CN216845824U - 一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器，属于焦炉余热回收技术领域。本实用新型的技术方案是：换热筒（2）置于直管段（1）内部，两者同轴心布置，换热筒（2）轴向长度短于直管段（1），换热筒（2）为双层套筒结构，双层套筒结构内设有换热管，换热管与换热筒筒壁之间填充有导热粉末（210）。本实用新型的积极效果：直管段与换热筒之间存在空气间隙，能够减少热量流向外界，使起到支撑作用的直管段处于低温状态，减小整个上升管的热变形；导热粉末能够在换热筒内部自由流动，自动填充产生的间隙，保证传热效率；衬釉后的换热筒内表面具有更高的耐腐蚀性和不沾性，能有效增加换热器寿命，减少焦油粘结。

Description

一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器

技术领域

本实用新型涉及一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器，属于焦炉余热回收技术领域。

背景技术

焦炉荒煤气温度约为650℃~800℃，在桥管段经氨水的喷洒冷却温度降低到80℃。上升管荒煤气余热回收可以将吨焦能耗降低10公斤以上标煤，是实现双碳目标重要手段。但现有上升管余热回收换热器也存在一些技术问题。一方面，上升管换热器在取热过程中，荒煤气中的焦油会发生凝结，粘在换热器内壁。焦油的凝结会造成影响导热效果，产生黄烟，严重时影响荒煤气的导出；另一方面，现有的盘管式换热器，通过固态导热材料，将内壁的热能传递给螺旋盘管。在受热时，螺旋管和固态导热材料的膨胀系数不同，容易出现间隙，进而降低传热效果。使上升管取热量大大降低，严重时会造成取热器烧红爆裂。

因此，一种能够防止取热过程中内壁焦油粘结，并且能自行消除因热膨胀造成的螺旋管和导热材料之间间隙的换热器尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器，该换热器通过内壁烧结金属陶瓷釉，并在传热筒内填充流态导热粉末，不仅能有效防止焦油粘结，而且能够消除热膨胀产生的螺旋管与导热材料之间间隙，使热量一直有效传递，解决背景技术存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：

一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器，安装于上升管和桥管之间，包含直管段和换热筒，换热筒置于直管段内部，两者同轴心布置，换热筒轴向长度短于直管段，换热筒为双层套筒结构，双层套筒结构内设有换热管，换热管与换热筒筒壁之间填充有导热粉末。

所述换热筒为由换热筒内筒体和换热筒外筒体构成的双层套筒结构，换热筒内筒体内壁上沿圆周方向均布有若干翅片，换热筒内筒体内壁与翅片上均衬有金属陶瓷釉。

所述直管段由上法兰盘、筋板、外筒体、下法兰盘和泄水管组成，外筒体位于换热筒外侧，外筒体与换热筒之间留有空气间隙；上法兰盘和下法兰盘分别焊接于外筒体的上下两端，上法兰盘和下法兰盘与外筒体之间均焊接有筋板，外筒体下部焊接有泄水管，泄水管连通空气间隙。

所述换热管为螺旋盘管，换热筒内筒体外壁上均布有若干导热柱，位于螺旋盘管中相邻盘管的间隙内。

所述换热筒内筒体和换热筒外筒体同轴心布置，换热筒内筒体和换热筒外筒体的上部和下部之间分别焊接有上密封环和下密封环，形成环形密闭空间；环形密闭空间内设有螺旋盘管，螺旋盘管的进水端和出水端分别与进水管和出水管连通；在换热筒内筒体与换热筒外筒体之间填充有导热粉末，导热粉末紧密包裹在螺旋盘管周围；换热筒内筒体上端高于换热筒外筒体，换热筒内筒体最上端焊接悬臂环，外筒体内壁与悬臂环外圈焊接。

所述换热筒的下密封环放置在直管段的下法兰盘上面，两者通过焊接连接。

所述导热粉末为粒度50-300目的高温氧化镁粉末或石英砂。

所述换热筒外筒体上部设有有若干波纹状凹槽。

所述金属陶瓷釉为热膨胀系数与换热筒内筒体材质相近的金属釉；导热柱和换热筒内筒体采用同种材质。

本实用新型的积极效果：置于直管段内部处于游动状态的换热筒吸收荒煤气热量，能够自由变形，释放热应力。直管段与换热筒之间存在空气间隙，能够减少热量流向外界，使起到支撑作用的直管段处于低温状态，减小整个上升管的热变形；导热粉末能够在换热筒内部自由流动，自动填充产生的间隙，保证传热效率；衬釉后的表面具有更高的耐腐蚀性和不沾性，能有效增加换热器寿命，减少焦油粘结。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的I部放大图；

