换热器联箱内侧撑圆装置及换热器联箱焊接方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种换热器联箱内侧撑圆装置及换热器联箱焊接方法，该装置包括两个弧形板，用以在内部支撑该换热器联箱，且这两个弧形板一端铰接，另一端通过支撑杆支撑；所述支撑杆一端与一个弧形板铰接，另一端与另一个弧形板抵接，在完成封头点焊或者完全焊接完毕后，再使得支撑杆与弧形板之间的抵接处错位，进而使得两个弧形板与换热器联箱内壁脱离，从换热器联箱中取出。

【技术实现步骤摘要】
换热器联箱内侧撑圆装置及换热器联箱焊接方法
本专利技术涉及核电领域换热器联箱的加工辅助工装及该换热器联箱的焊接方法。
技术介绍
换热器被广泛应用于化工、石油、核能等工业领域，是一种通过热传递转化成动力的压力容器，其换热结构种类繁多。例如板式热交换器为一种常见的热交换器，其换热部分由四组联箱和换热管构成，每个联箱呈圆筒形结构，由不锈钢材质的管板、C形筒以及球形封头焊接组成。在核电领域中需要用到一种外径为273mm，壁厚为5mm，长度为2200mm的换热器联箱。由于其规格和结构的限制，所有焊接坡口均为外侧坡口。其制造工艺为：上管板与C形筒通过两条焊缝焊接成整圆筒，再与封头对接焊接形成整体联箱，由于联箱属于承压壳体，焊缝的厚度要求严格，制造标准上对于5mm的板材焊缝错边量仅有1.5mm的严格要求。在设计要求中，该C形筒须用273×5mm的薄壁不锈钢无缝钢管气割成形。根据以上工艺要求分析，在管板与C形筒对接焊接时会存在以下问题：1.无缝不锈钢钢管冷拔成形过程中存在内应力，切割后会向内侧收缩，为确保与管板的对接错边组对时需要用撬棍、顶丝支撑等冷作的方式调节对接错边，这种局部施加外力的方法会影响C形筒的圆度；2.由于不锈钢材质线膨胀系数高、电阻率大、导热率低的特性，焊接变形量大。C形筒属于薄壁筒体，焊接时存在向管板坡口侧收缩变形的趋势，导致焊后C形筒变椭。以上问题均会影响管板与C形筒焊后的圆度，导致与封头对接错边量不合格。通常，为了确保热交换器的加工质量，需要焊接前在筒体内侧距离焊缝较近位置安装撑圆工装，以便于控制筒体圆度的方法，焊接过程中焊缝收缩、变形会被撑圆工装抵挡，能够控制圆度，待与其对接零件焊后再进行拆除。但是对于外径为273mm，厚为5mm，长度为2200mm的细长型换热器联箱，由于其壁厚较小，收缩应力较大，即变形量较大，内壁对于撑圆工装的压紧程度更大，焊后工装难以直接拆除，需要利用切割等破坏性方法拆除。但又由于该换热器联箱长度较长，内径较小，工装安装在封C形筒封头端，在封头对接后人员将无法接触到以及拆除，故难以按以上方法实现内侧的撑圆。由于上述原因，本专利技术人对现有的换热器联箱焊接用辅助工装及换热器联箱的焊接方法做了深入研究，以期待设计出一种能够解决上述问题的换热器联箱内侧撑圆装置及换热器联箱焊接方法。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，设计出一种换热器联箱内侧撑圆装置及换热器联箱焊接方法，该装置包括两个弧形板，用以在内部支撑该换热器联箱，且这两个弧形板一端铰接，另一端通过支撑杆支撑；所述支撑杆一端与一个弧形板铰接，另一端与另一个弧形板抵接，在完成封头点焊或者完全焊接完毕后，再使得支撑杆与弧形板之间的抵接处错位，进而使得两个弧形板与换热器联箱内壁脱离，从换热器联箱中取出，从而完成本专利技术。具体来说，本专利技术的目的在于提供一种换热器联箱内侧撑圆装置，该装置包括相接端部可拆卸连接的上弧形板11和下弧形板12，上弧形板11和下弧形板12用于抵接换热器联箱的内壁，从内部支撑换热器联箱2。其中，换热器联箱2包括管板21、截面呈C形的C形筒22和球形封头23；管板21的长度与C形筒22的长度一致，且该管板两侧焊接固定在C形筒22的豁口处两侧，该管板封堵C形筒的豁口，得到两端开口的筒状结构，所述球形封头23封堵焊接在其中一个开口处。其中，在所述上弧形板11和下弧形板12之间设置有支撑杆3，所述支撑杆3是可伸缩的，通过所述支撑杆3向外扩撑C形筒22，使得C形筒22内径尺寸逐渐增大，直至满足焊接要求。本专利技术还提供一种换热器联箱焊接方法，该方法中，在焊接管板以前，通过旋拧顶杆33撑开向内侧收缩的C形筒，使得C形筒的内径尺寸恢复到切割前的设计尺寸；优选地，在球形封头点焊固定后，通过拉动绳索4将内侧撑圆装置从换热器联箱中拉出。该方法包括如下步骤：步骤1，取材下料，即从外径为273mm，厚为5mm的冷拔钢管上截取长度为2200mm的圆筒，并切割形成C形筒；步骤2，将内侧撑圆装置1安装到所述C形筒中；步骤3，通过旋拧顶杆33撑开向内侧收缩的C形筒，使得C形筒的内径尺寸恢复到263mm；步骤4，调整管板与C形筒的相对位置，并焊接管板；步骤5，检查C形筒上焊接管板后的圆度和焊接错边量，在圆度和错边量都满足要求时，将焊接后的筒体与球形封头对接，并点焊固定球形封头；步骤6，通过拉动绳索4促使内侧撑圆装置上的支撑杆3绕着销轴二旋转，进而使得上弧形板11和下弧形板12之间失去支撑，再将该内侧撑圆装置1随着绳索4从换热器联箱2中拉出；步骤7，焊接球形封头。本专利技术所具有的有益效果包括：(1)根据本专利技术提供的换热器联箱内侧撑圆装置及换热器联箱焊接方法中的内侧撑圆装置结构简单，使用轻便，成本低廉；(2)根据本专利技术提供的换热器联箱内侧撑圆装置及换热器联箱焊接方法中的上、下弧形板与筒体整体贴合，撑圆效果显著；(3)根据本专利技术提供的换热器联箱内侧撑圆装置及换热器联箱焊接方法中能够实现人员不可达区域的支撑和取出，而且拆除不会被破坏，可重复使用。附图说明图1示出根据本专利技术一种优选实施方式的换热器联箱及其内部的内侧撑圆装置结构示意图；图2示出根据本专利技术一种优选实施方式的内侧撑圆装置结构示意图；图3示出根据本专利技术一种优选实施方式的支撑杆被拉开时的构示示意图；图4示出根据本专利技术一种优选实施方式的支撑杆下段处的结构示意图；图5示出根据本专利技术一种优选实施方式的下段处传动构件的结构示意图；图6示出根据本专利技术一种优选实施方式的换热器联箱焊接方法逻辑流程图。附图标号说明：1-内侧撑圆装置11-上弧形板111-轴连接板112-销轴二12-下弧形板121-支撑块13-销轴一2-换热器联箱21-管板22-C形筒23-球形封头3-支撑杆31-顶端连接头32-螺杆33-顶杆331-上段332-下段333-平面334-连接槽335-套筒部336-转轴部4-绳索5-传动构件51-球形滚珠52-限位框架具体实施方式下面通过附图和实施例对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。根据本专利技术提供的换热器联箱内侧撑圆装置，如图1和图2中所示，该内侧撑圆装置1安装在换热器联箱内部，该内侧撑圆装置1包括上弧形板11和下弧形板12，上弧形板11和下弧形板12用于抵接换热器联箱的内壁，从内部支撑所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换热器联箱内侧撑圆装置，其特征在于，该装置包括相接端部可拆卸连接的上弧形板(11)和下弧形板(12)，在所述上弧形板(11)和下弧形板(12)之间设置有长度可调的支撑杆(3)，上弧形板(11)和下弧形板(12)用于抵接换热器联箱的内壁，从内部支撑换热器联箱(2)。/n

