CN102776355A - 一种压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉。目前还没有一种能同时对筒节内、外壁进行加热的罩式电阻炉。本发明的特点是：包括机架、导轨、外罩、外罩加热元件、外罩滚轮、内罩、内罩加热元件、通风口盖、炉罩升降装置、炉台、炉台滚轮、顶杆、轨道、炉台驱动装置、接触供电装置和防坠落安全装置，内、外罩加热元件分别安装在内、外罩，内罩安装在外罩中，炉罩升降装置和接触供电装置均安装在机架和外罩上，外、内罩加热元件均与接触供电装置连接；炉台中设有炉台通风通道，顶杆固定在炉台通风通道顶部，炉台滚轮安装在炉台底部，炉台驱动装置安装在炉台上。本发明的结构设计合理，能同时对筒节的内壁和外壁进行加热，能耗少。

Description

一种压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉

技术领域

本发明涉及一种环型罩式电阻炉，尤其是涉及一种压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉，专用于对大型厚壁的筒节进行热处理，筒节属于压力容器中的部件，压力容器包括上封头、下封头和若干筒节，压力容器为适应在高压力、高温度和强辐射的环境下进行工作，压力容器的筒节都要先进行若干次热处理。

背景技术

大型压力容器主要应用于化工、电力、核能及煤气化、液化等领域中，压力容器主要由上封头、下封头和若干筒节组成，为适应压力容器工作时的高压力、高温度和强辐射，压力容器的筒节都要先进行若干次热处理。

目前，筒节热处理加热厂通常采用台车式炉或罩式炉对筒节进行热处理，由于筒节的形状非常特殊，筒节在台车式炉内或罩式炉内加热时，筒节的温差很大，特别是筒节的内壁和筒节的外壁之间的温差很大，这是由于筒节在台车式炉内或圆形罩式炉内加热时，基本上属于单面加热，热量都集中在筒节的外壁，筒节的内壁的热量主要依赖筒壁的传导，当筒节的壁厚很大时，热传导的过程就非常缓慢，使得加热所需的时间很长。由于筒节的内壁和筒节的外壁之间的温差很大，经过热处理后筒节中的组织不均匀，从而影响筒节的热处理质量；此外，由于筒节的内壁的热量主要依赖筒壁的热传导，从而降低了生产效率，造成了能源浪费，难以达到节能减排的目的。

现在也有一些对压力容器筒节热处理的其他方法，如公开日为2010年03月31日，公开号为CN101684515的中国专利中，公开了一种大型压力容器原位逐段热处理方法，该大型压力容器原位逐段热处理方法包括以下步骤：把正在安装建造的大型压力容器的每段压力容器筒体的内腔分别设置为炉膛；从底段开始，每安装建造一段压力容器筒体，就对该段压力容器筒体进行热处理；然后在已经过加热处理的该段压力容器之上再安装建造上一段压力容器筒体，对该上一段压力容器筒体进行热处理，直至对已安装建造的最高段压力容器筒体进行热处理，该热处理方法是对筒体的内壁进行加热，筒体的温差也很大，特别是筒体的内壁和筒节的外壁之间的温差也很大。

综上所述，用台车式炉或普通罩式炉对筒节进行热处理所需的加热时间长，筒节内壁和外壁的温差大，热处理质量不高，能量消耗大，生产效率低。目前还没有一种结构设计合理，能同时对筒节的内壁和外壁进行加热，加热时筒节的内壁和外壁的温差不超过10℃，对筒节的热处理质量好，生产效率高，能耗少的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，能同时对筒节的内壁和外壁进行加热，加热时筒节的内壁和外壁的温差不超过10℃，对筒节的热处理质量好，生产效率高，能耗少的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉的结构特点在于：包括机架、导轨、外罩、外罩加热元件、外罩滚轮、内罩、内罩加热元件、通风口盖、炉罩升降装置、炉台、炉台滚轮、顶杆、轨道、炉台驱动装置、接触供电装置和防坠落安全装置，所述外罩加热元件安装在外罩中，所述内罩加热元件安装在内罩中，所述内罩安装在外罩中，该内罩中设置有炉罩通风通道，所述通风口盖的一侧铰接在炉罩通风通道的下端，所述导轨竖直固定在机架上，所述外罩滚轮安装在外罩的外壁，该外罩滚轮和导轨相配合，所述炉罩升降装置安装在机架和外罩上，所述接触供电装置安装在机架和外罩上，所述外罩加热元件和内罩加热元件均与接触供电装置连接；所述炉台中设置有炉台通风通道，所述顶杆固定在炉台通风通道的顶部，所述炉台滚轮安装在炉台的底部，所述炉台驱动装置安装在炉台上，该炉台驱动装置与炉台滚轮连接，所述炉台滚轮和轨道相配合，所述轨道和机架相配合；所述外罩和内罩均与炉台相配合，所述内罩中的炉罩通风通道和炉台中的炉台通风通道相配合，所述顶杆和通风口盖相配合。

