Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к изготовлению блоков для блочно-секционных устройств утилизации тепла отходящих от агрегатов газов, в частности, для подогрева воздуха выхлопными продуктами сгорания, поступающими от компрессора газотурбинной установки газоперекачивающего агрегата на компрессорных станциях магистральных газопроводов.
Из уровня техники известен способ изготовления на стапеле объемных агрегатов, состоящих из центральной панели и боковых панелей, с помощью монтажного стапеля, предназначенного для установки в заданном взаимном положении центральной панели и монтажных секторов, образованных путем соединения боковых панелей между собой, совместной разделки отверстий под болты и соединения центральной панели с монтажными секторами с установкой перестыковочных пластин по периметру изделия (патент RU №2019010, 1994).
Также известен способ изготовления и монтажа блока теплообменного аппарата - воздухоподогревателя с V-образными трубками, включающий изготовление двухпакетного блока V-образных трубок с коллекторами подвода и отвода воздуха и с перепускной камерой между двумя пакетами трубок, монтаж на трубной решетке с помощью развальцовки трубок и сварки, закрытие теплообменного блока покрывающими стенками, при этом двухпакетный блок V-образных трубок изготавливают из отдельных двухпакетных теплообменных модулей из V-образных трубок с перепускными камерами и с покрывающими стенками (RU №2176051, F23L 15/04, 2001).
Известный способ не обеспечивает высокой технологичности, позволяющей снизить трудо- и материалозатраты при изготовлении устройства при одновременном обеспечении высокой прочности и надежности коллектора.
Известны различные устройства для подвешивания труб. Так, например, известна подвеска для горячего цинкования труб в вертикальном агрегате (RU №2032761 С1, С23С 2/06, 1995 г.), включающая пространственный каркас в виде штанги из двух вставок и соединяющей их трубы, а также системы дисков.
Известен стапель для сборки объемных агрегатов, содержащий нижние регулируемые ложементы, стапельную плиту со штырями-фиксаторами и раздвижные технологические штанги со стойками-упорами и винтовыми домкратами, при этом перед установкой в стапель на элементы верхней секции собираемого объемного агрегата устанавливают раздвижные штанги, снабженные сориентированными вниз стойками-упорами, на которых установлены винтовые домкраты, затем к ответным элементам нижней секции собираемого агрегата крепят стыковочные пластины, закрепляют верхнюю секцию в стапеле, обеспечивая совпадение элементов верхней и нижней секций и соприкосновение всех стоек-упоров с балками пола, закрепляют верхнюю секцию на стапельной плите, причем совмещение установочных базовых отверстий в стыкуемых элементах верхней и нижней секций ведут регулировкой длины раздвижных штанг и перемещением посредством домкрата стоек-упоров (RU №2123965, В64F 5/00, 1998).
Также из уровня техники известен стапель увязки и монтажа оснастки для сборки агрегатов (RU №2079421, В64F 5/00, 1997), включающий раму с реперными площадками и стойками, жесткую инструментальную балку с рядами базовых координатных отверстий, жесткие носители размеров агрегатов - монтажные эталоны, при этом жесткие носители размеров увязаны между собой, а элементы оснастки смонтированы посредством инструментальной балки с базовыми координатными отверстиями, которые заданы от строительных осей собираемых агрегатов.
Недостатком указанных известных технических решений является сложность и высокая трудоемкость монтажа и невозможность изготовления устройств, представляющих собой сосуд, работающий под давлением.
Известно устройство для сборки и сварки обечайки из сегментов, включающее приспособления, обеспечивающие закрепление сегментов в требуемом взаимном положении с зазорами (SU, авторское свидетельство №770703, 1980).
Задачей, решаемой всеми объектами заявленной группы изобретений, является разработка технологической последовательности операций, обеспечивающей оптимизацию технологического процесса изготовления теплообменного аппарата, а также теплообменного блока и оборудования для его осуществления, повышение точности монтажа и сборки элементов теплообменного аппарата при снижении трудо- и материалозатрат при производстве работ.
Поставленная задача в части первого объекта группы изобретений решается за счет того, что способ изготовления теплообменного аппарата - блочно-секционного воздухоподогревателя - предусматривает поэлементное выполнение на технологических постах корпусов коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды, предпочтительно воздуха, труб и трубных досок с отверстиями под трубы, элементов каркаса блоков, гибку труб на трубогибочном оборудовании с получением многоходовых труб с последовательно изменяющимися параметрами ветвей и соединяющих их колен, сборку коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды с ввариванием в них трубных досок, монтаж каркаса блока и коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды и набивку многорядного пучка труб в блок, причем выполнение корпусов коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды производят путем раскроя металлических листов с последующей гибкой и сваркой по форме корпуса коллектора подвода или отвода нагреваемой среды, преимущественно в виде цилиндра, выполнением в нем проема под трубную доску, при этом по крайней мере часть труб в пучке располагают с различным шагом.
По крайней мере часть труб пучка могут располагать в ветви пучка, непосредственно отходящей от коллектора подвода нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей с шагом, превышающим или меньшим шага труб в ветви пучка, непосредственно подходящей к коллектору отвода нагреваемой среды, или не менее чем в одной из предыдущих по ходу нагреваемой среды ветвей пучка.
По крайней мере часть труб ряда пучка могут изгибать с отклонением от плоскости по крайней мере в пределах части одной ветви ряда или части ветвей ряда.
Соотношение неравных шагов смежных труб могут принимать отличающимся не менее чем на 5% от величины меньшего из них.
Проем под трубную доску в коллекторе подвода или отвода нагреваемой среды могут выполнять с торцевыми кромками прямоугольной конфигурации, параллельными поперечному сечению корпуса коллектора подвода или отвода воздуха, раскрой и изготовление трубной доски могут производить с выполнением в ней отверстий, образующих трубное поле, а вваривание трубной доски в проем обечайки коллектора подвода или отвода воздуха могут производить с размещением торцевых кромок проема в пределах ширины контактирующих с ним торцов трубной доски, причем в каждом ряду могут располагать трубы с переменным расстоянием между осями их внешних прямолинейных ветвей, при этом трубу с наибольшим расстоянием между осями внешних прямолинейных ветвей могут располагать с возможностью заведения ее концов в крайние наиболее удаленные друг от друга однорядные отверстия в трубных досках коллекторов подвода и отвода воздуха, а трубу с наименьшим расстоянием между осями внешних прямолинейных ветвей могут располагать с возможностью заведения ее концов в крайние ближайшие друг к другу однорядные отверстия в трубных досках коллекторов подвода и отвода воздуха.
