CN102353146A

CN102353146A - 卧式沸腾热管加热炉及制作方法

Info

Publication number: CN102353146A
Application number: CN2011102572675A
Authority: CN
Inventors: 王为旭; 王凯一; 赵年合
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2012-02-15

Abstract

本发明涉及一种卧式沸腾热管加热炉及制作方法，其技术方案是：主要由燃烧器接口、燃烧道、外壳、保温层、炉膛、热管换热系统、烟囱和防爆口组成，外壳的一端设有燃烧器接口和燃烧道，另一端设有防爆口，外壳的顶部设有烟囱，外壳的中间设有炉膛和热管换热系统，所述的炉膛完全采用水平沸腾热管组成，且完全采用水平沸腾热管组成烟道；所述的热管换热系统包括被加热介质进出口、多个水平沸腾热管和走液管。有益效果是：由于火筒和烟道完全采用水平沸腾热管构成，极大地提高了加热炉或换热器的综合热效率。它有着综合热效率高、加热均匀、无安全附件、长期使用热工性能稳定的优势；且结构紧凑、体积小、安全可靠。

Description

卧式沸腾热管加热炉及制作方法

技术领域：

本发明涉及一种加热炉及制作方法，特别涉及一种卧式沸腾热管加热炉及制作方法。

背景技术：

热管被公认为目前世界上最好的换热元件，其中，水平热管的换热特性尤为突出。但是，由于多根水平热管组合使用时的工作不均衡性、受热条件的特殊性，业界一致认为水平热管在满足锅炉合理设计要求的条件下，不能在加热炉的辐射段使用；否则将会导致爆管问题。经过在现有热管技术书籍和加热炉、锅炉书籍中查找，未见到由水平热管组合结构构成加热炉辐射段及对流段的加热炉和锅炉资料。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种卧式沸腾热管加热炉及制作方法，适用于各个石油开发、石化、炼化和冶炼行业的加热和换热生产工艺。

其技术方案是：主要由燃烧器接口、燃烧道、外壳、保温层、炉膛、热管换热系统、烟囱和防爆口组成，外壳的一端设有燃烧器接口和燃烧道，另一端设有防爆口，外壳的顶部设有烟囱，外壳的中间设有炉膛和热管换热系统，所述的炉膛完全采用水平沸腾热管组成，且完全采用水平沸腾热管组成烟道；所述的热管换热系统包括被加热介质进出口、多个水平沸腾热管和走液管，水平沸腾热管内置有走液管，走液管之间通过弯头或汇管相连接，其末端与被加热介质进出口连通。

上述的燃烧道与支撑导流花板满焊连接；相邻的水平沸腾热管外壁紧贴，并采用满焊相连，形成圆形火筒；水平沸腾热管后端的支撑导流花板与导烟板满焊相接，以保证烟气沿导烟板与热管外部形成的烟道流动；带有烟囱的烟箱与燃烧道、支撑导流花板、导烟板满焊连接；走液管之间通过弯头或汇管相连接，从而形成加热炉换热系统。

上述的水平沸腾热管外壁紧贴，并采用满焊相连，形成多层结构，形成圆形烟道。

一种卧式沸腾热管加热炉的制作方法，其特征是由以下步骤制成：

（1）、首先，根据加热炉负荷设计并制作水平沸腾热管；

（2）、根据设计计算出的圆形截面积外圆预制支撑导流花板，然后，将预制好的水平沸腾热管以管管相贴排布均匀的形式，轴向满焊焊接，并与支撑导流花板一起构成火筒；

（3）、将各个走液管两端，依据设计与弯头和进出口焊接相连；

（4）、根据设计计算的烟道过流截面积，预制好导烟板，将导烟板焊接在水平沸腾热管外壁上；然后，将导烟板在与支撑导流花板、烟箱焊接，构成设计烟道；

（5）、将预制好的燃烧道和防爆口分别焊接在花板上，即完成了加热炉的主体；

（6）、上述五个步骤完成后，即可进行外部保温；保温完成后加装外壳，设备制作完成。

本发明的有益效果是：由于火筒和烟道完全采用水平沸腾热管构成，极大地提高了加热炉或换热器的综合热效率；它有着综合热效率高、加热均匀、无安全附件、长期使用热工性能稳定的优势；且结构紧凑、体积小、安全可靠。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明加热炉的剖面图；

附图3是本发明一层水平沸腾热管的沿截面外圆均匀排布示意图；

附图4是本发明两层水平沸腾热管的沿截面外圆均匀排布示意图；

附图5是本发明水平沸腾热管的一种排列示意图；

附图6是本发明水平沸腾热管的第二种排列示意图；

附图7是本发明水平沸腾热管的第三种排列示意图；

附图8是本发明水平沸腾热管的第四种排列示意图；

附图9是本发明水平沸腾热管的第五种排列示意图；

上图中：被加热介质进出口1、防爆口2、支撑导流花板3、热管4、保温层5、走液管6、导烟板7、壳体8、烟囱9、烟箱10、燃烧道11、燃烧器接口12、炉膛13、烟道14。

