CN206783591U - 一种呼吸式焦炉上升管荒煤气余热回收换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种呼吸式焦炉上升管荒煤气余热回收换热器，包括荒煤气管道、换热盘管、膨胀盒、下法兰、上法兰；所述荒煤气管道自外而内依次包括外筒壁、柔性保温层、柔性固体介质层、内筒壁；所述下法兰分别与外筒壁底部、内筒壁底部焊接连接；所述上法兰上设有环形凹陷，所述上法兰与外筒壁顶部焊接连接，所述内筒壁顶部设于环形凹陷内；所述膨胀盒焊接固定于外筒壁外侧壁上，所述膨胀盒上设有焊接膨胀节；所述换热盘管设于柔性固体介质层内，其下端为工质进口管，上端为工质出口管，工质出口管依次穿过外筒壁、膨胀盒、膨胀节，工质出口管和膨胀节连接处焊接连接。该换热器结构简单、成本低廉、使用方便。
Description
技术领域
本实用新型属于电力设备领域，特别涉及一种呼吸式焦炉上升管荒煤气余热回收换热器。
背景技术
焦炉能对煤炭做高温干馏处理，将其高效地转换为焦炭、焦炉煤气、煤焦油、粗苯等产物，是高效的能量转换窑炉。在焦炉支出热中，650℃-700℃荒煤气的带出热约占36％，具有极高的回收利用价值。目前，通常采用降温处理工艺来实现荒煤气的工业应用，传统工艺为：向高温荒煤气喷洒大量70℃-75℃循环氨水使其降温，实现余热回收，然而，这会导致高温荒煤气带出热因循环氨水的大量蒸发而浪费。
在20世纪80年代，日本大部分焦化厂曾将导热油用于上升管回收荒煤气带出热：他们将上升管做成夹套管，导热油通过夹套管与高温荒煤气间接换热，被加热的高温导热油可用于多种用途，例如蒸氨、蒸馏煤焦油、干燥入炉煤等等。后来，我国济钢曾在五孔上升管进行了类似的试验；我国武钢、马钢、鞍钢、涟钢、北京焦化厂、沈阳煤气二厂、本钢一铁、平顶山焦化厂等多家企业曾在上升管采用水汽化冷却技术回收这部分热量；此外，也有企业采用以氮气为介质、与高温荒煤气间接换热的方法。然而，以上各种方法或多或少存在以下问题：传热过程的结构设计不合理、循环不够通畅、荒煤气侧壁面焦油粘结导致堵塞荒煤气通道、导热油结焦堵塞导热油通道、或不能有效解决开停车和运行过程的热胀冷缩问题,这使得以上方法或者难以成功实施，或者难以实现令人满意的效果。特别是由于上升管内荒煤气因在整个结焦周期内装煤、炼焦、保温、出焦各阶段的温度周期性和间隙性变化，使得内筒壁热胀冷缩很明显，热胀冷缩后的内筒壁挤压其他结构，导致内筒壁易损坏，必须更换整个换热器。
实用新型内容
技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种一种呼吸式焦炉上升管荒煤气余热回收换热器。
技术方案：本实用新型提供的一种呼吸式焦炉上升管荒煤气余热回收换热器，包括荒煤气管道、换热盘管、膨胀盒、下法兰、上法兰；所述荒煤气管道自外而内依次包括外筒壁、柔性保温层、柔性固体介质层、内筒壁；所述下法兰分别与外筒壁底部、内筒壁底部焊接连接；所述上法兰上设有环形凹陷，所述上法兰与外筒壁顶部焊接连接，所述内筒壁顶部设于环形凹陷内；所述膨胀盒焊接固定于外筒壁外侧壁上，所述膨胀盒上设有焊接膨胀节；所述换热盘管设于柔性固体介质层内，其下端为工质进口管，上端为工质出口管，工质出口管依次穿过外筒壁、膨胀盒、膨胀节，工质出口管和膨胀节连接处焊接连接。
作为改进，还包括一组直翅片或钉头，所述一组直翅片或钉头固定于内筒壁的内侧壁上。
作为另一种改进，还包括螺柱，所述螺柱一端固定于内筒壁外壁上，另一端穿过固体介质层。
有益效果：本实用新型提供的呼吸式焦炉上升管荒煤气余热回收换热器结构简单、成本低廉、使用方便，通过设置具有环形凹陷的上法兰既保证了荒煤气因不会漏入换热层而外泄，又保证了整个装置的膨胀自由，即内筒壁顶端由于随上升管内荒煤气因在整个结焦周期内装煤、炼焦、保温、出焦各阶段的温度周期性和间隙性变化在上下方向呼吸式自由伸缩。
