CN106735998A - 一种废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构 - Google Patents

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黄嗣罗
张浩帆
吴恩覃
武红明
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
    • B23K33/004—Filling of continuous seams

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Abstract

本发明的一种废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构，涉及石油及煤化工领域中的锅炉设备的技术领域，其结构包括设于挠性管板的管内壁且向外凸起的环形加强凸块，环形加强凸块通过深孔焊焊接于换热管的管外壁，这样挠性管板与换热管的管头焊缝不仅能够得到壳程水的直接冷却，有效降低管头焊缝温度，而且还能够消除挠性管板与换热管之间的焊接间隙，这样就可避免管头焊缝发生高温失效和间隙腐蚀失效，进而延长废热锅炉的运行周期。

Description

一种废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构
技术领域
本发明涉及石油及煤化工领域中的锅炉设备的技术领域，特别涉及一种废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构。
背景技术
在石油炼制与化工、煤化工等领域，节能减排的技术研究日益增多，废热锅炉是回收热能技术中应用最普遍、最多的一种装备，对新型结构废热锅炉的研究与推广使用，将对能源节约起极为重要的作用。
目前，废热锅炉的管板与换热管的连接处是整个废热锅炉最核心的部位，也是最薄弱的部位，大量的废热锅炉的失效都发生在这个部位，该部位的连接结构一般采用焊接或者胀接，但是采用常规的焊接结构（如图1所示）所形成的管头焊缝30位于高温介质侧，管头焊缝30因高温介质的加热会产生热应力，这些热应力可能会造成应力腐蚀和破裂，导致高温失效，而且管板10与换热管20之间存在焊接间隙，容易引起间隙腐蚀失效；若采用常规的胀接结构，由于胀接变形存在较大的残余应力，易产生应力腐蚀，而且在使用温度较高时，材料的蠕变使胀接残余应力松驰，进而引起接头松动或脱落，从而造成泄漏，由此可知，常规焊接结构和常规胀接结构均不适用于高温环境下，而且由于废热锅炉的入口端的工艺气可高达1200℃，在这种高温工况下，常规焊接结构和胀接结构均容易产生高温失效或者间隙腐蚀失效，大大缩减废热锅炉的运行周期，为此需要设计新的连接结构来实现废热锅炉的管板与换热管的连接。
发明内容
针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种能够避免高温失效和间隙腐蚀失效的废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
提供一种废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构，其位于废热锅炉入口端的挠性管板与换热管的连接处和/或废热锅炉出口端的挠性管板与换热管的连接处，包括设于所述挠性管板的管内壁且向外凸起的环形加强凸块，所述环形加强凸块通过深孔焊焊接于所述换热管的管外壁。
其中，所述环形加强凸块设于所述挠性管板的端部，所述环形加强凸块与所述挠性管板的内管壁连接的侧面为斜面。
其中，所述环形加强凸块的斜面的倾斜角度为25～35度。
其中，所述环形加强凸块位于所述挠性管板的端部，所述环形加强凸块与所述挠性管板的内管壁连接的侧面为弧面。
其中，所述环形加强凸块与所述挠性管板一体成型。
其中，所述换热管的管外壁设有凹陷的环形台阶，所述环形加强凸块嵌入所述环形台阶形成锁底结构。
其中，所述环形台阶位于所述换热管的端部。
本发明的有益效果：
本发明的废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构，其结构包括设于挠性管板的管内壁且向外凸起的环形加强凸块，环形加强凸块通过深孔焊焊接于换热管的管外壁，这样挠性管板与换热管的管头焊缝不仅能够得到壳程水的直接冷却，有效降低管头焊缝温度，而且还能够消除挠性管板与换热管之间的焊接间隙，这样救能够避免管头焊缝发生高温失效和间隙腐蚀失效，进而延长废热锅炉的运行周期。
附图说明
图1为现有技术中的常规焊接结构的结构示意图。
图1中的附图标记：
10-管板；
20-换热管；
30-管头焊缝。
图2为本发明的挠性管板废热锅炉的结构示意图。
图3为本发明实施例1的连接管板与换热管的嵌入式深孔焊结构的结构示意图。
图4为本发明实施例2的连接管板与换热管的嵌入式深孔焊结构的结构示意图。
图2至图4中的附图标记：
1-挠性管板、11-环形加强凸块；
2-换热管、21-环形台阶；
3-废热锅炉入口端；