具体实施方式：

结合附图1-9，对本发明作进一步的描述：

本发明主要由燃烧器接口12、燃烧道11、外壳8、保温层5、炉膛、热管换热系统、烟囱9和防爆口2组成，外壳8的一端设有燃烧器接口12和燃烧道11，另一端设有防爆口2，外壳8的顶部设有烟囱9，外壳8的中间设有炉膛和热管换热系统，所述的炉膛13完全采用水平沸腾热管组成，且完全采用水平沸腾热管组成烟道14；所述的热管换热系统包括被加热介质进出口1、多个水平沸腾热管4和走液管6，水平沸腾热管4内置有走液管6，走液管之间通过弯头或汇管相连接，其末端与被加热介质进出口1连通。

上述的燃烧道与支撑导流花板3满焊连接；相邻的水平沸腾热管4外壁紧贴，并采用满焊相连，形成圆形火筒；水平沸腾热管4后端的支撑导流花板3与导烟板7满焊相接，以保证烟气沿导烟板7与热管外部形成的烟道14；带有烟囱的烟箱10与燃烧道11、支撑导流花板3、导烟板7满焊连接；走液管6之间通过弯头或汇管相连接，从而形成加热炉换热系统。

参照附图4-9，多个水平沸腾热管4的外壁紧贴，并采用满焊相连，可以焊成多层结构，形成圆形烟道；当然，水平沸腾热管4的排列不仅限于上述附图所示，其他紧密排列并满焊相连的结构也尽属于本发明要求保护的范围。

（1）、首先，根据加热炉负荷设计并制作水平沸腾热管，制作水平沸腾热管为本领域的普通技术人员所熟知的现有技术；

本卧式沸腾热管加热炉的技术创新特征：

该卧式沸腾热管加热炉，由于换热系统完全由水平沸腾热管构成，使热管效应得到充分的发挥，所以，该炉是加热炉业界的一项革命。它也打破了热管不能装于加热炉辐射室的业界定论。

该炉采用了沸腾换热形式的热管，其结构与现有卧式热管相同，不同的是：由于沸腾热管外壁吸收的是高温辐射热，会使沸腾热管内壁上的热媒极速汽化和极速上升，从而携带热媒液珠一起撞击，从而提高了走液管的换热强度；高温热媒液珠的撞击走液管外壁就产生高频震波，由于热管与走液管焊接为一体的沸腾热管结构特点，决定了这一高频震波将造成走液管和热管的高频震动；沸腾热管的高频震动，使得沸腾热管的吸热能力得到大幅提升；走液管的高频震动，加速了走液管内壁上流体的运动速度，由此也大幅提升了走液管的吸热能力；走液管的高频震动，破坏了易结焦和结垢被加热介质的结焦、结垢条件，从而使得沸腾热管具有预防结焦和结垢的性能。

本发明技术创新特征：

将多根水平沸腾热管4相互间贴紧并满焊，及其有效地平衡各热管工作时的不平衡；

完全由热管构成加热炉的燃烧辐射室和烟道，使热管不但得到热平衡，同时，使热管所有表面得到最彻底的利用；是加热炉业界的一项革命。

该炉最大特点是，所有换热系统完全由水平沸腾热管构成。

卧式沸腾热管加热炉的实效性能：

该炉的正常工作传热强度在1.8~3.0 W/cm²，最高可达4.5 W/cm²；常规型号设备的一般综合热效率＞90%。石油开发领域最小炉型的热效率也不小于85%。

不言而喻，随着炉型的增加，热效率随之接近理想高效。

本换热器的经济实效性能表现是：

换热系统完全由水平沸腾热管结构，换热效果最佳；与同热负荷加热炉相比，由其极佳的换热效果，决定了耗材的大幅减少，节省了资源。

Claims

1.一种卧式沸腾热管加热炉，主要由燃烧器接口（12）、燃烧道（11）、外壳（8）、保温层（5）、炉膛（13）、热管换热系统、烟囱（9）和防爆口（2）组成，外壳（8）的一端设有燃烧器接口（12）和燃烧道（11），另一端设有防爆口（2），外壳（8）的顶部设有烟囱（9），外壳（8）的中间设有炉膛和热管换热系统，其特征是：所述的炉膛（13）完全采用水平沸腾热管组成，且水平沸腾热管的外壁与导烟板（7）之间组成烟道（14）；所述的热管换热系统包括被加热介质进出口（1）、多个水平沸腾热管（4）和走液管（6），水平沸腾热管（4）内置有走液管（6），走液管之间通过弯头或汇管相连接，其末端与被加热介质进出口（1）连通。

2.根据权利要求1所述的卧式沸腾热管加热炉，其特征是：所述的燃烧道与支撑导流花板（3）满焊连接；相邻的水平沸腾热管（4）外壁紧贴，并采用满焊相连，形成圆形火筒；水平沸腾热管（4）后端的支撑导流花板（3）与导烟板（7）满焊相接，以保证烟气沿导烟板（7）与热管外部形成的烟道（14）；带有烟囱的烟箱（10）与燃烧道（11）、支撑导流花板（3）、导烟板（7）满焊连接；走液管（6）之间通过弯头或汇管相连接，从而形成加热炉换热系统。

3.根据权利要求1所述的卧式沸腾热管加热炉，其特征是：所述的水平沸腾热管（4）外壁紧贴，并采用满焊相连，可以组成多层结构，形成圆形烟道。

4.一种卧式沸腾热管加热炉的制作方法，其特征是由以下步骤制成：

（1）、首先，根据加热炉负荷设计并制作水平沸腾热管；