一種全焊接波紋板束的組裝結構及組裝方法技術

一種全焊接波紋板束的組裝結構及組裝方法，其結構包括周邊為階梯形的波紋板片，兩張波紋板片對扣形成全焊接波紋板管，對扣時兩者直邊固接為一體形成板管的直邊，而兩者的階梯邊對扣構成板管中甲介質流通通道，該甲介質流通通道內嵌入中空的流道鑲塊，該中空的流道鑲塊內嵌入冷卻箱；將兩個全焊接波紋板管疊摞在一起形成全焊接波紋板束的基體，疊摞時，全焊接波紋板管之間的四角嵌入分程鑲塊；在焊接好的板束基體上疊放若干數量的板管，然后將分程半鑲塊固接在最外層的板管四角上，最后固接上壓緊板，形成全焊接波紋板束的組裝結構。組裝方法分為波紋板片的加工、全焊接板管的制造、板束的制造等。本發明專利技術是一種耐壓高、適應高溫差的熱交換器板束。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于熱交換器設計與制造
，涉及一種全焊接波紋板束的的組裝結構及組裝方法。
技術介紹
目前在用的熱交換器中，板式熱交換器是一種熱工性能良好的熱交換器，應用于眾多領域。之所以具有良好的熱工性能，在于冷熱介質交換熱量的平臺，在板式熱交換器中這個平臺是薄波紋板片。從傳熱學的角度來說，這個平臺越薄，越有利于傳熱；從結構上來說，薄波紋板片的采用，減小了熱交換器的重量，使得經濟性能大大提升；從產品的耐壓程度來說，薄波紋板片的采用降低了熱交換器的承壓能力，使其可靠性降低。如何既保持良好的熱工性能，同時又提高其使用的可靠性，似乎是一對矛盾體。構成板式熱交換器的單元是板管，板管由兩張形狀尺寸均相同的階梯形薄波紋板片對扣而成，板管與板管疊摞在一起，在其間，板管端部焊接分程鑲塊，如此構成板束，在板束的四個側面焊接壓緊板及側板即可構成板束。壓緊板、側板及板束端部構成管箱。在實際使用過程中，板式熱交換器的板管端部極易出現焊縫的開裂問題，即在分程鑲塊與管箱連接部位，出現延焊縫分布的細小裂紋，裂紋繼續發展，很可能會造成板式熱交換器使用性能的喪失。
技術實現思路
為解決實際生產中板式熱交換器板管端部階梯形邊的易斷裂問題，以及分程鑲塊與管箱連接部位焊縫的易開裂問題，從而消除安全隱患，本專利技術提供一種耐壓高、適應高溫差的熱交換器全焊接波紋板束及其組裝方法。本專利技術所采用的技術方案為：一種全焊接波紋板束的組裝結構，包括周邊為階梯形的波紋板片，兩張所述波紋板片對扣形成全焊接波紋板管，對扣時兩者的直邊固接為一體形成板管的直邊，而兩者的階梯邊對扣構成板管中甲介質流通通道，該甲介質流通通道內嵌入中空的流道鑲塊，該中空的流道鑲塊內嵌入冷卻箱；將兩個全焊接波紋板管疊摞在一起形成全焊接波紋板束的基體，疊摞時，全焊接波紋板管之間的四角嵌入分程鑲塊；在焊接好的板束基體上疊放若干數量的板管，然后將分程半鑲塊固接在最外層的板管四角上，最后固接上壓緊板，從而形成全焊接波紋板束的組裝結構。所述冷卻箱為空心結構，進、出口設在同一端面上，進、出口處安裝進水管、出水管。所述分程鑲塊為空心結構，在分程鑲塊的一個端面及一個側面上開孔，該開孔為貫通結構。一種全焊接波紋板束的組裝方法，具體步驟如下：（a）將沖壓成型的兩張波紋板片對扣在一起，用圓盤電阻滾焊焊接波紋板片的直邊（53）形成全焊接波紋板管；（b）將冷卻箱（6）嵌入流道鑲塊（1）形成組合件A；（c）將組合件A嵌入全焊接波紋板管兩端形成組合件B；（d）將分程半鑲塊（3）焊接在壓緊板上形成組合件C；（e）將組合件C水平放置，其上疊摞若干組合件B，然后在其上水平放置另一組合件C，固定形成板管組；（f）將分程鑲塊（2）嵌入板管組四角；（g）將冷卻液通入冷卻箱（6）及分程鑲塊（2）；（h）利用焊接機器人沿焊道（7）施焊，包括板管組側向焊道；（i）切斷冷卻液，拆卸分程鑲塊（2）上的進、出水管，將其開孔堵塞；（j）拆卸冷卻箱（6），形成全焊接波紋板束。