CN208936131U - 立式废热锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立式废热锅炉，包括立式壳体、设置在立式壳体底部的工艺气入口、设置在立式壳体顶部的工艺气出口、水汽混合物出口、饱和锅炉水进口、至少二个设置在立式壳体内的套管式集合箱、至少二组并联设置在套管式集合箱底部的管束。本实用新型采用并流换热，每个换热部分的换热量均等；本实用新型用套管式集箱作为管束的支撑，无管板，易于大型化；本实用新型每根换热套管外管上并联设有至少三根换热管，且换热套管外管和与之对应的换热管的布置方式，减少了气相空间布管死区，增加了单位体积内的换热面积，提高了单位体积内的换热效率；本实用新型换热套管外管和换热管采用光管，适用于含尘工艺气。

Description

立式废热锅炉

技术领域

本实用新型属于化工领域，特别涉及一种立式废热锅炉。

背景技术

废热锅炉是化工装置的核心设备，一般使用在放热反应器中或放热反应器后，用于对反应气快速冷却；或者使用在高温气体的热量回收中。有些高温气体或反应气（指工艺气）温度高，使得废热锅炉的使用条件比较苛刻，由于管壳程之间热膨胀产生的应力问题，传统的管壳式废热锅炉几乎不可用。为了解决此问题，采用了其他结构，如烟道式废热锅炉。但仍然有其局限性；传统的烟道式废热锅炉，采用错流换热，各换热管换热量差别很大，前面换热热量大后面换热热量小。自然循环的烟道式废热锅炉，多为烟道卧式、换热管立式布置，占地面积大；换热管水平、烟道立式布置的烟道式废热锅炉，需采用强制循环，加循环泵（一开一备），运行费用高，经济性较差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中错流换热换热量差别大、占地面积大、运行费用高等不足，提供一种并流换热换热量均等、占地面积小、运行费用低的立式废热锅炉。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种立式废热锅炉，可设置在立式烟道的顶端，包括立式壳体、设置在所述立式壳体底部的工艺气入口、设置在所述立式壳体顶部的工艺气出口、水汽混合物出口、饱和锅炉水进口、至少二个设置在所述立式壳体内的套管式集合箱、至少二组并联设置在所述套管式集合箱底部的管束。

一个所述套管式集合箱对应一组管束、至少一个水汽混合物出口、至少一个饱和锅炉水进口。每个所述套管式集合箱内都设有一根套管内管。所述套管式集合箱和套管内管之间的环隙与与之对应的水汽混合物出口相连通。所述套管内管与饱和锅炉水进口相连通。

每组所述管束包括至少一个管束。

每个管束包括至少三个水平并列排列的换热管部分。

每个换热管部分包括换热套管内管、换热套管外管、至少三根并联设置在换热套管外管上的换热管。所述换热套管内管、换热套管外管和换热管都是立式设置，且所述换热套管内管设置在所述换热套管外管内。所述换热套管内管的顶部与所述套管内管相连通。所述换热套管内管的底部与所述换热套管内管和换热套管外管之间的环隙相连通。所述换热套管外管的顶部与所述套管式集合箱和套管内管之间的环隙相连通。所述换热套管外管的底部封闭，且每根所述换热管的两端都与与之对应的换热套管外管相连通，使得冷介质由下向上流动。

在其中一个实施例中，当每组管束内管束的数量大于或等于2时，每组管束内的各管束从上至下依次通过水汽收集再分配器相连通。

在其中一个实施例中，所述立式壳体内侧面敷设有衬里。

在其中一个实施例中，所述换热套管外管的底部设有折流器，用于降低换热套管外管的下封头处传热部分表面的换热强度。

在其中一个实施例中，所述换热套管外管的底部设有管束连接板，使得各管束能同管束、跨管束相连，减少震动。

在其中一个实施例中，所述立式壳体上设有吹灰器。

在其中一个实施例中，所述立式壳体的上部和下部设有人孔。

在其中一个实施例中，每根所述换热套管外管的外侧壁和每根换热管的外侧壁上都设有换热管扩面元件，换热管扩面元件可以为钉头，钉头可以为圆形、椭圆形或菱形。

在其中一个实施例中，所述换热套管外管和换热管采用光管。

在其中一个实施例中，换热套管外管和与之对应的换热管的布置方式可以是中间布置换热套管外管，周边呈圆形布置换热管；也可以是中间布置换热套管外管，周边呈正六边形布置换热管；也可以是中间布置换热套管外管，周边分别呈圆形和正六边形布置换热管。

