一種無洩漏抗交變熱應力換熱器的製作方法

2023-05-25 03:59:06

專利名稱：一種無洩漏抗交變熱應力換熱器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煙氣餘熱回收裝置，尤其涉及一種在冶金電爐和轉爐上的煙
氣餘熱回收的無洩漏抗交變熱應力換熱器。
背景技術：
目前，針對排煙溫度周期性波動情況下的煙氣餘熱回收，常通過對換熱管束的結 構進行處理，使得換熱管能自由膨脹，解決了因煙氣溫度交變引起的換熱管束焊縫開裂的 問題。但現在換熱管與蒸發器殼體之間採用固定結構管板和箱體、換熱管連成一體，難解決 轉爐餘熱回收因負壓洩露而引起的一氧化碳爆炸問題，因為電爐和轉爐冶煉時產生大量的 高溫煙氣，且煙氣溫度周期性的波動，溫度高點近100(TC，低點約IO(TC，電爐的波動周期 為35 100min，轉爐的波動周期為25 40min，煙氣在排放以前需經過降溫、除塵。在這 種溫度交變的工況下，換熱管不斷地膨脹、收縮，如果管端固定，會產生很大的應力，以致將 焊縫拉裂。同時，換熱管束的對接焊縫處於煙道內，焊縫開裂後無法修補。傳統的常用方 法是在筒體上增加彈性膨脹節或採用浮頭式、填料函式及U型管式換熱器結構，這些結構 的改進在消除溫差應力方面的確有著重要作用，但因為結構複雜，導致可能發生洩露、結構 不緊湊等缺點，從而降低了換熱器的穩定性。以前曾經使用過的列管式換熱器結構，如圖1 所示，換熱管一端與上集箱焊接，換熱管另外一端與下集箱焊接，上、下集箱與鋼架固定，集 箱置於煙道內，這種結構的換熱器其換熱管兩端固定，焊縫置於煙道內，換熱管的膨脹通過 彎頭解決，各排換熱管的彎曲角度不同，這種膨脹補償是不完全的，在焊縫打好坡口 、雙層 焊接條件下，短期內，不會出現問題，但在煙氣溫度不斷交變情況下，焊縫最終會疲勞開裂， 由於換熱管排布密集，焊縫無法修補，只能整臺設備更換。又如，現有專利文獻中，申請號為 200720078809. 1、申請日2007年03月20日、公告號為CN201016615、公告日為2008年02 月06日、專利權人為四川理工學院的固定管板式預應力換熱器發明，本實用新型提供了一 種固定管板式預應力換熱器，包括筒體，帶分別位於筒體兩端與筒體連接的管板及換熱管 的管束組件，分別與兩管板連接的帶接管的管箱，其特徵是筒體上有環焊縫，兩管板處分別 有與之連接的加載環，加載環上有支承鞍座，本實用新型能緩解工作時的溫差應力，同時避 免停車時出現危險受力狀態，提高使用壽命和可靠性。但依然無法很好地解決換熱管束因 煙氣溫度交變引起的焊縫應力開裂問題，導致換熱器易開裂漏水，不利隨時修補，影響生產 正常進行。

發明內容本實用新型針對現有技術中存在的換熱器容易開裂漏水、轉爐餘熱回收由於負壓 漏風易引起爆炸、焊縫開裂、漏水難於隨時修補的問題，提供了一種無洩漏抗交變熱應力換 熱器。 為了解決上述技術問題，本實用新型通過下述技術方案得以解決
0005] —種無洩漏抗交變熱應力換熱器，包括箱體、換熱管、上聯箱、下聯箱及吹灰管，所述換熱管一端與上聯箱內的上集合管焊接，換熱管的另一端與下聯箱的下集合管焊接，所 述換熱管與箱體的連接處有一活動密封部件。換熱管與蒸發器殼體之間採用活動密封部 件，使得煙氣與外部完全密封，解決了轉爐餘熱回收因負壓洩露而引起的一氧化碳和氧氣 爆炸問題，換熱管通過活動密封與箱體固定，換熱管和集合管一起自由膨脹，換熱管與集合 管的焊接處不存在集中應力，解決了換熱管束因煙氣溫度交變引起的焊縫應力開裂問題， 從而解決了換熱器開裂漏水的重大問題。 作為優選，所述活動密封部件中有與箱體焊接的固定環，固定環環繞在換熱管圍， 固定環通過固定部件與活動環固定，固定環與活動環之間有耐高溫密封填料、壓緊板及壓 緊彈簧。