Возможно использовать четырехходовые изогнутые трубы с двумя внешними и двумя внутренними прямолинейными ветвями и объединяющими их тремя коленами - двумя внешними и одним внутренним, а при набивке пучка труб их могут располагать рядами по высоте, а в смежных по высоте рядах трубы смещают на 0,4-0,6 шага между продольными осями прямолинейных ветвей труб в ряду, величину которого могут принимать равной 1,5-2,3 диаметра трубы, в каждом четном ряду могут набивать нечетное число труб, предпочтительно не менее трех и не более девяти, а в каждом нечетном ряду - четное число труб, предпочтительно не менее двух и не более десяти, при этом ряды труб и трубы в каждом ряду следует отделять друг от друга по вертикали и горизонтали дистанцирующими элементами, причем для отделения внешних ветвей труб по вертикали и горизонтали возможно использовать дистанцирующие элементы в виде разделительных решеток с отверстиями для прохода труб, а для отделения внутренних ветвей использовать дистанцирующие элементы в виде складчатых пластин с расположенными с двух их сторон чередующимися опорными участками, причем при установке складчатых пластин опорные участки на нижней стороне вышележащих пластин следует опирать на опорные участки на верхней стороне нижележащих пластин с образованием между ними ячеек для установки труб, при этом дистанцирующие элементы на внешних и внутренних ветвях труб могут располагать по длине труб предпочтительно с одинаковым шагом, причем следует использовать дистанцирующие элементы в виде складчатых пластин с опорными участками, имеющими опорную поверхность в виде фрагмента цилиндрической поверхности, или использовать дистанцирующие элементы в виде складчатых пластин с опорными участками, имеющими плоскую опорную поверхность, или использовать многорядный пучок теплообменных труб, состоящий из по крайней мере двух пакетов двухходовых U-образных труб, образующих в пределах каждого пакета двухветвевые, например, горизонтальные ряды труб, дистанцированных в пределах ряда и между рядами друг от друга, коллектор подвода и коллектор отвода нагреваемой среды и расположенную между ними по крайней мере одну перепускную камеру, причем коллектор подвода и коллектор отвода нагреваемой среды, а также перепускная камера могут быть соединены с теплообменными трубами общей для них трубной доской или раздельными трубными досками, по крайней мере часть которой или которых образует часть стенового ограждения коллектора подвода и коллектора отвода нагреваемой среды и перепускной камеры.
Задача в части второго объекта группы изобретений решается за счет того, что способ изготовления теплообменного блока теплообменного аппарата - блочно-секционного воздухоподогревателя предусматривает поэлементное выполнение на технологических постах корпусов коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды, предпочтительно воздуха, труб и трубных досок с отверстиями под трубы, элементов каркаса блока, гибку труб на трубогибочном оборудовании с получением многоходовых труб с внешними и внутренними прямолинейными ветвями и соединяющими их коленами, причем трубы изготавливают с последовательно изменяющимися длинами прямолинейных ветвей и колен и осуществляют набивку многорядного пучка труб в блок, при этом по крайней мере часть труб в пучке располагают с различным шагом.
По крайней мере часть труб в ветви пучка, непосредственно отходящей от коллектора подвода нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей могут располагать с шагом, превышающим или меньшим шага по крайней мере части труб в ветви пучка, непосредственно подходящей к коллектору отвода нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из предыдущих по ходу нагреваемой среды ветви пучка.
По крайней мере часть труб ряда пучка могут изгибать с отклонением от плоскости по крайней мере в пределах части одной ветви ряда или части ветвей ряда.
Соотношение неравных шагов смежных труб могут принимать отличающимся не менее чем на 5% от величины меньшего из них.
Трубы возможно изготавливать четырехходовыми с двумя внешними и двумя внутренними прямолинейными ветвями и соединяющими их тремя коленами - двумя внешними и одним внутренним и располагают их рядами по высоте, при этом для каждого, преимущественно нечетного ряда две трубы могут изготавливать с гибами длиной πR, где R - радиус гиба трубы, которые следует выполнять у одной трубы на внутреннем колене, а у другой - на двух внешних коленах, а остальные трубы для четных и нечетных рядов могут выполнять с гибами длиной πR/2, которые сопрягают прямолинейными вставками последовательно изменяющейся длины, при этом для каждого ряда две внутренние ветви каждой последующей в ряду трубы выполняют преимущественно параллельными соответствующим ветвям предыдущей в этом ряду трубы, а после изготовления изогнутых труб их навешивают на устройство для вертикального хранения с пространственной, имеющей расположенные ярусами по высоте кронштейны опорой с рабочей шириной в плоскости навешивания, превышающей максимальное расстояние между осями внешних ветвей изогнутой преимущественно крайней трубы ряда, и рабочей высотой от кронштейна нижнего яруса до основания опоры, превышающей максимальную габаритную длину изогнутой трубы, навешиваемой на кронштейны нижнего яруса, а после изготовления изогнутых труб производят их опрессовку, сборку коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды с ввариванием в них трубных досок, монтаж каркаса блока и коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды, набивку труб.
Трубы возможно изготавливать двухходовыми U-образными с двумя прямолинейными ветвями и соединяющими их коленами и формируют из них два пакета в блоке, при этом в каждом пакете через ряд одну внутреннюю трубу ряда следует выполнять с гибом длиной, равной πR, а все остальные трубы для всех рядов каждого пакета выполнять с двумя гибами каждый длиной, равной πR/2, где R - радиус гиба, которые сочленяют попарно посредством прямолинейных участков различной длины, а после изготовления изогнутых труб их навешивают на устройство для вертикального хранения с пространственной, имеющей расположенные ярусами по высоте кронштейны опорой с рабочей шириной в плоскости навешивания, превышающей максимальное расстояние между осями ветвей изогнутой преимущественно крайней трубы ряда, и рабочей высотой от кронштейна нижнего яруса до основания опоры, превышающей максимальную габаритную длину изогнутой трубы, навешиваемой на кронштейны нижнего яруса.
Задача в части третьего объекта группы изобретений решается за счет того, что способ изготовления теплообменного блока теплообменного аппарата - блочно-секционного воздухоподогревателя, преимущественно четырехходового, предусматривает установку каркаса теплообменного блока на стапель, установку обечаек коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды, предпочтительно воздуха, с вваренными в них трубными досками, установку между обечайками панели вытеснителя межтрубной среды с плоским участком, который располагают в плоскости наружных поверхностей трубных досок, соединение вытеснителя с обечайками и обечаек с каркасом, изготовление многорядного пучка многоходовых, предпочтительно четырехходовых, изогнутых труб, по крайней мере часть которых в пределах по крайней мере части пучка располагают с различным шагом, а затем производят набивку блока пучком труб порядно снизу вверх.
По крайней мере часть труб в ветви пучка, непосредственно отходящей от коллектора подвода нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей могут располагать с шагом, превышающим или меньшим шага труб в ветви пучка, непосредственно подходящей к коллектору отвода нагреваемой среды, или не менее чем в одной из предыдущих по ходу нагреваемой среды ветвей пучка.
По крайней мере часть труб ряда пучка могут изгибать с отклонением от плоскости по крайней мере в пределах части одной ветви ряда или части ветвей ряда.
Соотношение неравных шагов смежных труб могут принимать отличающимся не менее чем на 5% от величины меньшего из них.
