【技术实现步骤摘要】
一种异形换热管组装成为管束的方法、系统及装置
本专利技术涉及一种反应器、换热器中换热管的组装方法，特别涉及一种异形换热管组装成为管束的方法,属于煤炭、石油化工行业中反应器、换热器的制造
技术介绍
在煤炭、石油化工行业中常见反应器、换热器所用的换热管，其普遍为直管或由弯管段和直管段组成的U形管，支持板和管板同时采用三角形或正方形排列，在管束组装过程中直接插入成为普遍的组装方法，是这类产品制造的关键工序。将直管或者U形管的直段穿入支持板和管板，在管束组装工序上不存在较大困难，而异形换热管、支持板和管板组成的管束存在以下特殊结构：1、根据原材料的反应原理以及工作介质的流向需求，换热管设计为多个直段、斜直段及圆弧过渡组成的异形换热管，无法采用直接插入的组装方法。2、支持板为圆钢逐行排列的构架，与常规板材开孔的结构不同，异形换热管需按行逐根摆放在支持板上。3、支持板和管板同时采用三角形或正方形排列是常见的管束设计结构，现有一种产品的支持板采用三角形排列，管板采用方形排列，异形换热管在支持板和管板的对应位置不在同一轴线上。上述1-3的特殊结构造成无法采用直接穿入的方式进行组装，如果不按照特定顺序，而是盲目的组装管束，将造成异形换热管之间发生干涉，对异形换热管造成损伤，甚至反复试装，这些都会明显造成制造成本和制造周期的增加，如果采用现有的实际组装之前额外制作试验件进行模拟的方法，由于直段和斜直段尺寸均有所不同，异形换热管种类众多，如果采用模拟件本身的制造成本和制造周期也会大幅度增加，因此需要一种异形换热管组装成为管束的方法，来解决上述技术问题。
技术实现思路
针对...
【技术保护点】
1.一种异形换热管组装成为管束的方法，其特征在于，所述方法包括：S1、输入参数，该参数包括设计图中异形换热管、支持板和管板的外形尺寸参数以及异形换热管在支持板和管板中的结构布局参数；S2、根据S1输入的外形尺寸参数和结构布局参数，将设计图中的异形换热管、支持板、管板及结构布局从实体转化为数字化模型；S3、根据建立的数字化模型，判断每行异形换热管组装过程中各异形换热管与相邻异形换热管是否干涉及干涉位置；S4、根据S3的干涉情况，分析出每行异形换热管合理的组装顺序；操作者自下而上逐行将异形换热管与支持板和管板进行组装，且按照S4分析出的每行异形换热管组装顺序将异形换热管两侧直段插入管板管孔中，旋转异形换热管将其组装到支持板上的对应位置，完成管束的组装。
【技术特征摘要】
1.一种异形换热管组装成为管束的方法，其特征在于，所述方法包括：S1、输入参数，该参数包括设计图中异形换热管、支持板和管板的外形尺寸参数以及异形换热管在支持板和管板中的结构布局参数；S2、根据S1输入的外形尺寸参数和结构布局参数，将设计图中的异形换热管、支持板、管板及结构布局从实体转化为数字化模型；S3、根据建立的数字化模型，判断每行异形换热管组装过程中各异形换热管与相邻异形换热管是否干涉及干涉位置；S4、根据S3的干涉情况，分析出每行异形换热管合理的组装顺序；操作者自下而上逐行将异形换热管与支持板和管板进行组装，且按照S4分析出的每行异形换热管组装顺序将异形换热管两侧直段插入管板管孔中，旋转异形换热管将其组装到支持板上的对应位置，完成管束的组装。2.根据权利要求1中的一种异形换热管组装成为管束的方法，其特征在于，所述S1包括：对于不同管板装配的异形换热管进行分组，输入不同管板对应的异形换热管的编号、数量和外形参数，以及每个异形换热管分别在对应管板和支持板上的两套不同坐标系的坐标说明。3.根据权利要求2中的一种异形换热管组装成为管束的方法，其特征在于，所述S2包括：S21、建立空间直角坐标系O-xyz：定义未组装前的支持板平面为xOy面，O为支持板中心点，管束回转中心轴为z轴，z轴与xOy面的交点为点O；S22、将输入的异形换热管在支持板上的坐标说明转换为xOy面上所在的由x轴和y轴组成的数字坐标；S23、建立空间直角坐标系O'-x'y'z'：定义未组装前的管板平面为x'O'y'面，O'为管板中心，管板回转中心轴为z'轴，z'轴与x'O'y'面的交点为点O'；S24、将输入的异形换热管在管板上的坐标说明转换为x'O'y'面上所在的由x'轴和y'轴组成的数字坐标；S25、获取各管板x'O'y'面中数字坐标转换到xOy面中的转换关系，该转换关系用于将异形换热管在x'O'y'面中的数字坐标转换为xOy面上所在的由x轴和y轴组成的数字坐标；所述数字化模型包括空间直角坐标系O-xyz、空间直角坐标系O'-x'y'z'及各管板x'O'y'面中数字坐标转换到xOy面中的转换关系。