CN218380583U - 一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器，属于焦炉荒煤气余热回收技术领域。技术方案是：螺旋盘管（7）由进水螺旋管、出水螺旋管和弯头组成，进水螺旋管为螺旋向下设置的管段，进水螺旋管的顶部为进水口，进水口与入水管（9）下端联通，进水螺旋管的底部通过弯头与出水螺旋管底部联通，出水螺旋管为螺旋向上设置的管段，出水螺旋管的顶部为出水口，螺旋盘管（7）的出水口与出水管（13）连接，所述进水螺旋管与出水螺旋管的螺旋方向相同，上下交替设置。本实用新型的积极效果：防止供水管受热变形；实现均匀变形消除热应力；有效防止螺旋管缝隙之间凝结焦油；指示支管及爆破板能够让漏水不泄露到碳化室，并及时发出指示。

Description

一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器

技术领域

本实用新型涉及一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器，属于焦炉荒煤气余热回收技术领域。

背景技术

焦炉上升管荒煤气的温度约为800℃，现有炼焦工艺中荒煤气在桥管段经氨水的喷洒后冷却到80℃，该部分热能没有得到有效利用。上升管荒煤气余热回收对焦化企业节能减排有重要的意义，是国家推广的技术。

现有的插入式换热器存在一些技术问题：一方面，现有的带套筒插入式换热器存在热应力无法有效释放，结构设计不对称，受热后变形不均问题。现有的带套筒插入式换热器给水方式采用下给水时，供水管过长，易造成受热扭曲变形。无法有效地释放热应力和不合理的受热变形，会造成管路漏水，焊缝撕裂后流态导热粉末泄露，最终导致换热器失效。

另一方面，插入式换热器直接放置在上升管内部，与荒煤气直接接触进行热交换，插入式换热器上容易凝结焦油。焦油积聚在螺旋管缝隙之间，一段时间后焦油在插入式换热器上面会越积越多，使荒煤气通道变小，甚至造成上升管堵塞。

最后，插入式换热器还存在水管漏水直接泄露到上升管的问题，现有插入式换热器缺少指示装置，不能在水管发生泄露的时候及时发出指示以被发现。

因此，一种能够防止取热过程中焦油粘结，能有效地释放热应力，热变形均匀对称，没有较大扭曲，不会对结构造成热变形破坏；并且结焦后表面附着力较小，易于清洁；一旦换热器发生漏水，能够让漏水不泄露到碳化室，并及时发出指示的插入式换热器尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器，采用上给水方式，即给水分水包和回水分水包放置在螺旋盘管上端，换热器上部温度较低，较短的供水管不会因热变形产生扭曲。底部的螺旋管弯头在圆周方向对称布置的管路能有效减少不平衡的热变形，实现均匀变形，螺旋盘管处于游动状态，能够在受热后自由变形，消除热应力；通过在螺旋管外侧包裹内外筒，并在内外筒壁烧结金属陶瓷釉，光滑低附着力的筒壁，能有效防止焦油粘结；在换热器上部设置指示支管及爆破板，指示支管连接由内外筒体组成的封闭空间，螺旋盘管发生泄露后，气液混合物能沿指示支管排出，并冲破爆破板，起到指示的作用，解决背景技术存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：

一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器，包含游动设置在外筒体和内筒体所形成的密闭空间内的螺旋盘管，螺旋盘管由进水螺旋管、出水螺旋管和弯头组成，进水螺旋管为螺旋向下设置的管段，进水螺旋管的顶部为进水口，进水口与入水管下端联通，进水螺旋管的底部通过弯头与出水螺旋管底部联通，出水螺旋管为螺旋向上设置的管段，出水螺旋管的顶部为出水口，螺旋盘管的出水口与出水管连接，所述进水螺旋管与出水螺旋管的螺旋方向相同，上下交替设置；所述入水管和出水管均设置在水封盘支座上，在水封盘支座上还设有指示支管，指示支管底部与内筒体和外筒体形成的密闭空间联通，指示支管顶部焊接有法兰一，爆破板置于法兰一和法兰二之间，通过紧固件固定，从而将密闭空间密封。

优选地，所述螺旋盘管由若干个螺旋管并联组成，每个螺旋管的结构均相同，均由进水螺旋管、出水螺旋管和弯头组成；多个螺旋管从上至下交替设置，若干个螺旋管的弯头沿圆周方向均匀布置，每个螺旋管的进水螺旋管的进水口均通过给水分水包与入水管连接，每个螺旋管的出水螺旋管的出水口均通过回水分水包与出水管连接。

优选地，所述入水管和出水管外分别套设有入水套管和出水套管。

优选地，为了加强入水套管和出水套管和指示支管之间的强度，避免入水套管和出水套管和指示支管晃动，在入水套管和出水套管和指示支管之间安装加强支架，加强支架由上三角形支架、下三角形支架和三根斜支撑架组成，上三角形支架的三个角分别固定在入水套管和出水套管和指示支管上部外壁的内侧面，下三角形支架的三个角分别固定在入水套管和出水套管和指示支管下部外壁的内侧面；三根斜支撑架的上下两端分别连接在上三角形支架和下三角形支架的错开的两个角上。

