[实用新型]U形管束弯管部位通用支撑装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及热交换器技术领域，特别是涉及管壳式U形管束弯管部位通用支撑装置。

背景技术

U形管式热交换器，是最常用管壳式结构形式之一。但随着生产装置处理能力的增加，单体设备的直径变得越来越大（GB151-1999适用范围：公称直径DN≤2600mm，GB/T151-2014适用范围：公称直径DN≤4000mm），导致换热管的无支撑跨距变大。而无支撑跨距过大，会使换热效果变差，还会引起管束振动损坏。其损坏状况主要有：弯管段换热管之间的接触磨损和尾部支持板管孔对换热管的振动切割。针对这一现象，GB/T151-2014中规定：其结构尺寸A+B+C之和不大于最大无支撑跨距；否则应在弯管部分加支撑。但是，GB151中并未给出“特殊支撑”的具体结构，特殊支撑结构，是指将所有换热管尾部通过一定的方式连接起来，减少各换热管之间由于流体冲击而产生振动和碰撞，避免管束破坏。为解决该问题，现有技术曾设计出以下几种特殊支撑结构。

董玉群在《U形管换热器尾部支撑结构的应用》(石油化工设计，26（1），53-54)中，主要公开了两种支撑结构：A型支撑结构由内向外依次设置与直管端部垂直的支持板、固定在支持板上的扁钢夹持板以及若干对与扁钢夹持板垂直的圆钢，圆钢位于相邻两层U形管之间，以达到固定换热管的目的。制造时，由内向外，每安装一层U形管，插入两根圆钢，直到最外层换热管安装完毕，最后将所有圆钢端部焊接在夹持板上。每增加一层，必须增加的换热管的直段长度，由此带来每层管热管长度不同，不但换热管长度难以定尺，而且制造时需要设计多种不同长度的换热管，间接增加了安装难度与安装成本。

B型支撑结构主要包括由内向外依次焊接在U形管束尾部的若干条状支撑板，将所有换热管弯曲部分连接固定在一起，制造时，支撑板按照布管图开孔，沿每层换热管中心线切割成若干条状钢板，安装时，由内向外，每安装一排换热管，放入一条切好的钢板条，之后焊接相邻两块钢板条，使其后塍一个整体。虽然结构较为简单，但是，由于需要切割大量钢板条，制作较为繁琐困难，对切割精度要求高，穿管后，各钢条之间的焊接工作量过大，仍无法有效降低制造与安装成本。

美国专利US3199582A公开了一种热交换管的抗振结构，其采用若干固定在一对平行杆上的带有多个等径圆弧的波浪形曲杆作为主要支撑结构，平行杆内侧通过固定块固定，平行杆外侧固定在支撑板上，支撑板设置在可滑动组件上，换热管限位在相邻波浪形曲杆的波浪处。该技术方案虽然在一定程度上可实现U形管的支撑，但该结构仅针对正三角形布管，不适于正方形布管，通用性较差。

美国专利US5005637A公开了一种热交换器U形管支撑结构，该技术方案采用若干较差设置的固定杆，将换热管限位在固定杆之间的菱形空间内，类似管壳式热交换器中的折流杆布置，可实现正方形和正三角形布管的尾部支撑。但显而易见的，该支撑结构内的U形管与固定杆之间存在间隙，定位点少，并不能完全将U形管限位，结构稳定性差，安装过程仍需在支撑结构内侧采用主支撑杆，由于采用了大量交叉杆结构，致使耗材高，安装复杂，制造成本也相对较高。因此有必要设计一种制造相对简单，支撑安全可靠的U形管束弯管部位支撑装置。

实用新型内容

本实用新型提供了一种U形管束弯管部位通用支撑装置，从根本上解决了由于装配原因导致腰带板不能先安装，从而影响中部隔板、外端隔板不易定位，限位板制造时产生废料过多，限位板制造成本高，安装繁琐成本高等问题，其具有安装方便、结构稳定可靠、制造与安装成本低等优点，实现正方形和正三角形布管的尾部支撑，适用范围广。

为实现上述目的，采用了如下技术方案：该U形管束弯管部位通用支撑装置包括支持板、腰带板以及位于支持板和腰带板之间的若干限位板，腰带板为固定在热交换器内的弧形结构，其技术要点是：支持板所在平面与热交换器直管段垂直，限位板包括与支持板垂直的带有梯形槽的内端隔板、与内端隔板处于同一平面的两侧带有梯形槽的中部隔板、与内端隔板处于同一平面的带有梯形槽的外端隔板，中部隔板的梯形槽位于中部隔板两侧的同一位置上或在中部隔板两侧交错设置，梯形槽为等腰梯形，梯形两腰之间的夹角为90°，同一隔板相邻梯形槽之间的间距与梯形短边长度相等，内端隔板、中部隔板的两端分别固定在腰带板上，外端隔板固定在腰带板顶端，U形管限位在中部隔板的梯形槽之间，或限位在中部隔板与内端隔板或外端隔板的梯形槽之间。

所述腰带板由平板或角钢或槽钢弯制而成。