CN215725407U - 一种换热器管箱的连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热器管箱的连接结构，涉及空冷式换热器技术领域。该连接结构包括：翅片管、管板和箱体；其中，管板包括材质不同的第一分管板和第二分管板，第一分管板和第二分管板固定连接；管板上设置有一个或多个管孔，管孔贯穿所述第一分管板和第二分管板；翅片管包括基管和翅片；基管与所述第二分管板为铝质材料；翅片管的基管管端穿过管孔与第二分管板固定连接；管板分别与翅片管和箱体连接；第一分管板与箱体为钢质材料。该换热器管箱的连接结构能够解决异种金属构件的固定连接问题，同时保证了良好的换热效果。

Description

一种换热器管箱的连接结构

技术领域

本实用新型涉及换热技术领域，尤其涉及用于电站直接空冷式换热器的一种换热器管箱的连接结构。

背景技术

空冷式换热器，其是以环境空气作为冷却介质，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备。该空冷式换热器一般是由管束、管箱、风机、百叶窗和构架等主要部分组成，广泛应用于石化、冶金、电力、航空航天等行业。

现有直接空冷换热器设备当采用铝质翅片管时，会存在异种金属固定连接的问题，不同种金属的焊接操作极为困难。为了保证焊接质量，具备搭载或承担荷载的能力，要求焊接接头必须为同种金属，因此亟需提出一种可以解决异种金属焊接问题的换热器管箱的连接结构。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种换热器管箱的连接结构，在不影响设备使用性能的基础上，能够解决异种金属构件的固连搭接问题，并保证了换热效果，是一种经济可靠的实用结构。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种换热器管箱的连接结构。

本实用新型的换热器管箱的连接结构包括：翅片管、管板和箱体；其中，所述管板包括材质不同的第一分管板和第二分管板，所述第一分管板和所述第二分管板固定连接；所述管板上设置有一个或多个管孔，所述管孔贯穿所述第一分管板和第二分管板；

所述翅片管包括基管和翅片；所述基管与所述第二分管板为铝质材料；所述翅片管的端部与管板固定连接，所述翅片管中的基管穿过所述管孔与所述第二分管板固定连接；所述管板分别与所述翅片管和所述箱体连接；所述第一分管板与所述箱体为钢质材料。

可选地，所述基管为管筒状，其断面为扁口型；在所述基管上包括：两个基管板和基管弧，通过所述基管弧将平行的两个基管板连接为一体；所述翅片设置在所述基管的基管板外侧部。

可选地，在所述基管上设置有偏心立筋，将基管内部分为两部分。

可选地，所述第一分管板的轮廓与所述箱体适配。

可选地，所述翅片管的数量为多个；所述管孔与所述翅片管数量一一对应，每一个所述基管通过对应的管孔与所述第二分管板连接。

可选地，所述第一分管板的厚度不小于12mm。

可选地，所述第二分管板的厚度为3～6mm。

可选地，所述第二分管板边缘与所述箱体内壁间的距离不小于2mm。

可选地，所述翅片管的断面尺寸为(209～229)mm×57mm，所述基管的断面尺寸为(209～229)mm×19mm。

可选地，所述基管的壁厚为0.8～1.8mm。

可选地，所述箱体为中空结构，其一端为开口端，另一端为封闭端；所述箱体通过所述开口端与所述管板固定连接。

可选地，所述管孔轮廓与所述基管外侧轮廓相同，且所述管孔孔壁与所述基管的外壁距离为0.2～0.6mm；所述基管上还设置有管头伸出部，所述管头伸出部的长度为1～4mm。

上述实用新型所述换热器管箱的连接结构具有如下优点或有益效果：通过在管板上设置有两种不同材质的第一分管板和第二分管板，可以实现管板分别与翅片管和箱体之间实现同种材料的焊接，进而达到将翅片管、管板和箱体固定连接的目的，解决了异种金属固定连接的难题，同时保证了换热效果。

上述非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本实用新型，不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1是本实用新型实施例的换热器管箱的连接结构的主体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的换热器管箱的连接结构俯视图；

