一种管束组件辅助翻身装置及利用其进行翻身方法与流程

本发明涉及一种管壳式换热器在生产制造过程中，管束组件与壳体组件立式装配时管束组件的辅助翻身装置，特别是核电领域管壳式换热器的管束组件与壳体组件装配时管束组件的辅助翻身装置。

背景技术：

管壳式换热器应用范围极广，主要包含在核电、化工机械等工业领域。在管壳式换热器生产制造过程中，尤其在核电项目中的管壳式换热器的生产制造过程中，管束组件与壳体组件的装配是十分重要的工序内容，对于产品的清洁度以及产品零部件表面质量上要求十分严格。

但是，在进行管束组件与壳体组件装配的过程中，由于管板与管束之间未进行管子管板焊接工序，而且管束组件具有柔性特点，因此管束组件与壳体组件的立式套装工序难度很大。

因此，需研究设计一种能够在满足核级产品生产制造要求，并且在管板与管束未进行管子管板焊接工序前提下，完成管束组件与壳体立式套装的辅助翻身装置。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种管束组件辅助翻身装置，该装置包括主架、折流板支撑组件、折流板固定组件和支撑梁。该装置利用主架、折流板支撑组件和折流板固定组件固定管束组件，利用支撑梁扩大起吊时钢丝绳的夹角，实现了管束组件平稳的翻身操作，安全性好，装配、拆卸方便，灵活性高，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

本发明一方面提供了一种管束组件辅助翻身装置，所述装置包括括主架和折流板支撑组件，所述主架包括底板11和设置在底板11同侧的长管12。

本发明另一方面提供了一种利用本发明第一方面所述的辅助翻身装置进行管束组件翻身的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将主架套装到管束组件上；

步骤2，将折流板支撑组件和折流板固定组件连接到主架上；

步骤3，连接支撑梁，进行翻身操作；

步骤4，拆除翻身装置。

本发明所具有的有益效果包括：

1)本发明提供的一种管束组件辅助翻身装置，结构简单，制造难点低，可根据实际待使用产品进行改造，不易损坏，能够重复利用；

2)本发明提供的一种管束组件辅助翻身装置，折流板支撑组件和折流板固定组件均以可拆卸的方式连接在主架上，使得该翻身装置在使用时，容易进行安装和拆卸，能够重复利用；

3)本发明提供的一种管束组件辅助翻身装置，短管和隔离垫板的设置，能够减少不锈钢的用量，降低制造成本；

4)本发明提供的一种利用管束组件辅助翻身装置进行管束组件翻身的方法，翻身稳定，安全性高。

附图说明

图1示出主架的立体结构示意图；

图2示出主架的主视图；

图3示出图2中主架的侧视图；

图4示出示出底板的结构示意图；

图5示出耳轴组件的立体结构图；

图6示出耳轴组件的结构示意图；

图7示出管束组件辅助翻身装置的立体结构图；

图8示出折流板支撑组件的结构示意图；

图9示出折流板支撑组件的结构示意图；

图10示折流板支撑组件的俯视图；

图11示出连接组件的主视图；

图12示出连接组件的俯视图；

图13示出连接组件的侧视图；

图14示出图22中a处局部放大图；

图15示出折流板固定组件的立体结构图；

图16示出折流板固定组件的立体结构图；

图17示出折流板固定组件的结构示意图；

图18示出支撑梁的主视图；

图19示出支撑梁的俯视图；

图20示出图19中b处局部放大图

图21示出管束组件的翻身示意图；

图22示出管束组件与翻身装置的装配图。

附图标号说明：

11-底板；

12-长管；

13-斜管；

14-连接环；

15-短管；

16-挡环；

17-吊轴；

18-吊轴固定板；

21-支撑板；

211-立板；

212-横板；

2121-左板；

2122-平板；

2123-右板；

22-支撑板固定座；

23-隔离垫板；

31-连接板固定座；

32-连接板；

41-固定头；

411-夹持槽口；

42-顶杆；

421-调节孔；

43-顶杆固定板；

44-弯管；

45-连接头；

51-支撑杆；

52-吊耳；

53-固定螺栓；

54-固定螺母；

6-管板；

7-换热管管束；

8-折流板。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明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。

在本发明中，所述管板组件包括管板6、换热管管束7和折流板8。在acp1000核电项目余热排出热交换器的生产工序中，需要先将管板、换热管管束和折流板装配好之后，在进行换热管与管板的焊接。在焊接之前，需要对管束组件进行翻身操作，将水平放置的管束组件转变为竖直放置。

