CN213983518U - 废热锅炉的柔性管板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及废热锅炉的管板结构，公开了一种便于制作的废热锅炉的柔性管板，其管板本体的边缘为与筒体连接的过渡部分，过渡部分包括与管箱筒体等厚等内径的第一筒体连接段和与壳程筒体等厚等内径的第二筒体连接段，第一筒体连接段和第二筒体连接段均通过锥形过渡段与管板本体连接，锥形过渡段与第一筒体连接段之间直角倒第一圆角连接，锥形过渡段与第二筒体连接段之间钝角倒第二圆角连接，锥形过渡段面向管箱筒体的一面与管板本体表面共面，锥形过渡段面向壳程筒体的一面与管板本体表面之间钝角倒第三圆角连接，且所述第三圆角的半径最大。过渡部分与管箱筒体、壳程筒体分别对接焊接。本实用新型结构简便、便于制造，密封性好，可靠性好。

Description

废热锅炉的柔性管板

技术领域

本实用新型涉及一种废热锅炉上柔性管板的结构。

背景技术

随着中国煤化工的迅猛发展，煤化工领域的甲烷化废热锅炉的需求也越来越大，但是由于甲烷化废废热锅炉的的介质具有强烈的氢腐蚀及金属粉末的冲蚀以及废热锅炉的管壳程存在较大的压力差及温度差，因此废热锅炉管板存在较大的温差压力。由于管壳程的高压差和高温差，普通管板设计会产生较大的热应力，废热锅炉管板特别是进口管板在高温高压下会产生很大的热应力。因此，挠性或者说柔性管板在废热锅炉上得到了较多的应用。

例如于2008年9月3日公告的授权公告号为CN201110535Y的中国实用新型专利“一种废热锅炉的管板部位结构”，其在管板的周边具有圆弧形折边，所述的折边呈向外渐变式增厚的挠性结构。

又如，于2015年12月2日公告的授权公告号为CN204829849U的中国实用新型专利“一种废热锅炉用挠性反向管板”，其管板本体由管板肘节和薄管板构成，管板肘节由管箱连接段、壳程筒体连接段、过渡段和薄管板连接段构成；所述的管箱连接段、壳程筒体连接段和薄管板连接段通过过渡段圆弧过渡连接为一体式结构，且过渡段从管箱连接段到薄管板连接段由厚到薄光滑过渡。

然而，圆弧形折边的挠性管板结构加工不便，需要进一步进行改善。挠性反向管板在管程压力大于壳程压力的场合亦不尽适用。

实用新型内容

为方便管板制造同时较好的适应温差应力，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种便于制作的废热锅炉的柔性管板。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：废热锅炉的柔性管板，包括管板本体，管板本体的边缘为与筒体连接的过渡部分，所述过渡部分包括与管箱筒体等厚等内径的第一筒体连接段和与壳程筒体等厚等内径的第二筒体连接段，第一筒体连接段和第二筒体连接段均通过锥形过渡段与管板本体连接，所述锥形过渡段与第一筒体连接段之间直角倒第一圆角连接，所述锥形过渡段与第二筒体连接段之间钝角倒第二圆角连接，锥形过渡段面向管箱筒体的一面与管板本体表面共面，锥形过渡段面向壳程筒体的一面与管板本体表面之间钝角倒第三圆角连接，且所述第三圆角的半径最大。

第一圆角的半径大于第二圆角的半径。

第一圆角的半径等于第二圆角的半径。

所述锥形过渡段与管板本体一体成型。

所述锥形过渡段面向壳程的一面的锥度为16°±1°。

所述过渡部分与管箱筒体、壳程筒体分别对接焊接。

本实用新型的有益效果是：结构简便、便于制造，同时，通过有限元计算将挠性过渡结构从传统的圆弧形渐变式增厚的优化为锥形渐变式增厚结构，其与两侧的管箱、壳程筒体之间对接焊接，密封性好，进一步提高了柔性管板的可靠性，尤其在管程压力大于壳程压力的场合较为适用。

附图说明

图1是本实用新型管板结构的示意图。

图2是图1中过渡部分的局部放大图。

图3是管板与管箱筒体的焊接接头的示意图。

图4是管板与壳程筒体的焊接接头的示意图。

图中标记为：1-管箱筒体，2-壳体筒体，3-过渡部分，4-中心孔，5-管板本体，6-管板中心线，7-对接焊缝，8-另一对接焊缝，31-第一筒体连接段，32-第二筒体连接段，33-锥形过渡段，α-锥度，R1-第一圆角的半径，R2-第二圆角的半径，R3-第三圆角的半径。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型的废热锅炉的柔性管板包括管板本体5，管板本体5的边缘为与筒体连接的过渡部分3，过渡部分包括与管箱筒体1等厚等内径的第一筒体连接段31和与壳程筒体2等厚等内径的第二筒体连接段32和与管板本体5连接的锥形过渡段33，第一筒体连接段31和第二筒体连接段32均通过锥形过渡段33与管板本体5连接，第一筒体连接段31、第二筒体连接段32及锥形过渡段33为一体的结构。过渡部分3中，薄端等于管箱筒体1的厚度，管箱侧的管板不设锥度，便于在其表面敷设耐火材料，在壳程侧的管板设置有过渡锥面，以沿径向向外渐厚的渐变壁厚应对温差应力，结构简单，易于制造，强度高、安全可靠。

