CN105819123A - 一种高压加热罐及其罐体的加工方法 - Google Patents

一种高压加热罐及其罐体的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高压加热罐及其罐体的加工方法，属于加热装置技术领域。它解决了现有加热装置效率低，利用率低等技术问题。本高压加热罐包括底座和固设在底座上的罐体，罐体上分别设有气压表、泄压阀和温度计；罐体包括长筒状的筒体、上端盖和下端盖，筒体竖直设置且上端盖和下端盖分别固连在筒体的上下两端并能够密封筒体两端；上端盖上开设有进液口，下端盖上开设有出液口；罐体内设有热交换通道，筒体上分别开设有与热交换通道相连通的进气口和出气口，下端盖上还设有朝向热交换通道的搅拌器；出气口上连接有冷凝管道，冷凝管道上连接有冷凝器。本发明中的加热罐提高了液体与蒸汽热交换的效率和效果。

Description

一种高压加热罐及其罐体的加工方法
技术领域
本发明属于加热装置技术领域，涉及一种高压加热罐及其罐体的加工方法。
背景技术
高压加热罐是高压加热装置中使用比较广泛的一种，通常由壳体和管系两大部分组成，在壳体内腔上部设置蒸汽凝结段，下部设置疏水冷却段，进、出水管顶端设置给水进口和给水出口。当过热蒸汽由进口进入壳体后即可将上部主螺管内的给水加热，蒸汽凝结为水后，经疏水出口流出体外；具有能耗低，结构紧凑，占用面积少，耗用材料省等显著优点，并能够较严格控制疏水水位，疏水流速和缩小疏水端差。
我国专利(公告号：CN203298280U，公开日：2013-11-20)公开了一种高温高压流体电加热器，包括壳体以及加热管束，加热管束通过接线盒与电源电连接；壳体内腔安装有金属螺旋盘管，该金属螺旋盘管至少为一层，且金属螺旋盘管的一端穿出壳体作为加热介质出口，另一端穿出壳体作为加热介质入口；加热管束沿金属螺旋盘管的内径壁均匀排布，且加热管束的各加热管均紧贴金属螺旋盘管的内径壁面放置；壳体包括保温外壳以及覆盖在保温外壳内壁的保温层，保温外壳采用硅酸铝纤维制作而成，金属螺旋盘管的外径壁面与保温层之间设置有外盘管外层，该外盘管外层为覆在保温层表面的轻铝质耐火材料层。
上述专利文献中公开的加热器中壳体采用普通结构，比较简单，其电加热的效率不高，而且能量利用率不高，导致能源浪费严重，另外上述专利文献中没有具体公开壳体的制造方法，现有技术中加热罐罐体通常是铸造一个筒体，然后再开设液体和气体的进出口，并将筒体两端焊接密封，其防爆性较差。
发明内容
本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种高压加热罐，本发明所要解决的第一个技术问题是：如何提高加热罐的热交换效率和能量利用率。
本发明还提供一种高压加热罐罐体的加工方法，本发明所要解决的第二个技术问题是：如何提高加热罐罐体的防爆性。
本发明的第一个目的可通过下列技术方案来实现：
一种高压加热罐，包括底座和固设在所述底座上的罐体，所述罐体上分别设有气压表、泄压阀和温度计；其特征在于，所述罐体包括长筒状的筒体、上端盖和下端盖，所述筒体竖直设置且所述上端盖和下端盖分别固连在所述筒体的上下两端并能够密封所述筒体两端；所述上端盖上开设有进液口，所述下端盖上开设有出液口；所述罐体内设有热交换通道，所述筒体上分别开设有与所述热交换通道相连通的进气口和出气口，所述下端盖上还设有朝向所述热交换通道的搅拌器；所述出气口上连接有冷凝管道，所述冷凝管道上连接有冷凝器。
其原理如下：本技术方案中的加热装置通过热蒸汽与液体进行热交换，达到加热液体的目的，罐体是封闭的，内部压力远大于外部标准气压，从而能够使待加热液体的温度大于其沸点，这样液体能够储存更多的热能。本技术方案中待加热的液体经过进液口进入到罐体内，高温蒸汽通过进气口进入到罐体内的热交换通道中，与罐体内的液体进行热交换，从而使液体达到需求温度，罐体下方的搅拌器通过搅拌液体，使其产生运动，提高了液体与蒸汽热交换的效率和效果。
通过气压表和温度计能够实时观察内部加热情况，通过泄压阀防止罐体内部压力过高，从而确保安全，根据需要还可以设置进水口、出水口、进气口和出气口的调节流量调节阀，通过流量调节阀从而控制待加热液体和热交换的蒸汽的流量和运行时间。