固定環與活動環之間有耐高溫密封填料、壓緊板、壓緊彈簧，固定環與活動環緊固 的同時將壓緊彈簧壓緊，通過壓緊板將耐高溫密封填料與換熱管壓緊，壓緊彈簧始終能保 證耐高溫密封填料與換熱管之間的緊密接觸，防止漏風。 作為優選，所述固定部件為螺栓或螺釘或銷釘或鉚釘或帶有鋸齒狀鎖定結構的卡 箍。此結構更有利於固定環與活動環緊固。 作為優選，所述換熱管為列管式換熱管。此結構更有利於換熱管和集合管一起自 由膨脹，解決了換熱管束因煙氣溫度交變引起的焊縫應力開裂問題。 作為優選，所述列管式換熱管為光管或翅片管或螺紋槽管。此結構最有利於換熱 管和集合管一起自由膨脹，解決了換熱管束因煙氣溫度交變引起的焊縫應力開裂問題。 作為優選，所述換熱管呈Z字形。此結構更有利於換熱管和集合管一起自由膨脹， 讓換熱管與集合管的焊接處不存在集中應力，解決了換熱管束因煙氣溫度交變引起的焊縫 應力開裂問題。 作為優選，所述聯箱置於煙道外部。此結構讓聯箱置於煙道外，即使焊縫開裂出現 漏水問題，可以隨時修補，同時聯箱隨著換熱管一起膨脹，解決了聯箱與換熱管之間焊縫集 中應力問題。 按照本實用新型的技術方案，設計合理、環保、方便，採用活動密封裝置，換熱管和 集合管自由膨脹解決了換熱管束因煙氣溫度交變引起的焊縫應力開裂問題，從而解決了換 熱器開裂漏水的重大問題，也解決了轉爐餘熱回收由於負壓漏風引起的爆炸問題，集箱置 於煙道外，即使焊縫開裂出現漏水問題，可以隨時修補，不影響生產。

圖1為現有技術的列管式換熱器結構示意圖； 圖2為一種無洩漏抗交變熱應力換熱器的結構示意圖； 圖3為圖2的剖面圖； 圖4為圖2中活動密封部件彈簧緊縮的放大結構示意圖； 圖5為圖2中活動密封部件彈簧放鬆的放大結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述 實施例1 —種無洩漏抗交變熱應力換熱器，如圖2、圖3、圖4及圖5所示，包括箱體2、換熱管4、上聯箱5、下聯箱1及吹灰管3，所述換熱管4 一端與上聯箱5內的上集合管6焊接，換 熱管4的另一端與下聯箱1的下集合管7焊接，所述換熱管4與箱體2的連接處有一活動 密封部件8。所述活動密封部件8中有與箱體2焊接的固定環12，固定環14環繞在換熱管 4周圍，固定環12通過螺栓與活動環13固定，固定環12與活動環13之間有耐高溫密封填 料9、壓緊板10及壓緊彈簧11 ;所述換熱管4為光管3 ;所述換熱管4呈Z字形。所述上聯 箱5和下聯箱1活動置於煙道外部。 實施例2 —種無洩漏抗交變熱應力換熱器，如圖2、圖3、圖4及圖5所示，包括箱體2、換熱 管4、上聯箱5、下聯箱1及吹灰管3，所述換熱管4 一端與上聯箱5內的上集合管6焊接，換 熱管4的另一端與下聯箱1的下集合管7焊接，所述換熱管4與箱體2的連接處有一活動 密封部件8。所述活動密封部件8中有與箱體2焊接的固定環12，固定環14環繞在換熱管 4周圍，固定環12通過螺釘與活動環13固定，固定環12與活動環13之間有耐高溫密封填
料9、壓緊板10及壓緊彈簧11 ;所述換熱管4為翅片管；所述換熱管4呈Z字形；所述上聯
箱5和下聯箱1活動置於煙道外部。 實施例3 —種無洩漏抗交變熱應力換熱器，如圖2、圖3、圖4及圖5所示，包括箱體2、換熱 管4、上聯箱5、下聯箱1及吹灰管3，所述換熱管4 一端與上聯箱5內的上集合管6焊接，換 熱管4的另一端與下聯箱1的下集合管7焊接，所述換熱管4與箱體2的連接處有一活動 密封部件8。所述活動密封部件8中有與箱體2焊接的固定環12，固定環14環繞在換熱管 4周圍，固定環12通過銷釘與活動環13固定，固定環12與活動環13之間有耐高溫密封填 料9、壓緊板10及壓緊彈簧11。所述換熱管4為螺紋槽管。所述換熱管4呈Z字形。所述 上聯箱5和下聯箱1活動置於煙道外部。 