CN104815446A - 单碗形支承无泄漏降膜管 - Google Patents

Abstract

单碗形支承无泄漏降膜管，克服了现有降膜管熔盐出口采用常开阀结构以及降膜管底部为双碗形支承结构存在使用寿命短、耗能大的问题，特征是第二接管为变内径直管，在内管的下部焊接有衬管，衬管下端的外壁与外碗形支承的内侧之间焊接密封环板，外碗形支承上端与支承板下端对接焊接，上端与第一夹套管搭接焊接，由衬管、支承板、密封环板和外碗形支承构成单碗形支承结构，有益效果是，熔盐出口接流体阻力小，降低了能耗，由于取消了内碗形支承，采用单碗形支承结构，避免了内管管壁产生应力腐蚀现象，衬管下端不接触高温熔盐，焊缝工作环境改善，不会发生应力腐蚀，不会造成熔盐向内管中泄漏，从而延长了降膜管的使用寿命。

Description

单碗形支承无泄漏降膜管

技术领域

本发明属于碱液高浓缩蒸发装置技术领域，特别涉及60%的碱液经过本装置后浓缩至99%的熔融碱的单碗形支承无泄漏降膜管。

背景技术

现有技术中，固碱生产采用降膜式和大锅式两种生产工艺, 其中降膜式生产工艺由于其核心设备碱液浓缩蒸发装置具有体积小、节能、安全可靠和无污染的优点,受到众多厂家的青睬, 在固碱新建和改造项目上均采用此种生产工艺，即在固碱生产大多采用降膜管式碱液浓缩蒸发装置（简称降膜管），尤其是采用进口降膜管，不仅成本高、供货周期长，而且维修困难，另外在生产中，碱液加热不均匀，易形成加热死区，中心镍管在使用中容易出现弯曲和摆动。材料选用也一直是围绕各氯碱生产厂家的难题。本申请人提出的申请号为 CN200910012576.9发明专利申请，公开了一种降膜管，该降膜管采用的技术方案是，中心镍管下端被下端体包覆，中心镍管与下端体间设中心镍管支撑，下端体与碗形支撑连接，下端体上设下吊耳和熔盐出口管；中心镍管中段外被夹套管I、夹套管II和补偿器包覆，夹套管I两端分别连接下端体和夹套管II，夹套管II另一端连接补偿器，夹套管I上设保温架、上吊耳和熔盐入口管；中心镍管上段外被上端体包覆，上端体与法兰盖连接，上端体和中心镍管间设防冲挡管，上端体上设碱液入口管；分配器上端与中心镍管上端面连接；蒸汽盘管穿过保温架，盘在夹套管I、夹套管II和下端体外。上述发明实现了熔融碱设备国产化，成本低，尤其是在夹套管I外表面冲压有若干交错排列的凹坑，起到了定位作用，使中心镍管在使用中不会出现弯曲和摆动，保证在中心镍管的内部，中心镍管与分配器上的叶片不相接触；同时起到了隔断和阻流作用，使熔盐在夹套管I中呈螺旋状态行走，保证均匀加热，不形成死区，从而提供了一种成本低、碱液加热均匀，中心镍管不易弯曲和摆动的降膜管。但是，经近几年降膜管的使用情况看，无论是进口的还是国产的降膜管，都存在使用寿命短和耗能大的问题，分析其原因，一是降膜管采用的是不可调整的常开阀结构，即在熔盐出口安装一个阀门，将其阀芯固定并焊接在半开状态，使得熔盐出口流体阻力大，增加了泵的功率，耗能大；二是降膜管底部为双碗形支承结构，即在夹套和内管之间焊接内碗形支承，在夹套和内碗形支承外侧焊接外碗形支承，第一夹套管焊接在内碗形支承上，由于内碗形支承与夹套和内管相连，内碗形支承与内管管壁焊接连接，焊缝一侧接触高温熔盐，另一侧内管内壁为焊缝热影响区，所以焊接在焊缝侧和热影响区产生焊接残余应力，使得接触高浓度液碱的内管内壁处容易产生应力腐蚀，造成降膜管底部腐蚀泄漏且无法修复，高温熔盐进入内管与高浓度液碱混合，造成生产故障，产品报废，需停产更换新的降膜管，不仅影响固碱的连续生产，还耗费降膜管，造成极大的经济损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足之处， 提供一种单碗形支承无泄漏降膜管，降低熔盐出口流体阻力，减少耗能，并取消内碗形支承，采用单碗形支承结构，避免在降膜管底部发生焊缝区域应力腐蚀问题，以提高降膜管使用寿命。

    本发明采用的技术方案包括内管、导流筒、扩容管、第一接管、分配器、第二接管、盘管和第三接管，在内管的上部焊接有波纹管，在波纹管下端焊接第三夹套管，在第一夹套管上端和第三夹套管下端焊接第二夹套管，所述第二接管为变内径直管，在内管的下部焊接有衬管，所述第一夹套管焊接在衬管上，衬管下端的外壁与外碗形支承的内侧之间焊接密封环板，外碗形支承上端与支承板下端对接焊接，上端与第一夹套管搭接焊接，由衬管、支承板、密封环板和外碗形支承构成单碗形支承结构。

所述第二接管为三段变内径直管，第一段内径φ1为35～40mm，第二段内径 φ2为25～30mm，第三段内径 φ3为40～50mm。

所述支承板呈圆周分布3～5个。

   与现有技术相比，本发明的有益效果是：

   （1）本发明在熔盐出口接管处，改不可调整常开阀结构为变内径直管结构，且为三段变内径直管，在满足熔盐出口功能的前提下，简化了结构，降低了熔盐出口流体阻力，因而降低了能耗，同时也减少了制造成本。