图4为图1的Ⅱ部放大图；

图5为本实用新型安装示意图；

图中：直管段1、上法兰盘101、筋板102、外筒体103、下法兰盘104、泄水管105、换热筒2、进水管201、下密封环202、换热筒内筒体203、换热筒外筒体204、螺旋盘管205、上密封环206、悬臂环207、翅片208、出水管209、导热粉末210、空气间隙211、导热柱212、波纹状凹槽213、上升管3、桥管4、本实用新型5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：

一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器，安装于上升管3和桥管4之间，包含直管段1和换热筒2，换热筒2置于直管段1内部，两者同轴心布置，换热筒2轴向长度短于直管段1，换热筒2为双层套筒结构，双层套筒结构内设有换热管，换热管与换热筒筒壁之间填充有导热粉末210。

所述换热筒2为由换热筒内筒体203和换热筒外筒体204构成的双层套筒结构，换热筒内筒体203内壁上沿圆周方向均布有若干翅片208，换热筒内筒体203内壁与翅片208上均衬有金属陶瓷釉。

所述直管段1由上法兰盘101、筋板102、外筒体103、下法兰盘104和泄水管105组成，外筒体103位于换热筒2外侧，外筒体103与换热筒2之间留有空气间隙211；上法兰盘101和下法兰盘104分别焊接于外筒体103的上下两端，上法兰盘101和下法兰盘104与外筒体103之间均焊接有筋板102，外筒体103下部焊接有泄水管105，泄水管105连通空气间隙211。

所述换热管为螺旋盘管205，换热筒内筒体203外壁上均布有若干导热柱212，位于螺旋盘管205中相邻盘管的间隙内。

所述换热筒内筒体203和换热筒外筒体204同轴心布置，换热筒内筒体203和换热筒外筒体204的上部和下部之间分别焊接有上密封环206和下密封环202，形成环形密闭空间；环形密闭空间内设有螺旋盘管205，螺旋盘管205的进水端和出水端分别与进水管201和出水管209连通；在换热筒内筒体203与换热筒外筒体204之间填充有导热粉末210，导热粉末210紧密包裹在螺旋盘管205周围；换热筒内筒体203上端高于换热筒外筒体204，换热筒内筒体203最上端焊接悬臂环207，外筒体103内壁与悬臂环207外圈焊接。

所述换热筒2的下密封环202放置在直管段1的下法兰盘104上面，两者通过焊接连接。

所述导热粉末210为粒度50-300目的高温氧化镁粉末或石英砂。

所述换热筒外筒体204上部设有有若干波纹状凹槽。

所述金属陶瓷釉为热膨胀系数与换热筒内筒体203材质相近的金属釉；导热柱212和换热筒内筒体203采用同种材质，沿螺旋盘管205之间间隙均布在换热筒内筒体203表面。

所述直管段1外壁包裹保温材料，减少内部热量的流失。

所述螺旋盘管205采用2路或4路等多路并联。

结合附图1-5,本实施例中，一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器。上升管换热器5安装于上升管3根部和桥管4之间，替换原有位置的上升管直管段，高温烟气由根部上升管进入。高温烟气热量被换热筒2内的螺旋盘管205内循环水吸收，形成汽水混合物，进入系统汽包。

上升管换热器5由直管段1和换热筒2组成，换热筒2置于直管段1内部，两者同轴心布置。换热筒2纵向长度短于直管段1，在直管段1内部处于游动状态，直管段1起到支撑桥管4的作用。换热筒2与高温荒煤气直接接触，处于高温状态。直管段1的外筒体103内径大于与换热筒2直径，两者之间存在空气间隙211，能够减少热量流向外界，起到支撑桥管4作用的直管段1处于低温状态。所述换热筒2的下密封环202放置在直管段1的下法兰盘104上面，两者通过焊接连接。换热筒2上部悬臂环207与直管段1外筒体103内壁焊接，当换热筒2发生热变形纵向伸缩时，悬臂环207发生形变，使换热筒2热应力得以释放。

所述直管段1由上法兰盘101、筋板102、外筒体103、下法兰盘104和泄水管105组成。上法兰盘101、下法兰盘104分别焊接于外筒体103的上下两端，筋板102对法兰起到加强作用。外筒体103下部焊接有泄水管105，连通空气间隙211与外界，在换热筒2发生泄漏时，能及时排出换热介质，避免其进入上升管内部。

