CN101444674A - 一效蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本发明创造涉及一效蒸发器。采用的技术方案是：由管程和壳程组成。管程筒体、管程封头和管程上盖构成管程，管程上设碱液出口、防涡流挡板、仪表计插管、液位计插管、蒸汽出口和液位计报警口，管程内设丝网除沫器和挡板；套有膨胀节保护罩和保护架的膨胀节将壳程上、下筒体连接，壳程短节两端连壳程上筒体和壳程封头；壳程封头设碱液进口；壳程短节设分配罩、接板、分配盘、降液管；蒸汽进口经壳体和环板与壳程下筒体连接；壳程下筒体设冷凝水出口；壳程下筒体内设管支撑架；管程短节与壳程下筒体连接；管板设换热管孔，换热管穿过管支撑架两端连接管板，且一端与分配管连接。本发明创造提高了换热管的稳固性、拉脱力，降低了能源消耗和生产成本。
Description
技术领域：
本发明创造涉及一种碱液循环加热使用的一效蒸发器装置，尤其是实现低温、低浓度碱液转变为高温、高浓度碱液的一效蒸发器装置。
背景技术：
在此之前，一效蒸发器主要由国外进口，成本高，设备寿命短；换热管在壳体内部仅靠管程管板与壳程管板固定，没有换热管固定支架，固定不牢；换热管与管板的连接是强度焊，拉脱力低；设备管程物料流动分配不均匀，导致物料加热不充分，能源消耗较大，实际生产率较低，生产成本较高。
发明内容：
为了解决上述问题，本发明创造提供一种一效蒸发器，该一效蒸发器不仅成本低，设备寿命长，物料加热均匀，而且提高了换热管的固定稳固性、拉脱力和生产效率，降低了生产能源消耗和生产成本。本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案是：一种一效蒸发器：由管程和壳程两部分组成；
所述的管程是：管程封头与管程筒体连接，通过管程上盖、筋板和侧壁耳将管程筒体与管程短节连接在一起；在管程封头上设有碱液出口和防涡流挡板，仪表计插管和液位计插管分别通过筋板与管程筒体和管程封头连接在一起；在管程筒体上设有手孔口、蒸汽出口、人孔口、液位计口和液位计报警口，管程筒体内设有丝网除沫器和挡板，挡板一端与管程筒体连接，丝网除沫器分别与管程筒体和挡板连接；
所述的壳程是：通过膨胀节将壳程下筒体与壳程上筒体连接，壳程封头与壳程短节连接，通过壳程管板和壳程法兰将壳程上筒体与壳程短节连接在一起；在壳程封头上设有碱液进口和吊耳；壳程短节内设有分配罩、接板、分配盘、降液管，分配罩和分配盘分别通过接板与壳程短节连接，降液管与分配盘底部连接；在壳程上筒体上设有放空口和吊耳；在膨胀节四周套有膨胀节保护罩和保护架；蒸汽进口通过壳体和环板与壳程下筒体连接，并居中覆盖壳程下筒体上的蒸汽进口；在壳程下筒体上设有支座、吊耳和冷凝水出口，支座与接地板连接；壳程下筒体内设有两个管支撑架；
管程和壳程通过管程法兰、管程管板和筋板将管程短节与壳程下筒体连接而连接在一起；
管程管板和壳程管板上设有数量相等的若干个换热管孔，换热管孔内开有凹槽，管程管板上每一个换热管孔固定连接一个换热管，换热管穿过管支撑架与壳程管板连接，换热管的顶端与分配管连接，分配管的顶端高出降液管的底端。
本发明创造的主要技术指标如表1。
表1 主要技术指标
本发明创造的有益效果是：
1、如图2所示，每一根换热管7的顶端均连接一个与其同心的分配管18，且保证连接后分配管18在同一水平面内；分配管18的顶端高出降液管50的底端一定距离，防止降液管50流出的碱液引起液面波动，当液面达到或超过分配管18顶端时，碱液通过分配管18均匀平稳的流入换热管7。
