CN112539403B - 用于回收烟气余热的火管式蒸发器 - Google Patents

用于回收烟气余热的火管式蒸发器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于回收烟气余热的火管式蒸发器，包括：筒体，筒体内的烟管分别穿设焊接固定在上管板和下管板上，所述的上、下管板均为挠性管板，所述的挠性管板包括：平直的管板本体，管板本体的外边缘一周设置有挠性段管板，挠性段管板由管板本体外边缘逐步向所在端的筒体外端部方向圆弧状弯曲形成；每端的挠性管板与筒体之间的连接结构包括均包括：筒体的端部焊接设置有过渡段筒体，过渡段筒体的内壁上设置有一圈呈弯钩状向对应管板方向弯曲的过渡段曲面板，过渡段曲面板与挠性段管板的端部焊接密封固定。本发明的优点在于：火管式蒸发器的工作可靠性大大提高，其使用寿命也有效延长。

Description

用于回收烟气余热的火管式蒸发器
技术领域
本发明涉及余热锅炉技术领域，具体涉及火管式蒸发器。
背景技术
目前，用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其结构包括：筒体，筒体内设置有烟管，烟管的上、下两端分别焊接在上管板和下管板上，所述的上管板与下管板分别与筒体相固定，筒体的上端为烟气出口，筒体的下端为烟气入口，烟管的上、下两端分别与烟气出口和烟气入口相连通，筒体上上升管接管，筒体的下端部设置有下降管接管。
上述的用于回收烟气余热的蒸发器，尤其是用于回收污泥焚烧烟气余热的蒸发器，为了充分吸收烟气余热，烟管的长度很长，通常在10米以上，这使得上、下管板的温差应力大，从而导致烟管容易与上、下管板拉脱。此外，烟管长，在筒体内水的外压的作用下稳定性差，长期的高温运行烟管容易变形。
发明内容
本发明的目的是：提供一种用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其能长期高效安全稳定工作。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：用于回收烟气余热的火管式蒸发器，包括：筒体，筒体内设置有烟管，烟管上、下两端分别穿设焊接固定在上管板和下管板上，筒体的上端为烟气出口，筒体的下端为烟气入口，烟管的上、下两端分别与烟气出口和烟气入口相连通，筒体上设置有上升管接管和下降管接管，所述的上、下管板均为挠性管板，所述的挠性管板包括：平直的管板本体，管板本体的外边缘一周设置有挠性段管板，挠性段管板由管板本体外边缘逐步向所在端的筒体外端部方向圆弧状弯曲形成；每端的挠性管板与筒体之间的连接结构包括均包括：筒体的端部焊接设置有过渡段筒体，过渡段筒体的内壁上设置有一圈呈弯钩状向对应管板方向弯曲的过渡段曲面板，过渡段曲面板与挠性段管板的端部焊接密封固定。
进一步地，前述的用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其中，所述挠性管板的厚度为28mm～35mm。
进一步地，前述的用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其中，下管板的位于烟气入口一侧的外壁上、以及下管板位置的过渡段筒体的烟气侧设置有耐高温的浇注层；下管板烟气侧以及该位置处的过渡段筒体上都设置有若干钩钉，所述的钩钉浇注在浇注层中。
更进一步地，前述的用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其中，烟气入口端的烟管的端部内设置有不锈钢套管，不锈钢套管向下伸出至与浇注层的底部齐平，并且不锈钢套管的口部呈向下逐步扩大的喇叭口状。