本实用新型的优点及有益效果：

1、本实用新型设置在立式烟道上，壳体为立式壳体，换热套管外管、换热套管内管和换

热管都是立式设置的，饱和水和高温气体都是从下至上流动，并流换热，每个换热换热管、换热套管外管都换热量均等；且无需加循环泵强制循环，成本低。

2、本实用新型包括至少二个套管式集箱，管束都设置在套管式集箱底部，且一个套管式集箱对应一组管束，用套管式集箱作为管束的支撑，无管板，易于大型化；且管束支撑于高温气体（工艺气）的冷端，降低了材料档次，设备投资费用低，经济性好。

3、本实用新型每根换热套管外管上并联设有至少三根换热管，且换热套管外管和与之对应的换热管的布置方式，减少了气相空间布管死区，增加了单位体积内的换热面积，提高了单位体积内的换热效率。

4、本实用新型设有折流器，可以降低换热套管外管的下封头处传热部分表面的换热强度。

5、本实用新型换热套管外管的底部设有管束连接板，使得各管束能实现同管束、跨管束相连，减少震动。

6、本实用新型换热套管外管和换热管采用光管（换热套管外管可视工艺气含尘量采用钉头管），适用于含尘工艺气。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为图1中部分结构的俯视图。

图3为图1中任意一根换热套管外管和与之对应的换热管的俯视图。

图4为实施例2的结构示意图。

图5为图4中部分结构的俯视图。

图6为图4中任意一根换热套管外管和与之对应的换热管的俯视图。

图7为实施例3的结构示意图。

图8为图7中部分结构的俯视图。

图9为图7中任意一根换热套管外管和与之对应的换热管的俯视图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“相连”，它可以是直接连接到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所实用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

实施例1

请参阅图1至图3，一种立式废热锅炉，可设置在立式烟道的顶端，包括立式壳体1、设置在立式壳体1底部的工艺气入口11、设置在立式壳体1顶部的工艺气出口13、九个水汽混合物出口17、九个饱和锅炉水进口19、九个设置在立式壳体1内的套管式集合箱3、九组并联设置在套管式集合箱3底部的管束5。

其中，一个套管式集合箱3对应一组管束5、一个水汽混合物出口17、一个饱和锅炉水进口19。具体的，每个套管式集合箱3内都设有一根套管内管31。套管式集合箱3和套管内管31之间的环隙与与之对应的水汽混合物出口17相连通。套管内管31与饱和锅炉水进口19相连通。

其中，每组所述管束5包括一个管束5。

其中，每个管束5包括七个水平并列排列的换热管部分。

具体的，每个换热管部分包括换热套管内管51、换热套管外管53、四根并联设置在换热套管外管53上的换热管55。换热套管内管51、换热套管外管53和换热管55都是立式设置，且换热套管内管51设置在换热套管外管53内。换热套管内管51的顶部与套管内管31相连通。换热套管内管51的底部与换热套管内管51和换热套管外管53之间的环隙相连通。换热套管外管53的顶部与套管式集合箱3和套管内管31之间的环隙相连通。换热套管外管53的底部封闭，且每根换热管55的两端都与与之对应的换热套管外管53相连通，使得冷介质由下向上流动。

其中，立式壳体1中部的水平横截面为矩形。立式壳体1的内侧面按介质温度要求敷设有衬里15。

其中，换热套管外管53的底部设有折流器9，用于降低换热套管外管53的下封头处传热部分表面的换热强度。

具体的，换热套管外管53的底部设有管束连接板57，使得各管束5能同管束5、跨管束5相连，减少震动。立式壳体1上设有吹灰器。立式壳体1的上部和下部设有人孔12。

其中，每根换热套管外管53的外侧壁和每根换热管55的外侧壁上都设有换热管扩面元件，换热管扩面元件可以为钉头，钉头可以为圆形、椭圆形或菱形。

其中，换热套管外管53和换热管55采用光管。

在本实施例1中，如图2和图3所示，换热套管外管53和与之对应的换热管55的布置方式是中间布置换热套管外管53，周边呈圆形布置换热管55。

实施例2

请参阅图4至图6，实施例2与实施例1相比，实施例2中每根换热套管外管53上设置的换热管55的数量为6，且换热套管外管53和与之对应的换热管55的布置方式如图6是中间布置换热套管外管53，周边呈正六边形布置换热管55。