图3是本实用新型实施例提供的图2中区域A的放大图；

图4是本实用新型实施例的管板的三维立体结构示意图；

图5是本实用新型实施例的基管的断面结构示意图。

附图标记如下：

1-翅片管 11-基管 111-基管板 112-基管弧 113-偏心立筋 114-管头伸出部

12-翅片

2-管板 21-第一分管板 22-第二分管板 23-管孔

3-箱体

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作出说明，其中包括本实用新型实施例的各种细节，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本实用新型的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1、图2、图3以及图4是与本实用新型实施例的换热器管箱相关的连接结构示意图。其中，图1示出了一种换热器管箱的连接结构，其给出了翅片管1、管板2以及箱体3之间的相对位置关系；图2示出了一种换热器管箱的连接结构的俯视结构，其给出了翅片管1与管板2以及箱体3之间的具体连接结构；图3示出了图2标识出的区域A放大后的结构；图4示出了管板2的三维立体结构。

如图1、图2、图3以及图4所示，该换热器管箱的连接结构，包括：翅片管1、管板2和箱体3；其中，所述管板2包括材质不同的第一分管板21和第二分管板22，所述第一分管板21和所述第二分管板22固定连接；所述管板2上设置有一个或多个管孔23，所述管孔23贯穿所述第一分管板21和第二分管板22；

所述翅片管1包括基管11和翅片12；所述基管11与所述第二分管板22为铝质材料；所述翅片管1的端部与管板2固定连接，所述翅片管1中的基管11穿过所述管孔23与所述第二分管板22固定连接；所述管板2分别与所述翅片管1和所述箱体3固定连接；所述第一分管板21与所述箱体3为钢质材料。

本实用新型实施例中，基管11的壁厚为0.8～1.8mm，管壁过薄会导致基管11刚度不足，无法起到足够的支撑作用；管壁过厚则会影响换热性能，同时造成材料的浪费。

本实用新型实施例中，翅片管1的断面尺寸为(209～229)mm×57mm，所述基管11的断面尺寸为(209～229)mm×19mm。需要说明的是，翅片管1断面尺寸的长度正是基管11断面尺寸的长度。

本实用新型实施例中，第一分管板21和第二分管板22之间由于材质不同，很难通过普通焊接达到固定连接的目的，因此可以采取爆炸工艺复合制取。

爆炸工艺是指以爆炸物(火药或可燃气体)为能源把金属毛坯加工成型或焊接在一起的加工工艺。与常规加工方法(例如液压、冲压)相比，爆炸加工具有压力大、变形速度大、加工时间短，因而功率亦大等特点，所以是一种高能率加工方法。

在一个优选的实施例中，第一分管板21和箱体3采用钢质材料，第二分管板22和翅片管1采用铝质材料，管板2采用钢铝复合的材料代替现有的钢质材料，可以更好地满足空冷器的设计使用需求。

值得说明的是，翅片管1是从管板2靠近第一分管板21的一侧插入，通过管孔23贯穿到达管板2的第二分管板22一侧，与第二分管板22进行焊接固定，而并非直接焊接在第二分管板22一侧。

本实用新型实施例中，基管11为管筒状，其断面为扁口型；在基管11上包括：两个基管板111和基管弧112，通过所述基管弧112将平行的两个基管板111连接为一体，如图5所示。

本实用新型实施例中，翅片12设置在所述基管11的基管板111外侧部，可以根据实际工艺情况，选择单侧或者双侧设置。

本实用新型实施例中，在基管11上设置有偏心立筋113，如图5所示，其目的之一在于增加基管11的支撑刚度，加强基管11的抗变形能力；其目的之二在于增加基管11的换热性能以及防冻性能。一个优选的实施例中，偏心立筋根据偏心量的数值进行位置的设定，通常不是位于基管11的中心线上，而是根据管内流体参数的条件，依据热力工程学的计算结果进行设定。

本实用新型实施例中，第一分管板21的轮廓与箱体3适配，可便于将箱体3更好地焊接在第一分管板21上。若轮廓不完全适配，应保证箱体3的外边缘全部焊接在第一分管板21上即可，并保证箱体3的结构密封，不会造成流体的泄露。

本实用新型实施例中，翅片管1的数量为多个，管孔23与翅片管1数量一一对应，每一个基管11通过对应的管孔23与所述第二分管板22固定连接。通过多个翅片管1的同时作用，在流体流量发生变化时，也可以保证良好的换热性能。

本实用新型实施例中，管孔23轮廓与基管11外侧轮廓相同，且管孔23孔壁与基管11的外壁距离为0.2～0.6mm。管孔23轮廓与基管11外侧轮廓设置为相同，可以便于基管11与管孔23之间的密封，设置一定的间隔距离可以保证基管11顺利插入管孔23，不会出现由于加工误差导致的无法插入的问题。