本技术方案中的高压加热罐最高工作温度350℃，传热面积150㎡，投运后最高出水温度达到168℃，比原有高压加热器出水温度提高了33℃左右，给水焓值升高了147.02KJ，按照全年给水流量55万吨计算，热值升高了8086万KJ，折算成标准煤为2759T标煤，相当于节省了2759T标准煤能源。
在上述的高压加热罐中，所述热交换通道包括若干长条状的气道，所述气道由金属铜管制成，所述气道沿所述筒体的长度方向设置，所述气道均匀间隔设置且首尾相连，所述进气口位于所述筒体靠近上端的侧壁上，所述出气口位于所述筒体靠近下端的侧壁上。均匀设置的多个气道使得热交换接触面积大，从而更加高效，这样能够提高加热的均匀性和效率。
在上述的高压加热罐中，所述筒体内由上至下间隔设有若干的导流板，所述导流板水平设置且与所述筒体的内壁固连，所述导流板分为两组且两组导流板分别分布在筒体的两侧，两组导流板依次交错设置，所述金属铜管穿过所述导流板，固设在筒体一侧的导流板与筒体另一侧之间的间隙小于所述导流板的长度。低温液体从罐体的上端进液口进入到罐体内，通过导流板导流作用，使得液体经过多次转向，流向罐体的下端，导流板增加了液体在罐体内的流动路径和流动时间，从而使得其能够与气道充分热交换，对液体进行充分均匀的加热，提高能量的利用率，节省能源。
在上述的高压加热罐中，所述搅拌器为能够转动的涡轮。通过涡轮的转动能够带动罐体内的液体运动，从而进一步提高罐体内的液体与气道内的蒸汽的热交换效率。
本发明的第二个目的可通过下列技术方案来实现：
一种高压加热罐罐体的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤：
a:制备筒体：利用不锈钢材料依次经过连铸板坯加热→粗除鳞→定宽压力机→粗轧→板卷箱→飞剪→精除鳞→精轧→层流冷却→卷取成筒体；筒体的两端均卷压有法兰盘一，并在筒体的侧面冲压出进气口和出气口；
b:制备上端盖和下端盖：通过粉末冶金工艺生产出与上述筒体相匹配的上端盖和下端盖；上端盖和下端盖的周边均设有法兰盘二，并在上端盖冲压出进液口，在下端盖冲压出出液口；
c:制备热交换通道和导流板：利用金属铜管制成热交换通道，利用不锈钢板制成若干个规格统一的导流板，在所述导流板上开设通孔，将金属铜管均匀间隔插设在导流板上，并点焊固定；
d:组装：将热交换通道和导流板放置在筒体内，并将导流板焊接在筒体上，然后将上端盖和下端盖均通过螺栓连接法兰盘一和法兰盘二的方式固连在筒体上，法兰盘一和法兰盘二之间再通过点焊加固。
在上述的高压加热罐罐体的加工方法中，在上步骤a中，层流冷却方式采用前端快速冷轧与后段精确冷却的结合方式；卷取温度为600℃。
在上述的高压加热罐罐体的加工方法中，在上步骤d中，上端盖与筒体上端之间垫设有垫圈一，下端盖与筒体下端之间垫设有垫圈二，垫圈一和垫圈二的材料为聚四氟乙烯。通过垫圈一和垫圈二提高密封效果，从而有利于罐体内形成高压，聚四氟乙烯材料耐高温，抗老化，使用寿命长，
在上述的高压加热罐罐体的加工方法中，在上步骤d之后，整个筒体以及上端盖和下端盖的外表面彻底除锈,涂防锈底漆二道。
与现有技术相比，本发明中中待加热的液体经过进液口进入到罐体内，高温蒸汽通过进气口进入到罐体内的热交换通道中，与罐体内的液体进行热交换，从而使液体达到需求温度，罐体下方的搅拌器通过搅拌液体，使其产生运动，提高了液体与蒸汽热交换的效率和效果。
附图说明
图1是本高压加热罐的结构示意图。
图中，1、罐体；1a、筒体；1a1、进气口；1a2、出气口；1b、上端盖；1b1、进液口；1c、下端盖；1c1、出液口；2、气压表；3、泄压阀；4、温度计；5、冷凝管道；6、冷凝器；7、热交换通道；71、气道；8、搅拌器；9、导流板；10、底座。