При набивке пучка труб каждую трубу каждой внешней ветви следует пропускать через отверстия дистанцирующих решеток, которые фиксированно устанавливают на каркасе блока, внутренние ветви теплообменных труб первого ряда укладывают на гребенку, которую закрепляют на днище, а внутренние ветви последующих рядов разделяют дистанцирующими элементами, входной и выходной концы труб размещают соответственно в трубных досках обечайки коллектора подвода и обечайки коллектора отвода подогреваемого воздуха, а по окончании набивки закрепляют концы теплообменных труб в трубных досках и прикрепляют торцевую стенку блока, не снимая блок со стапеля, а затем на обечайки устанавливают и закрепляют крышки коллекторов подвода и отвода воздуха или перед установкой торцевой стенки каркас отсоединяют и снимают со стапеля, а затем на обечайки устанавливают крышки коллекторов подвода и отвода воздуха и закрепляют их, причем перед установкой торцевой стенки сверху на каркас устанавливают и закрепляют крышку теплообменного блока, при этом обечайки соединяют с каркасом профилированными, например, гнутыми листами, а после соединения панели вытеснителя с обечайками приваривают к панели вытеснителя горизонтальные и вертикальные элементы жесткости, гребенки под нижний ряд внутренних ветвей теплообменных труб, а также дистанцирующие решетки для внешних ветвей теплообменных труб выставляют с помощью контрольных труб, установленных в трубные доски, причем порядную набивку теплообменными трубами осуществляют, начиная с трубы, расположенной вблизи панели вытеснителя межтрубной среды, дистанцирующую решетку закрепляют на каркасе перпендикулярно продольным осям теплообменных труб, при этом при набивке теплообменного блока теплообменными трубами дистанцирование между рядами труб в вертикальном направлении выполняют с помощью технологических удаляемых планок, причем дистанцирующие складчатые волнистые планки устанавливают и закрепляют так, что их опорные участки для одноименных труб располагаются на одной вертикальной оси, при этом дистанцирующие складчатые волнистые планки прикрепляют к стойкам, установленным на каркасе, а при закреплении теплообменных труб в трубных досках осуществляют вначале подвальцовку концов труб, сварку, а затем окончательную роликовую вальцовку, а обшивку торцевой стенки блока, выполненную в виде листа штампованного, устанавливают гофрами наружу и соединяют с силовыми элементами в виде центральной стойки, укосин и ребер.
Задача в части четвертого объекта группы изобретений решается за счет того, что способ изготовления промежуточных и/или верхнего блока теплообменного аппарата - блочно-секционного воздухоподогревателя предусматривает поэлементное выполнение на технологических постах корпусов коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды, предпочтительно воздуха, труб и трубных досок, элементов каркаса блока, гибку труб на трубогибочном оборудовании с получением многоходовых труб с последовательно изменяющимися параметрами ветвей и соединяющих их колен, сборку коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды с ввариванием в них трубных досок, монтаж каркаса блока и коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды, набивку пучка труб, при этом по крайней мере часть труб в пределах по крайней мере части пучка располагают с различным шагом, а монтаж каркаса блока и коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды производят на стапеле путем установки на плиту стапеля имеющей стойки и съемную верхнюю балку портальной рамы, дополнительных стоек со съемными балками, имеющими координатные элементы с опорно-маячными вертикальными, выверенными по плоскости поверхностями для фиксации и контроля положения трубных досок коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды, дополнительных стоек для технологической фиксации монтируемых стоек каркаса блока, при этом при монтаже коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды производят технологическую фиксацию контура их торцов и пространственного положения корпуса каждого коллектора подвода или отвода нагреваемой среды с помощью координатно-опорных дисков, которые крепят с нижней стороны съемной верхней балки портальной рамы соосно центральным вертикальным осям коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды, причем съемные балки устанавливают на дополнительных стойках с возможностью технологического контакта верхней из балок с внешней поверхностью верхнего приторцевого участка трубной доски, а нижней из балок - с внешней поверхностью нижнего приторцевого участка трубной доски.
По крайней мере часть труб следует располагать по крайней мере в ветви пучка, непосредственно отходящей от коллектора подвода нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей с шагом, превышающим или меньшим шага труб в ветви пучка, непосредственно подходящей к коллектору отвода нагреваемой среды, или не менее чем в одной из предыдущих по ходу нагреваемой среды ветвей пучка.
По крайней мере часть труб ряда пучка могут изгибать с отклонением от плоскости по крайней мере в пределах части одной ветви ряда или части ветвей ряда.
Соотношение неравных шагов смежных труб могут принимать отличающимся не менее чем на 5% от величины меньшего из них.
Портальную раму могут располагать на плите стапеля в вертикальной плоскости, проходящей через центральные вертикальные оси монтируемых коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды блока, причем стойки портальной рамы и их опорные части следует размещать вне габаритов монтируемого блока теплообменного аппарата, при этом на дополнительных стойках следует устанавливать по крайней мере одну промежуточную съемную балку для фиксации и контроля положения трубных досок, промежуточные съемные балки располагать по высоте трубных досок монтируемого блока предпочтительно эквидистантно, координатные элементы с опорно-маячными поверхностями по крайней мере на части съемных балок могут устанавливать с разнесением по длине съемной балки, причем на каждой балке устанавливают не менее четырех координатных элементов с расположением по крайней мере каждой пары крайних из них в пределах трубной доски монтируемого блока, при этом координатные элементы с опорно-маячными вертикальными поверхностями, выверенными по плоскости, закрепляют на съемных балках с возможностью регулирования их положения.
Задача в части пятого объекта группы изобретений решается за счет того, что способ изготовления нижнего блока теплообменного аппарата - блочно-секционного воздухоподогревателя предусматривает поэлементное выполнение на технологических постах корпусов коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды, предпочтительно воздуха, труб и трубных досок, элементов каркаса блока, гибку труб на трубогибочном оборудовании с получением многоходовых труб с последовательно изменяющимися параметрами ветвей и соединяющих их колен, сборку коллекторов подвода и отвода воздуха с ввариванием в них трубных досок, монтаж каркаса блока и коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды, набивку пучка труб, по крайней мере часть которых в пределах по крайней мере части пучка располагают с различным шагом, причем монтаж каркаса блока и коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды производят на стапеле путем установки на двухуровневую плиту стапеля имеющей стойки и съемную верхнюю балку портальной рамы, дополнительных стоек со съемными балками, имеющими координатные элементы с опорно-маячными вертикальными, выверенными по плоскости поверхностями для фиксации и контроля положения трубных досок коллекторов подвода или отвода нагреваемой среды, дополнительных стоек для технологической фиксации монтируемых стоек каркаса блока, при этом при монтаже коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды производят технологическую фиксацию контура их торцов и пространственного положения корпуса каждого коллектора подвода или отвода нагреваемой среды с помощью координатно-опорных дисков, которые крепят с нижней стороны съемной верхней балки портальной рамы соосно центральным вертикальным осям коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды, причем более высокий участок плиты стапеля выполняют с превышением над опорной поверхностью остальной части плиты, соответствующим высоте дополнительных нижних опор нижнего блока аппарата, а стойки портальной рамы выполняют высотой, превышающей суммарную высоту нижнего блока аппарата и его дополнительных нижних опор на величину, соответствующую высотному интервалу между нижней контурной контактной поверхностью координатно-опорного диска и верхней поверхностью опирания съемной верхней балки портальной рамы на стойку.
По крайней мере часть труб пучка могут располагать по крайней мере в ветви пучка, непосредственно отходящей от коллектора подвода нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей с шагом, превышающим или меньшим шага труб в ветви пучка, непосредственно подходящей к коллектору отвода нагреваемой среды, или не менее чем в одной из предыдущих по ходу нагреваемой среды ветвей пучка.
По крайней мере часть труб ряда пучка могут изгибать с отклонением от плоскости по крайней мере в пределах части одной ветви ряда или части ветвей ряда.
Соотношение неравных шагов смежных труб возможно принимать отличающимся не менее чем на 5% от величины меньшего из них.
