CN102209874A - 用于热交换器的可移位的隔板及用于减小其振动的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种具有至少一个可移位的隔板的管束装置，以便减少管振动，所述至少一个可移位的隔板支撑所述管束装置中的管。所述可移位的隔板包括至少两个可移位的部分，该至少两个可移位的部分能移动到安装位置，使得管束中的管被偏移。

Description

用于热交换器的可移位的隔板及用于减小其振动的方法

技术领域

本发明涉及诸如热交换器、冷凝器和类似的具有管或棒状元件的集合体的流体处理设备的管束装置，例如在诸如核反应堆、化学反应堆、电加热器或任何平行的柱状形状的集合体的装置中，该集合体具有经过管或其他元件的流体流。具体地，本发明涉及结合管束使用以对管束内的各个管提供支撑作用并且减小振动的可移位的隔板或支撑结构。本发明还涉及用于减小热交换器的管束中的振动的方法。

背景技术

管束设备，诸如壳管式热交换器及其他类似的流体处理装置(例如阻流器和导流器)采用组合成束的管，以便引导流体穿过设备。在这种管束中，流体通常既流过管的内部又横穿管的外部。管束中的管的构型通过其中固定了管的管板固定。管的一种常见构型是矩形或正方形形式，其中管设置成排列好的管排，该排列好的管排在每对或排之间具有彼此正交排列的管通道(在管之间的直线路径)。以这种形式，除了在管束的外周之外，每个管邻近八个其他的管且直接与跨过将其管排与两个相邻管排分开的管通道的相对应的管相对。在三角形管形式中，在交替管排中的管彼此排列成使得每个管相邻于六个其它管(两个相邻管在同一管排中，而四个管在两个相邻管排中)。

在现有交换器中生产能力的增加对于通过减少设备尺寸降低资金成本或对于增加生产力因素来说通常是期望的。当评价热交换器的速率的增加时通常受到的限制因素是流动引起的振动损坏管的可能性。在管周围的流体流动模式可能导致流动引起在管束中的有规律或无规律的振荡性质的振动，并且在例如其中在管和周围流体之间发生传热的热交换器的装置的情况下，当流体在管周围循环和流动时，在流体的速度、温度和密度方面的改变可能增加振动的可能性。如果这些振动达到一定临界幅度，可能导致管的损坏。如果热交换器设备用不同材料的管更换原来的管，例如如果将相对硬的材料用较轻质量的管替代，则管振动问题可能恶化。当使设备处于更严格的操作要求下时，例如当其他现有设备被升级时和以前令人满意的热交换器在新的条件下变得易于遭受流动引起的振动时，流动引起的振动也可能发生。甚至在某些条件下，当热交换器仍在流动流中但没有发生传热时，以及在流动流中、在有或没有传热的情况下，具有棒或棒状元件的集合体的其他管束装置中，可能遇到振动。

已经开发多种不同的设备设计用于解决管振动问题。一个示例是棒隔板设计。棒隔板热交换器是利用棒隔板来支撑管并将管固定以防止振动的壳管式热交换器。术语“隔板”指沿着管束长度每隔约15cm放置的笼，其中将多个支撑棒的端部连接起来以形成笼状的管支撑结构；因此称为术语“棒隔板”。但是，棒隔板交换器往往比常规壳管式交换器价格贵约30％至40％，并且已经存在如下状态，其中这种类型的管束装置由于流动引起的振动而发生故障。棒隔板必须具有非常精确的尺寸。如果棒隔板中的棒稍稍尺寸不足，那么管将发生颤动。如果棒稍稍尺寸太大，那么管的装填将非常困难且昂贵。棒隔板热交换器例如在Gentry等人的美国专利4,342,360；Gentry的美国专利5,388,638；Gentry的美国专利5,553,665；以及Gentry的美国专利5,642,778中进行了描述。

如在美国专利5,553,665中所描述的，棒隔板设计的一些应用，例如气体压缩应用可以受益于纵向流动，其中壳侧的压力损失被最小化。壳侧的压力损失的降低可以通过增加棒隔板的间距从而降低棒隔板的数量而实现，或者通过减少管的数量而实现，其中减少管的数量是通过增加管间距尺寸，即从管的中心测量的两个相邻管排之间的距离而实现的。增加隔板间距通常不是令人满意的选择，因为增加的隔板间距增加了发生流动引起的管振动的可能性。这种棒隔板设计代表了一种解决棒隔板构型的压降问题的尝试。

一种可选的设计是“蛋箱”支撑结构设计。然而，该设计甚至比棒隔板设计更昂贵。与棒隔板设计一样，蛋箱也易于受到可能导致管故障的管颤动。颤动是管由于支撑结构和管外径之间存在间隙而碰撞支撑结构的运动。在构造管束时，需要间隙，以便允许管***穿过蛋箱支撑结构。

除了良好的设备设计之外，也可以采用其他手段来降低管振动。作为这些支撑装置的管支撑装置或管桩是公知的(并且在本说明书中涉及)，而可以被安装在管束中以控制流动引起的振动并防止管的过大移动。大量的管支撑结构或管桩已经被提出且是可商购的。例如，Williams的美国专利4,648,442、Hahn的美国专利4,919,199、Hahn的美国专利5,213,155和Hahn的美国专利6,401,803描述了能够被***管束中以减小振动的不同类型的管桩或管支撑结构。

