帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道的製作方法
2023-05-28 09:09:21 1
專利名稱：帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種冷卻管道，也是一種熱交換部件。
在現有技術中，用於連接高溫燃氣發生設備和高溫燃氣處理設備的冷卻管道，如HCl合成爐與石墨冷卻器間、P2O5燃燒爐與冷卻器間、梵燒爐與冷卻器或冷卻塔間的連接冷卻管道，多採用噴淋式或敝口水槽浸入式冷卻管道，採用噴淋式汙染環境，採用敝口水槽浸入式傳熱效率低；為補償冷卻管道熱脹冷縮而設置的剛性伸縮節(或稱管道補償器)，雖能在軸向上有較大的伸縮餘量，但對冷卻管道安裝的直線度要求較高，給安裝、維修帶來不便，在實際使用中，冷卻管道損壞率也較高。
本實用新型的目的是提供一種帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道的技術方案，該冷卻管道傳熱效率較高，減少了環境汙染，安裝直線度要求降低，有利於安裝、維修和延長使用壽命。
本實用新型的技術方案是帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道，有伸縮節和冷卻管道，冷卻管道由2節或2節以上冷卻管道連接而成，每節冷卻管道由輸氣內管和套在輸氣內管上的輸冷卻液套管構成，輸冷卻液套管上有進出冷卻液的兩個管口，用輸冷卻液套管法蘭、密封法蘭和O形密封圈對冷卻液密封，其中2節冷卻管道之間用萬向伸縮節套管連接，兩節冷卻管道的2個輸氣內管上分別套有密封法蘭和O形密封圈，兩節冷卻管道的兩個輸氣內管的一端分別從萬向伸縮節套管的兩端插入萬向伸縮節套管內，使兩個輸氣內管端面間留有間距，萬向伸縮節套管內孔呈鼓形，2個密封法蘭用螺栓連接，兩個O形密封圈分別置於2個密封法蘭與萬向伸縮節套管兩端間，冷卻管道與高溫燃氣輸出設備連接的一端連接有溫壓測量紊流環。溫壓測量紊流環上有溫度計套管和測壓孔，環的內壁上有導流板。每節冷卻管道的輸氣內管和輸冷卻液套管之間設置有導流板。每節冷卻管道的輸氣內管管壁內側或外側或內外側上有用於增加熱交換面積和同時起導流作用的凹槽。凹槽的形狀是環形或螺旋形，凹槽的斷截面呈三角形、梯形或弧形。需要時，冷卻管道的輸氣內管上可有冷卻液微滲透孔。氣溫過高時，在萬向伸縮節套管上方裝有冷卻液噴淋管，下方裝有冷卻液接受槽。為適應偏斜角度較大的兩臺設備之間的連接，可將剛性的萬向伸縮節套管切成二段或三段、四段，斷面與斷面之間有伸縮節套管墊片密封。
輸氣內管與輸冷卻液套管間的導流板為螺旋形狀，或為交錯固定在輸氣內管壁外側的半環形狀，或為交錯固定在輸冷卻液套管壁內側的半環形狀，(相當於折流板)。輸氣內管內軸向安裝有導流板。
本實用新型的主要優點是由於輸氣內管外側壁或內壁或內外壁上加工有凹槽，既增加了熱交換面積，內壁上的凹槽還提高了紊流效果，同時由於輸氣內管外的輸液冷卻套管上有進出冷卻液管口，可用有一定壓力的自來水或機泵的冷卻液，這樣冷卻液在一定壓力下，流速加快，加上輸氣內管與輸液冷卻套管間設有螺旋形導流板，又增加了冷卻液的紊流效應，因而提高了傳熱效率，降低了輸氣內管壁的溫度，有利於延長其使用壽命；當輸氣內管具有微滲透性時，因滲進冷卻液的蒸發而達到使高溫燃氣急劇冷卻，加大總傳熱係數；採用萬向伸縮節，降低了對被連兩臺設備上管口同軸度的要求，有利於安裝、維修，提高了安全可靠性；採用帶有內導流結構的溫壓測量紊流環，能測量管內溫度和壓力，同時，也起到使燃氣紊流、提高傳熱效率的作用。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明
圖1帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道結構示圖。
圖2
圖1的冷卻管道輸氣內管、溫壓測量紊流環與燃氣輸出設備外殼法蘭連接處Ⅰ結構放大示圖。
圖3
圖1的兩段冷卻管道相互連接處Ⅱ結構放大示圖。
圖4
圖1的萬向伸縮節套管連接處Ⅲ結構放大示圖。
圖5