Портальную раму возможно располагать на плите стапеля в вертикальной плоскости, проходящей через центральные вертикальные оси монтируемых коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды блока, причем стойки портальной рамы и их опорные части размещают вне габаритов монтируемого блока теплообменного аппарата, причем коллекторы подвода и отвода нагреваемой среды блока следует монтировать в зоне расположения более высокого участка плиты стапеля, который могут выполнять предпочтительно прямоугольным в плане с осевым размером вдоль продольной оси блока, не меньшим соответствующего осевого размера проекции каждого из коллекторов подвода или отвода нагреваемой среды в плане, а в поперечном направлении не менее расстояния между крайними внешними наиболее удаленными друг от друга точками проекции в плане обоих коллекторов подвода или отвода нагреваемой среды блока, для возможности фиксации и контроля положения трубных досок коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды съемные балки устанавливают на дополнительных стойках с возможностью технологического контакта верхней из балок с внешней поверхностью верхнего приторцевого участка трубной доски, а нижней из балок - с внешней поверхностью нижнего приторцевого участка трубной доски, предпочтительно на дополнительных стойках устанавливают по крайней мере одну промежуточную съемную балку для фиксации и контроля положения трубных досок, при этом промежуточные съемные балки располагают по высоте трубных досок монтируемого блока предпочтительно эквидистантно, координатные элементы с опорно-маячными поверхностями по крайней мере на части съемных балок устанавливают с разнесением по длине съемной балки, причем на каждой балке устанавливают не менее четырех координатных элементов с расположением по крайней мере каждой пары крайних из них в пределах трубной доски монтируемого блока, причем координатные элементы с опорно-маячными вертикальными поверхностями, выверенными по плоскости, закрепляют на съемных балках с возможностью регулирования их положения.
Технический результат, обеспечиваемый всеми объектами изобретения, состоит в повышении эффективности изготовления теплообменных аппаратов и входящих в них блоков и отдельных элементов и их монтажа и сборки, а также используемого оборудования за счет разработанного в изобретении оптимального расположения изогнутых труб разных типоразмеров в блоке, формы теплообменных труб, а также разработанного в изобретении оборудования для осуществления изготовления теплообменного аппарата и входящих в его состав элементов.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен блочно-секционный регенеративный воздухоподогреватель, вид сбоку;
на фиг.2 - то же, вид сверху;
на фиг.3 - блок теплообменного аппарата, в плане;
на фиг.4 - четырехветвевая изогнутая теплообменная труба, в плане;
на фиг.5 - фрагмент А на фиг.3;
на фиг.6 - разрез по Б-Б на фиг.3;
на фиг.7 - дистанцирующий элемент, вид сбоку;
на фиг.8 - секция регенеративного воздухоподогревателя, главный вид;
на фиг.9 - то же, вид сбоку;
на фиг.10 - коллектор подвода и отвода воздуха с трубной доской, вид со стороны трубной доски;
на фиг.11 - разрез по В-В на фиг.10;
на фиг.12 - блок теплообменного аппарата с пакетами U-образных труб, в плане;
на фиг.13 - устройство для вертикального хранения изогнутых труб, вид сбоку;
на фиг.14 - то же, вид с торца;
на фиг.15 - стапель для монтажа промежуточных и/или верхнего теплообменного блока теплообменного аппарата, вид сверху;
на фиг.16 - то же, вид сбоку;
на фиг.17 - вид по Г-Г на фиг.15;
на фиг.18 - стапель для монтажа нижнего теплообменного блока теплообменного аппарата, вид сверху;
на фиг.19 - то же, вид сбоку;
на фиг.20 - вид по Д-Д на фиг.18.
Способ изготовления теплообменного аппарата 1 - блочно-секционного воздухоподогревателя осуществляется следующим образом.
Способ предусматривает поэлементное выполнение на технологических постах (на чертежах не показано) корпусов 2 коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды, предпочтительно воздуха, труб 5 и трубных досок 6 с отверстиями 7 под трубы 5, элементов каркаса 8 блоков 9, гибку труб на трубогибочном оборудовании (на чертежах не показано) с получением многоходовых труб 5 с последовательно изменяющимися параметрами ветвей 10, 11, 12 и 13 и соединяющих их колен 14, 15, 16, сборку коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды с ввариванием в них трубных досок 6, монтаж каркаса 8 блока 9 и коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды и набивку многорядного пучка 17 труб 5 в блок 9. Выполнение корпусов 2 коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды производят путем раскроя металлических листов с последующей гибкой и сваркой по форме корпуса 2 коллектора подвода 3 или отвода 4 нагреваемой среды, преимущественно в виде цилиндра, выполнением в нем проема 18 под трубную доску 6, при этом по крайней мере часть труб 5 в пределах по крайней мере части рядов 19, 20 пучка 17 или в пределах не менее чем одной ветви 10, 11, 12, 13 ряда 19 или 20, и/или по высоте пучка 17 располагают с различным шагом.
По крайней мере в одном направлении в поперечном сечении пучка 17 по крайней мере часть труб 5 и/или часть длины труб 5 располагают по крайней мере в ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, и/или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 с шагом, не совпадающим с шагом труб 5 и/или части длины труб 5 в том же направлении в поперечном сечении в ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды, и/или не менее чем в одной из предыдущих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 пучка 17.
Шаг труб 5 в ряду 19, 20 по крайней мере на части ширины ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 принимают превышающим шаг по крайней мере части труб 5 в ряду 19, 20 ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды, или шаг труб 5 в ряду 19, 20 по крайней мере на части ширины ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 принимают меньшим шага по крайней мере части труб 5 в ряду ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды.
По крайней мере часть труб 5 ряда 19, 20 пучка 17 изгибают с отклонением от плоскости по крайней мере в пределах части одной ветви 10, или 11, или 12, или 13 ряда 19, 20 или части ветвей 10, 11, 12, 13 ряда 19, 20.
Шаг по крайней мере части труб 5 пучка принимают переменным по крайней мере в одном направлении в поперечном сечении ветви 10, 11, 12, 13 пучка 17, например, в пределах ветви 10, 11, 12, 13 ряда 19, 20 труб 5 пучка 17 и/или между по крайней мере частью рядов 19, 20 труб 5 по высоте пучка 17.
Соотношение неравных шагов смежных труб 5 принимают отличающимся не менее чем на 5% от величины меньшего из них.
Проем 18 под трубную доску 6 в коллекторе подвода 3 или отвода 4 нагреваемой среды выполняют с торцевыми кромками 21 прямоугольной конфигурации, параллельными поперечному сечению корпуса 2 коллектора подвода 3 или отвода 4 воздуха, высотой, составляющей 0,72-0,95 от высоты коллектора подвода 3 или отвода 4 воздуха в блоке 9, и угловой шириной, составляющей 0,07-0,25 от периметра поперечного сечения обечайки 22 коллектора подвода 3 или отвода 4 воздуха. Раскрой и изготовление трубной доски 6 производят с выполнением в ней отверстий 7, образующих трубное поле площадью 0,52-0,81 от общей площади ее фронтальной поверхности, а вваривание трубной доски 6 в проем 18 обечайки 22 коллектора подвода 3 или отвода 4 воздуха производят с размещением торцевых кромок 21 проема 18 в пределах ширины контактирующих с ним торцов 23 трубной доски 6, причем в каждом ряду 19, 20 располагают трубы 5 с переменным расстоянием между осями их внешних прямолинейных ветвей 10, 13. Трубу 5 с наибольшим расстоянием между осями внешних прямолинейных ветвей 10, 13 располагают с возможностью заведения ее концов в крайние наиболее удаленные друг от друга однорядные отверстия 7 в трубных досках 6 коллекторов подвода 3 и отвода 4 воздуха, а трубу 5 с наименьшим расстоянием между осями внешних прямолинейных ветвей 10, 13 располагают с возможностью заведения ее концов в крайние ближайшие друг к другу однорядные отверстия 7 в трубных досках 6 коллекторов подвода 3 и отвода 4 воздуха.