本发明提供的换热器的盘管在单独存在时可像弹簧一样上下自由，设于换热器中后受螺柱和柔性固体介质层的支撑，随内筒一起做上下方向的自由运动。
本发明提供的换热器的内筒壁表面焊接有直翅片或钉头作为传热的扩展表面以强化荒煤气的换热用途。
本发明提供的换热器在固体介质层内埋设金属螺柱，金属螺柱起到防止材质热胀冷缩不均时固定盘管、保持固体介质层和内筒外表紧密贴合的作用。
本发明提供的换热器外筒壁的内表面设置有柔性保温层，以减少设备散热损失。
附图说明
图1为本实用新型呼吸式焦炉上升管荒煤气余热回收换热的结构示意图。
图2为荒煤气管道的局部放大图。
图3为上法兰的局部放大图。
具体实施方式
下面对本实用新型呼吸式焦炉上升管荒煤气余热回收换热作出进一步说明。
呼吸式焦炉上升管荒煤气余热回收换热器，见图1，包括荒煤气管道1、换热盘管2、膨胀盒3、下法兰4、上法兰5。
荒煤气管道1，见图2，自外而内依次包括外筒壁11、柔性保温层12、柔性固体介质层13、内筒壁14、一组直翅片或钉头15、螺柱16，一组直翅片或钉头15固定于内筒壁14的内侧壁上；螺柱16一端固定于内筒壁14外壁上，另一端穿过固体介质层13；下法兰4分别与外筒壁11底部、内筒壁14底部焊接连接；上法兰5上设有环形凹陷51，见图3，上法兰5与外筒壁11顶部焊接连接，内筒壁14顶部设于环形凹陷51内；膨胀盒3焊接固定于外筒壁11外侧壁上，膨胀盒3上设有焊接膨胀节31。具体而言，内筒壁14下端与下法兰4焊接无泄漏，上端设于上法兰5的环形凹陷51内，外筒壁11与下法兰4、上法兰5焊接无泄漏。设备的工作过程为周期性、间歇性的温度及荒煤气流量变化过程，内筒壁14受工作温度的变化有上下伸缩的长度变化，上端在环形凹陷51内自由膨胀；内筒壁14与环形凹陷31的内壁间有一定的间隙，根据内筒壁14的工作温度变化计算出内筒壁14的最大膨胀量，设置内筒壁14顶端至环形凹陷51底部的距离。
换热盘管2设于柔性固体介质层13内，其下端为工质进口管21，上端为工质出口管22，工质出口管22依次穿过外筒壁11、膨胀盒3、膨胀节31，工质出口管22和膨胀节31连接处焊接连接。具体而言，换热盘管2的下端工质进口管21与外筒壁11之间焊接无泄漏，上端工质出口管22与外筒壁11之间为上下方向自由结构，外筒壁11在工质出口端处有一膨胀盒3，膨胀盒3为一方盒子形，其一个表面与外筒壁11焊接无泄漏连接，其他某一表面开有小孔，便于工质出口管22伸出，小孔处设有膨胀节31，膨胀节31一端与膨胀盒3焊接无泄漏，另一端与工质出口管22焊接无泄漏。
Claims (3)
1.一种呼吸式焦炉上升管荒煤气余热回收换热器，其特征在于：包括荒煤气管道(1)、换热盘管(2)、膨胀盒(3)、下法兰(4)、上法兰(5)；所述荒煤气管道(1)自外而内依次包括外筒壁(11)、柔性保温层(12)、柔性固体介质层(13)、内筒壁(14)；所述下法兰(4)分别与外筒壁(11)底部、内筒壁(14)底部焊接连接；所述上法兰(5)上设有环形凹陷(51)，所述上法兰(5)与外筒壁(11)顶部焊接连接，所述内筒壁(14)顶部设于环形凹陷(51)内；所述膨胀盒(3)焊接固定于外筒壁(11)外侧壁上，所述膨胀盒(3)上设有焊接膨胀节(31)；所述换热盘管(2)设于柔性固体介质层(13)内，其下端为工质进口管(21)，上端为工质出口管(22)，工质出口管(22)依次穿过外筒壁(11)、膨胀盒(3)、膨胀节(31)，工质出口管(22)和膨胀节(31)连接处焊接连接。
2.根据权利要求1所述的一种呼吸式焦炉上升管荒煤气余热回收换热器，其特征在于：还包括一组直翅片或钉头(15)，所述一组直翅片或钉头(15)固定于内筒壁(14)的内侧壁上。
3.根据权利要求1所述的一种呼吸式焦炉上升管荒煤气余热回收换热器，其特征在于：还包括螺柱(16)，所述螺柱(16)一端固定于内筒壁(14)外壁上，另一端穿过柔性固体介质层(13)。
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