CN114273883A - 大型换热器管束套装装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于换热器装配技术领域，具体涉及一种大型换热器管束套装装置及方法。所述套装装置包括管束起吊组件、滑轮组件、卷扬机和固定组件，所述管束起吊组件包括弧形吊板，所述弧形吊板的内侧相对设置有至少两块折流板支撑板，所述折流板支撑板的内侧设置有避让槽；所述弧形吊板的外侧设置有吊耳；滑轮组件包括动滑轮组和定滑轮组；固定组件用于固定所述卷扬机以及待套装换热器壳体。本套装装置能够使大吨位换热器的管束套装工作安全、可靠、顺利高质量完成，最大化的提高工作效率，降低制作人员的劳动强度。可通过选取不同组合的滑轮组，适用于不同重量的大型换热器的管束套装作业。

Description

大型换热器管束套装装置及方法

技术领域

本发明属于换热器装配技术领域，具体涉及一种大型换热器管束套装装置及方法。

背景技术

列管式换热器广泛应用于石油、化工、核电等行业中，随着产能的扩大和制造水平的提高，换热器的直径和重量也逐渐增大，应用于化工PDH行业丙烷脱氢项目中的热联合进料换热器的重量已达几百吨。换热器制造工序中管束套装传统的方法有：(1)行车悬挂管束，手动葫芦把管束拉入壳体；(2)采用电动小车推送管束进入壳体；(3)采用行车立吊管束，利用地坑立式套入壳体。这些套装方法适用于管束重量较轻或制造场地允许的换热器，无法适用于大吨位(100吨以上)的换热器管束套装。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种安全、可靠、适用于大吨位换热器管束套装的大型换热器管束套装装置。

为实现上述技术目的，本发明采用以下的技术方案：

大型换热器管束套装装置，包括：

管束起吊组件，设置有至少两组，所述管束起吊组件包括弧形吊板，所述弧形吊板的内侧相对设置有至少两块折流板支撑板，所述折流板支撑板的内侧设置有避让槽；所述弧形吊板的外侧设置有吊耳；

滑轮组件，包括动滑轮组和定滑轮组；所述动滑轮组与待套装换热器管束的浮动管板固定连接；

卷扬机，固定于工作平台上，所述卷扬机与所述定滑轮组固定连接；

固定组件，用于固定所述卷扬机以及待套装换热器壳体。

作为优选的技术方案，所述弧形吊板的内侧相对设置有四块折流板支撑板，同侧的两块折流板支撑板之间固定连接拉筋板。

作为优选的技术方案，所述固定组件包括铺设于地面上的钢板和多根埋设于地面内的钢管，所述钢板通过钢管及法兰固定于地面上；所述钢板上设置有固定耳。

本发明还提供了利用以上所述的大型换热器管束套装装置的套装方法，包括如下步骤：

S1、将制作完成且检验合格的待套装换热器壳体置于滚轮架上，使用固定组件将待套装换热器壳体固定，防止待套装换热器壳体受力时移动；

S2、将制作完成且检验合格的待套装换热器管束按长度方向均匀装配上管束起吊组件；先将折流板支撑板点焊到待套装换热器管束的折流板上，折流板支撑板之间用拉筋板定位，弧形吊板起吊时避免直接压到换热管上；行车通过管束起吊组件水平吊起待套装换热器管束，使待套装换热器管束与待套装换热器壳体内径对齐；

S3、将卷扬机固定于工作平台上，使卷扬机高度与待套装换热器管束轴线平齐，利用固定组件将卷扬机及工作平台固定于地面；同时将一个滑轮组固定于卷扬机上作为定滑轮组；

S4、从卷扬机上放出钢丝绳，通过两个滑轮组利用动滑轮省力的原理穿引钢丝绳；

S5、将穿引好钢丝绳的滑轮组穿过待套装换热器壳体，将另一个滑轮组固定在浮动管板上的临时吊耳上作为动滑轮组；

S6、缓缓开动卷扬机，使滑轮组、钢丝绳、换热器管束受力，起吊换热器管束的各行车同步水平方向平行移动，当第一块折流板进入换热器壳体内侧时，观察折流板与换热器壳体内壁四周间隙尽量均匀，使其缓缓进入；

S7、当第一个管束起吊组件靠近换热器壳体时，落下此起吊组件行车，取下管束起吊组件，卷扬机继续拉动换热器管束进入换热器壳体；当第二个管束起吊组件靠近换热器壳体时，同样操作，以此类推，直至整个换热器管束套入换热器壳体内。