有益效果：本專利技術板管端部設置了流道鑲塊，使該處的機械強度提高，因而板束的承載能力得到了提高，同時能適應高溫差的操作環境。焊道比較規則，可以采用自動焊，因而板束制造自動化程度高，焊接的可靠性高。由于板管鑲塊、分程鑲塊皆為空心結構，因而板束的重量輕、用料省、制造成本低。本專利技術可應用于煤化工、石油石化、核電熱電等行業的板式熱交換器上。附圖說明圖1 為本專利技術全焊接波紋板管的結構示意圖；圖2a為本專利技術流道鑲塊的結構示意圖；圖2b為本專利技術分程鑲塊的結構示意圖；圖2c為本專利技術分程半鑲塊的結構示意圖；圖3 為本專利技術冷卻箱結構示意圖；圖4 為本專利技術全焊接波紋板束組裝結構示意圖；圖5 為本專利技術全焊接波紋板束焊道示意圖；圖6 為本專利技術全焊接波紋板束示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術及其效果進一步說明。分析板式熱交換器板管端部失效的原因,發現薄的波紋板與比較厚的鑲塊、比較厚的環形板管間存在局部應力過大，薄板與厚板的焊接存在熔池小、焊縫窄、焊縫強度低的問題。為此，本專利技術采用中空（即形成環形）的流道鑲塊1加強板管端部階梯形邊的機械強度；利用冷卻箱6對流道鑲塊1行散熱，采用空心結構的分程鑲塊2進行散熱，將板束制造過程中產生的熱量及時帶走，從而防止了波紋板管的燒穿；同時利用空心結構減小管箱連接部位的熱應力，從而在熱交換器的實際運行過程中，有效地避免了因為高溫差而產生的焊縫開裂現象。一種全焊接波紋板束的組裝結構，分板片、板管、板束分別說明。波紋板片的加工：構成板束的波紋板片由金屬薄板經同一副模具沖壓加工而成，波紋板片的上、下兩個大面為傳熱面，分別稱為A傳熱面54、B傳熱面，波紋板片的周邊為階梯形、即板片的四周不在同一平面上，板片的波紋結構分為凸、凹兩種，板片波紋的投影形狀分為三角形、圓形、橢圓形、四邊形、人字形、以及這幾種的任意組合。如圖1，全焊接板管5的制造：首先將沖壓成型的兩張波紋板片對扣在一起，即使兩張波紋板片的B傳熱面相對、波紋板片直邊疊摞在一起。為了增強板管的抗壓能力，使對扣起來的一張板片的凸波紋與另一張板片相應部位的凸波紋相接觸；然后利用電阻焊的焊接方式將兩個波紋板片直邊53焊在一起，上、下兩個波紋板片的階梯邊51、52對扣構成甲介質流通通道。最后將流道鑲塊1嵌入上述甲介質流通通道，即為全焊接波紋板束的板程。如圖2a所示，流道鑲塊1為空心結構，即開孔貫通于鑲塊的兩個端面11，流道鑲塊1的四周形狀由上、下波紋板片階梯邊構成的流道的形狀而決定。設置流道鑲塊1的作用是為了增強板管端部階梯形邊的機械強度，流道鑲塊1開孔的作用是流體流通的通道。板束的制造：將兩個全焊接板管疊摞在一起，即將兩個板管的A傳熱面54相對、使兩張波紋板片的凸波紋相互接觸。在板管的四周、兩個板管之間嵌入分程鑲塊2。兩個板管之間構成的通道即為乙流體流通的通道，也即全焊接波紋板束的殼程。如圖2b所示，分程鑲塊為空心結構，即在分程鑲塊的一個端面21及一個側面22上開孔，該開孔為貫通結構，即開孔由分程鑲塊的一個端面進入，從另一個側面通出。分程鑲塊的其它面不開孔。