按照以往的经验，在进行管束组件翻身的操作中，多采用装焊吊耳或者绳索捆绑的方式进行翻身操作。但是，在核电领域，对换热管的质量要求非常严格，上述两种翻身方式，都会对管束组件造成不同程度的损害。

在折流板上装焊吊耳进行翻身操作时，由于管板与换热管之间并未进行焊接工序，在翻身过程中换热管容易从管板内脱落，而且在吊耳拆除的过程产生的飞溅及烟尘容易落入管束组件，不仅会增大清洁的工作量，而且容易留下安全隐患。采用绳索捆绑方式进行翻身操作时，由于管束组件自身重力大，而且具有柔性的特点，在与绳索接触时，存在割伤换热管的风险。

为了在不损伤管束组件的前提下，实现管束组件的翻身操作，本发明一方面提供了一种管束组件辅助翻身装置，所述装置包括主架、折流板支撑组件、折流板固定组件和支撑梁，如图7所示。

其中，主架、折流板支撑组件和折流板固定组件用于固定管束组件，避免在翻身过程中换热管和管板之间发生相对移动。支撑梁用于扩大起吊时钢丝绳的夹角，防止钢丝绳与管束组件接触，造成管束组件的损伤。

在一个优选的实施方式中，所述主架包括底板11和长管12，其中，所述长管12包括多个，彼此平行设置，优选为4至8个，设置在底板11的上表面，在底板11上组成长方体框架。优选地，所述长管12为长方管。

进一步优选地，所述长管12包括4个，在长方体框架中，由4个长管所围成的侧面依次记为长方形框架的第一侧面，第二侧面，第三侧面和第四侧面。其中，第一侧面和第三侧面相对，第二侧面和第四侧面向对。更优选地，第一侧面和第三侧面的面积比第二侧面和第四侧面的面积大，如图1-3所示。

根据本发明，当彼此平行的四个长管构成长方体框架时，可以认为由上下各一个长管组成一组，则上述第二侧面和第四侧面是由构成长方体框架的二组长管中，每组的上下长管所形成的侧面。也即当将长方体框架水平放置时，长方体框架在水平方向上相对的上下两个侧面分别为长方体框架的第一侧面和第三侧面，长方体框架在竖直方向上相对的前后两个侧面分别是长方体框架的第二侧面和第四侧面。优选地，长方体框架平方向上的侧面面积比长方体框架竖直方向上的侧面面积大。

在一个优选的实施方式中，在构成长方体框架的两组长管12中，每组的上下长管12之间(即在长方体框架第二侧面和第四侧面中的长管12上)设置有多个斜管13，优选为2至5个，更优选为3个，进一步优选地，所述斜管13为斜方管。

优选地，所述斜管13与长管12之间的夹角a为20-90°，进一步优选为30-60°，例如45°。

其中，在第二侧面和第四侧面上的长管之间设置斜管，能够起到增强主架稳定性的作用。优选地，在第二侧面和第四侧面的两端，斜管13与长管12之间的夹角为90°。

优选地，在同一侧面上，相邻的斜管13之间的倾斜方向相反。其中，与倾斜方向相同的设置方式相比，反向设置时，斜管所连接的两个长管之间的稳定性更高。

优选地，所述斜管13与长管12之间的连接方式为焊接。

在一个优选的实施方式中，在长方体框架第一侧面中的长管12上，设置有多个连接环14，所述连接环14与长管12之间的连接方式为焊接。

其中，斜管可将第二侧面和第四侧面上的两个长管分别连接为一整体，但是两个侧面之间的长管并没有连接关系。设置连接环的目的是为了将第二侧面和第四侧面之间的长管连接在一起，也即使得主架中的所有的长管连接为一个整体。

本发明中，对连接环的形状不做特殊的限定，为了避免连接环与管束组件之间相互接触，损伤管束组件，优选地，所述连接环14为弧形。

在一个优选的实施方式中，在所述底板11的下表面设置有短管15，进一步优选地，所述短管15为短方管，用于加强底板11的刚性。其中，所述短管15与底板11之间的连接方式为焊接，如图4所示。