另外，改进的管桩还在Wanni等人的题为“抗振管支撑结构(Anti-Vibration Tube Support)”的美国专利No.7,032,655中示出。已经发现由Wanni等人教导的管桩的使用在减小管束中的振动方面特别有效。这些在改进现有的管束方面尤其有用。公开内容通过引用明确并入本文中的Wanni等人的共同待审和共同转让的、题目为“具有开槽隔板的减小振动的管束装置(Reduced Vibration Tube Bundle Device Having Slotted Baffles)”的美国专利申请No.11/905,694公开了使用带槽隔板来支撑在管束内的管，如图1至图4所示。如美国专利No.7,032,655中公开的管支撑桩被用来使各个管偏移，与带槽隔板接触，从而使得隔板与桩结合地支撑管并减小振动，如图1所示。然而，需要在不使用管桩的情况下(特别是以便例如在新的管束中使用)减小管束中的振动。

发明内容

本发明的一个方面是提供具有至少一个可移位的隔板的管束装置(例如，热交换器)，该可移位的隔板支撑管束装置中的管。术语的使用以示例方式使用。本发明意图不限于管；而是可以想到，棒和其他传热或流体流动元件可被采用且被认为是完全在本发明的范围内的。

本发明的一个方面是提供一种改进的管束装置，其提供增加的管支撑作用以减小振动。管束装置包括壳体和位于壳体内的管束。管束具有多个管，管以管排彼此平行布置。管能以常规的矩形构型或常规的三角形构型布置。管束装置包括至少一个可移位的支撑隔板。每个可移位的支撑隔板具有形成在其中的多个孔。孔的尺寸被设定成接纳至少一个管穿过所述孔。各种孔构型被考虑。孔可被设定尺寸以接纳单个管穿过所述孔。孔可被形成为伸长形槽以接纳多个管，如在2007年10月3日提交的题为“具有开槽隔板的减小振动的管束装置(Reduced Vibration Tube Bundle Having Slotted Baffles)”的共同待审的美国专利申请No.11/905,694中公开的，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。孔可被形成为由固定于笼的伸长形棒或杆形成的伸长形槽，如标题为“振动减小的管束(Reduced Vibration Tube Bundle)”的美国专利No.7,219,718和美国专利No.7,073,575中公开的，这两个专利的公开内容的全部通过引用并入本文。

根据本发明，每个可移位的支撑隔板具有至少第一部分和第二部分，其中所述部分能选择性地在便于在管束上定位可移位的支撑隔板的第一装填位置和使穿过多个孔的管偏移的第二安装位置之间移位。设置了至少一个第一紧固件，以将所述部分固定或维持在第一装填位置。在沿管束的轴的期望位置定位可移位的支撑隔板之后，松动或移除所述至少一个第一紧固件，以允许所述部分相对于彼此移位到第二位置。第一紧固件可以为夹具、螺钉、螺栓或任何其他的在被安装时将所述部分维持在第一位置但是能被移除以允许所述部分移位到第二位置的合适的紧固件。意图的是，所述部分能在第二安装位置靠近在一起或进一步分开，只要穿过可移位的支撑隔板的管被偏移。设置了至少第二紧固件，以将所述部分固定或维持在第二安装位置。第二紧固件可以是夹具、螺钉、螺栓、焊接部或任何其他的将所述部分维持在第二安装位置的合适的紧固件。本发明不意欲被限定于第一部分和第二部分，而是考虑了多于两个的任何数量的部分，只要所述部分能相对于彼此移位以提供管在管束内必要的偏移。

根据本发明的另一方面，在所述部分之间设置了至少一个***件，以在所述部分之间提供必要的间距，使得管被所述部分偏移。第二紧固件随后用于将所述部分和***件固定在其正确的方位。

根据本发明的另一方面，结合了至少一个固定隔板使用可移位的支撑隔板。每个固定隔板具有多个孔，所述多个孔的尺寸被设定成接纳至少一个管穿过所述孔。上述至少一个固定隔板和至少一个可移位的支撑隔板沿管束的纵轴线间隔开。优选地，每个可移位的支撑隔板与相邻的固定隔板间隔开。利用该布置结构，当可移位的支撑隔板被设置在其第二安装位置时，管被偏移足够的量，使得管也接触固定隔板，由此进一步稳定管束内的管并减小振动。

根据本发明的又一方面，公开了用于支撑管束中的多个管的可移位的支撑隔板。可移位的支撑隔板包括至少第一板和第二板。每个板具有形成在其中的多个孔。可移位的支撑隔板具有用于将板一起固定在第一装填位置的至少一个第一紧固件组件。可移位的支撑隔板还包括用于将板一起固定在第二安装位置的至少一个第二紧固件组件。

本发明的另一方面是提供一种支撑管束的方法，管束具有以管排彼此平行布置的多个管和在大体平行于多个管的方向延伸的纵轴线。所述方法包括沿纵轴线将至少一个可移位的支撑隔板定位在管束上。每个可移位的支撑隔板具有形成在其中的多个孔，所述多个孔的尺寸被设定成接纳管中的至少一个管穿过所述孔。每个隔板具有两个或多个部分，其中多个孔中的一些的每个部分定位在其中。该方法还包括使所述部分相对于彼此移位到安装位置以及将所述部分固定在安装位置。当所述部分相对于彼此移位时，穿过可移位的隔板的管被偏移。