所述换热筒2由进水管201、下密封环202、换热筒内筒体203、换热筒外筒体204、螺旋管205、上密封环206、悬臂环207、翅片208、出水管209和导热粉末210组成。换热筒内筒体203与换热筒外筒体204同轴心布置，上部和下部分别焊接有上密封环206和下密封环202，形成环形密闭空间。换热筒内筒体203与换热筒外筒体204之间放置若干并行螺旋盘管205，由进水管201和出水管209与外界连通。在换热筒内筒体203与换热筒外筒体204之间填充有流动性较好的导热粉末210，紧密包裹在螺旋盘管205周围。换热筒内筒204最上端焊接悬臂环207，外筒体103内壁与悬臂环207外圈焊接。悬臂环207用于隔绝荒煤气进入空气间隙211,吸收换热筒2因热膨胀产生的变形。

所述换热筒内筒体203内壁均布有若干翅片208，长度与换热筒内筒体203相同。所述换热筒内筒体203内壁与翅片208均衬有金属陶瓷釉，衬釉后的表面具有更高的耐腐蚀性和不沾性，能有效增加换热器寿命，减少焦油粘结。换热筒内筒体203外壁沿螺旋盘管205之间间隙均布有若干导热柱212，能够增加换热筒内筒体203向导热粉末的传热面积，增加向内传热效率。

所述换热筒外筒体204上部布置有若干波纹状凹槽213，用于吸收因换热筒内外筒体温差产生的热变形。

所述导热粉末210为粒度50-300目的高温氧化镁粉末或石英砂，具有较好流动性和导热性能。在换热筒内外筒体及螺旋盘管205受热发生热变形后，导热粉末能够自由流动，自动填充产生的间隙，保证传热效率。

Claims (9)

1.一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器，安装于上升管（3）和桥管（4）之间，其特征在于：包含直管段（1）和换热筒（2），换热筒（2）置于直管段（1）内部，两者同轴心布置，换热筒（2）轴向长度短于直管段（1），换热筒（2）为双层套筒结构，双层套筒结构内设有换热管，换热管与换热筒筒壁之间填充有导热粉末（210）。

2.根据权利要求1所述的一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器，其特征在于：所述换热筒（2）为由换热筒内筒体（203）和换热筒外筒体（204）构成的双层套筒结构，换热筒内筒体（203）内壁上沿圆周方向均布有若干翅片（208），换热筒内筒体（203）内壁与翅片（208）上均衬有金属陶瓷釉。

3.根据权利要求1或2所述的一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器，其特征在于：所述直管段（1）由上法兰盘（101）、筋板（102）、外筒体（103）、下法兰盘（104）和泄水管（105）组成，外筒体（103）位于换热筒（2）外侧，外筒体（103）与换热筒（2）之间留有空气间隙（211）；上法兰盘（101）和下法兰盘（104）分别焊接于外筒体（103）的上下两端，上法兰盘（101）和下法兰盘（104）与外筒体（103）之间均焊接有筋板（102），外筒体（103）下部焊接有泄水管（105），泄水管（105）连通空气间隙（211）。

4.根据权利要求2所述的一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器，其特征在于：所述换热管为螺旋盘管（205），换热筒内筒体（203）外壁上均布有若干导热柱（212），位于螺旋盘管（205）中相邻盘管的间隙内。

5.根据权利要求4所述的一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器，其特征在于：所述换热筒内筒体（203）和换热筒外筒体（204）同轴心布置，换热筒内筒体（203）和换热筒外筒体（204）的上部和下部之间分别焊接有上密封环（206）和下密封环（202），形成环形密闭空间；环形密闭空间内设有螺旋盘管（205），螺旋盘管（205）的进水端和出水端分别与进水管（201）和出水管（209）连通；在换热筒内筒体（203）与换热筒外筒体（204）之间填充有导热粉末（210），导热粉末（210）紧密包裹在螺旋盘管（205）周围；换热筒内筒体（203）上端高于换热筒外筒体（204），换热筒内筒体（203）最上端焊接悬臂环（207），外筒体（103）内壁与悬臂环（207）外圈焊接。

6.根据权利要求5所述的一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器，其特征在于：所述换热筒（2）的下密封环（202）放置在直管段（1）的下法兰盘（104）上面，两者通过焊接连接。

7.根据权利要求1或2所述的一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器，其特征在于：所述导热粉末（210）为粒度50-300目的高温氧化镁粉末或石英砂。

8.根据权利要求2或5所述的一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器，其特征在于：所述换热筒外筒体（204）上部设有若干波纹状凹槽（213）。

9.根据权利要求4所述的一种内壁衬釉并填充流态导热粉末的上升管换热器，其特征在于：所述金属陶瓷釉为热膨胀系数与换热筒内筒体（203）材质相近的金属釉；导热柱（212）和换热筒内筒体（203）采用同种材质。

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