2、在壳程下筒体5被壳体24与环板23覆盖的位置，避开蒸汽进口8、25对应的壳程下筒体5上的位置，等角度开6个长方形蒸汽进口26，如图3、图4所示。该设计的目的是保证蒸汽均匀平稳进入壳程下筒体5，充满整个壳程，避免蒸汽通过蒸汽进口8、25进入壳体引起的换热不均匀，能源浪费等现象的发生，提高了能源利用率和生产效率。
3、如图6所示，在管程管板3(或壳程管板13)上的换热管孔52中部内壁开有凹槽54，凹槽深度及宽度按照国家标准进行加工。这种凹槽专为贴胀设计，使换热管7与管程管板3、壳程管板13的连接形式为强度焊加贴胀(原设计是强度焊)。由于这台设备是立式使用，且换热管7材料自重较重，加上运行载荷，所以要加强换热管7与管程管板3、壳程管板13之间的拉脱力，影响设备使用寿命。本发明创造开有凹槽的换热管孔52后增加了换热管7与管程管板3、壳程管板13之间的拉脱力，和焊接强度的叠加增加了设备运行的安全可靠性。
4、在设计上增加了管支撑架30，管支撑架30结构如图7所示。图中每个菱形孔穿过一根换热管7，其具体穿过结构如图8所示。该管支撑架30结构即便于换热管7更换，又便于换热管7固定，增强设备运行的稳定性。
5、在设计中增加了对膨胀节9的保护，增加了膨胀节保护罩10和保护架22，如图9所示，保护膨胀节不受外界物体的撞击而导致损坏。
6、如图10所示，在分配盘16底部开设七个降液管孔55，使降液管50与分配盘16垂直连接；同时在壳程管板13上对应位置开有换热管孔52，以保证降液管52与分配盘16连接后有足够的空间，同样避免碱液从降液管52直接流入分配管18进而进入换热管7。
附图说明：
图1为本发明创造的结构示意图(为清晰起见，图中只画三组换热管)；
图2为图1中A部分的放大图；
图3为壳程下筒体的结构示意图；
图4为图3中B-B剖面图；
图5为管板上换热管孔排布示意简图；
图6为图1中II部放大图；
图7为管支撑架的结构简图；
图8为图7中C的放大图；
图9为图1中D部分的放大图；
图10为分配盘上降液管孔布置图。
图中1.管程封头，2.管程筒体，3.管程管板，4.冷凝水出口，5.壳程下筒体，6.支座，7.换热管，8.蒸汽进口，9.膨胀节，10.膨胀节保护罩，11.壳程上筒体，12.吊耳，13.壳程管板，14.壳程法兰，15.接板，16.分配盘，17.壳程封头，18.分配管，19.分配罩，20.壳程短节，21.放空口，22.保护架，23.环板，24.壳体，25.蒸汽进口，26.蒸汽进口，27.接地板，28.吊耳，29.丝网除沫器，30.管支撑架，31.筋板，32.碱液出口，33.管程法兰，34.仪表计插管，35.液位计插管，36.蒸汽出口，37.挡板，38.管程上盖，39.侧壁耳，40.筋板，41.管程短节，42.手孔口，43.液位计口，44.液位计报警口，45.筋板，46.筋板，47.人孔口，48.吊耳，49.碱液进口，50.降液管，51.接板，52.换热管孔，53.防涡流挡板，54.凹槽，55.降液管孔。
具体实施方式：
如图1～图10所示，一种一效蒸发器，由管程和壳程两部分组成。
管程是：管程封头1与管程筒体2连接，通过管程上盖38、筋板40和侧壁耳39将管程筒体2与管程短节41连接在一起；在管程封头1上设有碱液出口32和防涡流挡板53，仪表计插管34和液位计插管35通过筋板45、46与管程筒体2和管程封头1连接在一起；在管程筒体2上设有手孔口42、蒸汽出口36、人孔口47、液位计口43和液位计报警口44，管程筒体2内设有丝网除沫器29和挡板37，挡板37一端与管程筒体2连接，丝网除沫器29分别与管程筒体2和挡板37连接。
