CN101303209B - 一种大直径回转式换热器转子结构及其径向隔板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大直径回转式换热器转子，包括中心筒，所述的中心筒由导向端轴、上端盖、中心筒、下端盖和支承端轴组成，其特征在于，转子外围由径向隔板、转子圆弧壳板、横向隔板分成传热元件包仓格，径向隔板的连接搭板和连接销孔和中心筒的连接耳板相连为悬臂梁结构，所述的传热元件包仓格中A1、B1、C1、D1为一个仓格，E、F、G、H均分为两个仓格，所述的径向隔板为内段厚、外段薄的结构。本发明的优点是解决了大型转子中心筒采用过厚钢板的采购困难，材料节约不低于20％，能明显减少转子无效工作区大小，提高材料利用率，有效减小设备运行时烟空气的流通阻力。

Description

一种大直径回转式换热器转子结构及其径向隔板

技术领域

本发明涉及一种大直径回转式换热器转子结构，用于12米以上的大型火力发电机组的回转式空气预热器和脱硫系统的回转式烟气加热器，属于回转式换热器技术领域。 

背景技术

回转式换热器的转子是该设备的核心部件。用途为容纳传热元件，并用径向隔板分成多个独立的径向仓格，以实现和上下径向密封板配合，形成完整的密封区隔离两种不同压力或成分的流通换热介质。转子和内容物的重量占预热器总重的60％以上，最大直径可达20余米，最大重量可达近1000吨。 

传统设计的预热器转子结构有两种方式： 

1.焊接拼装式结构，如图1所示，转子的轴由导向端轴1、上端盖2、中心筒3、下端盖4和支承端轴5组成中心筒，转子外围由径向隔板6、转子圆弧壳板7、横向隔板8组成，分隔成容纳传热元件包的小仓格12，格仓模块和中心筒相连采用焊接方式，拼装采用将径向隔板的连接搭板10和连接销11和中心筒的连接耳板9直接焊接相连的方式。 

如图2所示，为原转子模块内端安放传热元件包仓格12示意图，从内到外依次为A～H仓格，均为两个仓格，容纳的传热元件包形状为等腰直角梯形。 

2.模块设计结构，转子中心筒的组成基本相同，但转子外围部分分成数目数个格仓模块，在车间内成型，格仓模块和中心筒相连采用销轴连接方式，如图 

3所示，中心筒的上端盖2上表面外周开有定位销孔14，侧面周向开有容纳上凸耳16的环行槽，上凸耳上开有销孔15，下端盖4侧面留有承放下凸耳20的轴肩和定位销19，定位销19和下凸耳板内端的槽口18相配合已固定转子模块。上下凸耳板通过立板17相连，形成凸耳座，和径向隔板6、横向隔板8、转子壳板7一起，构成转子模块。转子模块和中心筒用销轴13相连，各模块现场组焊在一起形成转子。 

上述两种方式目前仍在中小型预热器和烟气换热器上大量采用，但随着预热 器设备和烟气换热器设备向大型化发展，上述两种设计方案出现了下列问题： 

(1)为保证转子强度足够，转子分仓数目随之加多，导致在转子近中心筒部位仓格间距不断减小，导致现场焊接操作困难； 

(2)大直径转子采用模块设计，因转子重量上升明显，销轴承受扭矩上升很快，需采用大直径销轴，导致中心筒直径加大，上下端盖厚度加厚明显，由于端盖厚度超出钢厂制造能力，需要采用昂贵的锻造钢板，成本高昂； 

(3)模块内端的凸耳座同样承受销轴扭矩上升影响，需采用厚钢板； 

(4)由于所有径向板直接和中心筒相连，从内端到外端采用同等厚度，导致转子总体结构材料消耗量很大，材料的合理利用未得到体现； 

(5)内外转子格仓数量相同，导致预热器密封区很大，无效工作区偏大，烟气和空气的流通阻力因流通区域偏小而上升，影响设备长期使用的经济性能， 

由于存在上述不足，导致在中小型预热器上成功使用的设计方式在大型预热器和回转式烟气换热器上缺点暴露无疑，随着100万千瓦及以上机组的不断发展，急需开发出一种新型的转子结构设计方案。 

发明内容

本发明的目的是提供一种的大直径回转式换热器转子结构，达到下列目的： 

(1)解决转子内端现场焊接操作空间不足的问题； 

(2)节约转子总体材料耗量； 

(3)减薄中心筒上端盖厚度； 

(4)减小转子无效工作区面积； 

(5)为方便实现多到转子密封片布置提供条件。 

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种大直径回转式换热器转子，包括中心筒，所述的中心筒由导向端轴、上端盖、中心筒、下端盖和支承端轴组成，其特征在于，转子外围由径向隔板、转子圆弧壳板、横向隔板分成传热元件包仓格，径向隔板的连接搭板和连接销孔和中心筒的连接耳板相连为悬臂梁结构，外周部分设有中间径向隔板。 