Используют четырехходовые изогнутые трубы 5 с двумя внешними 10, 13 и двумя внутренними 11, 12 прямолинейными ветвями и объединяющими их тремя коленами - двумя внешними 14, 16 и одним внутренним 15, а при набивке пучка 17 труб 5 их располагают рядами 19, 20 по высоте с расстоянием между продольными осями труб 5 в смежных рядах 19, 20, составляющим 0,6-1,5 диаметра трубы 5. В смежных по высоте рядах 19, 20 трубы 5 смещают на 0,4-0,6 шага между продольными осями прямолинейных ветвей 10, 11, 12, 13 труб 5 в ряду 19, 20, величину которого принимают равной 1,5 - 2,3 диаметра трубы 5, в каждом четном ряду 19 набивают нечетное число труб 5, предпочтительно не менее трех и не более девяти, а в каждом нечетном ряду 20 - четное число труб 5, предпочтительно не менее двух и не более десяти, при этом ряды 19, 20 труб 5 и трубы 5 в каждом ряду 19, 20 отделяют друг от друга по вертикали и горизонтали дистанцирующими элементами. Для отделения внешних ветвей 10, 13 труб 5 по вертикали и горизонтали используют дистанцирующие элементы в виде разделительных решеток (на чертежах не показано) с отверстиями для прохода труб 5. Для отделения внутренних ветвей 11, 12 используют дистанцирующие элементы в виде складчатых пластин 24 с расположенными с двух их сторон чередующимися опорными участками 25, 26. При установке складчатых пластин 24 опорные участки 25 на нижней стороне вышележащих пластин 24 опирают на опорные участки 26 на верхней стороне нижележащих пластин 24 с образованием между ними ячеек для установки труб 5. Дистанцирующие элементы 24 предпочтительно выполняют толщиной, составляющей не менее 0,03 диаметра трубы 5, и на внешних 10, 13 и внутренних 11, 12 ветвях труб 5 располагают по длине труб 5 предпочтительно с одинаковым шагом. Используют дистанцирующие элементы в виде складчатых пластин 24 с опорными участками 25, 26, имеющими опорную поверхность в виде фрагмента цилиндрической поверхности радиусом, составляющим не более 35% диаметра трубы 5, или используют дистанцирующие элементы в виде складчатых пластин 24 с опорными участками, имеющими плоскую опорную поверхность (на чертежах не показано), или используют многорядный пучок 17 теплообменных труб 5, состоящий из по крайней мере двух пакетов 27 двухходовых U-образных труб 28, образующих в пределах каждого пакета 27 двухветвевые, например, горизонтальные ряды труб 28, дистанцированных в пределах ряда и между рядами друг от друга, коллектор подвода 3 и коллектор отвода 4 нагреваемой среды и расположенную между ними по крайней мере одну перепускную камеру 29, причем коллектор подвода 3 и коллектор отвода 4 нагреваемой среды, а также перепускная камера 29 соединены с теплообменными трубами 28 общей для них трубной доской 30 или раздельными трубными досками (на чертежах не показано), по крайней мере часть которой 30 или которых образует часть стенового ограждения коллектора подвода 3 и коллектора отвода 4 нагреваемой среды и перепускной камеры 29.
Способ изготовления теплообменного блока 9 теплообменного аппарата 1 - блочно-секционного воздухоподогревателя осуществляют следующим образом.
Способ предусматривает поэлементное выполнение на технологических постах (на чертежах не показано) корпусов 2 коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды, предпочтительно воздуха, труб 5 и трубных досок 6 с отверстиями 7 под трубы 5, элементов каркаса 8 блока 9, гибку труб на трубогибочном оборудовании с получением многоходовых труб 5 с внешними 10, 13 и внутренними 11, 12 прямолинейными ветвями и соединяющими их коленами 14, 15, 16. Трубы 5 изготавливают с последовательно изменяющимися длинами прямолинейных ветвей 10, 11, 12, 13 и колен 14, 15, 16 и осуществляют набивку многорядного пучка 17 труб 5 в блок 9, при этом по крайней мере часть труб 5 в пределах по крайней мере части рядов 19, 20 пучка 17, или в пределах не менее чем одной ветви 10, 11, 12, 13 ряда 19, 20, и/или по высоте пучка 17 располагают с различным шагом.
По крайней мере в одном направлении в поперечном сечении пучка 17 по крайней мере часть труб 5 и/или часть длины труб 5 располагают по крайней мере в ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, и/или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 с шагом, не совпадающим с шагом труб 5 и/или части длины труб 5 в том же направлении в поперечном сечении в ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды, и/или не менее чем в одной из предыдущих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 пучка 17.
Шаг труб 5 в ряду 19, 20 по крайней мере на части ширины ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 принимают превышающим шаг по крайней мере части труб 5 в ряду 19, 20 ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды, или шаг труб 5 в ряду 19, 20 по крайней мере на части ширины ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 принимают меньшим шага по крайней мере части труб 5 в ряду ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды.
По крайней мере часть труб 5 ряда 19, 20 пучка 17 изгибают с отклонением от плоскости по крайней мере в пределах части одной ветви 10, или 11, или 12, или 13 ряда 19, 20 или части ветвей 10, 11, 12, 13 ряда 19, 20.
Шаг по крайней мере части труб 5 пучка 17 принимают переменным по крайней мере в одном направлении в поперечном сечении ветви 10, 11, 12, 13 пучка 17, например, в пределах ветви 10, 11, 12, 13 ряда 19, 20 труб 5 пучка 17 и/или между по крайней мере частью рядов 19, 20 труб 5 по высоте пучка 17.
Соотношение неравных шагов смежных труб 5 принимают отличающимся не менее чем на 5% от величины меньшего из них.