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例中的高压加热罐通过热蒸汽与液体进行热交换，达到加热液体的目的；如图1所示，本高压加热罐包括底座10和固设在底座10上的罐体1，罐体1上分别设有气压表2、泄压阀3和温度计4；罐体1包括长筒状的筒体1a、上端盖1b和上端盖1c，筒体1a竖直设置且上端盖1b和上端盖1c分别固连在筒体1a的上下两端并能够密封筒体1a两端；上端盖1b上开设有进液口1b1，上端盖1c上开设有出液口1c1；罐体1内设有热交换通道7，筒体1a上分别开设有与热交换通道7相连通的进气口1a1和出气口1a2，上端盖1c上还设有朝向热交换通道7的搅拌器8；出气口1a2上连接有冷凝管道5，冷凝管道5上连接有冷凝器6；筒体1a、上端盖1b和上端盖1c组成的罐体1是封闭的，内部压力远大于外部标准气压，从而能够使待加热液体的温度大于其沸点，这样液体能够储存更多的热能。本实施例中待加热的液体经过进液口1b1进入到罐体1内，高温蒸汽通过进气口1a1进入到罐体1内的热交换通道7中，与罐体1内的液体进行热交换，从而使液体达到需求温度，罐体1下方的搅拌器8通过搅拌液体，使其产生运动，提高了液体与蒸汽热交换的效率和效果。通过气压表2和温度计4能够实时观察内部加热情况，通过泄压阀3防止罐体1内部压力过高，从而确保安全，根据需要还可以设置进水口、出水口、进气口1a1和出气口1a2的调节流量调节阀，通过流量调节阀从而控制待加热液体和热交换的蒸汽的流量和运行时间。
本实施例中的高压加热罐最高工作温度350℃，传热面积150㎡，投运后最高出水温度达到168℃，比原有高压加热器出水温度提高了33℃左右，给水焓值升高了147.02KJ，按照全年给水流量55万吨计算，热值升高了8086万KJ，折算成标准煤为2759T标煤，相当于节省了2759T标准煤能源。
如图1所示，热交换通道7包括若干长条状的气道71，气道71由金属铜管制成，气道71沿筒体1a的长度方向设置，气道71均匀间隔设置且首尾相连，进气口1a1位于筒体1a靠近上端的侧壁上，出气口1a2位于筒体1a靠近下端的侧壁上，均匀设置的多个气道71使得热交换接触面积大，从而更加高效，这样能够提高加热的均匀性和效率；筒体1a内由上至下间隔设有若干的导流板9，导流板9水平设置且与筒体1a的内壁固连，导流板9分为两组且两组导流板9分别分布在筒体1a的两侧，两组导流板9依次交错设置，金属铜管穿过导流板9，固设在筒体1a一侧的导流板9与筒体1a另一侧之间的间隙小于导流板9的长度，低温液体从罐体1的上端进液口1b1进入到罐体1内，通过导流板9导流作用，使得液体经过多次转向，流向罐体1的下端，导流板9增加了液体在罐体1内的流动路径和流动时间，从而使得其能够与气道71充分热交换，对液体进行充分均匀的加热，提高能量的利用率，节省能源；搅拌器8为能够转动的涡轮。通过涡轮的转动能够带动罐体1内的液体运动，从而进一步提高罐体1内的液体与气道71内的蒸汽的热交换效率。
实施例二
本实施例中提供一种高压加热罐罐体的加工方法，加工方法包括以下步骤：
a:制备筒体1a：利用不锈钢材料依次经过连铸板坯加热→粗除鳞→定宽压力机→粗轧→板卷箱→飞剪→精除鳞→精轧→层流冷却→卷取成筒体1a；筒体1a的两端均卷压有法兰盘一，并在筒体1a的侧面冲压出进气口1a1和出气口1a2；层流冷却方式采用前端快速冷轧与后段精确冷却的结合方式；卷取温度为600℃。
b:制备上端盖1b和上端盖1c：通过粉末冶金工艺生产出与上述筒体1a相匹配的上端盖1b和上端盖1c；上端盖1b和上端盖1c的周边均设有法兰盘二，并在上端盖1b冲压出进液口1b1，在上端盖1c冲压出出液口1c1；
c:制备热交换通道7和导流板9：利用金属铜管制成热交换通道7，利用不锈钢板制成若干个规格统一的导流板9，在导流板9上开设通孔，将金属铜管均匀间隔插设在导流板9上，并点焊固定；
d:组装：将热交换通道7和导流板9放置在筒体1a内，并将导流板9焊接在筒体1a上，然后将上端盖1b和上端盖1c均通过螺栓连接法兰盘一和法兰盘二的方式固连在筒体1a上，法兰盘一和法兰盘二之间再通过点焊加固。在此过程中，上端盖1b与筒体1a上端之间垫设有垫圈一，上端盖1c与筒体1a下端之间垫设有垫圈二，垫圈一和垫圈二的材料为聚四氟乙烯。通过垫圈一和垫圈二提高密封效果，从而有利于罐体1内形成高压，聚四氟乙烯材料耐高温，抗老化，使用寿命长，
最后，整个筒体1a以及上端盖1b和上端盖1c的外表面彻底除锈,涂防锈底漆二道。