在换热器管束套装的全过程中，时刻保持卷扬机、定滑轮组、动滑轮组、钢丝绳与换热器壳体、换热器管束轴线处于一条直线上。

由于采用上述技术方案，本发明具有至少以下有益效果：

(1)这套大型换热器管束套装装置能够使大吨位换热器的管束套装工作安全、可靠、顺利高质量完成，最大化的提高工作效率，降低制作人员的劳动强度。

(2)滑轮组件可以根据不同重量的管束选取相应规格的滑轮组合，根据不同滑轮组合选取相应规格的钢丝绳，适用于不同重量的大型换热器的管束套装作业。

(3)管束起吊组件的弧形吊板及折流板支撑板可以反复多次使用，套装过程不会损伤换热管，使用安全、可靠。

(4)固定组件既方便又高效，可以多次、反复使用。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例中管束起吊组件的主视结构示意图；

图2是本发明实施例中管束起吊组件的侧视结构示意图；

图3是本发明实施例中滑轮组件应用时的安装示意图；

图4是本发明实施例中固定组件的俯视结构示意图；

图5是图4中A-A向的剖视结构示意图；

图6是本发明实施例中换热器管束与换热器壳体套装时的状态参考图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1至图6所示，大型换热器管束套装装置，包括管束起吊组件10、滑轮组件20、卷扬机30和固定组件40；

由于大吨位换热器管束直径大、重量重，不能用吊带直接挂吊管束，为了不损伤换热管，且可以重复利用，因此设计管束起吊组件10。参考图1和图2，所述管束起吊组件10包括弧形吊板11，弧形吊板11与待套装换热器管束50的直径相适配；所述弧形吊板11的内侧设置有折流板支撑板12，折流板支撑板12共4块且两两相对设置，所述折流板支撑板12的外侧呈弧形，内侧设置有U型避让槽13，以避让拉杆定距管；所述弧形吊板11的外侧设置有吊耳14；使用时先将折流板支撑板12点焊到折流板上，同侧的两块折流板支撑板12之间用拉筋板定位，起吊时避免弧形吊板11直接压到换热管上。管束起吊组件10的数量根据管束的长度和行车的吨位具体确定，可以设置两组、三组或更多组，其均应属于本发明的保护范围。

参考图3，滑轮组件20包括动滑轮组21和定滑轮组22，滑轮组件可以根据不同重量的管束选取相应规格的滑轮组合，根据不同滑轮组合选取相应规格的钢丝绳，适用于不同重量的大型换热器的管束套装；所述动滑轮组21与待套装换热器管束50的浮动管板51上的临时吊耳52通过Φ45mm钢丝绳23固定连接；

卷扬机30固定于工作平台31上，所述卷扬机30与所述定滑轮组22亦通过Φ45mm钢丝绳23固定连接；

本实施例以换热器管束50的重量为170吨为例，卷扬机30的吨位为10吨，采用的动滑轮组21和定滑轮组22均为10轮滑轮组，直径为Φ26mm钢丝绳24。下面验证卷扬机及滑轮组是否满足管束套装的需求。

首先计算换热器管束与换热器壳体的滑动摩擦力：

f＝u·mg

上式中u为摩擦系数，m为换热器管束的质量；

根据滑轮组省力原理：

故，拉动换热器管束套入换热器壳体最大的力F＝667/20＝34KN。

因此，10吨卷扬机的拉力能够满足管束套装需求；依据此拉力，查GB8918-2006及钢丝绳索具参数表，选用直径Φ26mm的纤维芯钢丝绳同样满足管束套装的需求。

参考图4和图5，固定组件40用于固定所述卷扬机30、工作平台31以及待套装换热器壳体60，防止管束套装时换热器壳体和卷扬机受力移动。本实施例中，所述固定组件40包括铺设于水泥地面上的钢板41、6根Φ108、长1m的钢管42，水泥地面与钢板配钻6个Φ120深0.9米的孔，所述钢板41通过钢管42及法兰固定于水泥地面上；所述钢板41上设置有固定耳43。固定组件40通过钢丝绳将换热器壳体和卷扬机分别固定，防止其受力时移动。

参考图6，利用以上所述的大型换热器管束套装装置的套装方法，步骤如下：

S1、将制作完成且检验合格的待套装换热器壳体60置于滚轮架70上，使用固定组件40将待套装换热器壳体60固定，防止待套装换热器壳体60受力时移动；

S2、将制作完成且检验合格的待套装换热器管束50按长度方向均匀装配上3个管束起吊组件10；先将组件中的折流板支撑板12点焊到待套装换热器管束50的折流板上，折流板支撑板12之间用拉筋板定位，弧形吊板11起吊时避免直接压到换热管上；3辆行车分别通过管束起吊组件水平吊起待套装换热器管束50，使待套装换热器管束50与待套装换热器壳体60内径对齐；

