一種插入管式環(huán)狀流蒸汽發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱能回收裝置，廣泛應用于各種石油化工行業(yè)以及環(huán)保和余熱回收等領域，具體涉及一種插入管式環(huán)狀流蒸汽發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]在大力倡導節(jié)能環(huán)保的時代背景下，為我們對節(jié)能環(huán)保設備的創(chuàng)新和研發(fā)提供了強勁有力的動力。
[0003]目前，應用于各行業(yè)及環(huán)保、余熱回收等領域的熱能回收裝置多為經(jīng)典的管殼式換熱器以及熱管式換熱器等。
[0004]臥式管殼式蒸汽發(fā)生器中管程熱介質(zhì)與管外水發(fā)生熱量傳遞，管外水吸熱沸騰，相變成水蒸氣，完成熱能回收的目的。此類蒸汽發(fā)生器，特別是管程為奧氏體不銹鋼材質(zhì)時，殼程側(cè)管板與換熱管間極易發(fā)生縫隙腐蝕而失效。
[0005]立式管殼式蒸汽發(fā)生器中一般殼程為熱介質(zhì)，管程水吸熱沸騰，此類蒸發(fā)器能夠有效的解決殼程側(cè)管板與換熱管間的縫隙腐蝕問題，但會出現(xiàn)因管子與殼體材料膨脹系數(shù)不一致而導致破壞的問題，而且會因熱流體傳熱膜系數(shù)降低導致蒸汽發(fā)生器總體傳熱系數(shù)較臥式結(jié)構(gòu)變差。
[0006]熱管式蒸汽發(fā)生器利用傳熱介質(zhì)的氣化和冷凝將熱量從高溫介質(zhì)傳遞給水，使水相變成水蒸氣，從而完成熱能回收的目的。因其傳熱系數(shù)高而得到越來越多的應用，但其也受傳熱介質(zhì)、工作壓力低、體積大以及檢修困難等問題的制約。
[0007]中國專利:CN202813324U，公開了一種熱管式蒸汽發(fā)生器；中國專利:CN2833346Y，公開了一種熱管式余熱蒸汽發(fā)生器，這些專利都是典型的熱管式蒸汽發(fā)生器，具有的缺點通常也很明顯:受傳熱介質(zhì)的氣化溫度限制，產(chǎn)生蒸汽的壓力一般較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服【背景技術(shù)】的不足，本發(fā)明提供一種插入管式環(huán)狀流蒸汽發(fā)生器，利用獨特的插入管式結(jié)構(gòu)形成環(huán)形通道來強化換熱效率；同時，因為水在換熱管內(nèi)向上流而取消下管板，從而消除換熱管與殼體金屬膨脹不一致的問題；該結(jié)構(gòu)還解決了殼程側(cè)管板與換熱管間的縫隙腐蝕的問題。
[0009]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種插入管式環(huán)狀流蒸汽發(fā)生器，包括換熱室以及氣液分離室，所述的換熱室設有殼程筒體以及殼程封頭，所述的氣液分離室設有分離室筒體以及分離室封頭；所述的換熱室還設有加熱介質(zhì)進口以及加熱介質(zhì)出口，所述的氣液分離室還設有進水管以及出水管，
所述的氣液分離室位于換熱室的上部，且氣液分離室頂部設有蒸汽出口，該氣液分離室與換熱室之間設有管板，所述管板把兩個室密封隔離；
所述的換熱室內(nèi)設有若干根換熱管，所述的換熱管為上開下閉結(jié)構(gòu)，上端通過管板與氣液分離室連通，下端位于換熱室內(nèi)；所述的氣液分離室內(nèi)設有集箱，且分離室被集箱分為第一分離腔以及第二分離腔，集箱下部為第一分離腔，上部為第二分離腔；所述的第二分離腔內(nèi)設有二次分離裝置；所述的集箱上部連接進水管，下部采用支架支撐，所述的集箱底部連接有插入管，所述的插入管為兩側(cè)連通管，該插入管與換熱管數(shù)量一一對應，上端與集箱連通，下端插入換熱管內(nèi)；近一步的，所述的插入管與換熱管管壁不接觸，且插入管底部靠近換熱管底部。
[0010]近一步的，所述的二次分離裝置為絲網(wǎng)除沫器，所述的絲網(wǎng)除沫器位于蒸汽出口處。
[0011]近一步的，所述的換熱管上端與管板采用強度焊加貼脹的連接結(jié)構(gòu)。