作为优选，本发明所述防坠落安全装置包括防坠落电动推杆和锁止杆，所述外罩上设置有防坠落孔，所述防坠落电动推杆和锁止杆均安装在机架上，该防坠落电动推杆和锁止杆相配合，所述锁止杆和防坠落孔相配合。

作为优选，本发明所述接触供电装置包括受电端、送电端、压板、防辐射门、供电电动推杆、防辐射门配重、防辐射门链轮和防辐射门链条，所述受电端和压板均安装在外罩的外壁，所述压板位于受电端的正下方，所述送电端、防辐射门、供电电动推杆和防辐射门链轮均安装在机架上，所述供电电动推杆和送电端配合；所述防辐射门链条连接在防辐射门链轮上，所述防辐射门链条的一端固定在防辐射门上，该防辐射门链条的另一端固定在防辐射门配重上，所述压板和防辐射门配合，所述防辐射门和送电端配合。

作为优选，本发明所述炉罩升降装置包括电动葫芦、炉罩升降钢丝绳、转向滑轮机构、圈梁、炉罩升降链条、炉罩升降链轮和炉罩升降配重块，所述圈梁固定在外罩的外壁，所述电动葫芦、转向滑轮机构和炉罩升降链轮均安装在机架上，所述炉罩升降钢丝绳连接在转向滑轮机构上，所述炉罩升降钢丝绳的一端连接在电动葫芦上，该炉罩升降钢丝绳的另一端固定在圈梁上，所述炉罩升降链条连接在炉罩升降链轮上，所述炉罩升降链条的一端固定在圈梁上，该炉罩升降链条的另一端固定在炉罩升降配重块上。

作为优选，本发明所述防坠落安全装置的数量为两套。

作为优选，本发明所述受电端设置有球面浮动机构，所述送电端设置有压缩弹簧。

作为优选，本发明所述接触供电装置的数量为两组。

作为优选，本发明所述炉罩升降钢丝绳和炉罩升降链条的数量均为四根，四根炉罩升降钢丝绳的一端均与一个电动葫芦连接，所述炉罩升降配重块的数量为四块。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：对大型厚壁的筒节进行热处理的效果好，在对筒节进行加热时，能对筒节的内壁和外壁同时加热，使得筒节的内壁和外壁同步升温，加热时，筒节的内壁和外壁的温差不超过10℃，热处理的质量以及生产效率都大幅度提高，而能量消耗则大幅度下降。

传统罩式炉只有单一的外罩，本发明不但有外罩，还有内罩，外罩加热元件安装在外罩中，内罩加热元件安装在内罩中，内罩加热筒节的内壁，外罩加热筒节的外壁。在实际使用时，可以使筒节的内外壁同步升温，根据现场实际使用实测，用本发明的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉对厚壁无缝压力容器的筒节进行热处理时，筒节的内壁和外壁的温差只有6℃，远低于工艺规定的10℃的温差要求，更远低于在普通台车式炉中加热时的温差。

本发明在加热厚壁的筒节时，因为筒节是内壁和外壁同时加热和同步升温的，所以加热速度远快于普通罩式炉或台车炉，理论上，本发明的加热速度可以快一倍左右。加热速度的提高，意味着生产效率的提高和能耗的下降，据实测，本发明的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉的可比单耗为257kW h/t，比国家规定的一等炉的单耗指标390kW h/t低34%，节能效果非常显著。

本发明采用一台电动葫芦集中起吊的方式，配以适量的炉罩升降配重块，保证了炉罩起吊时的平稳性、同步性和反复多次使用的可靠性。

本发明中的炉台是筒节加热时的承载平台，炉台驱动装置可以包括四台电动机，炉台由四台电动机驱动，可单独行走，这对于工件的起吊，特别是淬火热出炉时，可以争取宝贵的时间。本发明中的炉台是圆环状，中间是空的，这可保证在加热时内罩的外壁具有良好的通风、冷却的降温效果，否则在长时间加热时内罩的内环外壁会过热。