附图说明

现将结合附图描述本发明，在附图中相同的附图标记描述相同的元件，在附图中：

图1是根据本发明实施方式的具有至少一个可移位的支撑隔板的管束的示意图；

图2是根据本发明实施方式的可移位的支撑隔板的示意图；

图3是图2的可移位的支撑隔板的变化形式；

图4是图2的可移位的支撑隔板的另一变化形式；

图5A是根据本发明的具有多个水平布置的槽的图2可移位的支撑隔板的又一变化形式；

图5B是具有多于一个的平行分隔通道的图5A可移位的支撑隔板的另一变化形式；

图6是根据本发明的具有处于装填位置的可移位的支撑隔板的管束装置的侧视图；

图7是根据本发明的具有处于一个安装位置的可移位的支撑隔板的图6的管束装置的侧视图；

图8是根据本发明的具有夹紧装置的可移位的支撑隔板的示意图；

图9是根据本发明的具有另一夹紧装置的可移位的支撑隔板的示意图；

图10是根据本发明的具有处于另一安装位置的可移位的支撑隔板的图6的管束装置的侧视图；

图11是根据本发明的具有尺寸设定成将管接纳在其中的多个开口的可移位的支撑隔板的示意图；

图12是根据本发明的具有形成尺寸设定成将管接纳在其中的多个槽的多个棒的可移位的支撑隔板的示意图；

图13是根据本发明的具有用于管束的竖直槽的固定的支撑隔板的示意图；

图14是根据本发明的具有用于管束的水平槽的固定的支撑隔板的示意图；以及

图15是根据本发明的用于管束的阻断隔板的示意图。

具体实施方式

现将结合附图更详细地描述本发明。申请人表明，结合本发明使用的术语“水平的”和“垂直的”旨在作为描述隔板的各个部件相对于隔板的其他部件的方位的基准点。该术语并不是要描述隔板或构成热交换器内的隔板的部件的方位。意图的是，管束装置1在使用时可以具有多种方位中的一种。因此，管束装置通常能水平地、竖直地或相对于水平成任何角度地定向。

图1示出了具有多个隔开的隔板的管束。管束10为管束装置1(例如，热交换器或其他合适的传热部件)的一部分。管束10包括在一对管板13和14之间延伸的多个平行管11。管束10被装配到管束装置1的周围外壳或壳体20内。通常，流体流动穿过管11的内侧和在壳体20内跨过管11的外侧进行。管束10设置有隔板，以减小管束10内流动引起的振动并且将流体的流动远离壳体20引向管11。

图2示出了可移位的支撑隔板300。可移位的隔板300包括尺寸设定成接纳管11以减少振动的多个孔。可移位的隔板300包括多个槽36。槽36被布置成与管束10中的管11的管排对应。在隔板300上设置了多个竖直延伸的肋37。每个肋37在槽36之间竖直延伸。每个肋37优选地具有比管束10中相邻管11之间的间距稍小的厚度。本发明不限于竖直槽；而是，如图5A和图5B所示的水平槽46被认为是完全在本发明的范围内的。对于水平延伸的槽46，设置了多个水平延伸的肋47。每个肋47在槽46之间水平地延伸。每个肋57优选地具有比管束10中相邻管11之间的间距稍小的厚度。然而，本发明不意欲被限定于使用竖直槽36或水平槽46，而是考虑了其他孔，包括但不限于水平槽、尺寸设定成接纳单个管11的开口371(如图11所示)以及由固定到笼374的伸长形杆或棒373形成的伸长形开口372(如图12所示)。意图的是，接纳各个管11穿过开口371的开口371的使用可以是优选的孔构型。

围绕外周界的阻断区域34被设定成使来自最外侧的管11和壳体20的内径之间的任何旁通流朝向管11向内改变方向。竖直槽36将管11接纳在其中。隔板30包括形成在其中的多个槽口32和33。槽口32被设定尺寸，以在其中接纳系杆(tie bar)5。槽口33被设定尺寸以在其中接纳滑杆(skid bar)6。滑杆6被设置成在管束10***壳体20期间确保支撑作用。槽口32和33确保隔板300保持在正确方位。系杆5、滑杆6、可移位的隔板300、固定隔板30及40(如果使用了的话)和阻断隔板60(如果使用了的话)一起形成刚性笼，这样便于将管束10的管11***壳体20内。

通常，管束10包括至少一个分隔通道，该分隔通道将管束10内的管11分成若个分离的组。分隔通道不包括任何管11。分隔通道可具有水平方位和垂直方位。流动通过分隔通道的流体不接触管11的传热表面。因此，希望将管束10内的流体的流动改变方向远离分隔通道地朝向管11以提高传热。可移位的隔板300包括至少一个分隔通道阻断区域35和310，以使热交换器1的壳体内的流体流动改变方向朝向管束10的管11。在阻断区域35和310的相对侧上设置上述多个孔。

根据本发明方面的可移位的隔板300被沿分隔通道阻断区域310中的分隔通道301分成了至少两个分离的部分320和330。分隔通道301通过将隔板300切成两段而形成。这能通过激光切割或其他合适的切割方法来实现。隔板300的初始形状(即在将隔板切成两段或多段之前)可以略大于期望的形状，使得在隔板300被切割成两段且处于安装位置之后，隔板300具有与壳体20的内周界的尺寸一致的外周界。也意图的是，部分320和330能被形成为分离的两段。部分320和330被固定到一起以装填到管束10上，使得隔板300能适当地设置在管束10上期望的位置处。如图8所示，可以使用可移位的夹紧组件350来将所述部分固定在一起，以正确地安装隔板300。一旦隔板300被正确地定位且管被装填，则移除夹紧组件350。隔板300具有如图6所示的方位。管11被接纳在孔内且在部分320和330之间存在一个小空间360。