實施例4 —種無洩漏抗交變熱應力換熱器，如圖2、圖3、圖4及圖5所示，在換熱中，煙氣量 為95000Nm3/h，煙氣溫度最高950°C 、最低80°C ，換熱管4採用翅片管，翅片管管徑小42，翅 片管兩端彎成Z字形，翅片管與小108集箱管焊接，換熱管4與箱體2連接採用活動密封結 構8，所述活動密封部件8中有與箱體2焊接的固定環12，固定環14環繞在換熱管4周圍， 固定環12通過鉚釘與活動環13固定，固定環12與活動環13之間有耐高溫密封填料9、壓 緊板10及壓緊彈簧11，採用5組換熱器組裝成整體餘熱回收裝置，將煙氣溫度從95(TC降 到16(TC，煙氣最小負壓1000Pa，通過活動密封結構8做到完全密封。 實施例5 —種無洩漏抗交變熱應力換熱器，如圖2、圖3、圖4及圖5所示，包括箱體2、換熱 管4、上聯箱5、下聯箱1及吹灰管3，所述換熱管4 一端與上聯箱5內的上集合管6焊接， 換熱管4的另一端與下聯箱1的下集合管7焊接，所述換熱管4與箱體2的連接處有一活 動密封部件8。所述活動密封部件8中有與箱體2焊接的固定環12，固定環14環繞在換熱 管4周圍，固定環12通過帶有鋸齒狀鎖定結構的卡箍與活動環13固定，固定環12與活動 環13之間有耐高溫密封填料9、壓緊板10及壓緊彈簧11 ;所述換熱管4為螺紋槽管；所述 換熱管4呈Z字形；所述上集合管6和下集合管7置於煙道外部。 總之，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型專利的涵蓋範圍。
權利要求一種無洩漏抗交變熱應力換熱器，包括箱體(2)、換熱管(4)、上聯箱(5)、下聯箱(1)及吹灰管(3)，所述換熱管(4)一端與上聯箱(5)內的上集合管(6)焊接，換熱管(4)的另一端與下聯箱(1)的下集合管(7)焊接，其特徵在於所述換熱管(4)與箱體(2)的連接處有一活動密封部件(8)。
2. 根據權利要求1所述的一種無洩漏抗交變熱應力換熱器，其特徵在於所述活動密 封部件(8)中有與箱體(2)焊接的固定環(12)，固定環(14)環繞在換熱管(4)周圍，固定 環(12)通過固定部件(14)與活動環(13)固定，固定環(12)與活動環(13)之間有耐高溫 密封填料(9)、壓緊板(10)及壓緊彈簧(11)。
3. 根據權利要求2所述的一種無洩漏抗交變熱應力換熱器，其特徵在於所述固定部 件(14)為螺栓或螺釘或銷釘或鉚釘或帶有鋸齒狀鎖定結構的卡箍。
4. 根據權利要求1或2或3所述的一種無洩漏抗交變熱應力換熱器，其特徵在於所 述換熱管(4)為列管式換熱管。
5. 根據權利要求4所述的一種無洩漏抗交變熱應力換熱器，其特徵在於所述列管式 換熱管為光管或翅片管或螺紋槽管。
6. 根據權利要求1或2或3所述的一種無洩漏抗交變熱應力換熱器，其特徵在於所 述換熱管(4)呈Z字形。
7. 根據權利要求1所述的一種無洩漏抗交變熱應力換熱器，其特徵在於所述上聯箱 (5)和下聯箱(1)置於煙道外部。
專利摘要本實用新型涉及一種煙氣餘熱回收裝置，公開了一種無洩漏抗交變熱應力換熱器，包括箱體、換熱管、上聯箱、下聯箱及吹灰管，換熱管一端與上聯箱內的上集合管焊接，另一端與下聯箱的下集合管焊接，換熱管與箱體的連接處有一活動密封部件。活動密封部件中有與箱體焊接的固定環，固定環環繞在換熱管圍，固定環通過固定部件與活動環固定，固定環與活動環之間有耐高溫密封填料、壓緊板及壓緊彈簧。本實用新型設計合理、環保、方便，採用活動密封裝置，使換熱管和集合管自由膨脹解決了換熱管束因煙氣溫度交變引起的焊縫應力開裂問題，從而解決了換熱器開裂漏水的重大問題。
文檔編號F28F9/06GK201503227SQ20092019676
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月17日 優先權日2009年9月17日
發明者周志東, 張鵬, 徐長存 申請人:無錫市東方環境工程設計研究所有限公司