（2）本发明对内管底部支承结构进行改进，取消了内碗形支承，改为由衬管、支承板、密封环板与外碗形支承相连接构成的单碗形支承结构，由于采用该单碗形支承结构，夹套与衬管上部自由端焊接连接，这样在夹套的高温熔盐区域内管的管壁不存在焊缝，因而也不存在焊接残余应力，避免了内管管壁产生应力腐蚀现象；虽然衬管下端与内管焊接，但是由于衬管下端不接触高温熔盐，焊缝工作环境改善，不会发生应力腐蚀，不会造成熔盐向内管中泄漏，从而延长了降膜管的使用寿命。

  附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的C部放大图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图1的B部放大图。

图中：

1.      衬管，

2.第一夹套管，

3. 第二夹套管，4. 第三夹套管，

5. 内管，6. 导流筒，

7.法兰盖，8. 扩容管，

9. 第一接管，10. 分配器，

11. 波纹管，12. 第二接管，

13. 盘管，14. 第三接管，

15. 支承板，16.密封环板，

17. 外碗形支承。

具体实施方式

如图1所示，本发明采用的技术方案包括采用镍材（Ni201）制作的内管5，在内管5的上端加工有若干齿形槽，在该齿形槽部位外套装导流筒6，在该齿形槽部位上端安装分配器10，装有叶片的分配器10的导杆伸入内管5内，在导流筒6外套装扩容管8，扩容管8底部与内管5焊接，扩容管8顶部焊接法兰并在法兰上面用螺栓连接法兰盖7，在内管5的下部焊接有衬管1，在衬管1上端焊接第一夹套管2，在内管5的上部焊接有波纹管11，在波纹管11下端焊接第三夹套管4，即波纹管11下端与第三夹套管4相连，上端与内管5相连，以消除3个夹套管与内管之间的温差应力；在3个夹套管外安装有盘管13，盘管13内通入蒸汽，用于对3个夹套管内的熔盐进行加热，在第一夹套管2上端和第三夹套管4下端焊接第二夹套管3，在扩容管8上焊接作为碱液进口的第一接管9，在第一夹套管2上焊接作为熔盐进口的第三接管14，在第三夹套管4上焊接作为熔盐流出的第二接管12，如图4所示，所述第二接管12为三段变内径直管，第一段内径φ1为35～40mm，第二段内径 φ2为25～30mm，第三段内径 φ3为40～50mm；如图2和图3所示，所述第一夹套管2焊接在衬管1上，衬管1下端的外壁与外碗形支承17的内侧之间焊接密封环板16，即衬管1下端的外壁与密封环板16的内侧焊接，密封环板16的外侧与外碗形支承17焊接，组成密封结构；外碗形支承17上端与3～5个呈圆周分布的支承板15下端对接焊接，支承板15上端与第一夹套管2搭接焊接，并由衬管1、支承板15、密封环板16和外碗形支承17构成单碗形支承结构，形成降膜管的整体承重结构。

工作时，高温450℃熔盐在熔盐泵的作用下从第三接管14进入第一夹套管2，沿内管5的外壁和第二夹套管3、第三夹套管4向上流动，经第二接管12流出，同时将热量通过内管5的管壁传递给内管5内的液碱；60%的碱液从第一接管9进入扩容管8，再经扩容管8和导流筒6进入内管5，在分配器10的作用下，使碱液从内管5上部沿内管壁成膜向下流动，碱液在流动过程中被第一夹套管2、第二夹套管3和第三夹套管4内的高温熔盐加热，蒸发浓缩成99%的熔融碱，然后由内管5下端口流出进入浓缩碱罐内，经片碱机成固体片碱；在工作过程中，熔盐经第二接管12流出时，由于本发明采用的三段变内径直管，降低了熔盐出口流体阻力，因而降低了能耗；由于本发明取消了内碗形支承，由衬管、支承板、密封环板与外碗形支承相连接构成单碗形支承结构，在夹套管的高温熔盐区域内管管壁不存在焊缝，避免了内管管壁产生应力腐蚀现象；而衬管下端与内管焊接，由于衬管下端不接触高温熔盐，焊缝工作环境改善，不会发生应力腐蚀，不会造成熔盐向内管中泄漏，从而延长了降膜管的使用寿命。

Claims (3)

1.单碗形支承无泄漏降膜管，包括内管（5）、导流筒（6）、扩容管（8）、第一接管（9）、分配器（10）、第二接管（12）、盘管（13）和第三接管（14），在内管（5）的上部焊接有波纹管（11），在波纹管（11）下端焊接第三夹套管（4），在第一夹套管（2）上端和第三夹套管（4）下端焊接第二夹套管（3），其特征在于，所述第二接管（12）为变内径直管，在内管（5）的下部焊接有衬管（1），所述第一夹套管（2）焊接在衬管（1）上，衬管（1）下端的外壁与外碗形支承（17）的内侧之间焊接密封环板（16），外碗形支承（17）上端与支承板（15）下端对接焊接，上端与第一夹套管（2）搭接焊接，由衬管（1）、支承板（15）、密封环板（16）和外碗形支承（17）构成单碗形支承结构。

2.根据权利要求1所述单碗形支承无泄漏降膜管，其特征在于， 所述第二接管（12）为三段变内径直管，第一段内径φ1为35～40mm，第二段内径 φ2为25～30mm，第三段内径 φ3为40～50mm。

3.根据权利要求1所述单碗形支承无泄漏降膜管，其特征在于，所述支承板（15）呈圆周分布3～5个。