圖1的冷卻管道與右端燃氣接受設備上的燃氣進口管間連接處Ⅳ結構放大示圖。
圖6萬向伸縮節套管剖視圖。
圖7萬向伸縮節套管為三段時的連接與密封結構剖視圖。
圖8溫壓測量紊流環主視圖。
圖9圖8的A-A剖視圖。
圖中1、燃氣輸出設備，2、過渡管，3、溫壓測量紊流環，4、輸氣內管，5、輸冷卻液套管，6、導流板，7、萬向伸縮節套管，8、燃氣接受設備上封頭，9、壓緊法蘭，10、螺栓，11、密封墊片，12、過渡法蘭， 13、密封法蘭，14、O形密封圈，15、內管墊片，16、冷卻液噴淋管，17、冷卻液接受槽，18、伸縮節套管墊片，19、溫度計套管，20、測壓孔，21、導流板，1-1、出氣管，1-2、出氣管法蘭，1-3、燃氣輸出設備外殼管法蘭，5-1、輸冷卻液套管法蘭，8-1、燃氣接受設備上封頭管法蘭。
實施例1帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道(見
圖1)主要有過渡管2、溫壓測量紊流環3、輸氣內管4、輸冷卻液套管5和萬向伸縮節套管7構成，燃氣輸出設備1的出氣管1-1與過渡管2的左端連接，連接方式是用壓緊法蘭9壓住過渡管2左端壁外的凸臺，再用螺栓連接壓緊法蘭9和出氣管法蘭1-2，過渡管2左端面與出氣管1-1的右端面間有墊片密封；過渡管2右端與溫壓測量紊流環3的左端連接，它們之間有墊片密封，溫壓測量紊流環3的右端與冷卻管道左端輸氣內管4連接，它們之間用內管墊片15密封，連接方式(見圖2)用螺栓10將輸冷卻液套管法蘭5-1、2個密封法蘭13和燃氣輸出設備外殼管法蘭1-3連接在一起，輸氣內管4的左端管壁外側有凸臺，凸臺上套有O形密封圈14，輸冷卻液套管法蘭5-1與一個密封法蘭13將套在凸臺上的O形密封圈夾緊，實現對冷卻液的凸臺外圓密封，同時輸冷卻液套管法蘭5-1壓緊輸氣內管4的左端管壁外側凸臺；另一個密封法蘭13與過渡法蘭12間夾有O形密封圈，過渡法蘭12與燃氣輸出設備外殼管法蘭1-3間夾有密封墊片11，用於對冷卻液的密封；冷卻管道的右端與另一冷卻管道的左端連接(見圖3)冷卻管道輸氣內管4的右端面與另一冷卻管道輸氣內管4左端面間有內管墊片15密封，冷卻管道右端管壁外套有O形密封圈14，另一冷卻管道左端管壁外的凸臺上套有O形密封圈。用兩隻密封法蘭13分別與冷卻管道右端輸液冷卻套管法蘭5-1和另一冷卻管道左端輸冷卻液套管法蘭將上述兩個O形密封圈夾緊、再用螺栓將上述兩個密封法蘭13和兩個輸冷卻液套管法蘭5-1分別連接一起，同時，另一冷卻管道左端輸冷卻液套管法蘭壓緊另一冷卻管道輸氣內管左端管壁外側凸臺。
萬向伸縮節套管7與冷卻管道的連接(見圖4)將萬向伸縮節套管7左右的冷卻管道的輸氣內管4一端分別插入萬向伸縮節套管7內，兩輸氣內管的端面間保留間隙，萬向伸縮節套管7的內孔為鼓形，便於冷卻管道偏斜軸線一定角度範圍內活動，在萬向伸縮節套管7左右冷卻管道的輸氣內管4上分別套2個O形密封圈14和2個密封法蘭13，萬向伸縮節套管左右端的兩個密封法蘭的內孔呈喇叭形狀，用一個螺栓10將萬向伸縮節套管兩端的2個密封法蘭13連接一起，使2個密封法蘭13與萬向伸縮節套管7的兩端分別夾緊一個O形密封圈，實現對高溫燃氣的外圓密封，另外兩個密封法蘭13分別與兩個冷卻管道的輸冷卻液套管法蘭5-1夾緊兩個O形密封圈，並用兩個螺栓分別連接，實現對冷卻液的密封，兩個輸氣內管4在萬向伸縮節套管內能軸向伸縮。
冷卻管道與燃氣接受設備上封頭8上的管法蘭8-1連接(見圖5)冷卻管道右端的輸氣內管4端面與上封頭8上的管端面間有密封墊片15，用螺栓將上封頭8上的管道法蘭8-1、密封法蘭13和冷卻管道輸冷卻套管法蘭5-1連在一起，密封法蘭13和輸冷卻液套管法蘭5-1將套在輸氣內管4右端外側凸臺上的O形密封圈夾緊，對冷卻液密封。以上實施例是燃氣輸出設備1項端是敝口時使用。
溫壓測量紊流環(見圖8、9)上有溫度計套管19和測壓孔20，環的內壁上有紊流板21，用於測量冷卻管道內的溫度和壓力。
實施例2當燃氣輸出設備1的頂端不是敝口時，冷卻管道與實施例1的不同點是冷卻管道右端不用過渡管2，直接用螺栓10將冷卻管道、溫壓測量紊流環3和出氣管1-1的出氣管法蘭1-2連接。