更进一步地，前述的用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其中，筒体内间隔设置有若干道网格支撑架，每道网格支撑架的结构包括：位于筒体中心的支撑管，支撑管上固定设置有六块支撑钢板，六块支撑钢板呈放射状绕支撑管周向均匀间隔布置，每块支撑钢板的外端部均与筒体相固定，每相邻两块支撑钢板的外端部之间均设置有一块连接钢板，每相邻的两块支撑钢板、该两块支撑钢板之间的一块连接钢板、以及支撑管形成一个三角形状的支撑框架，每个支撑框架中均设置有上、中、下三层网格板，每个支撑框架中的同一层的所有网格板都平行间隔设置，每个支撑框架上的上、中、下三层网格板分别与形成该支撑框架的两块支撑钢板和一块连接钢板中的不同的一块对应平行，每个支撑框架中的每一层中的每一块网格板的两端均固定在支撑框架上，每个支撑框架中的三层网格板在烟管的轴向上形成品字形排布的六边形的支撑网格，每根烟管均设置在一个六边形的支撑网格中。
再进一步地，前述的用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其中，每相邻的两层网格板中的每个上下交叉位置处均设置有一根加强筋，每根加强筋均上下交叉的两块网格板焊接固定。
再进一步地，前述的用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其中，每相邻的两个网格板之间的间距都相同，每个支撑框架中的三层网格板在烟管的轴向上形成品字形排布的正六边形的支撑网格。
再进一步地，前述的用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其中，所述的网格支撑架沿烟管轴向间隔设置有3～5道。
进一步地，前述的用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其中，所述上升管接管设置在上管板位置的过渡段筒体上，上升管接管与壳体内部相连通。
本发明的优点是：一、上管板和下管板的结构以及与筒体之间的连接结构为受热膨状变形以及温差应力作用，提供变形余量，从而能有效避免上、下管板与烟管之间的连接受损，也即能大大提高火管式蒸发器的工作可靠性和使用寿命。二、网格支撑架的设置大大提高了烟管长时间高温运行的稳定性，从而有效确保蒸发器能高效稳定工作。
附图说明
图1是本发明所述的用于回收烟气余热的火管式蒸发器的结构示意图。
图2是图1中A部分的放大结构示意图。
图3是下管板的结构示意图。
图4是图1中B-B剖视方向所示的结构示意图。
图5是图4中一个支撑框架中网格板的布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2、图3所示，用于回收烟气余热的火管式蒸发器，包括：筒体1，筒体1内设置有烟管2，烟管2的上、下两端分别穿设焊接固定在上管板3和下管板4上。筒体1的下端为烟气入口11，筒体1的上端为烟气出口12，烟管2的上、下两端分别与烟气出口12和烟气入口11相连通。筒体1上设置有上升管接管101和下降管接管102。
本实施例中上、下管板均为挠性管板，挠性管板采用薄管板，挠性管板的厚度为28mm～35mm。具体地，上管板3的结构包括：平直的上管板本体31，上管板本体31的外边缘一周设置有上部挠性段管板32，上部挠性段管板32由上管板本体31外边缘逐步向所在端的筒体1的外端部方向呈圆弧状弯曲形成。上管板3与筒体1之间的连接结构包括：筒体1的上端部焊接设置有上部过渡段筒体13，上部过渡段筒体13的内壁上设置有一圈呈弯钩状向上管板3方向弯曲的上部过渡段曲面板14，上部过渡段曲面板14与上部挠性段管板32的端部焊接密封固定。
本实施例中所述的上升管接管101设置在上部过渡段筒体13上、并与壳体1的内部相连通。这使得上升管接管101处在筒体1的汽水空间的最高位置，蒸汽就能从上升管接管101中迅速向上排出，蒸汽则不会积聚在顶部，从而有效避免蒸发器局部过热的情况发生。