本发明中的接触供电装置安装在机架和外罩上，炉台上未布置加热元件。内罩和外罩上下移动，本发明可以采用二组接触供电装置进行供电，这二组接触供电装置可以分布在炉体的左右两侧，每组接触供电装置各包含36对电接触头，每对电接触头的受电端安装在外罩上，送电端安装在机架上。本发明中的接触供电装置在供电时，供电电动推杆推动送电端，使送电端与受电端紧密对接，完成通电准备工作；加热完毕时，供电电动推杆后移，将送电端后移，送电端与受电端分离，完成断电，内罩和外罩提升，工件出炉。

附图说明

图1是本发明实施例中压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉的结构示意图。

图2是将筒节工件安装在图1的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉中的结构示意图。

图3是本发明实施例中炉台、炉台滚轮、顶杆、轨道和炉台驱动装置之间的结构示意图。

图4是将筒节工件安装在图3中的结构示意图。

图5是本发明实施例中外罩、受电端和压板的结构示意图。

图6是本发明实施例中机架、送电端、防辐射门、供电电动推杆、防辐射门配重、防辐射门链轮和防辐射门链条的结构示意图。

图7是本发明实施例中接触供电装置的结构示意图，此时，送电端和受电端处于断开状态。

图8是本发明实施例中接触供电装置的结构示意图，此时，送电端和受电端处于连接状态。

图9是本发明实施例中炉罩升降装置、外罩和内罩之间的结构示意图。

图10是图9中A处放大后的结构示意图。

图11是图10中B处放大后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图11，本实施例中的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉包括机架1、导轨、外罩2、外罩加热元件、外罩滚轮、内罩3、内罩加热元件、通风口盖5、炉罩升降装置、炉台6、炉台滚轮、顶杆8、轨道9、炉台驱动装置、接触供电装置和防坠落安全装置，外罩2和内罩3统称为炉罩。

本实施例中的外罩加热元件安装在外罩2中，内罩加热元件安装在内罩3中。本实施例中的内罩3安装在外罩2中，该内罩3中设置有炉罩通风通道4，通风口盖5的一侧铰接在炉罩通风通道4的下端，使得通风口盖5能够绕铰接点向上转动，从而达到开启通风口盖5的目的，在自然状态下，通风口盖5在自身重力作用下自动关闭。

本实施例中的导轨竖直固定在机架1上，该导轨的数量为四根，四根导轨均垂直于地面。本实施例中的外罩滚轮安装在外罩2的外壁，该外罩滚轮的数量为八个，其中，每两个外罩滚轮和一根导轨相配合，其中，两个外罩滚轮能够在一根导轨上滑动。炉罩上的外罩滚轮沿着导轨运行，确保炉罩的升降平稳可靠。

本实施例中的炉罩升降装置安装在机架1和外罩2上，该炉罩升降装置包括电动葫芦31、炉罩升降钢丝绳32、转向滑轮机构33、圈梁34、炉罩升降链条35、炉罩升降链轮36和炉罩升降配重块37，其中，圈梁34固定在外罩2的外壁，在圈梁34上均匀的设置有四个提点。本实施例中的电动葫芦31、转向滑轮机构33和炉罩升降链轮36均安装在机架1上，炉罩升降钢丝绳32连接在转向滑轮机构33上，炉罩升降钢丝绳32的一端连接在电动葫芦31上，该炉罩升降钢丝绳32的另一端固定在圈梁34上。本实施例中的炉罩升降链条35连接在炉罩升降链轮36上，炉罩升降链条35的一端固定在圈梁34上，该炉罩升降链条35的另一端固定在炉罩升降配重块37上。本实施例中的炉罩升降钢丝绳32和炉罩升降链条35的数量均优选为四根，这四根炉罩升降钢丝绳32的一端均与同一个电动葫芦31连接，炉罩升降配重块37的数量优选为四块，一根炉罩升降链条35和一块炉罩升降配重块37相对应。

本实施例中的接触供电装置安装在机架1和外罩2上，外罩加热元件和内罩加热元件均与接触供电装置连接。本实施例中的接触供电装置包括受电端21、送电端22、压板23、防辐射门24、供电电动推杆25、防辐射门配重26、防辐射门链轮27和防辐射门链条28，其中，受电端21和压板23均安装在外罩2的外壁，且压板23位于受电端21的正下方。本实施例中的送电端22、防辐射门24、供电电动推杆25和防辐射门链轮27均安装在机架1上，供电电动推杆25和送电端22配合，通过供电电动推杆25能够将送电端22推出，使得送电端22和受电端21相连接。本实施例中的防辐射门链条28连接在防辐射门链轮27上，防辐射门链条28的一端固定在防辐射门24上，该防辐射门链条28的另一端固定在防辐射门配重26上。本实施例中的压板23和防辐射门24配合，当压板23随外罩2下移时，压板23能够顶在防辐射门24上，使得防辐射门24下移。本实施例中的防辐射门24和送电端22配合，当防辐射门24下移后，送电端22就能够被供电电动推杆25推出。本实施例中的受电端可以设置有球面浮动机构，送电端可以设置有压缩弹簧，保证了每对接触头接触时都能无缝紧密对接，使得受电端和送电端的连接更加方便、可靠。本发明中接触供电装置的数量优选为两组。