能以两种方式中的一种实现管束10中的管11的加强，从而减小振动。一旦隔板300和其他下面更详细描述的隔板被正确地定位在管束10上且已经移除了夹紧组件350，则部分320和330能更靠近地移动到图7或图9所示的位置。在该布置结构中，隔板300中的孔接触管11，使得管11向内偏移。管的偏移引起加强，这减少振动。能利用沿分隔通道301的合适的焊接部、合适的夹紧装置370、螺母-螺栓紧固组件380或任何其他合适的紧固件将部分320和330固定在一起，只要这样的紧固件在热交换器1的操作期间将部分320和330维持在其正确的安装位置。

可选地，一旦隔板300和其他隔板被正确地定位在管束10上且夹紧组件350已被移除，则部分320和330能进一步移动分开至图10所示的位置。在该布置结构中，隔板300可具有略小的初始形状，使得当隔板300处于安装位置时，隔板300的外周界基本上与壳体的内周界对应。通过使用起重机、千斤顶等而使两个部分稍微远离彼此移动且将适当成形的***件390(其可由金属条带形成)放置在隔板300的两个部分320和330之间的空间391中，实现两个部分320和330的微小移动。一旦通过起重机或千斤顶施加的力被移除，则由管11施加的力将***件390保持在适当位置；同样，同一力将在管上产生弯曲力，从而加强管。两个部分能与另一组夹具相互焊接或相互固定，以在管束操作期间提供额外的刚性。在该布置结构中，隔板300中的孔接触管11，使管11朝外偏移。部分320和330能利用***件390而维持在这样的方位中。部分320和330可以被焊接到***件390。还意图的是，可以采用夹紧装置370或任何其他合适的紧固件来固定部分320和330，只要这样的紧固件将部分320和330维持在其正确的安装位置。重要的是，***件390的厚度应略大于在隔板300中切割出来的空间391的厚度。例如，如果切割出来的槽391为3mm宽，则***件390可为约6或7mm厚。

图5A示出了可移位的支撑隔板400。可移位的隔板400包括尺寸设定成接纳管11以减小振动的多个孔。可移位的隔板400包括多个槽46。槽46被布置成与管束10中的管11的管排对应。在隔板400上设置了多个水平延伸的肋47。每个肋47在槽46之间水平延伸。每个肋47优选地具有比管束10中相邻的管11之间的间距略小的厚度。槽46能用开口361或伸长形开口372替换，如上所述。

围绕外周界的阻断区域44被设定成使来自最外侧的管11和壳体20的内径之间的任何旁通流朝向管11向内改变方向。水平槽46将管11接纳在其中。隔板400包括形成在其中的多个槽口32和33。槽口32被设定尺寸以在其中接纳系杆5。槽口33被设定尺寸以在其中接纳滑杆6。滑杆6被设置成在管束10***壳体20期间确保支撑作用。槽口32和33确保隔板400保持在正确方位。系杆5、滑杆6、可移位的隔板300和400、固定隔板30、40(如果需要的话)和阻断隔板60(如果需要的话)一起形成刚性笼，其有利于将管束10的管11***壳体20内。

可移位的隔板400包括至少一个分隔通道阻断区域45，以使热交换器1的壳体内的流体流动改变方向朝向管束10的管11。在阻断区域45的相对侧上设置上述多个孔。根据本发明方面的可移位的隔板400被沿分隔通道阻断区域45中的分隔通道401分成了至少两个分离的部分420和430。分隔通道401通过将隔板400切成两段而形成。这能通过激光切割或其他合适的切割方法来实现。类似于隔板300，隔板400的初始形状(即在将隔板切成两段或多段之前)可以略大于当部分420和430更靠近移动时所期望的形状，使得在隔板400被切割成两段且处于安装位置之后，隔板400具有与壳体20的内周界的尺寸一致的外周界。类似于隔板300，初始形状可稍小于当部分420和430在安装位置进一步移动分开时的形状。在某些情形下，热交换器1可以不具有分隔通道。这可在单个管程的热交换器中出现。在该布置结构中，希望在可移位的隔板上包括假的分隔通道(即，使管通道的宽度增加)以便允许沿分隔通道401将隔板切割成两段或多段。希望的是当没有分隔通道时(例如具有单个管程的交换器)包括假的分隔通道，或者在没有分隔通道存在时期望分隔通道。图5B示出了具有不止一个的分隔通道701、702和703的可移位的隔板700，所述不止一个的分隔通道将隔板700分成部分710、720、730和740。

部分430和430被固定到一起，以装填到管束10上，使得隔板400能正确地定位在管束10上的期望的位置处。如图8所示，可移位的夹紧组件350可以用于将所述部分固定在一起以正确地安装隔板400。隔板400具有如图6所示的方位。管11被接纳在孔内且在部分420和430之间存在一个小空间360。一旦隔板400被正确地定位且管11被装填，夹紧组件350被移除。

能以两种方式中的一种实现管束10中的管11的加强以减小振动。一旦隔板400和其他下面更详细描述的隔板被正确地定位在管束10上，管11被装填且已经移除了夹紧组件350，则部分420和430能更靠近地移动到图7或图9所示的位置。在该布置结构中，隔板400中的孔接触管11，使得管11向内偏移。这加强管11以减少振动。能利用沿分隔通道401的合适的焊接部、合适的夹紧装置370、螺母-螺栓紧固组件380或任何其他合适的紧固件将部分420和430固定在一起，只要这样的紧固件在热交换器1的操作期间将部分420和430维持在其正确的安装位置。

