弓形管板10的壳体接头部位104焊接，壳体14靠左侧顶部开设有圆形通孔，用于和壳侧接管20焊接，壳侧接管20与壳体14内部空腔连通，构成壳侧流体的进口或出口通道。为了便于与换热器的其他管线连接，壳侧接管20远离壳体14的一端外径小于与壳体14连接端的外径，起到变径安装的作用。

请参阅图1和图4所示，隔热板15设置在壳侧接管20的左侧位置的壳体14的内部，隔热板15为圆形薄板，并在对应多个换热管18的位置开设有多个圆形通孔150，换热管18穿过隔热板15的通孔150后再插入管板部位101的固定换热管18的换热管管孔1012内，且换热管18的端部与管板部位101基本齐平，然后与管板部位101焊接固定。换热管18内走低温流体，位于管板部位101的一端为开口结构，换热管18内的流体通过壳体14内的高温流体进行换热后，从管板部位101开口的一端流入到封头12与管体10的空腔内，然后经管侧接管16流出到换热管的其他管线，实现换热的目的。

进一步地，壳体14内还设置有拉杆24，隔热板15对应拉杆24位置设置有圆形通孔，拉杆24穿过隔热板15的通孔后与管板10的管板部位101固定连接，使得隔热板15被拉杆24固定，最终使得隔热板15左侧的壳侧空间(静止隔热区)被相对隔离，内部流体基本静止，隔绝了壳侧流体和管板10的热交换。隔热板15通过拉杆24固定后，竖立固定在壳体14内，优选地，隔热板15与壳体14同中心设置，隔热板15的四周与壳体14的内壁留有一定的间隙，便于隔热板15顺利安装。

优选地，管板10的管板部位101对应拉杆24位置设置有拉杆螺孔1011，拉杆24的一端为螺纹结构，拉杆24旋入管板部位101上的拉杆螺孔1011进行固定。

本实用新型还提供了一种换热器，其包括以上的核电厂换热器用管板管箱结构。

请参阅图5所示，当本实用新型的换热器运行时，在管板管箱结构内部和壳侧靠近管板10处存在两个静止隔热区，壳侧和管侧的流体通过这两个静止隔热区向管板10传热，降低了管板10的温度场梯度，缓解了管板10内部应力恶化。

相对于现有技术，本实用新型核电厂换热器用管板管箱结构及其换热器具有以下有益技术效果：

管板10采用“弓”形结构，并在壳体14内设置有隔热板15，从而在管板10两侧的管箱和壳体14内形成了两个静止隔热区，静止隔热区内的流体基本静止，当管侧和壳侧流体温差较大，或当高温流体温度瞬变时，两侧静止隔热区的存在将降低管板10内部的温度梯度和温度变化速度，从而改善管板10内部的应力状态，保证换热器在高温差和温度瞬变条件下可靠安全运行。

根据上述原理，本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种核电厂换热器用管板管箱结构，其特征在于，包括：

管板；

封头，开设有孔洞，并与管板的一端固定连接；

壳体，与管板的另一端固定连接，内部设置有隔热板，隔热板上设置有多个通孔；

管侧接管，固定在封头孔洞位置，并与封头连通；以及

多根换热管，设置于壳体内，一端穿过隔热板的通孔后与管板固定连接；

其中，壳体上开设有通孔，通孔处连接有壳侧接管，壳侧接管与壳体空腔连通。

2.根据权利要求1所述的核电厂换热器用管板管箱结构，其特征在于，所述管板为弓形管板，管板与所述封头固定连接后形成有空腔。

3.根据权利要求2所述的核电厂换热器用管板管箱结构，其特征在于，所述管板包括管板部位、管板延伸部位、反向延伸部位和壳体接头部位，所述壳体接头部位与所述壳体固定连接，所述管板延伸部位位于所述管板部位和所述壳体接头部位之间，且两端分别与所述管板部位和所述壳体接头部位固定连接，所述反向延伸部位的一端位于所述管板延伸部位和所述壳体接头部位的连接处，所述反向延伸部位的另一端向所述管板部位延伸，端部与所述封头固定连接。

4.根据权利要求3所述的核电厂换热器用管板管箱结构，其特征在于，所述管板延伸部位呈圆筒状结构。

5.根据权利要求4所述的核电厂换热器用管板管箱结构，其特征在于，所述管板延伸部位与所述反向延伸部位之间形成有呈环状的空间，在换热器工作期间，所述环状的空间作为热传递的中间区域。

6.根据权利要求5所述的核电厂换热器用管板管箱结构，其特征在于，所述反向延伸部位上开设有两个通孔，两个通孔处分别连接有管箱排气管嘴和管箱排水管嘴。

7.根据权利要求6所述的核电厂换热器用管板管箱结构，其特征在于，所述反向延伸部位呈圆筒状结构。

8.根据权利要求3所述的核电厂换热器用管板管箱结构，其特征在于，所述壳体内还设置有拉杆，所述隔热板对应拉杆位置设置有通孔，拉杆穿过隔热板的通孔后与所述管板固定连接，并将隔热板进行固定。

9.根据权利要求8所述的核电厂换热器用管板管箱结构，其特征在于，所述管板部位上设置有换热管管孔和拉杆螺孔，所述换热管插入换热管管孔后与管板部位固定，所述拉杆旋入管板部位上的拉杆螺孔进行固定。

10.一种核电厂换热器，包括管板管箱结构，其特征在于，所述管板管箱结构为权利要求1～9任一项所述的核电厂换热器用管板管箱结构。