在管束组件翻身的过程中，底板为管束组件提供承托力，可防止换热管从管板中滑落。由于管束组件自身重量大，因此底板应当具有足够大的刚性才能实现其承托作用。

在本发明中，底板直接与管板相接触，为了满足管板的清洁度要求，底板材质优选为不锈钢。由于不锈钢的价格比较高，因此本发明在底板下表面装焊有短管，可在减少不锈钢用量的前提下确保底板的刚性。

在一个优选的实施方式中，所述主架还包括吊轴组件，所述吊轴组件连接在长方体框架带有斜管12的那两侧的长管12上，也即所述吊轴组件连接在长方体框架第二侧面和第四侧面中的长管12上，如图1-2所示。

在本发明中，吊轴组件为辅助翻身装置提供吊点，方便进行主架的吊运和管束组件的翻身操作。挡环的设置能够起到限位的作用，可以避免吊车上的钢丝绳脱落，增加翻身过程中的安全性。

优选地，所述吊轴组件包括挡环16、吊轴17和吊轴固定板18，吊轴17的一端连接在吊轴固定板18上，另一端设置有挡环16，如图5-6所示。

优选地，所述吊轴组件设置为多个，例如4个或6个，通过吊轴固定板18对称连接在长方体框架第二侧面和第四侧面中的长管12上。其中，吊轴固定板18与第二侧面和第四侧面上长管12之间的连接方式为焊接。

在一个优选的实施方式中优选地，所述折流板支撑组件包括支撑板21，所述支撑板21设置在所述长方体框架第三侧面中的长管12上，如图7所示。

在本发明中，在对管束组件进行翻身的操作时，为了避免换热管受到损伤，确保翻身装置或起吊装置不与换热管直接接触，在本发明中，优选设置有折流板支撑组件，利用支撑板用于实现管束组件与翻身装置之间的接触。

优选地，所述支撑板21包括立板211和横板212，其中，所述立板211设置为两块，垂直设置在横板212的两端，如图8所示。

进一步优选地，所述横板212包括左板2121、平板2122和右板2123，其中，左板2121和右板1123对称设置在平板3122的两侧，与平板2122之间存在夹角，如图9所示。其中，左板和右板的设置能够优化支撑板的受力，减轻支撑板自身的重量。

在本发明中，可以将支撑板21卡合到长方体框架第三侧面中的长管12上，将立板211焊接在长管12上。但是，由于在完成管束组件份翻身后，需要将翻身装置拆除，为了简化操作，同时避免支撑板在拆卸过程中对管束组件造成污染，优选地，所述折流板组件还包括支撑板固定座22，所述支撑板21利用支撑板固定座22和连接组件以可拆卸的方式连接在长方体框架第三侧面中的长管12上。

优选地，所述支撑板固定座22设置在立板211的上表面，在所述支撑板固定座22上开设有多个光孔，如图10所示。

所述连接组件包括连接板固定座31和连接板32，所述连接板固定座31固定连接在长方体框架第三侧面中的长管12上，在连接板固定座31的下表面固定连接有连接板32，在所述连接板32上，开设有多个光孔。

所述支撑板固定座22和连接板32通过螺栓和螺母进行连接，如图14所示。

其中，螺栓可贯穿支撑板固定座和连接板上的光孔，然后利用螺母将折流板支撑组件连接在长管上。在完成管束组件的翻身操作后，只需要拆除螺栓和螺母即可完成折流板支撑组件的拆卸，无须进行解焊，可保证管束组件的清洁度。

在本发明中，为了加强连接组件与长管之间的连接强度，所述连接板固定座31优选为三角形，其数量可以设置为多个，如图11-13所示。

优选地，所述支撑板21由不锈钢制成。这是因为支撑板直接与折流板向接触，为了保证产品的清洁度，支撑板与折流板的接触面，优选为不锈钢。

为了减少翻身装置的制造成本，进一步优选地，所述支撑板21可以由不锈钢以外的其他材料制成，在所述支撑板21的中心，设置有不锈钢隔离垫板23，如图8-10所示。

在一个优选的实施方式中，所述折流板固定组件设置在长方体框架第二侧面和第四侧面中的长管12上。

在本发明中，通过在第二侧面和第四侧面上设置折流板固定组件，可以为管束组件提供径向约束力，既可以避免管束组件在翻身过程中出现左右晃动的情况，同时也可以防止管束组件在翻身过程中倾倒。