实施例3

请参阅图7至图9，一种立式废热锅炉，可设置在立式烟道的顶端，包括立式壳体1、设置在立式壳体1底部的工艺气入口11、设置在立式壳体1顶部的工艺气出口、水汽混合物出口17、饱和锅炉水进口19、11个设置在立式壳体1内的套管式集合箱3、11组并联设置在套管式集合箱3底部的管束5。

其中，一个套管式集合箱3对应一组管束5、二个水汽混合物出口17、二个饱和锅炉水进口19。

具体的，每个套管式集合箱3内都设有一根套管内管31。套管式集合箱3和套管内管31之间的环隙与与之对应的水汽混合物出口17相连通。套管内管31与饱和锅炉水进口19相连通。

其中，每组管束5包括三个管束5。每组管束5内的各管束5从上至下依次通过水汽收集再分配器7相连通。

其中，每个管束5包括八个水平并列排列的换热管部分。

具体的，每个换热管部分包括换热套管内管51、换热套管外管53、至少三根并联设置在换热套管外管53上的换热管55。换热套管内管51、换热套管外管53和换热管55都是立式设置，且换热套管内管53设置在换热套管外管51内。（图8中还有部分换热套管外管53、换热套管内管51和换热管55未画出）

具体的，最上部管束5的换热套管内管51顶部与套管内管31相连通；最上部管束5的换热套管外管53顶部与套管式集合箱3和套管内管31之间的环隙相连通；最下部管束5的换热套管内管51底部与换热套管外管53和换热套管内管55之间的环隙相连通；最下部管束5的换热套管外管53的底部封闭，且每根换热管55的两端都与与之对应的换热套管外管53相连通，使得冷介质由下向上流动。

其中，立式壳体1中部的水平横截面为矩形。立式壳体1的内侧面按介质温度要求敷设有衬里15。

其中，换热套管外管53的底部设有折流器9，用于降低换热套管外管53的下封头处传热部分表面的换热强度。

其中，换热套管外管53的底部设有管束连接板57，使得各管束5能同管束5、跨管束5相连，减少震动。

具体的，立式壳体1上设有吹灰器。立式壳体1的上部和下部设有人孔12。每根换热套管外管53的外侧壁和每根换热管55的外侧壁上都设有换热管扩面元件，换热管扩面元件可以为钉头，钉头可以为圆形、椭圆形或菱形。换热套管外管和换热管采用光管。

在本实施例3中，换热套管外管53和与之对应的换热管55的布置方式如图9是中间布置换热套管外管53，周边分别呈圆形和正六边形布置换热管55。

需要说明的是：本实用新型可以单独成为一台设备，也可以作为立式烟道的一部分，设置在立式烟道的顶部。

本实用新型的工作原理及其工作过程：

高温工艺气体从工艺气进口11进入，工艺气在上升的过程中和换热部分内的饱和水换热、降温，再从工艺气出口13出去。

来自汽包的饱和水由饱和锅炉水进口19进入套管内管31，再均匀分配给同一管束5上的换热套管内管51，饱和水在换热套管内管51内向下流动，一直到换热套管外管53底端折回，然后沿着换热套管外管53和换热套管内管51之间的环隙以及换热管55向上流动，同时和管外工艺气换热、气化，换热后的饱和水以及产生的水蒸气进入套管式集合箱3和套管内管31之间的环隙，再由水汽混合物出口17去汽包进行汽、水分离。