[0012]近一步的，所述的換熱室內(nèi)設有折流板。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:采用插入管使換熱管形成環(huán)形通道具有強化沸騰換熱的效果，實現(xiàn)了立式強制對流的結(jié)構(gòu)，既有強化換熱的作用，又避免了殼程側(cè)管板縫隙蒸發(fā)濃縮引起的縫隙腐蝕問題；本發(fā)明的另一效果是換熱管只有一端焊接在管板上，避免了因換熱管與殼體金屬膨脹不一致引起的問題的發(fā)生。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為插入管環(huán)狀通道結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中1、換熱室；11、殼程筒體；12、殼程封頭；13、加熱介質(zhì)進口 ；14、加熱介質(zhì)出口 ；15、折流板；2、氣液分離室；21、分離室筒體；22、分離室封頭；23、進水管；24、出水管；25、蒸汽出口 ；26、第一分離腔；27、第二分離腔；28、支架；281、集箱；282、插入管；29、二次分離裝置；3、管板；31、換熱管。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進一步說明:
如圖1結(jié)合圖2所示，一種插入管式環(huán)狀流蒸汽發(fā)生器，分為上下兩個空間，分別為下部換熱室I以及上部氣液分離室2，所述的換熱室I設有殼程筒體11以及殼程封頭12，所述的氣液分尚室2設有分尚室筒體21以及分尚室封頭22 ;所述的換熱室I還設有加熱介質(zhì)進口 13以及加熱介質(zhì)出口 14，所述的氣液分離室2還設有進水管23以及出水管24，氣液分離室2頂部設有蒸汽出口 25，該氣液分離室2與換熱室I之間設有管板3，所述管板3把兩個室密封隔離；
所述的換熱室I內(nèi)設有若干根換熱管31，所述的換熱管31為上開下閉結(jié)構(gòu)，上端通過管板3與氣液分離室2連通，下端位于換熱室I內(nèi)；
所述的氣液分離室2分為第一分離腔26以及第二分離腔27，第一分離腔26以及第二分離腔27之間設有支架28，所述的第二分離腔26內(nèi)設有二次分離裝置29 ;所述的支架28上側(cè)設有進水集箱281，所述的進水集箱281位于支架28上，且集箱281上部與進水管23連通；所述的集箱281下側(cè)設有插入管282，該插入管282為兩側(cè)連通管，且插入管282與換熱管31數(shù)量一一對應；所述插入管282上端與集箱281連通，下端插入換熱管內(nèi)31。
[0018]本蒸汽發(fā)生器的工作過程如下:加熱介質(zhì)從加熱介質(zhì)進口 13流入，在換熱室I內(nèi)流動，與換熱管31進行熱量交換，介質(zhì)再從加熱介質(zhì)出口 14流出；經(jīng)處理過的補給水通過上部進水管23進入集箱281，再通過集箱281均勻分流進入插入管282，由插入管282導入換熱管31內(nèi)，由于換熱管31為上開下閉結(jié)構(gòu)，因此水在換熱管31內(nèi)環(huán)狀通道強制向上流動并被加熱沸騰產(chǎn)生水蒸汽，汽水混合物從換熱管31上端流出，進入到第一分離腔內(nèi)26，汽水混合物在第一分離腔26內(nèi)進行一次分離，水蒸汽進入到第二分離腔27，水從出水管24流出，而此時水蒸汽在第二分離腔27內(nèi)再通過二次分離裝置29進行二次分離，最終得到干飽和蒸汽，從蒸汽出口 25溢出，最終實現(xiàn)了熱量的回收再利用。
[0019]其中需要注意的是:集箱為本領域內(nèi)的一個通用名稱，集箱281的作用是可以使多根插入管282均勻的分流水，從而保持每根換熱管31內(nèi)水受熱均勻，可以更好的增加換熱效率，因此只要有上述功能的裝置都屬于集箱。
[0020]采用插入管282使換熱管31形成環(huán)形通道具有強化沸騰換熱的效果，換熱管31采用上開下閉的結(jié)構(gòu)具有能夠讓水向上強制對流的作用，既有強化換熱的效果，又避免了殼程側(cè)管板縫隙蒸發(fā)濃縮引起的縫隙腐蝕問題；本發(fā)明的另一效果是換熱管31只有一端焊接在管板3上，避免了因換熱管31與殼體金屬膨脹不一致引起的問題的發(fā)生。
[0021]所述的插入管282與換熱管31管壁不接觸，且插入管282底部靠近換熱管31底部。該優(yōu)先方案的有益效果是:越靠近底部，水在換熱管31內(nèi)環(huán)狀通道強制向上流動的效果就會更強，本方案優(yōu)選插入管282底部與換熱管31底部的距離為20-30mm，插入管282內(nèi)徑為10-25mm，換熱管31內(nèi)徑為20_38mm，本領域內(nèi)技術(shù)人員須知，該優(yōu)選方案并非顯而易見，也非公知常識，是經(jīng)發(fā)明人嚴格設計，實驗得出的數(shù)據(jù)，其目的就是為了換熱效率更佳。