本实施例中的炉台6中设置有炉台通风通道7，顶杆8固定在炉台通风通道7的顶部，炉台滚轮安装在炉台6的底部，炉台驱动装置安装在炉台6上，该炉台驱动装置与炉台滚轮连接，使得炉台6能够自由移动。本实施例中的炉台滚轮和轨道9相配合，炉台滚轮能够在轨道9上滚动，本实施例中的轨道9和机架1相配合，使得炉台能够沿轨道9而运行到外罩2和内罩3的正下方。本实施例中的外罩2和内罩3均与炉台6相配合，内罩3中的炉罩通风通道4和炉台6中的炉台通风通道7相配合，当本实施例中的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉在运行时，炉罩通风通道4位于炉台通风通道7的正上方，且顶杆8和通风口盖5相配合，顶杆8将炉罩通风通道4中的通风口盖5顶开，内罩和外罩进行加热时，冷空气通过炉台中的炉台通风通道7和内罩3中的炉罩通风通道4向上拔，使得内罩的内壁不会过热；当内罩和外罩提起时，炉罩通风通道4中的通风口盖5在自重作用下自动关闭，有效阻止了高温的炉气进入内罩中，从而保护了内罩中的热电偶、电缆等部件。

本实施例中的内罩和外罩的重量约为50吨，为了防止炉罩在高位时意外坠落造成事故，设置了防坠落安全装置，该防坠落安全装置设置在机架1顶端的两侧，本实施例中的防坠落安全装置包括防坠落电动推杆和锁止杆，在外罩2上设置有防坠落孔，防坠落电动推杆和锁止杆均安装在机架1上，该防坠落电动推杆和锁止杆相配合，锁止杆和防坠落孔相配合，当炉罩提升至最高点时，防坠落安全装置中的防坠落电动推杆将锁止杆推出，使得锁止杆进入炉罩防坠落孔中，起到防坠落作用。本实施例中的防坠落安全装置的数量优选为两套。

本实施例中的炉罩上下移动采用电动升降，炉台沿着轨道9自行走，炉罩的横切面为环型结构，分为内环和外环，内环和外环都布置了加热元件，在加热大型厚壁筒节时，筒节内外壁同时加热，同步升温。本实施例中的炉台配置动力，自主移动，炉台为环形结构，中间是空的，炉罩下降与炉台6结合时，炉台6中央的顶杆8将内罩3的炉罩通风通道4中的通风口盖5顶开。本实施例中的炉罩在加热时，冷空气通过炉台6中空部分沿着内罩中的炉罩通风通道4向上拔，使得内罩的内壁不会过热。本实施例中的炉罩提起时，通风口盖5在自重作用下自动关闭，阻止了高温炉气进入内罩的内壁，从而保护了内罩中的热电偶、电缆等部件。

本实施例中的接触供电装置很好的解决了大功率、大电流、多区电热元件供电的问题，接触供电装置由若干对接触头组成，其中，接触头的受电端21安装在炉罩上，接触头的送电端22安装在机架1上。受电端21和送电端22之间的接触（供电状态）以及分离（断电状态）均由供电电动推杆25来实现。本实施例中的每对接触头采用平面接触的形式，接触头的受电端21设置了球面浮动机构，送电端22设置了压缩弹簧，保证了每对接触头接触时都能无缝紧密对接。

本实施例中的炉罩升降装置升采用一个电动葫芦31连接4根钢丝绳的结构，4根钢丝绳通过转向滑轮机构33和圈梁34中的4个提点连接，每个提点同时通过炉罩升降链条35、和炉罩升降配重块37连接。