优选地，管束组件中的一个折流板由两个折流板固定组件和一个折流板支撑组件进行固定。

优选地，所述折流板固定组件包括固定头41、顶杆42和顶杆固定板43，其中，固定头41用于固定折流板，所述顶杆42用于连接固定头41和顶杆固定板43，顶杆固定板43用于将折流板固定组件连接在长管12上，如图15所示。

为了方便翻身装置的安装和拆卸，优选地，所述顶杆固定板43与长方体框架第二侧面和第四侧面上的长管12之间为焊接连接，所述顶杆42与固定头41和顶杆固定板43之间为可拆卸式连接。进一步优选地，所述可拆卸式连接为螺纹连接。

优选地，在所述固定头41的一端设置有夹持槽口411，在所述固定头41的另一端设置有螺纹孔。

其中，夹持槽口411用于顶紧折流板从而起到固定折流板的作用，为了避免槽口边缘划伤折流板，进一步优选地，所述夹持槽口411槽底的棱边设置为倒角。

更优选地，所述折流板固定组件还包括弯管44和连接头45。其中，所述弯管44为u形弯管，由钢管弯制而成。所述固定头41设置在弯管44的端头上；所述连接头45的一端固定连接在弯管44的中间，另一端设置有螺纹孔，与顶杆42通过螺纹进行连接，如图16所示。

其中，弯管的设置可以增加固定头的安装数量，为折流板提供更多的固定位点，加强翻身装置对管束组件的固定效果。

优选地，在所述顶杆固定板43上设置有光孔，顶杆42穿过顶杆固定板43上的光孔，与顶杆固定板43之间通过螺母进行固定连接，如图17所示。进一步优选地，为了避免螺母松动，可在拧紧螺母之后在进行点焊，将螺母和顶杆固定板点焊在一起。

优选地，在所述顶杆42的两端设置有螺纹，进一步优选地，在顶杆42上还设置有调节孔421。

设置调节孔的目的是为了借助辅助工具调整固定头的方位，将夹持槽口卡合到折流板上。

在一个优选地实施方式中，所述支撑梁包括支撑杆51和吊耳52，所述吊耳52对称设置在支撑杆51上。

在本发明中，支撑杆用于扩大起吊时钢丝绳的夹角，防止钢丝绳与管束组件或管板组件接触，损伤管束组件或管板组件。吊耳用于起吊和固定支撑杆，确保支撑杆在翻身过程中不会从钢丝绳上滑落。

优选地，在所述支撑杆51的两端设置有槽口，所述槽口用与放置钢丝绳。

为了避免钢丝绳从槽口滑落，进一步优选地，所述支撑梁还包括固定螺栓53和固定螺母54，如图19和图20所示。

其中，所述固定螺栓53贯穿槽口，并通过固定螺母53固定连接在支撑杆上，从而将钢丝绳密封在槽口内。

本发明第二方面提供了一种本发明第一方面所述管束组件辅助翻身装置进行管束组件翻身的方法。其中，在本发明中，对管束组件辅助翻身装置与管束组件的装配顺序不做特殊限定。

在一个优选地实施方式中，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将主架套装到管束组件上；

在一个优选地实施方式中，利用吊车上的钢丝绳勾住主架上的吊轴，将主架水平起吊移动到管束组件的上方，自上而下套在管束组件上，然后采用拉筋板，将底板和管板焊接在一起。

步骤2，将折流板支撑组件和折流板固定组件连接到主架上；

在一个优选的实施方式中，管束组件与主架套装完成后，通过已经焊接在主架上的连接组件，利用螺栓、螺母把折流板支撑组件与主架连接成一体，确保折流板支撑组件中的隔离垫板与管束组件中的折流板接触。

在一个优选的实施方式中，先将顶杆穿过已经焊接在主架上的顶杆固定板，然后安装上固定头，调整固定头的位置，确保固定头上的夹持槽口与折流板卡合。之后拧紧螺母，使得固定头顶紧折流板。进一步优选地，在拧紧螺母之后，在进行点焊，将螺母和顶杆固定板焊接在一起，如图22所示。

步骤3，连接支撑梁，进行翻身操作；

在一个优选的实施方式中，利用2根等长的短钢丝绳，一端与支撑杆上的吊耳连接，另一端与吊车吊钩连接；与连接吊轴的2根等长的钢丝绳一起钩挂在吊车的吊钩上，将连接吊轴的钢丝绳分别放置在支撑杆两端的槽口内，在吊车的拉动下，使管束组件上部不断抬高，直至管束组件变为竖直，如图21所示。