[0022]所述的二次分離裝置為絲網(wǎng)除沫器，所述的絲網(wǎng)除沫器位于蒸汽出口處。
[0023]所述的換熱管31上端與管板3采用強度焊加貼脹的連接結(jié)構(gòu)。該優(yōu)選方案是為了保證換熱管31與管板3連接的密封性能，提高蒸汽發(fā)生器的承壓能力，產(chǎn)生更高壓力的蒸汽。
[0024]所述的換熱室I內(nèi)設有折流板15。該折流板15的作用是既能夠支撐固定換熱管31束，也能強化管外傳熱效果。本領域內(nèi)技術(shù)人員須知，除了采用折流板15的結(jié)構(gòu)外，還可以采用折流桿或其他管外支撐擾流強化換熱結(jié)構(gòu)。
[0025]各位技術(shù)人員須知:雖然本發(fā)明已按照上述【具體實施方式】做了描述，但是本發(fā)明的發(fā)明思想并不僅限于此發(fā)明，任何運用本發(fā)明思想的改裝，都將納入本專利專利權(quán)保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種插入管式環(huán)狀流蒸汽發(fā)生器，包括換熱室以及氣液分離室，所述的換熱室設有殼程筒體以及殼程封頭，所述的氣液分離室設有分離室筒體以及分離室封頭；所述的換熱室還設有加熱介質(zhì)進口以及加熱介質(zhì)出口，所述的氣液分離室還設有進水管以及出水管，其特征在于: 所述的氣液分離室位于換熱室的上部，且氣液分離室頂部設有蒸汽出口，該氣液分離室與換熱室之間設有管板，所述管板把兩個室密封隔離； 所述的換熱室內(nèi)設有若干根換熱管，所述的換熱管為上開下閉結(jié)構(gòu)，上端通過管板與氣液分離室連通，下端位于換熱室內(nèi)； 所述的氣液分離室內(nèi)設有集箱，且分離室被集箱分為第一分離腔以及第二分離腔，集箱下部為第一分離腔，上部為第二分離腔；所述的第二分離腔內(nèi)設有二次分離裝置；所述的集箱上部連接進水管，下部采用支架支撐，所述的集箱底部連接有插入管，所述的插入管為兩側(cè)連通管，該插入管與換熱管數(shù)量一一對應，上端與集箱連通，下端插入換熱管內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種插入管式環(huán)狀流蒸汽發(fā)生器，其特征在于:所述的插入管與換熱管內(nèi)壁不接觸，且插入管底部靠近換熱管底部。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種插入管式環(huán)狀流蒸汽發(fā)生器，其特征在于:所述的二次分離裝置為絲網(wǎng)除沫器，所述的絲網(wǎng)除沫器位于蒸汽出口處。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種插入管式環(huán)狀流蒸汽發(fā)生器，其特征在于:所述的換熱管上端與管板采用強度焊加貼脹的連接結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種插入管式環(huán)狀流蒸汽發(fā)生器，其特征在于:所述的換熱室內(nèi)設有折流板。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種插入管式環(huán)狀流蒸汽發(fā)生器。主要解決了現(xiàn)有的蒸汽發(fā)生器換熱效果不好以及管板孔內(nèi)側(cè)容易發(fā)生間隙腐蝕的問題。所述的氣液分離室內(nèi)設有集箱，且分離室被集箱分為第一分離腔以及第二分離腔，集箱下部為第一分離腔，上部為第二分離腔；所述的第二分離腔內(nèi)設有二次分離裝置；所述的集箱上部連接進水管，下部采用支架支撐，所述的集箱底部連接有插入管，所述的插入管為兩側(cè)連通管，該插入管與換熱管數(shù)量一一對應，上端與集箱連通，下端插入換熱管內(nèi)。采用插入管使換熱管形成環(huán)形通道具有強化沸騰換熱的效果，實現(xiàn)了立式強制對流的結(jié)構(gòu)，既有強化換熱的作用，又避免了殼程側(cè)管板縫隙蒸發(fā)濃縮引起的縫隙腐蝕問題。
【IPC分類】F22B37/26, F22B1/02
【公開號】CN105114924
【申請?zhí)枴緾N201510591666
【發(fā)明人】李亮
【申請人】江蘇奧祺晨特種金屬材料集團有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月16日