專利名稱：螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱力工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
對于螺旋管式換熱管器或蒸汽發(fā)生器，目前國際上大都采用硬支撐結(jié)構(gòu)，例如德 國THTR釷高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器換熱管的支撐結(jié)構(gòu)以及HTR-M0DULE高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生 器換熱管的支撐結(jié)構(gòu)。傳熱管束通過固定結(jié)構(gòu)固定于支撐板上，換熱管束的固定結(jié)構(gòu)為雙 層，里層為兩個半圓狀套管，套管的外表面帶有一定的錐度。外層結(jié)構(gòu)為一完整套管，套管 的內(nèi)表面帶有一定的錐度。里外套管相互卡緊，將換熱管束固定于支撐板上。固定好后，需 對里外層固定件進行焊接。采用硬支撐方式，能夠?qū)Q熱管在徑向和豎直方向進行很好的 定位，在正常運行工程中不會使不同換熱管間的溫差增加很大，但該支撐同時也限制了換 熱管在徑向的膨脹，會產(chǎn)生相應(yīng)的熊抱效應(yīng)，有可能會使換熱管產(chǎn)生應(yīng)力失效。上述的硬支撐結(jié)構(gòu)在進行換熱管組裝時非常復(fù)雜。首先需要在支撐板相應(yīng)的位置 打好孔，然后在開孔處布置換熱管的固定件；接著再將換熱管從里層到外層依次旋入；最 后再在支撐板的每個開孔處進行機械+焊接的固定。整個的換熱管的安裝工序異常復(fù)雜， 安裝的工期很長，而且在換熱管的旋入過程中，很容易造成換熱管的劃傷，影響換熱管的質(zhì) 量。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是解決現(xiàn)有硬支撐的加工難度大、安裝工藝復(fù)雜、組裝 周期長的問題，提供一種可應(yīng)用于任何螺旋管式的換熱器或者蒸汽發(fā)生器的支撐固定結(jié) 構(gòu)。( 二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，提供一種螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)，其包括懸掛肋板，位于換熱管束的頂端，用于承受所有換熱管以及換熱管內(nèi)部流體介質(zhì) 的重量；承重條，與所述懸掛肋板連接，位于換熱管的內(nèi)側(cè)，包括承載條和卡齒，在所述承 載條的背面和卡齒的反面設(shè)置有限位槽，使得相鄰內(nèi)層承重條的卡齒以及固定條卡在所述 限位槽內(nèi)；固定條，位于換熱管的外側(cè)，所述固定條在對應(yīng)承重條卡齒的位置設(shè)置有開孔，使 得卡齒的端頭穿過并與所述固定條固定在一起。優(yōu)選地，所述懸掛肋板與承重條通過固定銷連接，或者所述懸掛肋板與承重條通 過固定銷連接后經(jīng)點焊固定。優(yōu)選地，所述懸掛肋板與承重條通過螺栓連接，或者所述懸掛肋板與承重條通過 螺栓連接后經(jīng)點焊固定。
優(yōu)選地，所述卡齒的形狀沿高度方向不同，所述卡齒的截面形狀為圓形或者四邊形。優(yōu)選地，所述固定條與卡齒通過點焊固定，或者通過螺栓連接固定，或者通過螺栓 連接和點焊結(jié)合的方式固定。優(yōu)選地，所述承載條與所述卡齒是一體的。優(yōu)選地，所述承載條與所述卡齒設(shè)置為分體式，在承載條靠近換熱管的一側(cè)設(shè)置 有開槽用以固定卡齒，卡齒的兩側(cè)設(shè)置有突肩用以從承載條的兩端套入所述開槽中。優(yōu)選地，所述懸掛肋板沿圓周方向的數(shù)量與圓周方向的承重條的數(shù)量相同。(三)有益效果本發(fā)明利用承重條承受換熱管的重量，固定條與承重條的卡齒將換熱管在高度方 向上定位，實現(xiàn)了換熱管的分層安裝，減小了換熱器或者蒸汽發(fā)生器的加工周期。同時，由 于這種換熱管支撐結(jié)構(gòu)可以大幅減小換熱管層間以及同層換熱管間的間距，提高了換熱器 或蒸汽發(fā)生器的緊湊性。當換熱器或蒸汽發(fā)生器在熱態(tài)工作時，各層的換熱管可以沿徑向 自由的膨脹，減小了換熱管與支撐之間的相互作用力。


