專利名稱：一種環(huán)向管板列管換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種環(huán)向管板列管換熱器，屬于工業(yè)用換熱器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，工業(yè)上用的列管換熱器，常見的有如下兩種結(jié)構(gòu)；第一種是上管板、下管板之間的換熱管為直型結(jié)構(gòu)；第二種是采用一塊管板、換熱管為U型結(jié)構(gòu)。第一種上、下管板結(jié)構(gòu)的列管換熱器，上管板的上部可以作為反應(yīng)室或燃燒室，存在問題是當(dāng)直管型列管換熱器管內(nèi)介質(zhì)溫度較高時(shí)，管板與換熱管之間的焊縫經(jīng)常出現(xiàn)裂紋，造成設(shè)備損壞，影響使用壽命和正常生產(chǎn)；第二種單管板U型管換熱器的管板的上部則不能作為反應(yīng)室或燃燒室，本實(shí)用新型是針對(duì)第一種上、下管板結(jié)構(gòu)的列管換熱器而進(jìn)行的改進(jìn)。當(dāng)上管板的上部作為化學(xué)反應(yīng)或燃燒的空間時(shí)，該空間一般為筒體或其它形狀結(jié)構(gòu)，稱之為反應(yīng)室或燃燒室，上管板的下部是把反應(yīng)或燃燒后高溫介質(zhì)產(chǎn)物快速冷卻或進(jìn)行熱量回收的裝置，其結(jié)構(gòu)為若干換熱管通過上管板、下管板設(shè)置在換熱室殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)， 整個(gè)結(jié)構(gòu)稱之為列管換熱器，其工作原理與火管式余熱鍋爐相同。上管板既是反應(yīng)室或燃燒室筒體的底，也是換熱室殼體的頂，在反應(yīng)器的運(yùn)行中，上管板與換熱管之間的焊縫經(jīng)常出現(xiàn)裂紋，造成設(shè)備損壞，影響使用壽命和正常生產(chǎn)。上管板與換熱管之間的焊縫產(chǎn)生裂紋的根本原因是換熱管壁因溫度高而伸長(zhǎng)，而換熱室殼體因溫度低而縮短(或伸長(zhǎng)少)，二者運(yùn)動(dòng)通過上管板產(chǎn)生沖突。為了解決上述技術(shù)問題，人們考慮了很多方案，有的在換熱室殼體上加膨脹節(jié)，把變形讓換熱室殼體承使；有的采用撓性管板；還有的采用波節(jié)管等等；但是，因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)或燃燒反應(yīng)有時(shí)是不均勻的局部反應(yīng)，上述方法解決起來都有些力不從心，收效甚微，都不夠理想，不能從根本上解決問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種環(huán)向管板列管換熱器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，能夠長(zhǎng)期承受換熱件的膨脹變形，同時(shí)可以承受單個(gè)換熱件的膨脹變形，從而延長(zhǎng)換熱器的使用壽命， 減少設(shè)備的運(yùn)行成本，解決背景技術(shù)存在的上述問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種環(huán)向管板列管換熱器，包含上管板、換熱室殼體、換熱件、環(huán)向管板，上管板設(shè)置在換熱室的頂部，設(shè)置在換熱室殼體內(nèi)的若干換熱件一端固定在上管板上、另一端經(jīng)過朝外側(cè)彎曲固定在環(huán)向管板上，通過若干換熱件將上管板與環(huán)向管板連通。所說的若干換熱件在換熱室殼體內(nèi)彎曲、環(huán)向360度布置在環(huán)向管板上。所說的換熱件彎曲角度為大于0度、小于180度，較佳彎曲角度為45—100度，90 度為最佳彎曲角度。所說的換熱件的截面形狀是任意的，數(shù)量是任意的，根據(jù)工藝需要確定。換熱件較佳的形狀是換熱管，截面為管型，圓形或扁形管為最佳。若干換熱管在換熱室殼體內(nèi)分別有規(guī)則的朝外側(cè)、環(huán)向360度方向彎曲布置在環(huán)向管板上；較佳的方式是換熱管為弧狀彎曲，有規(guī)律排列。上管板、環(huán)向管板上均設(shè)有管孔，若干環(huán)熱管形成換熱管束，換熱管束的每只管子，與上管板、環(huán)向管板的管孔插入連接，每只管子與上管板和環(huán)向管板的連接方法為焊接或脹接，連接方法均屬公知技術(shù)。環(huán)向管板與換熱器殼體等徑或不等徑均可，換熱器殼體與環(huán)向管板環(huán)向連接形成完整的換熱器殼體；環(huán)向管板外部為筒體或其他結(jié)構(gòu)，用于將換熱后的介質(zhì)集中到換熱器出口。環(huán)向管板的下部全部封閉，與環(huán)向管板外面的筒體斷開。