冷壁式高溫高壓過熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種冷壁式高溫高壓過熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)家對(duì)低碳節(jié)能的要求逐步提高，化工行業(yè)粗礦式的生產(chǎn)方式越來越不適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求，現(xiàn)有的工藝也在怎樣提高整廠效率方面做很多工作。其中化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的余熱回收利用成為提高能源利用率的一種有效途徑。換熱器作為余熱回收的主體設(shè)備，在化工工藝流程中重要性越發(fā)凸顯，據(jù)統(tǒng)計(jì)換熱器的數(shù)量占所用化工設(shè)備達(dá)40%左右。但通過普通換熱器獲得高品質(zhì)的高溫、高壓蒸汽非常困難。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有的高溫、高壓工況換熱器選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難的問題，提供一種適用于產(chǎn)生滿足透平發(fā)電需求的10MPa、540°C的高壓過熱蒸汽工況的冷壁式高溫高壓過熱器。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種冷壁式高溫高壓過熱器，包括筒體，所述的筒體內(nèi)部形成管程和殼程，所述的管程內(nèi)設(shè)有管程介質(zhì)，殼程內(nèi)設(shè)有殼程介質(zhì)，其特征在于，所述的筒體內(nèi)設(shè)有用于隔離殼程介質(zhì)和筒體內(nèi)壁的膜式氣冷壁。
[0005]優(yōu)選地，所述的筒體的一端設(shè)有殼程入口，筒體的側(cè)壁上設(shè)有殼程出口，筒體內(nèi)設(shè)有入口管箱，殼程入口與入口管箱相連通，所述的膜式氣冷壁包括氣管和鰭片，氣管與鰭片焊接成筒狀結(jié)構(gòu)，所述的筒狀結(jié)構(gòu)的中部形成殼程通道，入口管箱與膜式氣冷壁中部的殼程通道相連通，膜式氣冷壁中部的殼程通道與殼程出口相連通。
[0006]更優(yōu)選地，所述的筒體的側(cè)壁上設(shè)有管程入口和管程出口，筒體的一端固定連接管程管箱，筒體與管程管箱之間由第一管板分隔，管程入口連接分配器，分配器連接氣管的一端，氣管的另一端穿過第一管板與管程管箱相連通，所述的管程管箱內(nèi)設(shè)有第二管板和內(nèi)封頭，第二管板設(shè)于內(nèi)封頭的一端并與內(nèi)封頭密封連接，內(nèi)封頭的另一端連接管程出口，所述的殼程通道內(nèi)設(shè)有多個(gè)換熱套管，所述的換熱套管包括換熱外管以及設(shè)于換熱外管內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)管，換熱外管的一端穿過第一管板與管程管箱連通，另一端與內(nèi)導(dǎo)管的一端連通，內(nèi)導(dǎo)管的另一端依次穿過第一管板和第二管板與內(nèi)封頭連通。
[0007]更優(yōu)選地，所述的氣管在靠近第一管板的一端不焊接鰭片。
[0008]更優(yōu)選地，所述的管程入口共有4個(gè)，均勻周向分布于筒體上。
[0009]更優(yōu)選地，所述的入口管箱的內(nèi)壁上設(shè)有耐高溫材料。
[0010]更優(yōu)選地，所述的分配器為環(huán)形氣體分配環(huán)。
[0011]更優(yōu)選地，所述的氣管與第一管板焊接。
[0012]優(yōu)選地，所述的殼程介質(zhì)為高溫介質(zhì)，管程介質(zhì)為高壓冷介質(zhì)，殼程介質(zhì)和管程介質(zhì)相互獨(dú)立不接觸，在筒體內(nèi)部進(jìn)行換熱。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]1、本實(shí)用新型的膜式氣冷壁有效的避免了高溫介質(zhì)和殼程筒體的接觸，保護(hù)了殼程筒體；采用膜式氣冷壁替代耐高溫材料，避免了耐高溫材料在設(shè)備運(yùn)行過程中脫落給設(shè)備造成的損壞；
[0015]2、本實(shí)用新型采用套管式換熱管結(jié)構(gòu)，有效的避免了換熱管膨脹產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力對(duì)管板的損壞；
[0016]3、本實(shí)用新型只有一塊管板承受管程和殼程壓差，此換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)利用了耐高壓件不受高溫，耐高溫件不受高壓的理念，從而解決高溫高壓過熱器選材難問題