Трубы 5 могут изготавливать четырехходовыми с двумя внешними 10, 13 и двумя внутренними 11, 12 прямолинейными ветвями и соединяющими их тремя коленами - двумя внешними 14, 16 и одним внутренним 15 и располагают их рядами 19, 20 по высоте. Для каждого, преимущественно нечетного ряда 19 две трубы 5 изготавливают с гибами 31 длиной πR, где R - радиус гиба 31 трубы 5, которые выполняют у одной трубы 5 на внутреннем колене 15, а у другой - на двух внешних коленах 14, 16. Остальные трубы 5 для четных 19 и нечетных 20 рядов выполняют с гибами 32 длиной πR/2, которые сопрягают прямолинейными вставками 33 последовательно изменяющейся длины. Для каждого ряда 19, 20 две внутренние ветви 11, 12 каждой последующей в ряду 19, 20 трубы 5 выполняют преимущественно параллельными соответствующим ветвям 11, 12 предыдущей в этом ряду 19, 20 трубы 5. После изготовления изогнутых труб 5 их навешивают на устройство 34 для вертикального хранения с пространственной, имеющей расположенные ярусами по высоте кронштейны 35 опорой 36 с рабочей шириной в плоскости навешивания, превышающей максимальное расстояние между осями внешних ветвей 10, 13 изогнутой преимущественно крайней трубы 5 ряда 19, 20, и рабочей высотой от кронштейна 35 нижнего яруса до основания опоры 36, превышающей максимальную габаритную длину изогнутой трубы 5, навешиваемой на кронштейны 35 нижнего яруса. Трубу 5 минимальной длины для каждого ряда выполняют с длиной развертки lmin, составляющей не менее 0,75 длины развертки lьфч трубы 5 максимальной длины в ряду 19, 20. После изготовления изогнутых труб 5 производят их опрессовку, сборку коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды с ввариванием в них трубных досок 6, монтаж каркаса 8 блока 9 и коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды, набивку труб 5. По крайней мере часть изогнутых труб 5 изготавливают с расстоянием H между продольными осями внешних прямолинейных ветвей 10, 13, составляющим (30-85)d, длиной прямолинейных ветвей l' и l", составляющей соответственно (74-145)d и (100-135)d, где d - наружный диаметр трубы 5; l' - длина внешней прямолинейной ветви 10, 13; l" - длина внутренней прямолинейной ветви 11, 12. Трубы 5 в ряду 19, 20 изготавливают с суммарной длиной l'∑ и l"∑ прямолинейных внешних 10, 13 и внутренних 11, 12 ветвей, расположенных перпендикулярно потоку охлаждаемой среды, составляющей не менее 72% суммарной длины разверток L∑ труб 5 ряда 19, 20, и суммарной длиной прямолинейных вставок 24 H'∑ и H"∑ трех колен 14, 15, 16 труб 5 ряда 19, 20, нагреваемая среда в которых расположена в противотоке с охлаждаемой средой, составляющей до 18% суммарной длины L∑ труб 5 ряда 19, 20. Для каждого нечетного ряда 19 изготавливают предпочтительно четное число труб 5, предпочтительно не менее двух и не более десяти, или для каждого четного ряда 20 изготавливают предпочтительно нечетное число труб 5, предпочтительно не менее трех и не более девяти. При гибке труб 5 для ряда 19 или 20 с большим числом труб 5, чем в смежных рядах 20 или 19 соответственно, прямолинейные вставки 33 колен 14, 15, 16 выполняют длиной, изменяющейся от величины, равной 2а±10%, до величины, равной 2а (m-1)±10%. Для смежных рядов 19 или 20 с меньшим числом труб прямолинейные вставки 33 выполняют длиной, изменяющейся от величины, равной 2а±10%, до величины, равной а (2n-1)±10%, где а - шаг между осями одноименных прямолинейных ветвей 10, 11, 12, 13 смежных труб ряда; m - количество труб 5 в ряду 19 или 20 с большим числом труб 5, преимущественно четное число труб 5 в нечетных рядах 19; n - количество труб 5 в ряду 19 или 20 с меньшим числом труб 5, преимущественно нечетное число труб 5 в четных рядах 20.
Трубы могут изготавливать двухходовыми 28 U-образными с двумя прямолинейными ветвями 10, 11 и соединяющим их коленом 14 и формируют из них два пакета 27 в блоке 9. В каждом пакете 27 через ряд 19 или 20 одну внутреннюю трубу 28 ряда 19 или 20 выполняют с гибом 31 длиной, равной πR, a все остальные трубы 28 для всех рядов 19, 20 каждого пакета 27 выполняют с двумя гибами 32 каждый длиной, равной πR/2, R - радиус гиба, составляющий (2,5-6,0)d, где d - наружный диаметр теплообменной трубы 28, которые сочленяют попарно посредством прямолинейных участков 33 различной длины, а после изготовления изогнутых труб 28 их навешивают на устройство (на чертежах не показано) для вертикального хранения с пространственной, имеющей расположенные ярусами по высоте кронштейны (на чертежах не показано) опорой (на чертежах не показано) с рабочей шириной в плоскости навешивания, превышающей максимальное расстояние между осями ветвей 10, 11 изогнутой преимущественно крайней трубы 28 ряда 19 или 20, и рабочей высотой от кронштейна нижнего яруса до основания опоры, превышающей максимальную габаритную длину изогнутой трубы 28, навешиваемой на кронштейны нижнего яруса.
Способ по второму варианту изготовления теплообменного блока 9 теплообменного аппарата 1 - блочно-секционного воздухоподогревателя, преимущественно четырехходового, осуществляется следующим образом.
Способ предусматривает установку каркаса 8 теплообменного блока 9 на стапель 37, установку обечаек 22 коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды, предпочтительно воздуха, с вваренными в них трубными досками 6, установку между обечайками 22 панели вытеснителя 38 межтрубной среды с плоским участком 39, который располагают в плоскости наружных поверхностей трубных досок 6, соединение вытеснителя 38 с обечайками 22 и обечаек 22 с каркасом 8, изготовление многорядного пучка 17 многоходовых, предпочтительно четырехходовых, изогнутых труб 5, по крайней мере часть которых в пределах по крайней мере части рядов 19, 20 пучка 17, или в пределах не менее чем одной ветви 10, 11, 12, 13 ряда 19, 20, и/или по высоте пучка 17 располагают с различным шагом, а затем производят набивку блока 9 пучком 17 труб 5 порядно снизу вверх.
По крайней мере в одном направлении в поперечном сечении пучка 17 по крайней мере часть труб 5 и/или часть длины труб 5 располагают по крайней мере в ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, и/или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 с шагом, не совпадающим с шагом труб 5 и/или части длины труб 5 в том же направлении в поперечном сечении в ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды, и/или не менее чем в одной из предыдущих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 пучка 17.
Шаг труб 5 в ряду 19, 20 по крайней мере на части ширины ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 принимают превышающим шаг по крайней мере части труб 5 в ряду 19, 20 ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды, или шаг труб 5 в ряду 19, 20 по крайней мере на части ширины ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 принимают меньшим шага по крайней мере части труб 5 в ряду ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды.
По крайней мере часть труб 5 ряда 19, 20 пучка 17 изгибают с отклонением от плоскости по крайней мере в пределах части одной ветви 10, или 11, или 12, или 13 ряда 19, 20 или части ветвей 10, 11, 12, 13 ряда 19, 20.
Шаг по крайней мере части труб 5 пучка 17 принимают переменным по крайней мере в одном направлении в поперечном сечении ветви 10, 11, 12, 13 пучка 17, например, в пределах ветви 10, 11, 12, 13 ряда 19, 20 труб 5 пучка 17 и/или между по крайней мере частью рядов 19, 20 труб 5 по высоте пучка 17.
Соотношение неравных шагов смежных труб 5 принимают отличающимся не менее чем на 5% от величины меньшего из них.