下管板4包括：平直的下管板本体41，下管板本体41的外边缘一周设置有下部挠性段管板42，下部挠性段管板42由下管板本体41外边缘逐步向所在端的筒体1的外端部方向呈圆弧状弯曲形成。下管板4与筒体1之间的连接结构包括：筒体1的下端部焊接设置有下部过渡段筒体15，下部过渡段筒体15的内壁上设置有一圈呈弯钩状向下管板4方向弯曲的下部过渡段曲面板16，下部过渡段曲面板16与下部挠性段管板42的端部焊接密封固定。
上管板3和下管板4均采用挠性管板的结构，且都采用厚度为28mm～35mm的薄管板，其目的在于：上管板3通过圆弧状弯曲的上部挠性段管板32与呈弯钩状的上部过渡段曲面板14连接，这使得上管板3与上部过渡段筒体13之间形成曲面连接，在温差应力作用下，上部挠性段管板32以及上部过渡段曲面板14能够提供变形余量，从而能有效避免上管板3与烟管2之间的焊缝在温差应力作用下被拉裂。
同样的，下管板4通过圆弧状弯曲的下部挠性段管板42与呈弯钩状的下部过渡段曲面板16连接，这使得下管板4与下部过渡段筒体15之间形成曲面连接，在温差应力作用下，下部挠性段管板42以及下部过渡段曲面板16能够提供变形余量，从而能有效避免下管板4与烟管2之间的焊缝在温差应力作用下被拉裂。
本实施例中，上管板3和下管板4的结构以及与筒体1之间的连接结构为受热膨状变形以及温差应力作用，提供变形余量，从而能有效避免上、下管板与烟管之间的连接受损，也即能大大提高火管式蒸发器的工作可靠性和使用寿命。
由于下管板4的位于烟气入口11的一端，烟气入口11处的温度很高，因此下管板4所受的温度应力大。为了保护下管板4以及下部过渡段筒体15，本实施例中下管板4的位于烟气入口11一侧的外壁上、以及下部过渡段筒体15的烟气侧设置有耐高温的浇注层5。下管板4的烟气侧以及下部过渡段筒体15上都设置有若干钩钉51，所述的钩钉51浇注在浇注层5中。同时，为了保护该端的烟管2，烟气入口端的烟管2的中设置有不锈钢套管21，不锈钢套管21向下伸出至与浇注层5的底部齐平，并且不锈钢套管21 的口部呈向下逐步扩大的喇叭口状，从而有利于高温烟气进入。浇注层5的设置，起到了很好的隔热作用，从而有效保护了下管板4。
为了提高烟管2的稳定性，本实施例中，筒体1内间隔设置有若干道网格支撑架6，通常网格支撑架6沿烟管2的轴向间隔设置3～5道。
具体地，如图4所示，每道网格支撑架6的结构包括：位于筒体1中心的支撑管61，支撑管61上固定设置有六块支撑钢板62，六块支撑钢板62呈放射状绕支撑管61周向均匀间隔布置。每块支撑钢板62的外端部均与筒体1相固定，每相邻两块支撑钢板62的外端部之间均设置有一块连接钢板63。每相邻的两个支撑钢板62、该两块支撑钢板62之间的一块连接钢板63以及支撑管61形成一个三角形状的支撑框架60。每个支撑框架60中均设置有上、中、下三层网格板，每个支撑框架60中的同一层的所有网格板都平行间隔设置，每个支撑框架60中的上、中、下三层网格板分别与形成该支撑框架60的两块支撑钢板62和一块连接钢板63中的不同的一块对应平行，每个支撑框架60中的每一层中的每一块网格板的两端均固定在支撑框架60上，每个支撑框架60中的三层网格板在烟管2的轴向上形成品字形排布的六边形的支撑网格600，每根烟管2均设置在一个六边形的支撑网格600中。
下面以一个支撑框架60为例作进一步的描述。为了方便描述，如图5所示，将形成一个支撑框架60的相邻两块支撑钢板62分别称作为第一支撑钢板621和第二支撑钢板622。平行于第一支撑钢板621设置的网格板为上层网格板601，平行于连接钢板63设置的网格板为中间层网格板602；平行于第二支撑钢板622设置的网格板为下层网格板603。每个上层网格板601的两端、每个中间层网格板602的两端以及每个下层网格板603的两端均焊接固定在支撑框架60上。本实施例中，每相邻的两个上层网格板601之间的间距、每相邻的两个中间层网格板602之间的间距以及每相邻的两个下层网格板603之间的间距都相同，这样三层网格板在烟管2 的轴向上形成品字形排布的正六边形的支撑网格600。