在分程鑲塊開孔的端面及開孔的側面安裝接管23、24。分程鑲塊2的作用：其一，是將全焊接波紋板束的板程和殼程進行物理分隔，使其各自形成獨立的流通通道；其二，是為焊接板程管箱和殼程管箱提供依附平臺；其三，具有散熱的作用，它能將焊接過程中產生的熱量及時帶走，從而防止了波紋板管的燒穿；其四，具有減小管箱連接部位熱應力的功能。如圖3所示，冷卻箱6為空心結構，進、出口設在同一端面上，進、出口處安裝進水管61、出水管62；601、602分別為冷卻液進、出口。且冷卻箱6的進、出口端面上設有拉手63，是為便于安裝、拆卸而設。。冷卻箱的作用：其一：具有散熱的作用，它能將焊接過程中產生的熱量及時帶走，從而防止了波紋板管的燒穿。其二：防止焊接過程中產生的焊渣掉入板管，對板管起保護作用。為了便于施焊，將兩兩流道鑲塊1位于板管端部的相鄰邊、流道鑲塊1與分程鑲塊2的相鄰邊、位于板管側面的分程鑲塊2的相鄰邊設置成坡口均設置成坡口，，且流道鑲塊1與分程鑲塊2兩者相接處的坡口相適配。分程半鑲塊3（如圖2c所示）內側的相鄰邊之間的面也設置成坡口，其與流道鑲塊1相接處的坡口相適配。本專利技術的組裝方法分為波紋板片的加本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種全焊接波紋板束的組裝結構，包括周邊為階梯形的波紋板片，其特征在于：兩張所述波紋板片對扣形成全焊接波紋板管，對扣時兩者的直邊固接為一體形成板管的直邊，而兩者的階梯邊對扣構成板管中甲介質流通通道，該甲介質流通通道內嵌入中空的流道鑲塊（1），該中空的流道鑲塊（1）內嵌入冷卻箱（6）；將兩個全焊接波紋板管疊摞在一起形成全焊接波紋板束的基體，疊摞時，全焊接波紋板管之間的四角嵌入分程鑲塊（2）；在焊接好的板束基體上疊放若干數量的板管，然后將分程半鑲塊（3）固接在最外層的板管四角上，最后固接上壓緊板，從而形成全焊接波紋板束的組裝結構。

【技術特征摘要】
1.一種全焊接波紋板束的組裝結構，包括周邊為階梯形的波紋板片，其特征在于：兩張所述波紋板片對扣形成全焊接波紋板管，對扣時兩者的直邊固接為一體形成板管的直邊，而兩者的階梯邊對扣構成板管中甲介質流通通道，該甲介質流通通道內嵌入中空的流道鑲塊（1），該中空的流道鑲塊（1）內嵌入冷卻箱（6）；將兩個全焊接波紋板管疊摞在一起形成全焊接波紋板束的基體，疊摞時，全焊接波紋板管之間的四角嵌入分程鑲塊（2）；在焊接好的板束基體上疊放若干數量的板管，然后將分程半鑲塊（3）固接在最外層的板管四角上，最后固接上壓緊板，從而形成全焊接波紋板束的組裝結構。2.根據權利要求1所述的一種全焊接波紋板束的組裝結構，其特征在于：所述冷卻箱（6）為空心結構，進、出口設在同一端面上，進、出口處安裝進水管、出水管。3.根據權利要求2所述的一種全焊接波紋板束的組裝結構，其特征在于：所述冷卻箱（6）的進、出口端面上設有拉手（63）。4.根據權利要求1所述的一種全焊接波紋板束的組裝結構，其特征在于：所述分程鑲塊（2）為空心結構，在分程鑲塊的一個端面及一個側面上開...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張延豐，胡國棟，常春梅，
申請(專利權)人：甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司，上海藍濱石化設備有限責任公司，機械工業上海藍亞石化設備檢測所有限公司，
類型：發明
國別省市：甘肅;62