可选地，一旦隔板400和其他隔板被正确地定位在管束10上，管11被装填，且夹紧组件350被移除，则部分420和430能进一步移动分开至图10所示的位置。在该布置结构中，隔板400可具有略小的初始形状，使得当隔板400处于安装位置时，隔板400的外周界基本上与壳体的内周界对应。两个部分420和430的微小移动通过使用起重机、千斤顶等而使两个部分稍微远离彼此移动且将适当成形的***件390(其可由金属条带形成)放置在隔板400的两个部分420和430之间的空间391中来实现。一旦通过起重机或千斤顶施加的力被移除，则由管11施加的力将***件390保持在适当位置；同样，同一力将在管上产生弯曲力，从而加强管。两个部分能用另一组夹具相互焊接或相互固定以在管束操作期间提供额外的刚性。在该布置结构中，隔板400中的孔接触管11，使管11朝外偏移。部分420和430能利用***件390而维持在这样的方位中。部分420和430可以被焊接到***件390。还考虑的是，可以采用夹紧装置370或任何其他合适的紧固件来固定部分420和430，只要这样的紧固件将部分420和430维持在其正确的安装位置。

根据本发明，可移位的隔板300和400不限于两个可移位的部分320、330和420、430；而是，两个或更多个的可移位的部分被认为是完全在本发明的范围内的。图3示出了具有三个可移位的部分的隔板500。隔板500包括额外的分隔通道302。图4示出了具有四个可移位的部分的隔板600。隔板600另外包括额外的分隔通道303。可移位的部分能相对于彼此移位且能以上述方式固定在正确的装填位置。其他构型被认为是完全在本发明的范围内的。而且，各种孔构型被认为适合用于隔板500和600。当多个孔为槽时，分隔通道401通常平行于槽，使得当所述部分被移位时，槽能使管11移位，如图2和4所示。当设置了多于一个的分隔通道时(例如，如图3、4、5B所示)，孔构型必须允许当所述部分相对于彼此移位时，管也能够移位。在图5B中，分隔通道701、702和703彼此平行。利用该布置结构，孔能为伸长形槽，该伸长形槽平行于分隔通道延伸，使得所述部分710、720、730和740的移位将引起管的适当偏移。垂直于分隔通道延伸的伸长形槽将不引起管的适当偏移。在此情形中，当意图实现多于一个的移位方向时，开口371的使用可能是最适当的孔。

根据本发明，可移位的隔板300和400可沿管束10的长度隔开，以减小振动。还意图的是，使可移位的隔板可仅设置在需要减少振动的那些位置(例如，在管束的端部)。本发明不意欲局限于单独使用可移位的隔板300和400。

根据本发明，可移位的隔板300和400可结合至少一个固定隔板30或40(如图13和14所示)以及至少一个阻断隔板60(如图15所示)使用。图13示出了具有槽的固定隔板30。尽管固定隔板30被示出具有竖直槽，但是本发明不意欲限定于仅具有槽的隔板；而是，如上面结合可移位的隔板300描述的其他构型被认为是完全在本发明的范围内的。固定隔板30具有为管11提供支撑作用以减小振动的多个竖直槽36。阻断区域34被设定成：使来自最外侧的管11和壳体20的内径之间的任何旁通流向内改变方向朝向管11。竖直槽36将管11接纳在其中。隔板30包括形成在其中的多个槽口32和33。槽口32的尺寸设定成将系杆5接纳在其中。通常，系杆和滑杆在装填管之前被焊接到隔板。在本发明的情形中，这对于可移位的隔板来说不太适合。相反的是，系杆和滑杆将在装填了管之后和使隔板部分移位之后被焊接到可移位的隔板。固定隔板和阻断隔板(如果使用了的话)能在装填管之前被焊接到系杆和滑杆，以为束笼提供足够的刚性。本发明不限于使用系杆；而是，常规拉杆(tie rod)380的使用(如图11所示)可以被采用。当利用拉杆380时，拉杆可被允许在可移位的隔板被移位到装填部分时与管11一起弯曲。另一方面，固定隔板中的用于拉杆的孔洞可被制造得略大，使得拉杆的弯曲能在可移位的隔板的移位期间被减小。槽口32的尺寸被设定成将滑杆6接纳在其中。滑杆6被设置成在将管束10***壳体20期间确保支撑作用。槽口32和33确保可移位的隔板300、固定隔板30和40以及阻断隔板60(下面描述)维持在正确的方位。系杆5、滑杆6和隔板300、30、40和60一起形成刚性笼，这有利于管束10的管11的***。隔板30包括至少一个分隔通道阻断区域35以使热交换器1的壳体内的流体流动朝管束10的管11改变方向。槽36被布置成对应于管束10中的管11的管排。在隔板30上设置了多个竖直延伸的肋37。每个肋37在槽36之间竖直延伸。每个肋37优选地具有比管束10的相邻管11之间的间距略小的厚度。

具有为管束10中的管11提供支撑作用以减小振动的水平槽46的固定隔板40在图14中示出。类似于隔板30，隔板40被设置成使离开管束10的外侧的管11和壳体20的内表面之间的间隙的流体流向内改变方向朝向管束10的管11，离开壳体20并且向外离开分隔通道朝向管11。隔板40具有阻断区域44。阻断区域44具有与阻断区域34类似的构造。隔板40还包括至少一个分隔通道阻断区域45。隔板40包括多个水平槽46。槽46被设置在分隔通道阻断区域35的相对侧上。槽46被设定尺寸以接纳并支撑管束10的管11。在隔板40上设置了多个水平延伸的肋47。每个肋47在槽46之间延伸。