步骤4，拆除翻身装置；

完成翻身操作后，将支撑组件中的固定螺栓和螺母、连接组件中的螺栓螺母和折流板固定组件中的螺母拆卸下来，利用吊车吊走主架，即可完成管束组件的翻身操作，进入下一个生产工序。

实施例

将本发明的一种管束组件辅助翻身装置应用于acp1000核电项目余热排出热交换器生产工序中的管束组件翻身工序。

其中，在本实施例中所采用的管束组件辅助翻身装置中，主架的底板11为不锈钢板，下表面焊接有短方管15，如图4所示。

在底板的上表面设置有4个长方管12，4个长方管12在底板11上组成长方体框架。在长方体框架的第二侧面和第四侧面上，焊接有多个斜方管13，在第二侧面和第四侧面的两端，斜方管13与长方管12之间的夹角为90°，其余的斜方管13与长方管12之间的夹角a为45°。在长方体框架的第一侧面上，焊接有多个弧形的连接环14，如图1所示。

本实施例中的吊轴组件包括挡环16、吊轴17和吊轴固定板18，其中吊轴组件设置为4个，对称焊接在长方体框架第二侧面和第三侧面上，如图5-6所示。

本实施例中的折流板支撑组件，包括支撑板21、支撑板固定座22和隔离垫板23，支撑板21结构如图9所示。支撑板21利用支撑板固定座22和连接组件以可拆卸的方式连接在长方体框架的第三侧面上。

本实施例中的连接组件，如图11-13所示，包括三个焊接在长方管12上的三角形连接板固定座31，在连接板32上设置有4个光孔。连接板32与支撑板固定座22之间通过4个螺栓和16个螺母连接在一起，如图14所示。

本实施例中的折流板固定组件，包括固定头41、顶杆42、顶杆固定板43、弯管44和连接头45，如图16所示。其中，在所述固定头41上设置有边缘设置为倒角的夹持槽口411，固定头焊接在弯管44上，弯管44焊接在连接头45上，连接头45与顶杆42之间为螺纹连接。顶杆固定板43焊接在长方体框架第二侧面和第四侧面中的长方管12上。顶杆42与顶杆固定板43之间通过螺母进行固定连接，在顶杆42的下端设置有调节孔421。

本实施例中的支撑梁，包括支撑杆51、和在支撑杆51上对称设置的两个吊耳52、2个固定螺栓53和4个固定螺母54，如图18-19所示。其中，在所述支撑杆51的两端设置有槽口，固定螺栓53可贯穿槽口，并通过固定螺母53固定连接在支撑杆上。

在使用时：

1)，利用吊车上的钢丝绳勾住主架上的吊轴17，将主架水平起吊移动到管束组件的上方，自上而下套在管束组件上，然后采用拉筋板，将底板和管板焊接在一起。

2)，管束组件与主架套装完成后，通过已经焊接在主架上的连接组件，利用螺栓、螺母把折流板支撑组件与主架连接成一体，确保折流板支撑组件中的隔离垫板23与管束组件中的折流板接触。

3)，将顶杆42穿过已经焊接在主架上的顶杆固定板43，然后安装已经焊接有固定头41的弯管44，调整固定头41的位置，确保固定头41上的夹持槽口与折流板卡合。之后拧紧螺母，使得固定头41顶紧折流板。在拧紧螺母之后，在进行点焊，将螺母和顶杆固定板43焊接在一起。

步骤3，连接支撑梁，进行翻身操作；

利用2根等长的短钢丝绳，一端与支撑杆上的吊耳连接，另一端与吊车吊钩连接；与连接吊轴的2根等长的钢丝绳一起钩挂在吊车的吊钩上，将连接吊轴的钢丝绳分别放置在支撑杆两端的槽口内，并通过固定螺栓53和固定螺母54固定连接在支撑杆上。在吊车的拉动下，使管束组件上部不断抬高，直至管束组件变为竖直。

步骤4，拆除翻身装置；

完成翻身操作后，将支撑组件中的固定螺栓53和固定螺母54、连接组件中的螺栓和螺母以及折流板固定组件中的螺母拆卸下来，利用吊车吊走主架，即可完成管束组件的翻身操作，进入下一个生产工序。

采用本发明的管束组件辅助翻身装置对管束组件进行翻身操作，不需要与换热管直接接触，实现了管束组件平稳的翻身操作，安全性好，装配、拆卸方便，灵活性高，通用性强。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。