壳程是：通过膨胀节9将壳程下筒体5与壳程上筒体11连接，壳程封头17与壳程短节20连接，通过壳程管板13和壳程法兰14将壳程上筒体11与壳程短节20连接在一起；在壳程封头17上设有碱液进口49和吊耳48；壳程短节20内设有分配罩19、接板15、51、分配盘16、降液管50，分配罩19和分配盘16分别通过接板15、51与壳程短节20连接，降液管50与分配盘16底部连接；在壳程上筒体11上设有放空口21和吊耳12；如图9所示，在膨胀节9四周套有膨胀节保护罩10和保护架22；蒸汽进口8、25通过壳体24和环板23与壳程下筒体5连接，并居中覆盖壳程下筒体5上的蒸汽进口26，如图3、4所示，壳程下筒体5被壳体24与环板23覆盖的位置，避开蒸汽进口8、25对应的壳程下筒体5上的位置，等角度开6个长方形蒸汽进口26，保证蒸汽均匀平稳进入壳程下筒体5，充满整个壳程；在壳程下筒体5上设有支座6、吊耳28和冷凝水出口4，支座6与接地板27连接；壳程下筒体5内设有两个管支撑架30，如图7所示，为管支撑架30结构图，采用铆接方式进行连接。图中每个菱形孔穿过一根换热管7，其具体穿过结构如图8所示。该管支撑架30结构即便于换热管7更换，又便于换热管7固定，增强设备运行的稳定性。
管程和壳程通过管程法兰33、管程管板3和筋板31将管程短节41与壳程下筒体5连接而连接在一起；
如图5所示，为管程管板3或壳程管板13上换热管孔52的排布示意简图，每个交叉点为一个换热管孔52。管程管板3和壳程管板13上设有数量相等的若干个换热管孔52，换热管孔52内开有凹槽54，如图6所示，在管程管板3上的换热管孔52中部内壁开有凹槽54，凹槽深度及宽度按照国家标准进行加工。这种凹槽专为贴胀设计，使换热管7与管程管板3和壳程管板13的连接形式为强度焊加贴胀。管程管板3上每一个换热管孔52固定连接一个换热管7，换热管7穿过管支撑架30与壳程管板13连接；如图2所示，每一根换热管7的顶端均连接一个与其同心的分配管18，且保证连接后分配管18在同一水平面内；分配管18的顶端高出降液管50的底端一定距离。
如图10所示，为分配盘16底部降液管孔55布置示意图。降液管50通过降液管孔55与分配盘16连接。
所用的材料
管程封头1、管程筒体2、管程管板3、管程短节41、壳程下筒体5、膨胀节9、壳程上筒体11、壳程管板13、壳程短节20、壳程封头17是316L；管程法兰33、壳程法兰14是16MnIII三级锻件，衬环为316L；管程上盖38是316L/16MnIII复合板。
本发明创造的工作原理：
本发明创造中，由管程封头1、管程筒体2、管程法兰33、管程管板3、管程上盖38、管程短节41、壳程下筒体5、膨胀节9、壳程上筒体11、壳程管板13、壳程法兰14、壳程短节20、壳程封头17构成密闭系统。
管程管板3、壳程下筒体5、膨胀节9、壳程上筒体11、壳程管板13构成蒸汽加热系统。
碱液进口49、分配罩19、分配盘16、降液管50、分配管18、换热管7、蒸汽进口8、25、蒸汽进口26、放空口21、冷凝水出口4、蒸汽出口36、液位计口43、液位计报警口44、仪表计插管34、液位计插管35、碱液出口32构成蒸汽循环系统和碱液状态的转化系统。