本實(shí)用新型所說的上管板，其結(jié)構(gòu)形式為火管式余熱鍋爐或反應(yīng)器的管板結(jié)構(gòu)形式，管板本身不作為換熱室的殼體的一部分。換熱器殼體下部的環(huán)向管板既是連接換熱件的管板，也是換熱器殼體的一部分。本實(shí)用新型的環(huán)向管板換熱室殼體上設(shè)有換熱介質(zhì)進(jìn)出口、排污口等，所說的換熱介質(zhì)是液體或氣體。本實(shí)用新型的積極效果是針對(duì)直管型列管換熱器存在的問題，下部采用環(huán)向管板結(jié)構(gòu)形式，將換熱件在換熱殼體內(nèi)向外彎曲有規(guī)則的360度布置在環(huán)向管板上，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制作方便、溫差應(yīng)力清除徹底等特點(diǎn)，能夠長(zhǎng)期承受換熱件的膨脹變形，也可以長(zhǎng)期承受單個(gè)換熱件的膨脹變形，使換熱設(shè)備能夠長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)使用壽命，減少設(shè)備的運(yùn)行成本，特別適用于化學(xué)反應(yīng)后高溫介質(zhì)的熱回收或高溫介質(zhì)的快速降溫。本實(shí)用新型可以應(yīng)用在甲醇氧化生產(chǎn)甲醛的反應(yīng)器、氨氧化法制硝酸的氧化器或其它類似反應(yīng)器上。

附圖1是本實(shí)用新型示意圖；附圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖中反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)口 1、反應(yīng)室2、上管板3、殼體4、換熱件5、環(huán)向管板6、反應(yīng)物出口 7、換熱介質(zhì)進(jìn)口 8、換熱介質(zhì)出口 9、換熱介質(zhì)排污口 10。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。參照附圖1，一種環(huán)向管板列管換熱器，包含上管板3、換熱室殼體4、若干換熱件 5、環(huán)向管板6，上管板設(shè)置在換熱室的頂部，上管板的上部接觸高溫?zé)嵩础⒅苯幼鳛楦邷亟橘|(zhì)的進(jìn)口，設(shè)置在換熱室殼體內(nèi)的換熱件一端固定在上管板上、另一端固定在環(huán)向管板上， 環(huán)向管板為殼體的一部分與殼體環(huán)向連接，若干換熱件在換熱室殼體內(nèi)有規(guī)則的朝外側(cè)彎曲布置在環(huán)向管板上。換熱件彎曲角度90度為最佳彎曲角度。所說的換熱件的截面形狀圓形管為最佳，換熱管為弧狀彎曲。環(huán)向管板為換熱殼體的一部分與殼體環(huán)向連接，上管板和環(huán)向管板上面設(shè)有管孔，換熱管束的每只管子，與上管板、環(huán)向管板的管孔插入連接，連接方法為焊接或脹接，環(huán)向管板外側(cè)為筒體或其他結(jié)構(gòu)，將反應(yīng)后的介質(zhì)集中引到換熱器出口，環(huán)向管板下部封閉。本實(shí)用新型的工作原理是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后的高溫介質(zhì)經(jīng)由上管板進(jìn)入換熱管束的換熱管子內(nèi)，換熱管受熱伸長(zhǎng)，由于換熱管束為彎曲結(jié)構(gòu)，對(duì)上管板和環(huán)向管板的頂力很小，從而避免管板與換熱管之間的焊縫經(jīng)常出現(xiàn)裂紋。高溫反應(yīng)物的熱量迅速傳給換熱管外的換熱介質(zhì)，高溫介質(zhì)降溫后，經(jīng)過環(huán)向管板流出進(jìn)入環(huán)向管板外面的筒體集中到換熱器出口，換熱介質(zhì)由換熱室殼體進(jìn)入，在換熱管束的管外流動(dòng)，吸收換熱管內(nèi)高溫反應(yīng)物的熱量后排出。參照附圖2，本實(shí)施例為以甲醇為原料空氣催化氧化制甲醛的反應(yīng)器應(yīng)用本實(shí)用新型。上管板3的上面是反應(yīng)室2，反應(yīng)室設(shè)有反應(yīng)物進(jìn)口 1 ；反應(yīng)室底部上管板上面設(shè)置絲網(wǎng)，絲網(wǎng)上設(shè)置催化劑觸媒；換熱室殼體4內(nèi)是換熱管束5，并與上管板3、環(huán)向管板6 相連結(jié)，環(huán)向管板外面的筒體下部封頭上有反應(yīng)物出口 7，環(huán)向管板下部連接的封頭上有換熱介質(zhì)排污口 10，換熱室殼體上設(shè)有給水口 8、上部有汽水混合物出口 9。實(shí)施例工作過程是原料氣在催化劑作用下發(fā)生氧化反應(yīng)后，高溫反應(yīng)物經(jīng)由上管板進(jìn)入彎曲管束的換熱管子內(nèi)，換熱管受熱伸長(zhǎng)，由于是彎曲的換熱管束結(jié)構(gòu)，對(duì)上管板的頂力或拉力很小，從而避免管板與換熱管之間的焊縫經(jīng)常出現(xiàn)裂紋。高溫反應(yīng)物的熱量迅速傳給換熱管外的水，降溫后的反應(yīng)物360度徑向流出環(huán)向管板，經(jīng)環(huán)向管板外面的筒體下封頭出口排出，給水由換熱殼體下部給水口進(jìn)入，在彎曲換熱管束的管外流動(dòng)，吸收換熱管內(nèi)高溫反應(yīng)物的熱量后汽化，汽液混合物由換熱殼體上部的汽水混合物出口排出。