4-废热锅炉出口端。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例的一种废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构，如图2所示，该挠性管板嵌入式深孔焊结构不仅位于废热锅炉入口端3的挠性管板1与换热管2的连接处，还位于废热锅炉出口端4的挠性管板1与换热管2的连接处，这样挠性管板嵌入式深孔焊结构就可应用在高压废热锅炉和高温工艺气，高温工艺气从于废热锅炉入口端3进入，经换热管2换热后，再从废热锅炉出口端4流出（如图2中箭头指示）。
如图3中所示，该挠性管板嵌入式深孔焊结构包括设于挠性管板1的管内壁且向外凸起的环形加强凸块11，环形加强凸块11位于挠性管板1的端部，且环形加强凸块11与挠性管板1一体成型，环形加强凸块11通过深孔焊焊接于换热管2的管外壁的端部，这样挠性管板1与换热管2的管头焊缝不仅能够得到壳程水的直接冷却，有效降低管头焊缝温度，而且还能够消除挠性管板1与换热管2之间的焊接间隙，这样救能够避免管头焊缝发生高温失效和间隙腐蚀失效，进而延长废热锅炉的运行周期。
如图3中（a）所示，环形加强凸块11与挠性管板1的内管壁连接的侧面为斜面，可以通过调整环形加强凸块11的斜面的倾斜角度来实现挠性管板1与不同管壁厚度的换热管2之间的焊接，本实施例中，环形加强凸块11的斜面的倾斜角度为25～35度。
本实施例中，如图3中（b）所示，也可将环形加强凸块11与挠性管板1的内管壁连接的侧面为弧面，进而通过调整环形加强凸块11的弧面的角度来实现挠性管板1与不同管壁厚度的换热管2之间的焊接。
本实施例中，先对入口端的挠性管板1与换热管2进行深孔焊焊接，换热管2经预加热后其长度会伸长，待对换热管2的长度进行修正后，再对出口端的挠性管板1与换热管2进行深孔焊焊接，这样可有效消除换热管2在工作时的受热变形。
实施例2
本实施例的一种废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构，如图2所示，挠性管板嵌入式深孔焊结构位于废热锅炉入口端3的挠性管板1与换热管2的连接处，由于废热锅炉出口端4的工艺气的温度较低，废热锅炉出口端4的挠性管板1与换热管2的连接处可采用常规的焊接结构（如图1所示），当然，废热锅炉出口端4的挠性管板1与换热管2的连接处也可采用实施例1中或者本实施例的挠性管板1嵌入式深孔焊结构，这样挠性管板嵌入式深孔焊结构及可用在高压废热锅炉和高温工艺气。
如图4中所示，该挠性管板嵌入式深孔焊结构包括设于挠性管板1的管内壁且向外凸起的环形加强凸块11，所述环形加强凸块11采用实施例1中的环形加强凸块11，换热管2的端部的管外壁设有凹陷的环形台阶21，环形加强凸块11嵌入环形台阶21形成锁底结构，通过深孔焊将环形加强凸块11与环形台阶21焊接起来，锁底结构增强了挠性管板1与换热管2的管头焊缝的牢固性、稳定性，焊接好的锁底结构也能够得到壳程水的直接冷却，有效降低焊缝温度，而且还能够消除挠性管板1与换热管2之间的焊接间隙，这样就避免管头焊缝发生高温失效和间隙腐蚀失效，进而延长废热锅炉的运行周期。
如图4中（a）所示，环形加强凸块11与挠性管板1的内管壁连接的侧面为斜面，当然，如图4中（b）所示，也可将环形加强凸块11与挠性管板1的内管壁连接的侧面为弧面，通过调整斜面或弧面的角度来实现挠性管板1与不同管壁厚度的换热管2之间的焊接。
本实施例中，先对入口端的挠性管板1与换热管2进行深孔焊焊接，换热管2经预加热后其长度会伸长，待对换热管2的长度进行修正后，再对出口端的挠性管板1与换热管2进行深孔焊焊接，这样可有效消除换热管2在工作时的受热变形。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构，其位于废热锅炉入口端的挠性管板与换热管的连接处和/或废热锅炉出口端的挠性管板与换热管的连接处，其特征在于：包括设于所述挠性管板的管内壁且向外凸起的环形加强凸块，所述环形加强凸块通过深孔焊焊接于所述换热管的管外壁。
2.根据权利要求1所述的一种废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构，其特征是：所述环形加强凸块位于所述挠性管板的端部，所述环形加强凸块与所述挠性管板的内管壁连接的侧面为斜面。
3.根据权利要求2所述的一种废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构，其特征是：所述环形加强凸块的斜面的倾斜角度为25～35度。
4.根据权利要求1所述的一种废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构，其特征是：所述环形加强凸块位于所述挠性管板的端部，所述环形加强凸块与所述挠性管板的内管壁连接的侧面为弧面。
5.根据权利要求1所述的一种废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构，其特征是：所述环形加强凸块与所述挠性管板一体成型。
6.根据权利要求1所述的一种废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构，其特征是：所述换热管的管外壁设有凹陷的环形台阶，所述环形加强凸块嵌入所述环形台阶形成锁底结构。
7.根据权利要求6所述的一种废热锅炉挠性管板嵌入式深孔焊结构，其特征是：所述环形台阶位于所述换热管的端部。
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