当可移位的隔板300、400和固定隔板30、40包含用于穿过其接纳管的槽时，可以利用阻断隔板60，如图15所示。阻断隔板60被设定成向内朝管束10的管11，离开壳体20并且向外离开管束的分隔通道来引导流体流。每个隔板60包括阻断区域64和分隔通道阻断区域65。阻断区域60不对管束10的管11提供支撑作用。

现将更详细地描述管束装置1的组装。利用系杆5、滑杆6、可移位的隔板300和400以及隔板30、40和60构造出管束10的刚性笼。通过将系杆5和滑杆6固定在隔板30、40和60的相应的槽32和33内来形成刚性笼。优选地通过焊接或其他合适的连接机构将系杆5和滑杆6固定在槽32和33内。可移位的隔板300和400不应被焊接到系杆和滑杆，直到两个部分被移位并固定在最终位置之后才焊接。可移位的隔板300和400以及固定隔板30和40以期望的间距间隔开。隔板可具有固定隔板与可移位的隔板相邻地定位的交替模式。竖直可移位的隔板优选地邻近水平可移位的隔板定位。至少一个阻断隔板60可位于隔板之间，如图1所示。

一旦已经组装完刚性笼，管束10的管11可被***该笼内。通过将管11***穿过隔板的开口，管11被装填到管束10内。在管11被定位在笼内之后，将可移位的隔板的部分移动到安装位置，如上面所述。随后，将所述部分固定在安装位置。可将管板13和14固定到管束10的端部。这通过将每个管11的端部焊接或以其他方式固定到管板来实现。如上面讨论的，至少一个管板是固定的。当使用U形管时，意图的是使得管的端部被能被固定到一对管板13，固定到一个固定的管板13和一个浮动的管板14，或固定到一个固定的管板13，使得管的两端被固定到同一管板13。通过沿滑杆6将束管10滑动到壳体内，组装完的管束10被***壳体20内。一旦管束10在壳体20内被正确地定向，则将管板13固定到壳体20。

对于本领域技术人员来说很显然，在不偏离本发明的范围的情况下能做出各种修改和/或变化。因而预期的是，本发明涵盖此处对装置和方法的修改和变化，只要它们落入所附权利要求书及其等同物的范围内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种管束装置，包括：

管束，所述管束具有多个管，所述管以管排彼此平行布置；以及

至少一个可移位的支撑隔板，所述至少一个可移位的支撑隔板具有形成在其中的多个孔，其中所述多个孔的尺寸被设定成接纳所述管中的至少一个所述管穿过所述孔，

其中每个可移位的支撑隔板具有至少第一部分和第二部分，其中所述多个孔的一部分被设置在所述第一部分，而所述多个孔的另一部分被设置在所述第二部分，

其中至少所述第一部分和所述第二部分被设置在便于在所述管束上将所述可移位的支撑隔板定位在所述管束上的第一装填位置以及使穿过所述多个孔的所述管偏移的第二安装位置，以及

用于在所述第二安装位置将所述第一部分固定到所述第二部分的至少一个紧固件。

2.如权利要求1所述的管束装置，其中所述第一部分和所述第二部分在所述第二安装位置比在所述第一装填位置更靠近在一起。

3.如权利要求1所述的管束装置，其中所述第一部分和所述第二部分在所述第一装填位置比在所述第二安装位置更靠近在一起。

4.如权利要求2或3所述的管束装置，其中所述至少一个紧固件是焊接部、夹具和可释放的紧固件中的一种。

5.如权利要求3所述的管束装置，还包括定位在所述第一部分和所述第二部分之间、用以将所述第一部分和所述第二部分保持在所述第二安装位置的至少一个***件。

6.如前述权利要求中任一项所述的管束装置，还包括：

至少一个固定隔板，所述至少一个固定隔板具有形成在其中的多个孔，其中所述多个孔中的每一个孔的尺寸均被设定成接纳所述管中的至少一个管穿过所述孔。

7.如权利要求6所述的管束装置，还包括壳体，其中所述管束被接纳在所述壳体中，其中所述固定隔板中的每一个具有外周界和形成在所述外周界和所述多个孔之间的阻断区域，其中所述阻断区域的尺寸被设定成定位于所述壳体和所述管束的外侧管之间的间隙内。

8.如权利要求7所述的管束装置，其中所述管束具有分隔所述管束的所述管的一部分与所述管束的所述管的另一部分的至少一个分隔通道，其中每个固定隔板具有形成在其中的分隔通道阻断区域，其中每个分隔通道阻断区域的尺寸被设定成被接纳在所述管束的相对应的分隔通道内。

9.如权利要求8所述的管束装置，其中所述管束具有纵轴线，其中所述至少一个可移位的支撑隔板和所述至少一个固定隔板沿所述纵轴线间隔开。

10.如权利要求9所述的管束装置，其中每个可移位的支撑隔板与相邻的固定隔板间隔开。

11.如前述权利要求中任一项所述的管束装置，其中所述管束具有分隔所述管束的所述管的一部分与所述管束的所述管的另一部分的至少一个分隔通道，其中每个可移位的支撑隔板具有形成在其中的分隔通道阻断区域，其中每个分隔通道阻断区域的尺寸被设定成被接纳在所述管束的相对应的分隔通道内，其中所述分隔通道阻断区域具有在所述第一部分上的第一部件和在所述第二部分上的第二部件。