所述的传热元件包仓格中内部径向分仓A1、B1、C1、D1为一个仓格，外部径向分仓E、F、G、H均分为两个仓格，外部径向分仓数目为内部的2倍。 

所述的径向隔板由径向隔板内段、径向隔板中段和径向隔板外段拼结组成，径向隔板内段、径向隔板中段和横向隔板组成内部径向分仓，径向隔板外段和横向隔板组成外部径向分仓，所述的隔板内段厚度为16mm-50mm，径向隔板中段厚度为12mm-40mm，径向隔板外段厚度为8mm-25mm，设计按照等强度理论设计。 

本发明取消了凸耳座(16，17，20组成)，因不再需要凸耳座插入槽，中心筒上端盖2厚度可以大幅降低三分之一以上，模块内径向隔板数量进行局部减少，可以成倍增加这部分区域的操作空间，由于模块内端的径向板数量减少到只有原来的1/3～1/2，总体来讲，增加的材料耗用远小于其他部位节约的材料，本发明将隔板和中心筒相连的结构改为悬臂梁结构，径向隔板厚度采用内段厚、外段薄的结构，可节约原材料。 

本发明的优点是： 

(1)全面优化了回转式换热器转子结构设计方案； 

(2)中心筒上端盖厚度明显减薄，解决了大型转子中心筒采用过厚钢板的采购困难； 

(3)较模块式转子设计方案，材料节约不低于20％； 

(4)解决了模块径向隔板和中心筒耳板现场焊接空间不足的问题； 

(5)能明显减少转子无效工作区大小； 

(6)减少转子模块内端传热元件包数，减少传热元件包框架材料耗量； 

(7)采用变厚度径向隔板能有效提高材料利用率； 

(8)有效减小设备运行时烟空气的流通阻力； 

(9)能方便实现在不增加流通阻力时，提供多重密封的需要。 

附图说明

图1为原回转式换热器焊接式转子结构示意图； 

图2为原转子模块内端安放传热元件包仓格示意图； 

图3为原回转式换热器模块式转子结构示意图； 

图4为本发明一种大直径回转式换热器转子结构示意图； 

图5为本发明转子模块内端安放传热元件包仓格示意图。 

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 

实施例 

如图4所示，为一种大直径回转式换热器转子结构示意图，所述的一种大直径回转式换热器转子，包括中心筒，所述的中心筒由导向端轴1、上端盖2、中心筒3、下端盖4和支承端轴5组成，转子外围由径向隔板6、转子圆弧壳板7、横向隔板8分成传热元件包仓格14，径向隔板6的连接搭板10和连接销孔11和中心筒的连接耳板9相连为悬臂梁结构，外周部分设有中间径向隔板(24)。 

所述的传热元件包仓格14中内部径向分仓A1、B1、C1、D1为一个仓格，外部径向分仓E、F、G、H均分为两个仓格，外部径向分仓数目为内部的2倍。 

所述的径向隔板6由径向隔板内段21、径向隔板中段22和径向隔板外段23拼结组成，径向隔板内段21、径向隔板中段22和横向隔板8组成内部径向分仓，径向隔板外段23和横向隔板8组成外部径向分仓，所述的隔板内段21厚度为16mm-50mm，径向隔板中段22厚度为12mm-40mm，径向隔板外段23厚度为8mm-25mm，设计按照等强度理论设计。 

本发明虽然为大直径转子所开发，但同样能向中型空气预热器和烟气换热器推广实施。在直径小于12米的小型预热器上，因原设计本身结构已很简单，采用本发明方案可能会导致结构略复杂一些，但各项优点仍能体现，本发明将原来出现的采购、制造、安装操作困难均得到有效消除。 

Claims (3)

1. 一种大直径回转式换热器转子，包括中心筒，所述的中心筒由导向端轴(1)、上端盖(2)、中心筒(3)、下端盖(4)和支承端轴(5)组成，其特征在于，转子外围由径向隔板(6)、转子圆弧壳板(7)、横向隔板(8)分成传热元件包仓格(14)，径向隔板(6)的连接搭板(10)和连接销孔(11)和中心筒的连接耳板(9)相连为悬臂梁结构，外周部分设有中间径向隔板(24)。

2. 根据权利要求1所述的一种大直径回转式换热器转子，其特征在于，所述的传热元件包仓格(14)中内部径向分仓A1、B1、C1、D1为一个仓格，外部径向分仓E、F、G、H均分为两个仓格，外部径向分仓数目为内部的2倍。

3. 根据权利要求1所述的一种大直径回转式换热器转子的径向隔板，其特征在于，所述的径向隔板(6)由径向隔板内段(21)、径向隔板中段(22)和径向隔板外段(23)拼结组成，径向隔板内段(21)、径向隔板中段(22)和横向隔板(8)组成内部径向分仓，径向隔板外段(23)和横向隔板(8)组成外部径向分仓，所述的隔板内段(21)厚度为16mm-50mm，径向隔板中段(22)厚度为12mm-40mm，径向隔板外段(23)厚度为8mm-25mm，设计按照等强度理论设计。

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