为了提高支撑网格600的稳定性，每相邻的两层网格板中的每个上、下交叉位置处均设置有一根加强筋7，每根加强筋7与上、下交叉的两块网格板焊接固定。加强筋7采用圆钢。加强筋7的设置大大提高了网格支撑架6的强度和稳定性。
本发明的优点在于：一、上管板3和下管板4的结构以及与筒体1之间的连接结构为受热膨状变形以及温差应力作用，提供变形余量，从而能有效避免上、下管板与烟管之间的连接受损，也即能大大提高火管式蒸发器的工作可靠性并有效延长了其使用寿命。二、网格支撑架6的设置大大提高了烟管2长时间高温运行的稳定性，从而确保蒸发器高效稳定工作。

Claims (6)

1.用于回收烟气余热的火管式蒸发器，包括：筒体，筒体内设置有烟管，烟管上、下两端分别穿设焊接固定在上管板和下管板上，筒体的上端为烟气出口，筒体的下端为烟气入口，烟管的上、下两端分别与烟气出口和烟气入口相连通，筒体上设置有上升管接管和下降管接管，其特征在于：所述的上、下管板均为挠性管板，所述的挠性管板包括：平直的管板本体，管板本体的外边缘一周设置有挠性段管板，挠性段管板由管板本体外边缘逐步向所在端的筒体外端部方向圆弧状弯曲形成；每端的挠性管板与筒体之间的连接结构包括均包括：筒体的端部焊接设置有过渡段筒体，过渡段筒体的内壁上设置有一圈呈弯钩状向对应管板方向弯曲的过渡段曲面板，过渡段曲面板与挠性段管板的端部焊接密封固定；下管板的位于烟气入口一侧的外壁上、以及下管板位置的过渡段筒体的烟气侧设置有耐高温的浇注层；下管板烟气侧以及该位置处的过渡段筒体上都设置有若干钩钉，所述的钩钉浇注在浇注层中；筒体内间隔设置有若干道网格支撑架，每道网格支撑架的结构包括：位于筒体中心的支撑管，支撑管上固定设置有六块支撑钢板，六块支撑钢板呈放射状绕支撑管周向均匀间隔布置，每块支撑钢板的外端部均与筒体相固定，每相邻两块支撑钢板的外端部之间均设置有一块连接钢板，每相邻的两块支撑钢板、该两块支撑钢板之间的一块连接钢板、以及支撑管形成一个三角形状的支撑框架，每个支撑框架中均设置有上、中、下三层网格板，每个支撑框架中的同一层的所有网格板都平行间隔设置，每个支撑框架上的上、中、下三层网格板分别与形成该支撑框架的两块支撑钢板和一块连接钢板中的不同的一块对应平行，每个支撑框架中的每一层中的每一块网格板的两端均固定在支撑框架上，每个支撑框架中的三层网格板在烟管的轴向上形成品字形排布的六边形的支撑网格，每根烟管均设置在一个六边形的支撑网格中；每相邻的两层网格板中的每个上下交叉位置处均设置有一根加强筋，每根加强筋均上下交叉的两块网格板焊接固定。
2.根据权利要求1所述的用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其特征在于：所述挠性管板的厚度为28mm～35mm。
3.根据权利要求1或2所述的用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其特征在于：烟气入口端的烟管的端部内设置有不锈钢套管，不锈钢套管向下伸出至与浇注层的底部齐平，并且不锈钢套管的口部呈向下逐步扩大的喇叭口状。
4.根据权利要求1或2所述的用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其特征在于：每相邻的两个网格板之间的间距都相同，每个支撑框架中的三层网格板在烟管的轴向上形成品字形排布的正六边形的支撑网格。
5.根据权利要求1或2所述的用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其特征在于：所述的网格支撑架沿烟管轴向间隔设置有3～5道。
6.根据权利要求1或2所述的用于回收烟气余热的火管式蒸发器，其特征在于：所述上升管接管设置在上管板位置的过渡段筒体上，上升管接管与壳体内部相连通。
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