壳程蒸汽的循环：350℃的高温蒸汽从蒸汽进口8、25通过蒸汽进口26进入壳程下筒体内，沿换热管7流动充满整个壳程筒体，当温度降到100℃，由冷凝水出口4流出，完成蒸汽循环过程。
管程碱液加热的循环：碱液由碱液进口49进入壳程，由分配罩19均匀的流入分配盘16中；当分配盘中碱液水平面超过降液管50上端面后，碱液通过降液管50流到壳程管板13表面；当碱液超过分配管18上端面后，碱液经由分配管18进入换热管7流向底端，在经过挡板37缓冲后，缓慢落到管程封头1内部；加热后，发出的水蒸汽经丝网除沫器过滤掉蒸汽中所含的碱，通过蒸汽出口36排出管程，经加热浓缩后的碱液由碱液出口32流出管程，进入到下一工序。
在管程封头1与管程筒体2的连接处设有仪表计插管34、液位计插管35、一个液位计口43和一个液位计报警口44，用于监测碱液的位置。碱液的位置要高于仪表计插管34、液位计插管35而低于液位计报警口44。
在壳程上筒体11设放空口21，用于放空壳程内多余的水蒸汽，运行时放空口21为封闭状态，当停运时，打开放空口21排出壳程内多余的水蒸汽。
Claims (1)
1、一种一效蒸发器，其特征在于：由管程和壳程两部分组成；
所述的管程是：管程封头(1)与管程筒体(2)连接，通过管程上盖(38)、筋板(40)和侧壁耳(39)将管程筒体(2)与管程短节(41)连接在一起；在管程封头(1)上设有碱液出口(32)和防涡流挡板(53)，仪表计插管(34)和液位计插管(35)分别通过筋板(45、46)与管程筒体(2)和管程封头(1)连接在一起；在管程筒体(2)上设有手孔口(42)、蒸汽出口(36)、人孔口(47)、液位计口(43)和液位计报警口(44)，管程筒体(2)内设有丝网除沫器(29)和挡板(37)，挡板(37)一端与管程筒体(2)连接，丝网除沫器(29)分别与管程筒体(2)和挡板(37)连接；
所述的壳程是：通过膨胀节(9)将壳程下筒体(5)与壳程上筒体(11)连接，壳程封头(17)与壳程短节(20)连接，通过壳程管板(13)和壳程法兰(14)将壳程上筒体(11)与壳程短节(20)连接在一起；在壳程封头(17)上设有碱液进口(49)和吊耳(48)；壳程短节(20)内设有分配罩(19)、接板(15、51)、分配盘(16)、降液管(50)，分配罩(19)和分配盘(16)分别通过接板(15、51)与壳程短节(20)连接，降液管(50)与分配盘(16)底部连接；在壳程上筒体(11)上设有放空口(21)和吊耳(12)；在膨胀节(9)四周套有膨胀节保护罩(10)和保护架(22)；蒸汽进口(8、25)通过壳体(24)和环板(23)与壳程下筒体(5)连接，并居中覆盖壳程下筒体(5)上的蒸汽进口(26)；在壳程下筒体(5)上设有支座(6)、吊耳(28)和冷凝水出口(4)，支座(6)与接地板(27)连接；壳程下筒体(5)内设有两个管支撑架(30)；
管程和壳程通过管程法兰(33)、管程管板(3)和筋板(31)将管程短节(41)与壳程下筒体(5)连接而连接在一起；
管程管板(3)和壳程管板(13)上设有数量相等的若干个换热管孔(52)，换热管孔(52)内开有凹槽(54)，管程管板(3)上每一个换热管孔(52)固定连接一个换热管(7)，换热管(7)穿过管支撑架(30)与壳程管板(13)连接，换热管(7)的顶端与分配管(18)连接，分配管(18)的顶端高出降液管(50)的底端。
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