值得说明的是，在将基管11插入管孔23后，将基管11与第二分管板22进行焊接固定连接，此时在基管11和管孔23的另一侧即第一分管板21一侧存在空隙，在一种可选的实施例中，选择密封胶进行空隙的填充，形成胶封接头，以保证基管11与管孔23在固定连接后的密封性，同时起到防腐的作用。

本实用新型实施例中，第一分管板21的厚度不小于12mm，第二分管板22的厚度为3～6mm。为了保证整体换热器管箱的连接结构焊接的牢固性，第一分管板21的厚度不宜过小，厚度过小导致板面过薄，刚性变差，进而无法保证焊接效果。而第二分管板22需要与基管11进行固定连接，因此厚度不宜过小或过大，若厚度过大导致第二分管板22相对较厚，需要基管11的长度就相对较长，才可以保证基管11穿过第二分管板22完成顺利焊接，增加了材料的浪费，若厚度过小，则无法满足焊接工艺的厚度要求，因此将第二分管板22的厚度设置为3～6mm，既能满足工艺要求，同时也可优化耗材的使用。

本实用新型实施例中，第二分管板22边缘与所述箱体3内壁间的距离不小于2mm，第一分管板21边缘处产生部分裸露。在实际应用过程中，第二分管板22采用铝质材料进行焊接，而铝的熔点相对较低，因此需要保证在其它部位焊接的过程中，不会因为焊接温度过高导致铝的融化，并对第一分管板21与第二分管板22的中间结合面产生影响，发生断裂分离，即需要保证第二分管板22边缘与所述箱体3内壁间的距离不小于2mm。

本实用新型实施例中，箱体3为中空结构，其一端为开口端，另一端为封闭端，箱体3通过开口端与管板2连接，如图1所示。在一种优选的实施例中，在箱体3的封闭端一侧设置有流体导流口，在翅片管1两端均固定连接有管板2和箱体3，待冷却流体通过翅片管1一侧的箱体3导入口流入换热器管箱，从另一侧的箱体3导出口流出，从而完成冷却过程。

本实用新型实施例中，箱体3的断面为矩形、半圆形、三角形以及弧形中的任意一种，仅需保证箱体3与第一分管板21的焊接质量即可。

本实用新型实施例中，选用焊接方式对基管与管孔进行固定连接，焊接方式可采用MIG熔化极惰性气体保护焊、TIG非熔化极惰性气体保护焊或激光加料惰性气体保护焊中的任意一种。箱体3与管板2之间可采用手工电弧焊方式进行焊接。

本实用新型实施例中，基管11上还设置有管头伸出部114，如图3所示，在一种优选的实施例中，管头伸出部114的长度为1～4mm。设置管头伸出部114可以减少对管头的焊接不利影响，保证管头始终处于第二分管板22的外侧，便于焊接操作。

本实用新型一个可选的实施例中，翅片管1的断面尺寸为229×57mm，基管11与翅片12均为铝质材料，通过可控气氛钎焊方式固定连接。基管11断面类似扁口型，材质为铝合金6063，通过金属热挤压拉伸工艺一次成形，断面尺寸为229×19mm，壁厚1.6mm，通过偏心立筋113将内部分隔为2个通腔；翅片12断面为波浪形，通过将铝带轧制辊压成形。

管板2中第一分管板21为钢质材料Q235B，厚度为25mm，第二分管板22的材质为铝合金3003，厚度为6mm，第一分管板21与第二分管板22外观同为矩形，如图4所示，且第一分管板21四周的裸露部分宽度为14mm。管板2上的单排并列管孔23，是通过数控机械钻铣切削加工方法形成，外侧孔口倒角为2mm╳45°。管孔23孔壁与基管11的外壁距离为0.5mm，基管11插入管板2后管头伸出部为4mm。

箱体3为焊接拼接结构，材质均为Q235B，横向断面形状为矩形，设置有流体进、出口，壁板厚度根据换热器待冷却流体侧设计压力确定，本实施例取12mm。

基管11管头伸出部114与管孔23处焊接采用MIG(Melt Inert Gas Welding)熔化极惰性气体保护焊方式；箱体3与管板2在第一分管板21四周的裸露部分固连接头，采用手工电弧焊接方式；所述在基管11和管孔23的另一侧即第一分管板21一侧的胶封接头，采用PES聚酯热熔胶进行吹填密封处理。

本实用新型另一个可选的实施例中，翅片管1的断面尺寸为219×57mm，基管11与翅片12均为铝质材料，通过真空钎焊方式粘接固连。基管11断面类似扁口型，材质为铝合金6061，通过金属热挤压拉伸工艺一次成形，断面尺寸为219×19mm，壁厚1.4mm，通过偏心立筋113将内部分隔为2个通腔；翅片12断面为波浪形，通过将铝带轧制辊压成形。