本实用新型的优点及有益效果：

1、本实用新型设置在立式烟道上，壳体为立式壳体1，换热套管外管53、换热套管内管

51和换热管55都是立式设置的，饱和水和高温气体都是从下至上流动，并流换热，每个换热的换热管55、换热套管外管53都换热量均等；且无需加循环泵强制循环，成本低。

2、本实用新型包括至少二个套管式集箱3，管束5都设置在套管式集箱3底部，且一个套管式集箱3对应一组管束5，用套管式集箱3作为管束5的支撑，无管板，易于大型化；且管束5支撑于高温气体（工艺气）的冷端，降低了材料档次，设备投资费用低，经济性好。

3、本实用新型每根换热套管外管53上并联设有至少三根换热管55，且换热套管外管53和与之对应的换热管55的布置方式，减少了气相空间布管死区，增加了单位体积内的换热面积，提高了单位体积内的换热效率。

4、本实用新型设有折流器9，可以降低换热套管外管53的下封头处传热部分表面的换热强度。

5、本实用新型换热套管外管53的底部设有管束连接板57，使得各管束5能实现同管束5、跨管束5相连，减少震动。

6、本实用新型换热套管外管53和换热管55采用光管（换热套管外管可视工艺气含尘量采用钉头管），适用于含尘工艺气。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种立式废热锅炉，可设置在立式烟道的顶端，其特征在于，包括立式壳体、设置在

所述立式壳体底部的工艺气入口、设置在所述立式壳体顶部的工艺气出口、水汽混合物出口、饱和锅炉水进口、至少二个设置在所述立式壳体内的套管式集合箱、至少二组并联设置在所述套管式集合箱底部的管束，一个所述套管式集合箱对应一组管束、至少一个水汽混合物出口、至少一个饱和锅炉水进口，每个所述套管式集合箱内都设有一根套管内管，所述套管式集合箱和套管内管之间的环隙与与之对应的水汽混合物出口相连通，所述套管内管与饱和锅炉水进口相连通；

每组所述管束包括至少一个管束；

每个管束包括至少三个水平并列排列的换热管部分；

每个换热管部分包括换热套管内管、换热套管外管、至少三根并联设置在换热套管外管上的换热管，所述换热套管内管、换热套管外管和换热管都是立式设置，且所述换热套管内管设置在所述换热套管外管内，所述换热套管内管的顶部与所述套管内管相连通，所述换热套管内管的底部与所述换热套管内管和换热套管外管之间的环隙相连通，所述换热套管外管的顶部与所述套管式集合箱和套管内管之间的环隙相连通，所述换热套管外管的底部封闭，且每根所述换热管的两端都与与之对应的换热套管外管相连通，使得冷介质由下向上流动。

2.根据权利要求1所述的立式废热锅炉，其特征在于，当每组管束内管束的数量大于或等于2时，每组管束内的各管束从上至下依次通过水汽收集再分配器相连通。

3.根据权利要求1所述的立式废热锅炉，其特征在于，所述立式壳体内侧面敷设有衬里。

4.根据权利要求1所述的立式废热锅炉，其特征在于，所述换热套管外管的底部设有折流器，用于降低换热套管外管的下封头处传热部分表面的换热强度。

5.根据权利要求1所述的立式废热锅炉，其特征在于，所述换热套管外管的底部设有管束连接板，使得各管束能同管束、跨管束相连，减少震动。

6.根据权利要求1所述的立式废热锅炉，其特征在于，所述立式壳体上设有吹灰器。

7.根据权利要求1所述的立式废热锅炉，其特征在于，所述立式壳体的上部和下部设有人孔。

8.根据权利要求1所述的立式废热锅炉，其特征在于，每根所述换热套管外管的外侧壁和每根换热管的外侧壁上都设有换热管扩面元件，换热管扩面元件可以为钉头，钉头可以为圆形、椭圆形或菱形。

9.根据权利要求1所述的立式废热锅炉，其特征在于，所述换热套管外管和换热管采用光管。

10.根据权利要求1所述的立式废热锅炉，其特征在于，换热套管外管和与之对应的换热管的布置方式可以是中间布置换热套管外管，周边呈圆形布置换热管；也可以是中间布置换热套管外管，周边呈正六边形布置换热管；也可以是中间布置换热套管外管，周边分别呈圆形和正六边形布置换热管。