CN106940088A - 一种鼠笼式加热炉 - Google Patents

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娄磊
那永新
李景贤
李娜
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Abstract

本发明公开了一种鼠笼式加热炉，包括设置有衬里的炉壳体，所述炉壳体内设置有燃烧器；所述炉壳体的顶面设置有炉顶支撑结构，所述炉顶支撑结构上固定设置有与炉壳体横截面形状相匹配的环状上联箱；所述炉壳体的底部外设置有与炉壳体横截面形状相匹配的环状下联箱，所述下联箱的底部均匀设置有若干个恒力弹簧并通过恒力弹簧坐落在地面上；所述炉壳体内设置有若干根沿炉壳体内壁环向均匀布置的炉管，每根炉管的上、下端均伸出炉壳体外，并分别与上联箱和下联箱相连接。本发明加热炉采用鼠笼式炉管结构，辐射段进出口联箱布置于加热炉辐射室顶部和底部，炉管均匀布置于炉膛四周，通过与辐射室中心的燃烧器火焰强烈换热，快速提高加热炉介质温度。

Description

一种鼠笼式加热炉
技术领域
本发明涉及加热炉，特别涉及一种鼠笼式加热炉。
背景技术
加热炉广泛应用于石油、化工等各个领域，用于加热空气、工艺气、水、工艺液体等各种物料。加热炉采用的炉管布置方式多为圆筒炉或方箱炉，燃烧器布置于炉膛中央或侧壁，三种方式炉管分一头或由联箱分多头进入炉膛，分为横管布置、立管布置和盘管布置，经弯头折流后形成辐射面吸收热量。
由于工艺的多样性，对于压力低、流速快、换热量大的工艺介质，工业炉大型化设计存在困难。例如低压空气，如果采用一般加热炉炉型，炉内阻力大，空气压力不足以克服系统阻力，会导致炉内空气流速过低，换热恶化，炉管材质和面积都会增加很多，因此需要采用新形式的炉型和炉管布置来解决。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种应用于大流量、小热容、低阻力降的气态流体的高强度换热加热炉，本发明加热炉采用鼠笼式炉管结构，辐射段进出口联箱布置于加热炉辐射室顶部和底部，炉管均匀布置于炉膛四周，通过与辐射室中心的燃烧器火焰强烈换热，快速提高加热炉介质温度。
本发明所采用的技术方案是：一种鼠笼式加热炉，包括圆形或方形炉壳体，所述炉壳体内壁上设置有衬里，所述炉壳体的顶部或底部设置有燃烧器；所述炉壳体的顶面设置有炉顶支撑结构，所述炉顶支撑结构上固定设置有与所述炉壳体横截面形状相匹配的环状上联箱；所述炉壳体的底部外设置有与所述炉壳体横截面形状相匹配的环状下联箱，所述下联箱的底部均匀设置有若干个恒力弹簧并通过所述恒力弹簧坐落在地面上；所述炉壳体内设置有若干根沿所述炉壳体内壁环向均匀布置的炉管，每根所述炉管的上、下端均伸出所述炉壳体外，并分别与所述上联箱和所述下联箱相连接。
所述上联箱通过导向支座固定在所述炉顶支撑结构上。
所述下联箱通过导向支座固定在所述恒力弹簧上。
所述炉顶支撑结构采用碳钢材料制成。
所述上联箱的导向支座采用碳钢材料制成。
所述下联箱的导向支座采用碳钢材料制成。
本发明的有益效果是：
1、本发明中，炉管组没有弯头，阻力降小，减小物料通过炉管时的压损，防止流体出口压力过低；
2、本发明中，炉管组结构简单，分组制造，有利运输，便于安装；
3、本发明中，炉管组受热过程中，上联箱支撑于炉顶支撑结构，通过炉管组自由向下位移解决热膨胀；下联箱底部的恒力弹簧，防止炉管组过度向下膨胀损坏炉管组，防止炉管组受热应力弯曲变形；同时，上、下联箱底部设置导向支座，以解决联箱周向膨胀问题；
4、本发明中，炉管在炉内高温区为直段，可采用定尺加工做到炉内无焊口，能有效降低高温区焊口失效；
5、本发明中，炉管组主要安装工作在炉外，支撑和固定结构都在炉外，可以采用碳钢材料，大大降低了炉管支撑系统的成本。
附图说明
图1：本发明结构示意图；
图2：本发明圆形炉壳体加热炉横截面示意图；
图3：本发明方形炉壳体加热炉横截面示意图。
附图标注：1、恒力弹簧；2、导向支座；3、下联箱；4、燃烧器；5、炉管；6、炉壳体；7、炉顶支撑结构；8、导向支座；9、上联箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如附图1至图3所示，一种鼠笼式加热炉，包括圆形炉壳体6或方形炉壳体6，所述炉壳体6内壁上设置有衬里，所述炉壳体6的顶部或底部设置有燃烧器4。所述炉壳体6的顶面设置有炉顶支撑结构7，所述炉顶支撑结构7上设置有与所述炉壳体6横截面形状相匹配的环状上联箱9，所述上联箱9通过导向支座8固定在所述炉顶支撑结构7上。所述炉壳体6的底部外设置有与所述炉壳体6横截面形状相匹配的环状下联箱3，所述下联箱3的底部均匀设置有若干个恒力弹簧1并通过所述恒力弹簧1坐落在地面上，所述下联箱3通过导向支座2固定在所述恒力弹簧1上。所述炉壳体6内设置有若干根沿所述炉壳体6内壁环向均匀布置的炉管5(如图2和图3所示)，每根所述炉管5的上、下端均伸出所述炉壳体6外，并分别与所述上联箱9和所述下联箱3相连接。
本发明中，所述炉顶支撑结构7、所述上联箱9的导向支座8和所述下联箱3的导向支座2均可采用碳钢材料制成，降低成本。
本发明工作时，物料从上联箱9进入，通过上联箱9各管接头均匀分配到各炉管5，在辐射段经加热后汇总到下联箱3，然后由下联箱3进入外部管网。辐射段炉管组上联箱9固定于炉顶支撑结构7上，下联箱3座落于恒力弹簧1，当炉管组安装时，把恒力弹簧1调整到安装载荷，数个恒力弹簧1均布，仅支撑下联箱3自身重量，并不限制炉管5膨胀产生应力；当辐射段炉管5受热膨胀时，下联箱3会在炉管5应力下自由向下位移；上联箱9和下联箱3受热则通过导向支座8、2自由向四周膨胀；整个炉管组没有限制热应力的固定点，避免了产生过大的内应力，保证炉管组安全。