圖la、lb為本發(fā)明一實施例的螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)剖面圖；圖2為本發(fā)明另一實施例的螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)剖面圖；圖3為本發(fā)明再一實施例的螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)的分體式承重條示意圖。其中，1 懸掛肋板；2 固定銷；2’ 螺栓；3 承重條；4 固定條；5 螺旋換熱管。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明提供了一種螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)，螺旋換熱管5將兩側(cè)的換熱介質(zhì) 隔開，并承受兩側(cè)介質(zhì)的壓差，所述支撐固定結(jié)構(gòu)包括懸掛肋板1，位于換熱管束的頂端，用于承受所有換熱管以及換熱管內(nèi)部流體介質(zhì) 的重量。懸掛肋板在強度上一般很容易滿足設(shè)計要求，因此懸掛肋板沿圓周方向的數(shù)量主 要取決于承重條的數(shù)量，承重條的重量取決于螺旋換熱管及內(nèi)部流體介質(zhì)總重量。優(yōu)選地， 懸掛肋板沿圓周方向的數(shù)量與圓周方向的承重條數(shù)量相同。固定銷2，將承重條3與懸掛肋板1連接起來。為了防止固定銷在換熱器或蒸汽發(fā) 生器運行期間松動，在固定銷安裝后需要點焊。其中，所述固定銷2可以由螺栓2’代替。承重條3，用于支撐和固定螺旋換熱管5。承重條3 —般由主體的承重部分(稱為 承載條)和用于固定螺旋換熱管的卡齒兩部分構(gòu)成。承載條承受相應(yīng)承載區(qū)所有零部件及 流體介質(zhì)的重量。通常在承載條的背面(卡齒反面)設(shè)置一定的限位槽，以便相鄰內(nèi)層承 重條的卡齒以及固定條能夠卡在限位槽內(nèi)，起到圓周方向的限位作用。承重條3沿圓周方 向的數(shù)量除了考慮應(yīng)力評價方面的因素外，還需考慮流致振動的影響。為了方便加工，所述 卡齒的形狀可以沿高度方向不同。固定條4，位于螺旋換熱管5的外側(cè)，與承重條3 —起對換熱管5起到固定作用。固定條4和承重條3將螺旋換熱管5固死在中間，且不允許螺旋換熱管5與承重條3和固 定條4之間存在任何相對運動，以防螺旋換熱管5發(fā)生劃傷或磨損。在進行換熱管支撐結(jié)構(gòu)的安裝時，首先將承重條3從螺旋換熱管5內(nèi)側(cè)插入，然后 將固定條4從換熱管的外側(cè)對應(yīng)的位置扣入承重條3的卡齒上。借助一定的工裝設(shè)備，使 承重條3和固定條4與螺旋換熱管5之間為緊固連接，接著在固定條4的外側(cè)對突出的卡 齒進行點焊。這樣確保螺旋換熱管5在熱態(tài)運行條件下不會與承重條3和固定條4之間發(fā) 生相對滑動，以免螺旋換熱管5發(fā)生磨損或劃傷。當每層螺旋換熱管5的所有承重條3和 固定條4都固定好后，然后按照由里向外的順序，依次套裝螺旋換熱管5，并通過固定銷2將 承重條3固定到頂端的懸掛肋板1上。為了防止固定銷2在運行期間松動，須在固定安裝 后點焊。實施例一一種螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)剖面圖如圖1所示。圖la為豎直方向的剖面圖， 圖lb為水平方向的剖面圖。螺旋換熱管5為豎直方向布置，螺旋換熱管5在豎直方向的固 定與支撐由承重條3的卡齒與固定條4 一起來完成，承重條3的卡齒對螺旋換熱管5進行 圓周方向的限位。不同層間的承重條3沿徑向彼此獨立，以確保螺旋換熱管5在熱態(tài)時可 以沿徑向自由膨脹。螺旋換熱管5通過固定條4與承重條3實現(xiàn)緊固連接，防止運行期間 松動。承重條3通過固定銷2與懸掛肋板1連接，以實現(xiàn)對螺旋換熱管5的固定和支撐。實施例二一種采用螺栓連接的螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)剖面圖如圖2所示。本實施例與 實施例一的換熱管支撐固定結(jié)構(gòu)類似，其與實施例一的不同之處在于本實施例中用于承 重條3和懸掛肋板1之間的連接為螺栓連接，所述螺栓用2’表示。實施例三螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)的承重條可采用分體式設(shè)計，承重條的結(jié)構(gòu)見圖3。本 實施例與實施例一的換熱管支撐固定結(jié)構(gòu)類似，其與實施例一的不同之處在于承重條分
為承載條A和卡齒B兩部分設(shè)計。承載條A靠近換熱管的一側(cè)開有形開槽，以便固