實施例3與實施例1或2的不同點是剛性萬向伸縮節套管7切成三斷，斷面與斷面間有伸縮節套管墊片18密封(見圖7)實施例4與實施例1、2、3的不同點是萬向伸縮節套管7的上方裝有冷卻液噴淋管16，下方裝有冷卻液接受槽17(見
圖1)
權利要求1.帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道，有伸縮節和冷卻管道，其特徵是冷卻管道由2節或2節以上冷卻管道連接而成，每節冷卻管道由輸氣內管和套在輸氣內管上的輸冷卻液套管構成，輸冷卻液套管上有進出冷卻液的兩個管口，其中2節冷卻管道之間用萬向伸縮節套管連接，兩冷卻管道的2個輸氣內管上分別套有密封法蘭和O形密封圈，兩節冷卻管道的兩個輸氣內管的一端分別從萬向伸縮節套管的兩端插入萬向伸縮節套管內，使兩個輸氣內管端間留有間距，萬向伸縮節套管內孔呈鼓形，2個密封法蘭用螺栓連接，兩個O形密封圈分別置於2個密封法蘭與萬向伸縮節套管兩端間，冷卻管道與高溫燃氣輸出設備連接的一端連接有溫壓測量紊流環。
2.按照權利要求1所述的帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道，其特徵是溫壓測量紊流環上有溫度計套管和測壓孔，環的內壁上有導流板。
3.按照權利要求1或2所述的帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道，其特徵是每節冷卻管道的輸氣內管和輸冷卻液套管之間設置有導流板。
4.按照權利要求1或2所述的帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道，其特徵是每節冷卻管道的輸氣內管管壁內側或外側或內外側上有增加熱交換面積和起導流作用的凹槽。
5.按照權利要求1或2所述的帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道，其特徵是冷卻管道的輸氣內管上有冷卻液微滲透孔。
6.按照權利要求1或2所述的帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道，其特徵是萬向伸縮節套管上方裝有冷卻液噴淋管，下方裝有冷卻液接受槽。
7.按照權利要求1或2所述的帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道，其特徵是剛性萬向伸縮節套管有二段或三段、四段構成，斷面與斷面之間有伸縮節套管墊片密封。
8.按照權利要求4所述的帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道其特徵是，凹槽形狀是環形或螺旋形，凹槽的斷截面呈三角形、梯形或弧形。
9.按照權利要求3所述的帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道，其特徵是導流板為螺旋形狀，或為交錯固定在輸氣內管壁外側的半環形狀，或為交錯固定在輸冷卻液套管壁內側的半環形狀。
10.按照權利要求1或2所述的帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道，其特徵是輸氣內管內軸向安裝有導流板。
專利摘要帶萬向伸縮節強化傳熱套管式高溫燃氣冷卻管道涉及一種熱交換部件,由2節或2節以上冷卻管道連接而成,每節冷卻管道由輸氣內管和套在輸氣內管上的輸冷卻液套管構成,輸冷卻液套管上有進出冷卻液的兩個管口,其中2節冷卻管道之間用萬向伸縮節套管連接,兩節冷卻管道的輸氣內管上分別套有密封法蘭和O形密封圈,兩個輸氣內管的一端分別從萬向伸縮節套管的兩端插入萬向伸縮節套管內,使兩輸氣內管端面間留有間距,萬向伸縮節套管內孔呈鼓形,2個密封法蘭用螺栓連接,兩個O形密封圈分別置於2個密封法蘭與萬向伸縮節套管兩端間。
文檔編號F24H9/12GK2303230SQ97207179
公開日1999年1月6日 申請日期1997年2月4日 優先權日1997年2月4日
發明者姚建 申請人:南通石墨設備設計研究所