12.如权利要求11所述的管束装置，其中所述多个孔为多个间隔开的槽。

13.如权利要求12所述的管束装置，其中所述多个槽大体上平行于所述分隔通道阻断区域延伸。

14.如权利要求13所述的管束装置，其中每个可移位的支撑隔板还包括：

多个支撑肋，其中每个支撑肋基本上平行于所述多个槽延伸。

15.如权利要求13所述的管束装置，其中每个可移位的支撑隔板还包括：

至少一个加强肋，所述至少一个加强肋在基本上正交于所述支撑肋和所述槽的方向上延伸，其中每个肋与至少一个肋和至少一个槽交叉。

16.一种用于支撑管束中的多个管的可移位的支撑隔板，包括：

第一板，所述第一板具有形成在其中的多个孔，其中每个孔适于接纳所述多个管中的一个管穿过所述孔；

第二板，所述第二板具有形成在其中的多个孔，其中每个孔适于接纳所述多个管中的一个管穿过所述孔；

其中所述第一板和所述第二板中的每一个具有外周界和形成在所述外周界和所述多个孔之间的阻断区域；

第一紧固件组件，所述第一紧固件组件用于在第一装填位置将所述第一板固定到所述第二板，以允许所述管***穿过所述多个孔；以及

第二紧固件组件，所述第二紧固件组件用于在第二安装位置将所述第一板固定到所述第二板，以使穿过所述多个孔的所述管偏移。

17.如权利要求16所述的可移位的支撑隔板，其中所述第一板和所述第二板中的每个具有分隔通道阻断区域，其中所述分隔通道阻断区域的尺寸被设定成定位在管束内的分隔通道中，其中所述第一板上的所述分隔通道阻断区域邻近所述第二板上的所述分隔通道阻断区域定位。

18.如权利要求17所述的可移位的支撑隔板，其中所述第一紧固件组件被定位在所述第一板和所述第二板的所述分隔通道阻断区域上。

19.如权利要求17所述的可移位的支撑隔板，其中所述第二紧固件组件被定位在所述第一板和所述第二板的所述分隔通道阻断区域上。

20.如权利要求17所述的可移位的支撑隔板，其中所述多个孔为多个平行的槽，其中每个槽的尺寸被设定成在其中定位至少一个管。

21.如权利要求20所述的可移位的支撑隔板，其中所述多个槽大体平行于所述分隔通道阻断区域延伸。

22.如权利要求20所述的可移位的支撑隔板，其中所述多个槽大体垂直于所述分隔通道阻断区域延伸。

23.一种支撑管束的方法，所述管束具有多个管和在大体平行于所述多个管的方向延伸的纵轴线，所述管以管排彼此平行布置，所述方法包括：

沿所述纵轴线将至少一个可移位的支撑隔板定位在所述管束上，每个可移位的支撑隔板具有形成在其中的多个孔，其中所述多个孔中的每一个孔的尺寸被设定成接纳所述管中的至少一个所述管穿过所述孔，其中每个可移位的支撑隔板具有第一部分和第二部分，其中所述多个孔的一部分被定位在所述第一部分上，而所述多个孔的另一部分被定位在所述第二部分上；

使所述第一部分相对于所述第二部分移位到安装位置；以及

将所述第一部分固定到所述第二部分，使得所述第一部分和所述第二部分保持在安装位置。

24.如权利要求23所述的方法，其中使所述第一部分相对于所述第二部分移位使得穿过所述多个孔的所述管偏移。

25.如权利要求24所述的方法，其中使所述第一部分相对于所述第二部分移位包括在所述第一部分和所述第二部分之间******件。

26.如权利要求23所述的方法，还包括：

沿所述纵轴线将至少一个固定隔板定位在所述管束上，其中所述至少一个固定隔板中的每一个具有形成在其中的多个孔，其中所述多个孔中的每一个的尺寸被设定成接纳所述管中的至少一个管穿过所述孔。

27.如权利要求26所述的方法，其中每个固定隔板与相邻的可移位的支撑隔板间隔开。

Claims (28)

1.一种管束装置，包括：

管束，所述管束具有多个管，所述管以管排彼此平行布置；以及

至少一个可移位的支撑隔板，所述至少一个可移位的支撑隔板具有形成在其中的多个孔，其中所述多个孔的尺寸被设定成接纳所述管中的至少一个所述管穿过所述孔，

其中每个可移位的支撑隔板具有至少第一部分和第二部分，其中所述多个孔的一部分被设置在所述第一部分，而所述多个孔的另一部分被设置在所述第二部分，

其中至少所述第一部分和所述第二部分被设置在便于在所述管束上将所述可移位的支撑隔板定位在所述管束上的第一装填位置以及使穿过所述多个孔的所述管偏移的第二安装位置。

2.如权利要求1所述的管束装置，其中所述第一部分和所述第二部分在所述第二安装位置比在所述第一装填位置更靠近在一起。

3.如权利要求1所述的管束装置，其中所述第一部分和所述第二部分在所述第一装填位置比在所述第二安装位置更靠近在一起。

4.如权利要求2或3所述的管束装置，还包括用于在所述第二安装位置将所述第一部分固定到所述第二部分的至少一个紧固件。

5.如权利要求4所述的管束装置，其中所述至少一个紧固件是焊接部、夹具和可释放的紧固件中的一种。

6.如权利要求3所述的管束装置，还包括定位在所述第一部分和所述第二部分之间、用以将所述第一部分和所述第二部分保持在所述第二安装位置的至少一个***件。

7.如前述权利要求中任一项所述的管束装置，还包括：

至少一个固定隔板，所述至少一个固定隔板具有形成在其中的多个孔，其中所述多个孔中的每一个孔的尺寸均被设定成接纳所述管中的至少一个管穿过所述孔。

8.如权利要求7所述的管束装置，还包括壳体，其中所述管束被接纳在所述壳体中，其中所述固定隔板中的每一个具有外周界和形成在所述外周界和所述多个孔之间的阻断区域，其中所述阻断区域的尺寸被设定成定位于所述壳体和所述管束的外侧管之间的间隙内。