【附圖說明】
[0017]圖1為冷壁式高溫高壓過熱器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為換熱套管結(jié)構(gòu)局部放大圖；
[0019]圖3為分配器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為膜式氣冷壁結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為膜式氣冷壁出口局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0023]實(shí)施例
[0024]如圖1所示，為冷壁式高溫高壓過熱器結(jié)構(gòu)示意圖，所述的冷壁式高溫高壓過熱器包括筒體，所述的筒體內(nèi)部形成管程和殼程，所述的管程內(nèi)設(shè)有管程介質(zhì)，殼程內(nèi)設(shè)有殼程介質(zhì)，所述的殼程介質(zhì)為高溫介質(zhì)，管程介質(zhì)為高壓冷介質(zhì)，殼程介質(zhì)和管程介質(zhì)相互獨(dú)立不接觸，在筒體內(nèi)部進(jìn)行換熱。
[0025]所述的筒體的一端設(shè)有殼程入口 1，筒體的側(cè)壁上設(shè)有殼程出口 15，筒體內(nèi)設(shè)有入口管箱2，所述的入口管箱2的內(nèi)壁上設(shè)有耐高溫材料。殼程入口 I與入口管箱2相連通，所述的筒體內(nèi)設(shè)有用于隔離殼程介質(zhì)和筒體內(nèi)壁的膜式氣冷壁5。如圖4所示，所述的膜式氣冷壁5包括氣管16和鰭片17，氣管16與鰭片17焊接成筒狀結(jié)構(gòu)，所述的筒狀結(jié)構(gòu)的中部形成殼程通道，入口管箱2與膜式氣冷壁5中部的殼程通道相連通，膜式氣冷壁5中部的殼程通道與殼程出口 15相連通。如圖5所示，所述的氣管16在靠近第一管板14的一端不焊接鰭片17。所述的殼程包括殼程入口 1、入口管箱2、殼程通道和殼程出口 15。
[0026]所述的筒體的側(cè)壁上設(shè)有管程入口 3和管程出口 11，所述的管程入口 3共有4個(gè)，均勻周向分布于筒體上。筒體的一端固定連接管程管箱12，筒體與管程管箱12之間由第一管板14分隔，如圖3所示，管程入口 3連接分配器4，所述的分配器4為環(huán)形氣體分配環(huán)，分配器4連接氣管16的一端，氣管16的另一端穿過第一管板14與管程管箱12相連通，所述的氣管16與第一管板14焊接，所述的管程管箱12內(nèi)設(shè)有第二管板13和內(nèi)封頭10，第二管板13設(shè)于內(nèi)封頭10的一端并與內(nèi)封頭10密封連接，內(nèi)封頭10的另一端連接管程出口 11，所述的殼程通道內(nèi)設(shè)有多個(gè)換熱套管，所述換熱套管通過第一管板14固定于筒體上。如圖2所示，所述的換熱套管包括換熱外管7以及設(shè)于換熱外管7內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)管8，換熱外管7的一端穿過第一管板14與管程管箱12連通，另一端與內(nèi)導(dǎo)管8的一端連通，內(nèi)導(dǎo)管8的另一端依次穿過第一管板14和第二管板13與內(nèi)封頭10連通。所述的管程包括管程入口 3、分配器4、氣管16、管程管箱12、換熱套管、內(nèi)封頭10和管程出口 11。
[0027]使用時(shí)，高溫介質(zhì)從殼程入口 I進(jìn)入換熱器，入口管箱2內(nèi)壁涂敷耐高溫材料保護(hù)筒體，當(dāng)高溫介質(zhì)進(jìn)入換熱區(qū)域時(shí)，膜式氣冷壁5替代耐高溫材料保護(hù)殼程筒體。殼程高溫介質(zhì)經(jīng)折流板6折流后與管程介質(zhì)進(jìn)行換熱，當(dāng)高溫介質(zhì)到達(dá)殼程出口 15時(shí)，溫度已降低殼程金屬材料能夠承受的范圍。上述設(shè)計(jì)有效的避免了筒體受高溫介質(zhì)損壞，同時(shí)膜式氣冷壁5在換熱區(qū)域替代耐高溫材料，避免了耐高溫材料的脫落給換熱器帶來的損壞。低溫介質(zhì)從管程入口 3進(jìn)入分配器4，低溫介質(zhì)由分配器4進(jìn)入膜式氣冷壁5中的氣管16，膜式氣冷壁5將高溫介質(zhì)和殼程筒體隔離，膜式氣冷壁5在靠近管板14地方留有一段長(zhǎng)度不安裝鰭片17，即鰭片17軸向方向截止至鰭片截至位置9，因此在氣管16間形成格柵可以讓換熱后的高溫介質(zhì)從殼程出口 15流出。低溫介質(zhì)由氣管進(jìn)入管程管箱12，再進(jìn)入換熱套管內(nèi)的環(huán)形通道，換熱套管一端采用球形封頭封閉，因此低溫介質(zhì)經(jīng)環(huán)形通道換熱后進(jìn)入內(nèi)導(dǎo)管8，被加熱的低溫介質(zhì)在內(nèi)封頭10內(nèi)匯聚從管程出口 11流出。