如图1、图2所示，所述的锥形过渡段33与第一筒体连接段31之间直角倒第一圆角连接，锥形过渡段33与第二筒体连接段32之间钝角倒第二圆角连接，锥形过渡段33面向管箱筒体1的一面与管板本体5表面共面，锥形过渡段33面向壳程筒体2的一面与管板本体5表面之间钝角倒第三圆角连接，且三个圆角倒角中，第三圆角的半径R3最大。

如图1所示，过渡部分3与管板本体5一体成型，便于加工及保证密封性。

如图1、图2所示，根据有限元分析的结果，锥形连接段33在壳程筒体侧的锥度α及该侧倒圆角的圆弧半径大小R2、R3对应力的影响非常大，经计算，锥形过渡段33面向壳程筒体2的一面的锥度α为16°±1°、第三圆角的半径R3应取较大值、第二圆角的半径R2取较小值、第一圆角的半径R1则可取小于R3的较大值，为经有限元分析后较适宜的形状，能允许较大的温差应力。

如图1、图3、图4所示，所述过渡部分3的第一筒体连接段31、第二筒体连接段32分别与管箱筒体1、壳程筒体2对接焊接，密封性好，易于制作并保证加工质量。

实施例：

如图1、图2、图3和图4所示，某高温高压甲烷化废热锅炉的柔性管板，管板为圆板，采用本实用新型的管板结构，废热锅炉的内径为3000mm，经有限元分析，管板本体5厚度取值50mm，过渡部分3由第一筒体连接段31、第二筒体连接段32、锥形过渡段33三部分组成，锥形过渡段33在管箱侧不设锥度，在壳程侧的锥度α=16°，在壳程侧的锥形过渡段33与管板本体5之间呈164°钝角并倒圆角过渡，圆角半径R3=90mm，锥形过渡段33与第二筒体连接段32之间呈106°钝角并倒圆角过渡，圆角半径R2=20mm，锥形过渡段33与第一筒体连接段31之间呈直角并倒圆角过渡，圆角半径R1=40mm，第一筒体连接段31与管箱筒体1等厚等内径并对接焊接，第二筒体连接段32与壳程筒体2等厚等内径并对接焊接。

以上结构的管板易于制作，方便与壳程筒体2、管箱筒体1连接，且优化了适应温差应力的性能。

Claims (7)

1.废热锅炉的柔性管板，包括管板本体（5），管板本体（5）的边缘为与筒体连接的过渡部分（3），所述过渡部分（3）包括与管箱筒体（1）等厚等内径的第一筒体连接段（31）和与壳程筒体（2）等厚等内径的第二筒体连接段（32），其特征是：第一筒体连接段（31）和第二筒体连接段（32）均通过锥形过渡段（33）与管板本体（5）连接，所述的锥形过渡段（33）与第一筒体连接段（31）之间直角倒第一圆角连接，锥形过渡段（33）与第二筒体连接段（32）之间钝角倒第二圆角连接，锥形过渡段（33）面向管箱筒体（1）的一面与管板本体（5）表面共面，锥形过渡段（33）面向壳程筒体（2）的一面与管板本体（5）表面之间钝角倒第三圆角连接，且三个圆角倒角中，第三圆角的半径（R3）最大。

2.如权利要求1所述的废热锅炉的柔性管板，其特征是：第一圆角的半径（R1）大于第二圆角的半径（R2）。

3.如权利要求1所述的废热锅炉的柔性管板，其特征是：第一圆角的半径（R1）等于第二圆角的半径（R2）。

4.如权利要求1、2或3所述的废热锅炉的柔性管板，其特征是：所述过渡部分（3）与管板本体（5）一体成型。

5.如权利要求4所述的废热锅炉的柔性管板，其特征是：所述锥形过渡段（33）面向壳程筒体（2）的一面的锥度（α）为16°±1°。

6.如权利要求1或2所述的废热锅炉的柔性管板，其特征是：所述锥形过渡段（33）面向壳程筒体（2）的一面的锥度（α）为16°±1°。

7.如权利要求1、2或3所述的废热锅炉的柔性管板，其特征是：所述过渡部分（3）与管箱筒体（1）、壳程筒体（2）分别对接焊接。

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