При набивке пучка 17 труб 5 каждую трубу каждой внешней ветви 10, 13 пропускают через отверстия дистанцирующих решеток (на чертежах не показано), которые фиксированно устанавливают на каркасе 8 блока 9, внутренние ветви 11, 12 теплообменных труб 5 первого ряда 40 укладывают на гребенку 41, которую закрепляют на днище 42, а внутренние ветви 11, 12 последующих рядов 19, 20 разделяют дистанцирующими элементами, входной и выходной концы 43 труб 5 размещают соответственно в трубных досках 6 обечайки 22 коллектора подвода 3 и обечайки 22 коллектора отвода 4 подогреваемого воздуха, а по окончании набивки закрепляют концы 43 теплообменных труб в трубных досках 6 и прикрепляют торцевую стенку 44 блока 9, не снимая блок 9 со стапеля 37, а затем на обечайки 22 устанавливают и закрепляют крышки (на чертежах не показано) коллекторов подвода 3 и отвода 4 воздуха или перед установкой торцевой стенки 44 каркас 8 отсоединяют и снимают со стапеля 37, а затем на обечайки 22 устанавливают крышки (на чертежах не показано) коллекторов подвода 3 и отвода 4 воздуха и закрепляют их. Перед установкой торцевой стенки 44 сверху на каркас 8 устанавливают и закрепляют крышку 45 теплообменного блока 9. Обечайки 22 соединяют с каркасом 8 профилированными, например, гнутыми листами, а после соединения панели вытеснителя 38 с обечайками 22 приваривают к панели вытеснителя 38 горизонтальные и вертикальные элементы жесткости (на чертежах не показано), гребенки 41 под нижний ряд 40 внутренних ветвей 11, 12 теплообменных труб 5, а также дистанцирующие решетки (на чертежах не показано) для внешних ветвей 10, 13 теплообменных труб 5 выставляют с помощью контрольных труб (на чертежах не показано), установленных в трубные доски 6. Порядную набивку теплообменными трубами 5 осуществляют, начиная с трубы 5, расположенной вблизи панели вытеснителя 38 межтрубной среды, дистанцирующую решетку закрепляют на каркасе 8 перпендикулярно продольным осям теплообменных труб 5. При набивке теплообменного блока 9 теплообменными трубами 5 дистанцирование между рядами 19, 20 труб 5 в вертикальном направлении выполняют с помощью технологических удаляемых планок (на чертежах не показано). Дистанцирующие складчатые волнистые планки 24 устанавливают и закрепляют так, что их опорные участки 25, 26 для одноименных труб 5 располагаются на одной вертикальной оси, при этом дистанцирующие складчатые волнистые планки 24 прикрепляют к стойкам 46, установленным на каркасе 8, а при закреплении теплообменных труб 5 в трубных досках 6 осуществляют вначале подвальцовку концов 43 труб 5, сварку, а затем окончательную роликовую вальцовку. Обшивку торцевой стенки 44 блока 9, выполненную в виде листа штампованного, устанавливают гофрами 47 наружу и соединяют с силовыми элементами в виде центральной стойки 48, укосин 49 и ребер 50.
Способ изготовления промежуточных 51 и/или верхнего 52 блоков теплообменного аппарата 1 - блочно-секционного воздухоподогревателя осуществляется следующим образом.
Способ предусматривает поэлементное выполнение на технологических постах (на чертежах не показано) корпусов 2 коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды, предпочтительно воздуха, труб 5 и трубных досок 6, элементов каркаса 8 блока 51, 52, гибку труб на трубогибочном оборудовании (на чертежах не показано) с получением многоходовых труб 5 с последовательно изменяющимися параметрами ветвей 10, 11, 12, 13 и соединяющих их колен 14, 15, 16, сборку коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды с ввариванием в них трубных досок 6, монтаж каркаса 8 блока 51, 52 и коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды, набивку пучка 17 труб 5, при этом по крайней мере часть труб 5 в пределах по крайней мере части рядов 19, 20 пучка 17, или в пределах не менее чем одной ветви 10, 11, 12, 13 ряда 19, 20, и/или по высоте пучка 17 располагают с различным шагом, а монтаж каркаса 8 блока 51, 52 и коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды производят на стапеле 37 путем установки на плиту 53 стапеля 37 имеющей стойки 54 и съемную верхнюю балку 55 портальной рамы 56, дополнительных стоек 57 со съемными балками 58, имеющими координатные элементы 59 с опорно-маячными вертикальными, выверенными по плоскости поверхностями для фиксации и контроля положения трубных досок 6 коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды, дополнительных стоек 60 для технологической фиксации монтируемых стоек 46 каркаса 8 блока 51, 52, при этом при монтаже коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды производят технологическую фиксацию контура их торцов 60 и пространственного положения корпуса 2 каждого коллектора подвода 3 или отвода 4 нагреваемой среды с помощью координатно-опорных дисков 62, которые крепят с нижней стороны съемной верхней балки 55 портальной рамы 56 соосно центральным вертикальным осям коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды, причем съемные балки 58 устанавливают на дополнительных стойках 57 с возможностью технологического контакта верхней из балок 58 с внешней поверхностью верхнего приторцевого участка трубной доски 6, а нижней 58 из балок - с внешней поверхностью нижнего приторцевого участка трубной доски 6.
По крайней мере в одном направлении в поперечном сечении пучка 17 по крайней мере часть труб 5 и/или часть длины труб 5 располагают по крайней мере в ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, и/или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 с шагом, не совпадающим с шагом труб 5 и/или части длины труб 5 в том же направлении в поперечном сечении в ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды, и/или не менее чем в одной из предыдущих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 пучка 17.
Шаг труб 5 в ряду 19, 20 по крайней мере на части ширины ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 принимают превышающим шаг по крайней мере части труб 5 в ряду 19, 20 ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды, или шаг труб 5 в ряду 19, 20 по крайней мере на части ширины ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 принимают меньшим шага по крайней мере части труб 5 в ряду ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды.
По крайней мере часть труб 5 ряда 19, 20 пучка 17 изгибают с отклонением от плоскости по крайней мере в пределах части одной ветви 10, или 11, или 12, или 13 ряда 19, 20 или части ветвей 10, 11, 12, 13 ряда 19, 20.
Шаг по крайней мере части труб 5 пучка 17 принимают переменным по крайней мере в одном направлении в поперечном сечении ветви 10, 11, 12, 13 пучка 17, например, в пределах ветви 10, 11, 12, 13 ряда 19, 20 труб 5 пучка 17 и/или между по крайней мере частью рядов 19, 20 труб 5 по высоте пучка 17.
Соотношение неравных шагов смежных труб 5 принимают отличающимся не менее чем на 5% от величины меньшего из них.
Портальную раму 56 располагают на плите 53 стапеля 37 в вертикальной плоскости, проходящей через центральные вертикальные оси монтируемых коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды блока 51, 52, причем стойки 54 портальной рамы 56 и их опорные части размещают вне габаритов монтируемого блока 51, 52 теплообменного аппарата 1, при этом на дополнительных стойках 57 устанавливают по крайней мере одну промежуточную съемную балку 58 для фиксации и контроля положения трубных досок 6, промежуточные съемные балки 58 располагают по высоте трубных досок 6 монтируемого блока 51, 52 предпочтительно эквидистантно, координатные элементы 59 с опорно-маячными поверхностями по крайней мере на части съемных балок 58 устанавливают с разнесением по длине съемной балки 58, причем на каждой балке 58 устанавливают не менее четырех координатных элементов 59 с расположением по крайней мере каждой пары крайних из них в пределах трубной доски 6 монтируемого блока 51, 52, при этом координатные элементы 59 с опорно-маячными вертикальными поверхностями, выверенными по плоскости, закрепляют на съемных балках 58 с возможностью регулирования их положения.
Способ изготовления нижнего блока 63 теплообменного аппарата 1 - блочно-секционного воздухоподогревателя осуществляется следующим образом.