[0028]本實(shí)用新型的冷壁式高溫高壓過熱器主要是針對(duì)高溫、高壓工況換熱器選材和結(jié)構(gòu)難的特點(diǎn)，特別是適用于產(chǎn)生10MPa、540°C的高壓過熱蒸汽的工況，此過熱蒸汽能夠滿足透平發(fā)電的需求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種冷壁式高溫高壓過熱器，包括筒體，所述的筒體內(nèi)部形成管程和殼程，所述的管程內(nèi)設(shè)有管程介質(zhì)，殼程內(nèi)設(shè)有殼程介質(zhì)，其特征在于，所述的筒體內(nèi)設(shè)有用于隔離殼程介質(zhì)和筒體內(nèi)壁的膜式氣冷壁(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的冷壁式高溫高壓過熱器，其特征在于，所述的筒體的一端設(shè)有殼程入口(I)，筒體的側(cè)壁上設(shè)有殼程出口(15)，筒體內(nèi)設(shè)有入口管箱(2)，殼程入口(I)與入口管箱(2)相連通，所述的膜式氣冷壁(5)包括氣管(16)和鰭片(17)，氣管(16)與鰭片(17)焊接成筒狀結(jié)構(gòu)，所述的筒狀結(jié)構(gòu)的中部形成殼程通道，入口管箱(2)與膜式氣冷壁(5)中部的殼程通道相連通，膜式氣冷壁(5)中部的殼程通道與殼程出口(15)相連通。
3.如權(quán)利要求2所述的冷壁式高溫高壓過熱器，其特征在于，所述的筒體的側(cè)壁上設(shè)有管程入口(3)和管程出口(11)，筒體的一端固定連接管程管箱(12)，筒體與管程管箱(12)之間由第一管板(14)分隔，管程入口(3)連接分配器(4)，分配器(4)連接氣管(16)的一端，氣管(16)的另一端穿過第一管板(14)與管程管箱(12)相連通，所述的管程管箱(12)內(nèi)設(shè)有第二管板(13)和內(nèi)封頭(10)，第二管板(13)設(shè)于內(nèi)封頭(10)的一端并與內(nèi)封頭(10)密封連接，內(nèi)封頭(10)的另一端連接管程出口(11)，所述的殼程通道內(nèi)設(shè)有多個(gè)換熱套管，所述的換熱套管包括換熱外管(7)以及設(shè)于換熱外管(7)內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)管(8)，換熱外管(7)的一端穿過第一管板(14)與管程管箱(12)連通，另一端與內(nèi)導(dǎo)管(8)的一端連通，內(nèi)導(dǎo)管(8)的另一端依次穿過第一管板(14)和第二管板(13)與內(nèi)封頭(10)連通。
4.如權(quán)利要求3所述的冷壁式高溫高壓過熱器，其特征在于，所述的氣管(16)在靠近第一管板(14)的一端不焊接鰭片(17)。
5.如權(quán)利要求3所述的冷壁式高溫高壓過熱器，其特征在于，所述的管程入口(3)共有4個(gè)，均勻周向分布于筒體上。
6.如權(quán)利要求3所述的冷壁式高溫高壓過熱器，其特征在于，所述的入口管箱(2)的內(nèi)壁上設(shè)有耐高溫材料。
7.如權(quán)利要求3所述的冷壁式高溫高壓過熱器，其特征在于，所述的分配器(4)為環(huán)形氣體分配環(huán)。
8.如權(quán)利要求3所述的冷壁式高溫高壓過熱器，其特征在于，所述的氣管(16)與第一管板(14)焊接。
9.如權(quán)利要求3所述的冷壁式高溫高壓過熱器，其特征在于，所述的殼程介質(zhì)為高溫介質(zhì)，管程介質(zhì)為高壓冷介質(zhì)，殼程介質(zhì)和管程介質(zhì)相互獨(dú)立不接觸，在筒體內(nèi)部進(jìn)行換熱。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種冷壁式高溫高壓過熱器，包括筒體，所述的筒體內(nèi)部形成管程和殼程，所述的管程內(nèi)設(shè)有管程介質(zhì)，殼程內(nèi)設(shè)有殼程介質(zhì)，其特征在于，所述的筒體內(nèi)設(shè)有用于隔離殼程介質(zhì)和筒體內(nèi)壁的膜式氣冷壁。本實(shí)用新型的膜式氣冷壁有效的避免了高溫介質(zhì)和殼程筒體的接觸，保護(hù)了殼程筒體；采用膜式氣冷壁替代耐高溫材料，避免了耐高溫材料在設(shè)備運(yùn)行過程中脫落給設(shè)備造成的損壞。
【IPC分類】F22G3-00
【公開號(hào)】CN204460178
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420869746
【發(fā)明人】江晶亮, 駱炯
【申請(qǐng)人】上海鍋爐廠有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日