權(quán)利要求1.一種環(huán)向管板列管換熱器，其特征在于包含上管板(3)、換熱室殼體(4)、若干換熱件(5)、環(huán)向管板(6)，上管板設(shè)置在換熱室的頂部，設(shè)置在換熱室殼體內(nèi)的若干換熱件一端固定在上管板上、另一端經(jīng)過朝外側(cè)彎曲固定在環(huán)向管板上，通過若干換熱件將上管板與環(huán)向管板連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之環(huán)向管板列管換熱器，其特征在于所說的若干換熱件在換熱室殼體內(nèi)彎曲、環(huán)向360度布置在環(huán)向管板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之環(huán)向管板列管換熱器，其特征在于所說的換熱件彎曲角度為大于0度、小于180度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之環(huán)向管板列管換熱器，其特征在于換熱件的形狀是換熱管，截面為管型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之環(huán)向管板列管換熱器，其特征在于換熱管為弧狀彎曲，有規(guī)律排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之環(huán)向管板列管換熱器，其特征在于上管板、環(huán)向管板上均設(shè)有管孔，若干環(huán)熱管形成換熱管束，換熱管束的每只管子，與上管板、環(huán)向管板的管孔插入連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之環(huán)向管板列管換熱器，其特征在于環(huán)向管板與換熱器殼體等徑或不等徑，換熱器殼體與環(huán)向管板環(huán)向連接形成完整的換熱器殼體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之環(huán)向管板列管換熱器，其特征在于環(huán)向管板外部為筒體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述之環(huán)向管板列管換熱器，其特征在于環(huán)向管板的下部全部封閉，與環(huán)向管板外面的筒體斷開。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之環(huán)向管板列管換熱器，其特征在于換熱器殼體下部的環(huán)向管板既是連接換熱件的管板，也是換熱器殼體的一部分。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種環(huán)向管板列管換熱器，屬于工業(yè)用換熱器技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是包含上管板(3)、換熱室殼體(4)、若干換熱件(5)、環(huán)向管板(6)，上管板設(shè)置在換熱室的頂部，設(shè)置在換熱室殼體內(nèi)的若干換熱件一端固定在上管板上、另一端經(jīng)過朝外側(cè)彎曲固定在環(huán)向管板上，通過若干換熱件將上管板與環(huán)向管板連通。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制作方便、溫差應(yīng)力清除徹底等特點(diǎn)，能夠長(zhǎng)期承受換熱件的膨脹變形，也可以長(zhǎng)期承受單個(gè)換熱件的膨脹變形，使換熱設(shè)備能夠長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)使用壽命，減少設(shè)備的運(yùn)行成本，特別適用于化學(xué)反應(yīng)后高溫介質(zhì)的熱回收或高溫介質(zhì)的快速降溫。
文檔編號(hào)F28D7/08GK202092492SQ20112012688
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者景玉國(guó) 申請(qǐng)人:河北凱躍化工集團(tuán)有限公司