S3、将卷扬机30固定于工作平台31上，使卷扬机高度与待套装换热器管束轴线平齐，利用固定组件40将卷扬机及工作平台固定于地面；同时将一个滑轮组固定于卷扬机上作为定滑轮组22；

S4、从卷扬机30上放出钢丝绳(Φ26mm钢丝绳24)，钢丝绳绕过两个滑轮组，利用动滑轮省力的原理穿引钢丝绳；

S5、将穿引好钢丝绳的滑轮组穿过待套装换热器壳体60，将另一个滑轮组固定在浮动管板51上的临时吊耳52上作为动滑轮组21；

S6、缓缓开动卷扬机，使滑轮组、钢丝绳、换热器管束受力，起吊换热器管束的各行车同步水平方向平行移动，当第一块折流板进入换热器壳体内侧时，观察折流板与换热器壳体内壁四周间隙尽量均匀，使其缓缓进入；

S7、当第一个管束起吊组件靠近换热器壳体时，落下此起吊组件的行车，取下管束起吊组件，卷扬机继续拉动换热器管束进入换热器壳体；当第二个管束起吊组件靠近换热器壳体时，同样操作，以此类推，直至整个换热器管束套入换热器壳体内。

在换热器管束套装的全过程中，时刻保持卷扬机、定滑轮组、动滑轮组、钢丝绳与换热器壳体、换热器管束轴线处于一条直线上。

通过试验证明，这套大型换热器管束套装装置能够使大吨位换热器的管束套装工作安全、可靠、顺利高质量完成，最大化的提高工作效率，降低制作人员的劳动强度。可选取不同组合的滑轮组，适用于不同重量的大型换热器的管束套装作业。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域内的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.大型换热器管束套装装置，其特征在于，包括：

管束起吊组件，设置有至少两组，所述管束起吊组件包括弧形吊板，所述弧形吊板的内侧相对设置有至少两块折流板支撑板，所述折流板支撑板的内侧设置有避让槽；所述弧形吊板的外侧设置有吊耳；

滑轮组件，包括动滑轮组和定滑轮组；所述动滑轮组与待套装换热器管束的浮动管板固定连接；

卷扬机，固定于工作平台上，所述卷扬机与所述定滑轮组固定连接；

固定组件，用于固定所述卷扬机以及待套装换热器壳体。

2.如权利要求1所述的大型换热器管束套装装置，其特征在于：所述弧形吊板的内侧相对设置有四块折流板支撑板，同侧的两块折流板支撑板之间固定连接拉筋板。

3.如权利要求1或2所述的大型换热器管束套装装置，其特征在于：所述固定组件包括铺设于地面上的钢板和多根埋设于地面内的钢管，所述钢板通过钢管及法兰固定于地面上；所述钢板上设置有固定耳。

4.利用如权利要求2所述的大型换热器管束套装装置的套装方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将制作完成且检验合格的待套装换热器壳体置于滚轮架上，使用固定组件将待套装换热器壳体固定，防止待套装换热器壳体受力时移动；

S2、将制作完成且检验合格的待套装换热器管束按长度方向均匀装配上管束起吊组件；先将折流板支撑板点焊到待套装换热器管束的折流板上，折流板支撑板之间用拉筋板定位，弧形吊板起吊时避免直接压到换热管上；行车通过管束起吊组件水平吊起待套装换热器管束，使待套装换热器管束与待套装换热器壳体内径对齐；

S3、将卷扬机固定于工作平台上，使卷扬机高度与待套装换热器管束轴线平齐，利用固定组件将卷扬机及工作平台固定于地面；同时将一个滑轮组固定于卷扬机上作为定滑轮组；

S4、从卷扬机上放出钢丝绳，通过两个滑轮组利用动滑轮省力的原理穿引钢丝绳；

S5、将穿引好钢丝绳的滑轮组穿过待套装换热器壳体，将另一个滑轮组固定在浮动管板上的临时吊耳上作为动滑轮组；

S6、缓缓开动卷扬机，使滑轮组、钢丝绳、换热器管束受力，起吊换热器管束的各行车同步水平方向平行移动，当第一块折流板进入换热器壳体内侧时，观察折流板与换热器壳体内壁四周间隙尽量均匀，使其缓缓进入；

S7、当第一个管束起吊组件靠近换热器壳体时，落下此起吊组件行车，取下管束起吊组件，卷扬机继续拉动换热器管束进入换热器壳体；当第二个管束起吊组件靠近换热器壳体时，同样操作，以此类推，直至整个换热器管束套入换热器壳体内。

5.如权利要求4所述的大型换热器管束套装装置的套装方法，其特征在于：在换热器管束套装的全过程中，时刻保持卷扬机、定滑轮组、动滑轮组、钢丝绳与换热器壳体、换热器管束轴线处于一条直线上。

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