Claims (6)

1.一种鼠笼式加热炉，包括圆形或方形炉壳体，所述炉壳体内壁上设置有衬里，所述炉壳体的顶部或底部设置有燃烧器；其特征在于，所述炉壳体的顶面设置有炉顶支撑结构，所述炉顶支撑结构上固定设置有与所述炉壳体横截面形状相匹配的环状上联箱；所述炉壳体的底部外设置有与所述炉壳体横截面形状相匹配的环状下联箱，所述下联箱的底部均匀设置有若干个恒力弹簧并通过所述恒力弹簧坐落在地面上；所述炉壳体内设置有若干根沿所述炉壳体内壁环向均匀布置的炉管，每根所述炉管的上、下端均伸出所述炉壳体外，并分别与所述上联箱和所述下联箱相连接。
2.根据权利要求1所述的鼠笼式加热炉，其特征在于，所述上联箱通过导向支座固定在所述炉顶支撑结构上。
3.根据权利要求1所述的鼠笼式加热炉，其特征在于，所述下联箱通过导向支座固定在所述恒力弹簧上。
4.根据权利要求1所述的鼠笼式加热炉，其特征在于，所述炉顶支撑结构采用碳钢材料制成。
5.根据权利要求2所述的鼠笼式加热炉，其特征在于，所述上联箱的导向支座采用碳钢材料制成。
6.根据权利要求3所述的鼠笼式加热炉，其特征在于，所述下联箱的导向支座采用碳钢材料制成。
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