[發明專利]一種異形換熱管組裝成為管束的方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 201910339443.6
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110052825B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 關慶鶴;路勇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23P21/00
• 分類號: B23P21/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高倩

一種異形換熱管組裝成為管束的方法、系統及裝置，解決了現有方法制造成本高和制造周期長的問題，屬于反應器、換熱器的制造技術領域。本發明包括：輸入參數，該參數包括設計圖中異形換熱管、支持板和管板的外形尺寸參數以及異形換熱管在支持板和管板中的結構布局參數；根據輸入的參數，將設計圖中異形換熱管、支持板、管板及結構布局從實體轉化為數字化模型，根據該模型，判斷每行異形換熱管組裝過程中各異形換熱管與相鄰異形換熱管是否干涉及干涉位置，進而分析出每行異形換熱管合理的組裝順序；操作者自下而上逐行將異形換熱管與支持板和管板進行組裝，且按照分析出的每行異形換熱管組裝順序將異形換熱管兩側直段插入管板管孔中，完成管束組裝。

技術領域

本發明涉及一種反應器、換熱器中換熱管的組裝方法，特別涉及一種異形換熱管組裝成為管束的方法,屬于煤炭、石油化工行業中反應器、換熱器的制造技術領域。

背景技術

在煤炭、石油化工行業中常見反應器、換熱器所用的換熱管，其普遍為直管或由彎管段和直管段組成的U形管，支持板和管板同時采用三角形或正方形排列，在管束組裝過程中直接插入成為普遍的組裝方法，是這類產品制造的關鍵工序。將直管或者U形管的直段穿入支持板和管板，在管束組裝工序上不存在較大困難，而異形換熱管、支持板和管板組成的管束存在以下特殊結構：

1、根據原材料的反應原理以及工作介質的流向需求，換熱管設計為多個直段、斜直段及圓弧過渡組成的異形換熱管，無法采用直接插入的組裝方法。

2、支持板為圓鋼逐行排列的構架，與常規板材開孔的結構不同，異形換熱管需按行逐根擺放在支持板上。

3、支持板和管板同時采用三角形或正方形排列是常見的管束設計結構，現有一種產品的支持板采用三角形排列，管板采用方形排列，異形換熱管在支持板和管板的對應位置不在同一軸線上。

上述1-3的特殊結構造成無法采用直接穿入的方式進行組裝，如果不按照特定順序，而是盲目的組裝管束，將造成異形換熱管之間發生干涉，對異形換熱管造成損傷，甚至反復試裝，這些都會明顯造成制造成本和制造周期的增加，如果采用現有的實際組裝之前額外制作試驗件進行模擬的方法，由于直段和斜直段尺寸均有所不同，異形換熱管種類眾多，如果采用模擬件本身的制造成本和制造周期也會大幅度增加，因此需要一種異形換熱管組裝成為管束的方法，來解決上述技術問題。

發明內容

針對現有異形換熱管組裝成管束的方法制造成本高和制造周期長的問題，本發明提供一種實施簡便，節省大量模擬成本的異形換熱管組裝成為管束的方法、系統及裝置。

本發明的一種異形換熱管組裝成為管束的方法，所述方法包括：

S1、輸入參數，該參數包括設計圖中異形換熱管、支持板和管板的外形尺寸參數以及異形換熱管在支持板和管板中的結構布局參數；

S2、根據S1輸入的外形尺寸參數和結構布局參數，將設計圖中的異形換熱管、支持板、管板及結構布局從實體轉化為數字化模型；

S3、根據建立的數字化模型，判斷每行異形換熱管組裝過程中各異形換熱管與相鄰異形換熱管是否干涉及干涉位置；

S4、根據S3的干涉情況，分析出每行異形換熱管合理的組裝順序；

操作者自下而上逐行將異形換熱管與支持板和管板進行組裝，且按照S4分析出的每行異形換熱管組裝順序將異形換熱管兩側直段插入管板管孔中，旋轉異形換熱管將其組裝到支持板上的對應位置，完成管束的組裝。

優選的是，所述S1包括：對于不同管板裝配的異形換熱管進行分組，輸入不同管板對應的異形換熱管的編號、數量和外形參數，以及每個異形換熱管分別在對應管板和支持板上的兩套不同坐標系的坐標說明。

優選的是，所述S2包括：