【技术特征摘要】
1.一种换热器联箱内侧撑圆装置，其特征在于，该装置包括相接端部可拆卸连接的上弧形板(11)和下弧形板(12)，在所述上弧形板(11)和下弧形板(12)之间设置有长度可调的支撑杆(3)，上弧形板(11)和下弧形板(12)用于抵接换热器联箱的内壁，从内部支撑换热器联箱(2)。


2.根据权利要求1所述的换热器联箱内侧撑圆装置，其特征在于，
换热器联箱(2)包括管板(21)、截面呈C形的C形筒(22)和球形封头(23)；
管板(21)的长度与C形筒(22)的长度一致，且该管板两侧焊接固定在C形筒(22)的豁口处两侧，该管板封堵C形筒的豁口，得到两端开口的筒状结构，所述球形封头(23)封堵焊接在其中一个开口处。


3.根据权利要求2所述的换热器联箱内侧撑圆装置，其特征在于，
所述上弧形板(11)和下弧形板(12)与换热器联箱内壁抵接的外端面是标准的圆弧面，该圆弧面的直径尺寸与换热器联箱中C形筒(22)的内径尺寸一致。


4.根据权利要求2所述的换热器联箱内侧撑圆装置，其特征在于，
所述支撑杆(3)是可伸缩的，通过所述支撑杆(3)向外伸长扩撑C形筒(22)，使得C形筒(22)内径尺寸逐渐增大，直至满足焊接要求。


5.根据权利要求1所述的换热器联箱内侧撑圆装置，其特征在于，
所述支撑杆(3)从上至下依次包括顶端连接头(31)、螺杆(32)和顶杆(33)；
所述顶杆(33)包括上段(331)和下段(332)，其中上段(331)的外部设置有旋拧平台，以便于旋转该顶杆(33)，
在所述上段(331)的内部开设有与螺杆(32)相配合的螺纹空腔，使得通过旋拧顶杆(33)即可调整该支撑杆(3)的长度。


6.根据权利要求5所述的换热器联箱内侧撑圆装置，其特征在于，
所述顶杆下段(332)的底面为类球面，且其下部为水平切削形成的平面(333)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王楚鑫，王健，王譞，张洪亮，孙旭瑶，
申请(专利权)人：河北环境工程学院，河北建材职业技术学院，南昌大学，
类型：发明
国别省市：河北;13