管板2中第一分管板21为钢质材料Q235B，厚度为21mm，第二分管板22的材质为铝合金3003，厚度为5mm，第一分管板21与第二分管板22外观同为矩形，如图4所示，且第一分管板21四周的裸露部分宽度为12mm。管板2上的单排并列管孔23，是通过机械冲裁加工方法形成，外侧孔口倒角为2mm×45°。管孔23孔壁与基管11的外壁距离为0.5mm，基管11插入管板2后管头伸出部为3mm。

箱体3为焊接拼接结构，材质均为Q235B，横向断面形状为半圆形，设置有流体进口或出口，壁板厚度根据换热器待冷却流体侧设计压力确定，本实施例取10mm。

基管11与管孔23内壁处采用激光加料惰性气体保护焊方式；箱体3与管板2在第一分管板21四周的裸露部分固定接头，采用手工电弧焊接方式；所述在基管11和管孔23的另一侧即第一分管板21一侧的胶封接头，采用PES聚酯热熔胶进行吹填密封处理。

本实用新型实施例的换热器管箱的连接结构，零部件少，结构简单，能够解决异种金属构件的固定连接问题，实现了采用不同材质制成的翅片管和箱体的固定连接，同时保证了换热效果，承载、抗振及密封性能好，是一种经济可靠的实用结构。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (9)

1.一种换热器管箱的连接结构，其特征在于，包括：翅片管(1)、管板(2)和箱体(3)；其中，

所述管板(2)包括材质不同的第一分管板(21)和第二分管板(22)，所述第一分管板(21)和所述第二分管板(22)固定连接；所述管板(2)上设置有一个或多个管孔(23)，所述管孔(23)贯穿所述第一分管板(21)和第二分管板(22)；

所述翅片管(1)包括基管(11)和翅片(12)；所述基管(11)与所述第二分管板(22)为铝质材料；

所述翅片管(1)的端部与管板(2)连接，所述翅片管(1)中的基管(11)穿过所述管孔(23)与所述第二分管板(22)连接；

所述管板(2)分别与所述翅片管(1)和所述箱体(3)固定连接；所述第一分管板(21)与所述箱体(3)为钢质材料。

2.根据权利要求1所述的换热器管箱的连接结构，其特征在于，

所述基管(11)为管筒状，其断面为扁口型；在所述基管(11)上包括：两个基管板(111)和基管弧(112)，通过所述基管弧(112)将平行的两个基管板(111)连接为一体；

所述翅片(12)设置在所述基管(11)的基管板(111)外侧部。

3.根据权利要求1所述的换热器管箱的连接结构，其特征在于，

在所述基管(11)上设置有偏心立筋(113)，将基管内部分为两部分。

4.根据权利要求1所述的换热器管箱的连接结构，其特征在于，

所述第一分管板(21)的轮廓与所述箱体(3)适配。

5.根据权利要求1所述的换热器管箱的连接结构，其特征在于，

所述翅片管(1)的数量为多个；所述管孔(23)与所述翅片管(1)数量一一对应，每一个所述基管(11)通过对应的管孔(23)与所述第二分管板(22)固定连接。

6.根据权利要求1所述的换热器管箱的连接结构，其特征在于，

所述第一分管板(21)的厚度不小于12mm；

和/或，

所述第二分管板(22)的厚度为3～6mm；

和/或，

所述第二分管板(22)边缘与所述箱体(3)内壁间的距离不小于2mm。

7.根据权利要求2所述的换热器管箱的连接结构，其特征在于，

所述翅片管(1)的断面尺寸为(209～229)mm×57mm，所述基管(11)的断面尺寸为(209～229)mm×19mm；

和/或，

所述基管(11)的壁厚为0.8～1.8mm。

8.根据权利要求1所述的换热器管箱的连接结构，其特征在于，

所述箱体(3)为中空结构，其一端为开口端，另一端为封闭端；所述箱体(3)通过所述开口端与所述管板(2)的第一分管板(21)固定连接。

9.根据权利要求1所述的换热器管箱的连接结构，其特征在于，

所述管孔(23)轮廓与所述基管(11)外侧轮廓相同，且所述管孔(23)孔壁与所述基管(11)的外壁距离为0.2～0.6mm；

所述基管(11)上还设置有管头伸出部(114)，所述管头伸出部(114)的长度为1～4mm。

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