4.根据权利要求3中的一种异形换热管组装成为管束的方法，其特征在于，所述S25中的转换关系包括：根据各管板中心点O'与支持板中心点O的距离d以及O'–O相连形成的直线与空间直角坐标系O-xyz中y轴的夹角θ，分别确定平移距离和旋转角度；所述平移距离用于对管板平面x'O'y中的数字坐标进行平移；所述旋转角度用于对平移后的坐标进行旋转，将异形换热管在x'O'y'面中的数字坐标转换为xOy面上所在的由x轴和y轴组成的数字坐标。5.根据权利要求1或4中的一种异形换热管组装成为管束的方法，其特征在于，所述S3中，判断每行异形换热管组装过程中各异形换热管与相邻异形换热管是否干涉的方法包括：S31、单根异形换热管以斜直段轴线外扩一倍异形换热管直径的外形线为母线，以其所穿入的管板孔中心为轴进行旋转形成旋转曲面；S32、获取与所述单根异形换热管相邻的异形换热管斜直段轴线；S33、根据数字化模型，获取所述旋转曲面-与所述相邻异形换热管斜直段轴线的相交情况，根据相交情况判断所述单根异形换热管与相邻异形换热管是否干涉及干涉位置。6.根据权利要求5中的一种异形换热管组装成为管束的方法，其特征在于，所述S33包括：将旋转曲面的中心轴平移到xOy面中对应位置，该位置来自所述单根异形换热管在x'O'y'面中的数字坐标转换为xOy面上所在的由x轴和y轴组成的数字坐标，旋转曲面顶点的z轴坐标为异形换热管靠近管板侧的直段轴线与旋转曲面母线的交点位置，根据该数字坐标和异形换热管的参数求出旋转曲面方程；求出所述相邻的异形换热管斜直段轴线的两端点的位置，端点一的位置靠近管板侧，其位置来自所述单根异形换热管在x'O'y'面中的数字坐标转换为xOy面上所在的由x轴和y轴组成的数字坐标，z轴坐标来源于异形换热管靠近管板侧的直段轴线与斜直段轴线的交点位置，端点二的位置靠近支持板侧，其位置来自于该端点在xOy面上所在的由x轴和y轴组成的数字坐标，z轴坐标来源于异形换热管靠近支持板侧的直段轴线与斜直段轴线的交点位置，根据两端点的位置坐标求出轴线方程；根据旋转曲面方程和轴线方程，计算所述旋转曲面与相邻异形换热管斜直段轴线的相交解，根据相交解判断所述单根异形换热管与相邻异形换热管是否干涉及干涉位置。7.根据权利要求6中的一种异形换热管组装成为管束的方法，其特征在于，所述S4包括：S41、当某异形换热管与双侧相邻异形换热管均不干涉,则确定所述某异形换热管的组装顺序为最优先组装顺序：当某异形换热管仅与单侧相邻异形换热管干涉，则确定所述某异形换热管的组装顺序为次优先组装顺序，所述次优先组装顺序为所述某异形换热管，即：要优先于其相邻异形换热管；当某异形换热管与双侧相邻异形换热管均干涉，将其标记为特例异形换热管，组装时需要单独处理，不加入组装顺序中；S42、结合不加入组装顺序、最优先组装顺序和次优先组装顺序的特例异形换热管，，调整相应行异形换热管的组装顺序，确定出合理的组装顺序。8.一种计算机可读的存储设备，所述存储设备存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至7所述方法。9.一种异形换热管组装成为管束的系统，包括存储设备、处理器以及存储在存储设备中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序实现如权利要求1至7所述方法。10.一种异形换热管组装成为管束的装置，其特征在于...
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