Способ изготовления трубчатого теплообменника

(л м сО 3еевич ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ. ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство ССМ 740353, кл. В 23 Р 1526, 1978(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯГО ТЕПЛООБМЕННИКА Изобретение относится к сварке и касается изготовления конструкций в виде панелей с закрепленными в ее отверстиях трубами, в частности, изготовлению теплообменников.Известен способ изготовления теплообменника, а именно испарителя полуавтоматического оттаивания холодильника ЗИЛ(Андрияхин В.М. Процессы лазерной сварки и термообработки. Наука. 1988, с,121 - 122), включающий размещение в пазах панели труб.с выступанием части их поверхности над поверхностью панели и соединение их лазерной сваркой с расположением шва вдоль кромки паза и образующей наружной поверхности трубы.Известен способ изготовления трубчатого теплообменника (э,с,М 740353, МКл 3 В 23 Р 15/26), включающий изготовление трубной решетки путем выполнения в предварительно полученных обоймах на внутренней поверхности каждой параллельно оси углублений в количестве, соответствующем числу трубок в данном ряду, установку(57) Использование: при изготовлении панелей с закрепленными в ее отверстиях трубами, например теплообменников. Сущность изобретения: размещают в пазах панели трубы с превышением части их поверхности над поверхностью панели, Устанавливают на панель по касательной к пазу вдоль его кромки технол,)гический элемент в виде пластины, Приваривают пластины, располагая лазерный источник нагрева со стороны паза. Изгибают пластины по контуру трубы и приваривают к панели другой ее конец, 4 ил. в каждую обойму предварительно гофрированной обечайки путем нагрева, располагая вершины гофров между углублениями в обойме, установку трубок в отверстия, образованные углублениями обоймы и гофрами обечэйки, закрепление их деформированием путем раздачи обечайки в радиальном направлении, после чего обоймы размещают концентрично одну относительно другой, а в зазорах устанавливают дополнительно обечайки.Недостатком способа является низкая надежность теплообменника в связи с наличием концентраторов напряжения в зоне соединения обоймы с гофрированной обечайкой.Цель изобретения - повышение надежности конструкции теплообменников путем использования лазерной сварки,Для этого в способе изготовления трубчатого теплообменника, включающем размещение в пазах панели труб с превышением части их над поверхностью панели и закрепление труб на панели посредством1759592 Следовател но ЭГСС Ь=лд 1 е б - наружны Ь - заглубле иаметр трубе трубы в па ССОЗ (1 --2 1 м;панели деля ют триче 1- -а 2,иц ы, мм, ми панели ентром тру нели, мм,технологического элемента, согласно изобретения, технологический элемент выполняют в виде отдельных пластин, каждуюпластину устанавливают на панель по касательной к пазу вдоль его кромки и приваривают к панели, лазерной сваркой,располагая источник нагрева со стороны паза, а после размещения в пазу трубы пластину.гнут по контуру трубы и производятприварку к панели другого ее конца. 10В предлагаемом способе за счет применения пластины, производя лазернуюсварку с полным проплавлением сечениястыка, ответствует термическое воздействие на размещаемую в пазе трубу при вынесении сварного шва на пластину. чтоповышает надежность теплообменника. т,к.на трубе нет концентраторов напряжений.На фиг, 1 показана панель 1 с пазами Аи установленной на ее поверхности по касательной к пазу А вдоль его кромки Б пластиной 2, соединенной с панелью сварнымшвом 3; на фиг, 2 размещенная в пазе Апанели 1 труба 4, пластина 2, соединеннаяс панелью сварными швами 3 и 5; на фиг. 3 - 25труба, закрепленная в первом пазе,и второй паз с приваренной пластиной 6 длякрепления второй трубы во втором пазе;на фиг, 4 - геометрические характеристикиконструкции теплообменника, 30Способ осуществляют следующим образом,На панель 1 у кромки паза А устанавливают пластину 2 длиной, равной длине паза, и шириной, равной величине, 35определяемой из условия м,Зависимость, по которой опр ирину пластины, выведена из гео ких характеристик фиг.4) б - наружный диаметра - угол между поверхоторые упирается трубаРада = 2 ЭгССОЗб/22,Ь= 2 ЭГССС 6 1 --1Ь-заглублениетру ы в и При отклонении ширины пластины от рассчитанной величины может произойти когда ЬЬр - зазор между трубой и пластиной, когда ЬЬр - зазор междупластиной и панелью,Пластину 2 приваривают лазерной сваркой, осуществляя ее со стороны паза "А", вдоль всей поверхности стыка и получают сварной шов 3, В паз укладывают трубу 4. Гнут пластину 2, обжимая ее по поверхности трубы 4, Другой конец пластины 2 образует с кромкой паза "А" панели 1 стык, который сваривают лазерной сваркой и получают сварной шов 5, После чего последовательно аналогичным образом проводят закрепление остальных труб,В результате получают теплообменник, надежность которого выше по сравнению с теплообменниками, изготовленными иэвестн ыми способами.В качестве примера конкретного применения можно привести изготовление модели теплообменника для ИТЭР. Панель из стали 08 Х 18 Н 1 ОТ толщиной 20 мм, трубы иэ стали 12 Х 18 Н 12 Т наружным диаметром 16 мм толщиной 1,5 мм. Заглублекие труб в панели до их половины, Толщина пластин 2,5 мм, длина равна длине панели, ширину выбираем из условия; устанавливаем пластину. на поверхность панели вдоль кромки паза.Сварку проводили на лазерной технологической установке "Ижора - М" с мощностью луча до 20 кВт, Скорость сварки до 50 м/ч. Сборка модели теплообменника. гибка пластин и сварка проводились в специальном сборочном сварочном приспособлении,Повышение надежности теплообменника обеспечивается за счет применения лазерной сварки, характеризующейся высоким качеством и однородностью химического1759592 Ф состава сварных соединений и механическими свойствами сварных соединений на уровне основного металла. При этом благодаря применению данного технического решения устраняется концентратор напряжения, который приводит к хрупкому разрушению при эксплуатации. Формула изобретения Способ изготовления трубчатого теплообменника, включающий размещение в пазах панели труб с превышением части их над поверхностью панели и закрепление труб на панели посредством технологического элемента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности конструкции путем использования лазерной 5 сварки, технологический элемент выполняют в виде отдельных пластин, каждую из пластин устанавливают на панель по касательной к пазу вдоль его кромки и приваривают к панели, располагая источник нагрева 10 со стороны паза. а после размещения в пазутрубы пластину гнут по контуру трубы и производят приварку к панели другого ее конца,1759592Фиг.4Составитель Н,АносовРедактор С.Кулакова ТехредМ,Моргентал Корректор Е.Папп Заказ 31 г Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 10