在不背离本发明的精髓的前提下，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，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种高压加热罐，包括底座(10)和固设在所述底座(10)上的罐体(1)，所述罐体(1)上分别设有气压表(2)、泄压阀(3)和温度计(4)；其特征在于，所述罐体(1)包括长筒状的筒体(1a)、上端盖(1b)和上端盖(1c)，所述筒体(1a)竖直设置且所述上端盖(1b)和上端盖(1c)分别固连在所述筒体(1a)的上下两端并能够密封所述筒体(1a)两端；所述上端盖(1b)上开设有进液口(1b1)，所述上端盖(1c)上开设有出液口(1c1)；所述罐体(1)内设有热交换通道(7)，所述筒体(1a)上分别开设有与所述热交换通道(7)相连通的进气口(1a1)和出气口(1a2)，所述上端盖(1c)上还设有朝向所述热交换通道(7)的搅拌器(8)；所述出气口(1a2)上连接有冷凝管道(5)，所述冷凝管道(5)上连接有冷凝器(6)。
2.根据权利要求1所述的高压加热罐中，其特征在于，所述热交换通道(7)包括若干长条状的气道(71)，所述气道(71)由金属铜管制成，所述气道(71)沿所述筒体(1a)的长度方向设置，所述气道(71)均匀间隔设置且首尾相连，所述进气口(1a1)位于所述筒体(1a)靠近上端的侧壁上，所述出气口(1a2)位于所述筒体(1a)靠近下端的侧壁上。
3.根据权利要求2所述的高压加热罐中，其特征在于，所述筒体(1a)内由上至下间隔设有若干的导流板(9)，所述导流板(9)水平设置且与所述筒体(1a)的内壁固连，所述导流板(9)分为两组且两组导流板(9)分别分布在筒体(1a)的两侧，两组导流板(9)依次交错设置，所述金属铜管穿过所述导流板(9)，固设在筒体(1a)一侧的导流板(9)与筒体(1a)另一侧之间的间隙小于所述导流板(9)的长度。
4.根据权利要求4所述的高压加热罐中，其特征在于，所述搅拌器(8)为能够转动的涡轮。
5.一种高压加热罐罐体的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤：
a:制备筒体(1a)：利用不锈钢材料依次经过连铸板坯加热→粗除鳞→定宽压力机→粗轧→板卷箱→飞剪→精除鳞→精轧→层流冷却→卷取成筒体(1a)；筒体(1a)的两端均卷压有法兰盘一，并在筒体(1a)的侧面冲压出进气口(1a1)和出气口(1a2)；
b:制备上端盖(1b)和上端盖(1c)：通过粉末冶金工艺生产出与上述筒体(1a)相匹配的上端盖(1b)和上端盖(1c)；上端盖(1b)和上端盖(1c)的周边均设有法兰盘二，并在上端盖(1b)冲压出进液口(1b1)，在上端盖(1c)冲压出出液口(1c1)；
c:制备热交换通道(7)和导流板(9)：利用金属铜管制成热交换通道(7)，利用不锈钢板制成若干个规格统一的导流板(9)，在所述导流板(9)上开设通孔，将金属铜管均匀间隔插设在导流板(9)上，并点焊固定；
d:组装：将热交换通道(7)和导流板(9)放置在筒体(1a)内，并将导流板(9)焊接在筒体(1a)上，然后将上端盖(1b)和上端盖(1c)均通过螺栓连接法兰盘一和法兰盘二的方式固连在筒体(1a)上，法兰盘一和法兰盘二之间再通过点焊加固。
6.根据权利要求5所述的高压加热罐罐体的加工方法，其特征在于，在上步骤a中，层流冷却方式采用前端快速冷轧与后段精确冷却的结合方式；卷取温度为600℃。
7.根据权利要求5或6所述的高压加热罐罐体的加工方法，其特征在于，在上步骤d中，上端盖(1b)与筒体(1a)上端之间垫设有垫圈一，上端盖(1c)与筒体(1a)下端之间垫设有垫圈二，垫圈一和垫圈二的材料为聚四氟乙烯。
8.根据权利要求7所述的高压加热罐罐体的加工方法，其特征在于，在上步骤d之后，整个筒体(1a)以及上端盖(1b)和上端盖(1c)的外表面彻底除锈,涂防锈底漆二道。
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