Способ предусматривает поэлементное выполнение на технологических постах (на чертежах не показано) корпусов 2 коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды, предпочтительно воздуха, труб 5 и трубных досок 6, элементов каркаса 8 блока 63, гибку труб на трубогибочном оборудовании (на чертежах не показано) с получением многоходовых труб 5 с последовательно изменяющимися параметрами ветвей 10, 11, 12, 13 и соединяющих их колен 14, 15, 16, сборку коллекторов подвода 3 и отвода 4 воздуха с ввариванием в них трубных досок 6, монтаж каркаса 8 блока 63 и коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды, набивку пучка 17 труб 5, по крайней мере часть которых в пределах по крайней мере части рядов 19, 20 пучка 17, или в пределах не менее чем одной ветви 10, 11, 12, 13 ряда 19, 20, и/или по высоте пучка 17 располагают с различным шагом. Монтаж каркаса 8 блока 63 и коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды производят на стапеле 64 путем установки на двухуровневую плиту 65 стапеля 64 имеющей стойки 54 и съемную верхнюю балку 55 портальной рамы 56, дополнительных стоек 57 со съемными балками 58, имеющими координатные элементы 59 с опорно-маячными вертикальными, выверенными по плоскости поверхностями для фиксации и контроля положения трубных досок 6 коллекторов подвода 3 или отвода 4 нагреваемой среды, дополнительных стоек 60 для технологической фиксации монтируемых стоек 54 каркаса 8 блока 63, при этом при монтаже коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды производят технологическую фиксацию контура их торцов 61 и пространственного положения корпуса 2 каждого коллектора подвода 3 или отвода 4 нагреваемой среды с помощью координатно-опорных дисков 62, которые крепят с нижней стороны съемной верхней балки 55 портальной рамы 56 соосно центральным вертикальным осям коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды, причем более высокий участок 66 плиты 65 стапеля 64 выполняют с превышением над опорной поверхностью остальной части плиты 65, соответствующим высоте дополнительных нижних опор 67 нижнего блока 63 аппарата 1, а стойки 54 портальной рамы 56 выполняют высотой, превышающей суммарную высоту нижнего блока 63 аппарата 1 и его дополнительных нижних опор 67 на величину, соответствующую высотному интервалу между нижней контурной контактной поверхностью координатно-опорного диска 62 и верхней поверхностью опирания съемной верхней балки 55 портальной рамы 56 на стойку 54.
По крайней мере в одном направлении в поперечном сечении пучка 17 по крайней мере часть труб 5 и/или часть длины труб 5 располагают по крайней мере в ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, и/или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 с шагом, не совпадающим с шагом труб 5 и/или части длины труб 5 в том же направлении в поперечном сечении в ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды, и/или не менее чем в одной из предыдущих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 пучка 17.
Шаг труб 5 в ряду 19, 20 по крайней мере на части ширины ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 принимают превышающим шаг по крайней мере части труб 5 в ряду 19, 20 ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды, или шаг труб 5 в ряду 19, 20 по крайней мере на части ширины ветви 10 пучка 17, непосредственно отходящей от коллектора подвода 3 нагреваемой среды, или по крайней мере в одной из последующих по ходу нагреваемой среды ветвей 11, 12 принимают меньшим шага по крайней мере части труб 5 в ряду ветви 13 пучка 17, непосредственно подходящей к коллектору отвода 4 нагреваемой среды.
По крайней мере часть труб 5 ряда 19, 20 пучка 17 изгибают с отклонением от плоскости по крайней мере в пределах части одной ветви 10, или 11, или 12, или 13 ряда 19, 20 или части ветвей 10, 11, 12, 13 ряда 19, 20.
Шаг по крайней мере части труб 5 пучка 17 принимают переменным по крайней мере в одном направлении в поперечном сечении ветви 10, 11, 12, 13 пучка 17, например, в пределах ветви 10, 11, 12, 13 ряда 19, 20 труб 5 пучка 17 и/или между по крайней мере частью рядов 19, 20 труб 5 по высоте пучка 17.
Соотношение неравных шагов смежных труб 5 принимают отличающимся не менее чем на 5% от величины меньшего из них.
Портальную раму 56 располагают на плите 65 стапеля 64 в вертикальной плоскости, проходящей через центральные вертикальные оси монтируемых коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды блока 63, причем стойки 54 портальной рамы 56 и их опорные части размещают вне габаритов монтируемого блока 63 теплообменного аппарата 1. Коллекторы подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды блока 63 монтируют в зоне расположения более высокого участка 66 плиты 65 стапеля 64, который выполняют предпочтительно прямоугольным в плане с осевым размером вдоль продольной оси блока 63, не меньшим соответствующего осевого размера проекции каждого из коллекторов подвода 3 или отвода 4 нагреваемой среды в плане, а в поперечном направлении не менее расстояния между крайними внешними, наиболее удаленными друг от друга точками проекции в плане обоих коллекторов подвода 3 или отвода 4 нагреваемой среды блока 63, для возможности фиксации и контроля положения трубных досок 6 коллекторов подвода 3 и отвода 4 нагреваемой среды съемные балки 58 устанавливают на дополнительных стойках 57 с возможностью технологического контакта верхней из балок 58 с внешней поверхностью верхнего приторцевого участка трубной доски 6, а нижней из балок 58 - с внешней поверхностью нижнего приторцевого участка трубной доски 6. Предпочтительно на дополнительных стойках 57 устанавливают по крайней мере одну промежуточную съемную балку 58 для фиксации и контроля положения трубных досок 6, промежуточные съемные балки 58 располагают по высоте трубных досок 6 монтируемого блока 63 предпочтительно эквидистантно, координатные элементы 59 с опорно-маячными поверхностями по крайней мере на части съемных балок 58 устанавливают с разнесением по длине съемной балки 58, причем на каждой балке 58 устанавливают не менее четырех координатных элементов 59 с расположением по крайней мере каждой пары крайних из них в пределах трубной доски 6 монтируемого блока 63, при этом координатные элементы 59 с опорно-маячными вертикальными поверхностями, выверенными по плоскости, закрепляют на съемных балках 58 с возможностью регулирования их положения.
Изобретения относятся к теплоэнергетике и могут быть использованы при изготовлении блоков для блочно-секционных устройств утилизации тепла отходящих от агрегатов газов, предназначенных, в частности, для подогрева воздуха выхлопными продуктами сгорания, поступающими от компрессора газотурбинной установки газоперекачивающего агрегата на компрессорных станциях магистральных газопроводов. На технологических постах изготавливают элементы каркаса блоков, корпуса коллекторов подвода и отвода нагреваемой среды, трубы, трубные доски с отверстиями под трубы. Трубы гнут на трубогибочном оборудовании с получением многоходовых труб. Монтируют каркас теплообменного блока и коллекторы, в которые вваривают трубные доски. Производят набивку многорядного пучка труб в блок. По меньшей мере часть труб в многорядном пучке располагают с различным шагом. В результате обеспечивается повышение эффективности изготовления теплообменных аппаратов и входящих в них блоков. 5 н. и 22 з.п. ф-лы, 20 ил.
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И МОНТАЖА ЧЕТЫРЕХХОДОВОГО ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ С V-ОБРАЗНЫМИ ТРУБКАМИ | 2000 |
|
RU2176051C1 |
| Многоходовой воздухоподогреватель | 1986 |
|
SU1343189A1 |
| Устройство для сборки труб с трубными досками и перегородками теплообменников | 1988 |
|
SU1507558A1 |
| УСТАНОВКА ЦЕЛЕВОГО ТЕМПЕРАТУРНОГО ПРОФИЛЯ В ГОЛОВНОЙ ЧАСТИ ПОЛОСЫ И КОНЦЕВОЙ ЧАСТИ ПОЛОСЫ ПЕРЕД ПОПЕРЕЧНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОЛОСЫ | 2015 |
|
RU2679321C2 |
| Топчак-трактор для канатной вспашки | 1923 |
|
SU2002A1 |