9.如权利要求8所述的管束装置，其中所述管束具有分隔所述管束的所述管的一部分与所述管束的所述管的另一部分的至少一个分隔通道，其中每个固定隔板具有形成在其中的分隔通道阻断区域，其中每个分隔通道阻断区域的尺寸被设定成被接纳在所述管束的相对应的分隔通道内。

10.如权利要求9所述的管束装置，其中所述管束具有纵轴线，其中所述至少一个可移位的支撑隔板和所述至少一个固定隔板沿所述纵轴线间隔开。

11.如权利要求10所述的管束装置，其中每个可移位的支撑隔板与相邻的固定隔板间隔开。

12.如前述权利要求中任一项所述的管束装置，其中所述管束具有分隔所述管束的所述管的一部分与所述管束的所述管的另一部分的至少一个分隔通道，其中每个可移位的支撑隔板具有形成在其中的分隔通道阻断区域，其中每个分隔通道阻断区域的尺寸被设定成被接纳在所述管束的相对应的分隔通道内，其中所述分隔通道阻断区域具有在所述第一部分上的第一部件和在所述第二部分上的第二部件。

13.如权利要求12所述的管束装置，其中所述多个孔为多个间隔开的槽。

14.如权利要求13所述的管束装置，其中所述多个槽大体上平行于所述分隔通道阻断区域延伸。

15.如权利要求14所述的管束装置，其中每个可移位的支撑隔板还包括：

多个支撑肋，其中每个支撑肋基本上平行于所述多个槽延伸。

16.如权利要求14所述的管束装置，其中每个可移位的支撑隔板还包括：

至少一个加强肋，所述至少一个加强肋在基本上正交于所述支撑肋和所述槽的方向上延伸，其中每个肋与至少一个肋和至少一个槽交叉。

17.一种用于支撑管束中的多个管的可移位的支撑隔板，包括：

第一板，所述第一板具有形成在其中的多个孔；

第二板，所述第二板具有形成在其中的多个孔；

其中所述第一板和所述第二板中的每一个具有外周界和形成在所述外周界和所述多个孔之间的阻断区域；

第一紧固件组件，所述第一紧固件组件用于在第一装填位置将所述第一板固定到所述第二板；以及

第二紧固件组件，所述第二紧固件组件用于在第二安装位置将所述第一板固定到所述第二板。

18.如权利要求17所述的可移位的支撑隔板，其中所述第一板和所述第二板中的每个具有分隔通道阻断区域，其中所述分隔通道阻断区域的尺寸被设定成定位在管束内的分隔通道中，其中所述第一板上的所述分隔通道阻断区域邻近所述第二板上的所述分隔通道阻断区域定位。

19.如权利要求18所述的可移位的支撑隔板，其中所述第一紧固件组件被定位在所述第一板和所述第二板的所述分隔通道阻断区域上。

20.如权利要求18所述的可移位的支撑隔板，其中所述第二紧固件组件被定位在所述第一板和所述第二板的所述分隔通道阻断区域上。

21.如权利要求18所述的可移位的支撑隔板，其中所述多个孔为多个平行的槽，其中每个槽的尺寸被设定成在其中定位至少一个管。

22.如权利要求21所述的可移位的支撑隔板，其中所述多个槽大体平行于所述分隔通道阻断区域延伸。

23.如权利要求21所述的可移位的支撑隔板，其中所述多个槽大体垂直于所述分隔通道阻断区域延伸。

24.一种支撑管束的方法，所述管束具有多个管和在大体平行于所述多个管的方向延伸的纵轴线，所述管以管排彼此平行布置，所述方法包括：

沿所述纵轴线将至少一个可移位的支撑隔板定位在所述管束上，每个可移位的支撑隔板具有形成在其中的多个孔，其中所述多个孔中的每一个孔的尺寸被设定成接纳所述管中的至少一个所述管穿过所述孔，其中每个可移位的支撑隔板具有第一部分和第二部分，其中所述多个孔的一部分被定位在所述第一部分上，而所述多个孔的另一部分被定位在所述第二部分上；

使所述第一部分相对于所述第二部分移位到安装位置；以及

将所述第一部分固定到所述第二部分，使得所述第一部分和所述第二部分保持在安装位置。

25.如权利要求24所述的方法，其中使所述第一部分相对于所述第二部分移位使得穿过所述多个孔的所述管偏移。

26.如权利要求25所述的方法，其中使所述第一部分相对于所述第二部分移位包括在所述第一部分和所述第二部分之间******件。

27.如权利要求24所述的方法，还包括：

沿所述纵轴线将至少一个固定隔板定位在所述管束上，其中所述至少一个固定隔板中的每一个具有形成在其中的多个孔，其中所述多个孔中的每一个的尺寸被设定成接纳所述管中的至少一个管穿过所述孔。

28.如权利要求27所述的方法，其中每个固定隔板与相邻的可移位的支撑隔板间隔开。

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