定卡齒B?？XB的兩側(cè)設(shè)有突肩，可以從承載條A的兩端套入其開槽中，并在其滑移到合 適的位置時(B上的孔和A上的孔位置相對應(yīng)時)，利用銷釘進行固定，使得卡齒B與承載條 A連為一體。由以上實施例可以看出，本發(fā)明通過采用承重條作為承受換熱管以及換熱管內(nèi)部 介質(zhì)重量的部件，固定條與承重條的卡齒將換熱管在高度方向上定位。換熱管、承重條、以 及固定條之間采用緊固連接，即不允許換熱管與承重條和固定條之間發(fā)生相對位移，而造 成換熱管的劃傷或磨損。承重條懸掛在換熱器(或者蒸汽發(fā)生器)頂部的懸掛肋板上。不 同層換熱管之間的固定結(jié)構(gòu)可以沿徑向移動，但不能能沿周向運行。為了防止換熱管在運 行期間發(fā)生流致振動，可以在整個圓周方向設(shè)置多條支撐組件。本發(fā)明實現(xiàn)了換熱管的分層安裝，減小了換熱器或者蒸汽發(fā)生器的加工周期。同 時，由于這種換熱管支撐結(jié)構(gòu)可以大幅減小換熱管層間以及同層換熱管間的間距，提高了 換熱器或蒸汽發(fā)生器的緊湊性。此外，當換熱器或蒸汽發(fā)生器在熱態(tài)工作時，各層的換熱管 可以沿徑向自由的膨脹，減小了換熱管與支撐之間的相互作用力。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人
5員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支撐固定結(jié)構(gòu)包括懸掛肋板，位于換熱管束的頂端，用于承受所有換熱管以及換熱管內(nèi)部流體介質(zhì)的重量；承重條，與所述懸掛肋板連接，位于換熱管的內(nèi)側(cè)，包括承載條和卡齒，在所述承載條的背面和卡齒的反面設(shè)置有限位槽，使得相鄰內(nèi)層承重條的卡齒以及固定條卡在所述限位槽內(nèi)；固定條，位于換熱管的外側(cè)，所述固定條在對應(yīng)承重條卡齒的位置設(shè)置有開孔，使得卡齒的端頭穿過并與所述固定條固定在一起。
2.如權(quán)利要求1所述螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述懸掛肋板與承重 條通過固定銷連接。
3.如權(quán)利要求2所述螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述懸掛肋板與承重 條通過固定銷連接后經(jīng)點焊固定。
4.如權(quán)利要求1所述螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述懸掛肋板與承重 條通過螺栓連接。
5.如權(quán)利要求4所述螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述懸掛肋板與承重 條通過螺栓連接后經(jīng)點焊固定。
6.如權(quán)利要求1-5任一項所述螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述卡齒的 形狀沿高度方向不同，所述卡齒的截面形狀為圓形或者四邊形。
7.如權(quán)利要求6所述螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述固定條與卡齒通 過點焊固定，或者通過螺栓連接固定，或者通過螺栓連接和點焊結(jié)合的方式固定。
8.如權(quán)利要求1-5任一項所述螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述承載條 與所述卡齒是一體的。
9.如權(quán)利要求1-5任一項所述螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述承載條 與所述卡齒設(shè)置為分體式，在承載條靠近換熱管的一側(cè)設(shè)置有開槽用以固定卡齒，卡齒的 兩側(cè)設(shè)置有突肩用以從承載條的兩端套入所述開槽中。
10.如權(quán)利要求1-5任一項所述螺旋換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述懸掛肋 板沿圓周方向的數(shù)量與圓周方向的承重條的數(shù)量相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種換熱管的支撐固定結(jié)構(gòu)，其包括懸掛肋板，位于換熱管束的頂端，用于承受所有換熱管以及換熱管內(nèi)部流體介質(zhì)的重量；承重條，與所述懸掛肋板連接，位于換熱管的內(nèi)側(cè)，包括承載條和卡齒，在所述承載條的背面和卡齒的反面設(shè)置有限位槽，使得內(nèi)圈承重條的卡齒以及固定條卡在所述限位槽內(nèi)；固定條，位于換熱管的外側(cè)，所述固定條在對應(yīng)承重條卡齒的位置設(shè)置有開孔，使得卡齒的端頭穿過并與所述固定條固定在一起。本發(fā)明解決了現(xiàn)有硬支撐的加工難度大、安裝工藝復(fù)雜、組裝周期長的問題。
文檔編號F28F9/013GK101852569SQ20101019809
公開日2010年10月6日 申請日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者何樹延, 吳莘馨, 李笑天, 王洪濤, 雒曉衛(wèi) 申請人:清華大學(xué)