本实施例中的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉专用于对大型壁厚的筒节工件41进行热处理，使用时，将需要进行热处理的筒节工件41置于炉台6上，通过炉台驱动装置使得炉台6沿轨道9移动到机架1中，且炉台6位于外罩2和内罩3的正下方；通过炉罩升降装置将外罩2和内罩3下降，外罩2和内罩3之间形成一个环形的腔，使得筒节工件41位于外罩2和内罩3之间形成的腔中，外罩2能够对筒节工件41的外壁进行加热，内罩3能够对筒节工件41的内壁进行加热；在外罩2和内罩3下降到目标位置后，接触供电装置连接，通过接触供电装置对外罩加热元件和内罩加热元件进行供电，使得外罩加热元件和内罩加热元件分别对筒节工件41的外壁和内壁进行加热；当对筒节工件41的热处理结束后，接触供电装置断开，在炉罩升降装置的作用下，外罩2和内罩3上升，当外罩2和内罩3上升到目标位置后，通过防坠落安全装置将外罩2定位，提高安全性能；在炉台驱动装置的作用下，使得炉台6沿轨道9移出机架1，然后将经过热处理的筒节工件41置于目标位置。本实施例在对筒节工件41进行加热时，能对筒节工件41的内壁和外壁同时加热，使得筒节工件41的内壁和外壁同步升温，加热时，筒节工件41的内壁和外壁的温差不超过10℃，热处理的质量以及生产效率都大幅度提高，而能量消耗则大幅度下降。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉，其特征在于：包括机架、导轨、外罩、外罩加热元件、外罩滚轮、内罩、内罩加热元件、通风口盖、炉罩升降装置、炉台、炉台滚轮、顶杆、轨道、炉台驱动装置、接触供电装置和防坠落安全装置，所述外罩加热元件安装在外罩中，所述内罩加热元件安装在内罩中，所述内罩安装在外罩中，该内罩中设置有炉罩通风通道，所述通风口盖的一侧铰接在炉罩通风通道的下端，所述导轨竖直固定在机架上，所述外罩滚轮安装在外罩的外壁，该外罩滚轮和导轨相配合，所述炉罩升降装置安装在机架和外罩上，所述接触供电装置安装在机架和外罩上，所述外罩加热元件和内罩加热元件均与接触供电装置连接；所述炉台中设置有炉台通风通道，所述顶杆固定在炉台通风通道的顶部，所述炉台滚轮安装在炉台的底部，所述炉台驱动装置安装在炉台上，该炉台驱动装置与炉台滚轮连接，所述炉台滚轮和轨道相配合，所述轨道和机架相配合；所述外罩和内罩均与炉台相配合，所述内罩中的炉罩通风通道和炉台中的炉台通风通道相配合，所述顶杆和通风口盖相配合。

2.根据权利要求1所述的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉，其特征在于：所述防坠落安全装置包括防坠落电动推杆和锁止杆，所述外罩上设置有防坠落孔，所述防坠落电动推杆和锁止杆均安装在机架上，该防坠落电动推杆和锁止杆相配合，所述锁止杆和防坠落孔相配合。

3.根据权利要求1所述的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉，其特征在于：所述接触供电装置包括受电端、送电端、压板、防辐射门、供电电动推杆、防辐射门配重、防辐射门链轮和防辐射门链条，所述受电端和压板均安装在外罩的外壁，所述压板位于受电端的正下方，所述送电端、防辐射门、供电电动推杆和防辐射门链轮均安装在机架上，所述供电电动推杆和送电端配合；所述防辐射门链条连接在防辐射门链轮上，所述防辐射门链条的一端固定在防辐射门上，该防辐射门链条的另一端固定在防辐射门配重上，所述压板和防辐射门配合，所述防辐射门和送电端配合。

4.根据权利要求1所述的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉，其特征在于：所述炉罩升降装置包括电动葫芦、炉罩升降钢丝绳、转向滑轮机构、圈梁、炉罩升降链条、炉罩升降链轮和炉罩升降配重块，所述圈梁固定在外罩的外壁，所述电动葫芦、转向滑轮机构和炉罩升降链轮均安装在机架上，所述炉罩升降钢丝绳连接在转向滑轮机构上，所述炉罩升降钢丝绳的一端连接在电动葫芦上，该炉罩升降钢丝绳的另一端固定在圈梁上，所述炉罩升降链条连接在炉罩升降链轮上，所述炉罩升降链条的一端固定在圈梁上，该炉罩升降链条的另一端固定在炉罩升降配重块上。

5.根据权利要求2所述的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉，其特征在于：所述防坠落安全装置的数量为两套。

6.根据权利要求3所述的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉，其特征在于：所述受电端设置有球面浮动机构，所述送电端设置有压缩弹簧。

7.根据权利要求3所述的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉，其特征在于：所述接触供电装置的数量为两组。

8.根据权利要求4所述的压力容器筒节热处理环型罩式电阻炉，其特征在于：所述炉罩升降钢丝绳和炉罩升降链条的数量均为四根，四根炉罩升降钢丝绳的一端均与一个电动葫芦连接，所述炉罩升降配重块的数量为四块。

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