优选地，为了避免焦油积聚在螺旋管缝隙，在所述外筒体和内筒体的筒壁上涂覆有金属陶瓷釉，金属陶瓷釉光滑平整，防止焦油粘结。

优选地，所述外筒体和内筒体所形成的密闭空间内充满流态导热粉末，流态导热粉末具有较好流动性和导热性能。在内筒体、外筒体及螺旋盘管受热发生热变形后，流态导热粉末能够快速流动，自动填充热变形产生的间隙，保证传热效率。

优选地，所述指示支管内部设有流态导热粉末，与密闭空间内的流态导热粉末相混合，能够补偿螺旋盘管之间的间隙。

优选地，所述外筒体和内筒体为内外设置的双套筒结构，双套筒结构的上端环形面和下端环形面通过上密封圈和下密封圈密封，形成密闭空间。

优选地，所述入水套管、出水套管和指示支管均为90度弯管，入水套管、出水套管和指示支管的上部分别固定在水封盘支座上，入水套管、出水套管和指示支管的下部分别与内筒体和外筒体焊接，方便安装入水管出水管、出水套管和指示支管。

优选地，所述爆破板为薄铝板或石棉板，保证密封性和易于爆破。

本实用新型的积极效果：采用上给水方式，防止供水管受热变形；螺旋盘管的弯头在圆周方向均匀布置能有效减少不平衡的热变形，实现均匀变形，同时螺旋盘管处于游动状态，能够在受热后自由变形，消除热应力；金属陶瓷釉的设置能够有效防止螺旋管缝隙之间凝结焦油；指示支管及爆破板能够让漏水不泄露到碳化室，并及时发出指示。

附图说明

图1为本实用新型实施例安装结构示意图；

图2为本实用新型实施例结构示意图；

图3为本实用新型实施例轴测图；

图4为本实用新型实施例热装器内部结构示意图；

图5为本实用新型实施例剖视结构示意图；

图6为图的I处放大图；

图中：换热器001、上升管002、上升管盖003、外筒体1、内筒体2、上密封圈3、下密封圈 4、加强支架5、上三角形支架51、下三角形支架52、斜支撑架53、水封盘支座6、螺旋盘管7、螺旋管一701、螺旋管二702、弯头一703、螺旋管三704、螺旋管四705、弯头二706、螺旋管五707、螺旋管六708、弯头三709、供水法兰8、入水管9、入水套管10、给水分水包11、出水法兰12、出水管13、出水套管14、回水分水包15、指示支管16、法兰一17、爆破板18、法兰二19、紧固件20、流态导热粉末21。

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：

结合附图1-6，本实施例中，本实用新型换热器001安装到上升管002内，上升管002的顶部设有上升管盖003。所述管换热器001插入到上升管002内部，水封盘支座6安装于上升管法兰和上升管盖法兰之间，通过螺栓固定。高温烟气流经换热器的外筒体1和内筒体2，与螺旋盘管内的循环水进行热交换，循环水吸热后形成汽水混合物，最终进入系统汽包。

所述螺旋盘管7均匀缠绕在内筒体2外壁上，与内筒体紧密贴合，外筒体1包裹在螺旋盘管7外部。所述外筒体1和内筒体2的筒壁上涂覆有金属陶瓷釉，避免螺旋管缝隙之间凝结焦油。金属陶瓷釉的热膨胀系数与内筒体和外筒体内壁材质相近。外筒体1与内筒体2同心布置，在内筒体1与外筒体2的上下两端，焊接有上密封圈3和下密封圈4，形成一个密闭空间。所述下密封圈为圆钢焊接的圆环。所述螺旋盘管7置于该密闭空间之中，周围填充流态导热粉末21。上升管001内荒煤气流经外筒体1和内筒体2时，热量经外筒体1和内筒体2传递给流态导热粉末21，最终传递给螺旋盘管7内的循环水。所述螺旋盘管7在密闭空间内处于游动状态，能够在受热后自由变形，释放热应力。

所述流态导热粉末21为粒度50-300目，具有较好流动性和导热性能。

所述螺旋盘管7采用三个或四个等多个螺旋管并联组成。本实施中，所述螺旋盘管7由三个螺旋管并联组成，三个螺旋管从上至下交替设置。

三个螺旋管的结构相同，均由进水螺旋管、出水螺旋管和弯头组成，三个螺旋管的进水螺旋管与回水螺旋管均在底部交汇，并用相应的弯头连接，三个弯头在圆周方向均匀布置。三个螺旋管的进水螺旋管的进水口均通过给水分水包与入水管连接，三个螺旋管的出水螺旋管的出水口均通过回水分水包与出水管连接，整体形成并联水路。

具体为：三股分别螺旋盘管7为螺旋盘管A、螺旋盘管B和螺旋盘管C，螺旋盘管A、螺旋盘管B和螺旋盘管C的螺旋方向相同，且从上至下交替设置。螺旋盘管A、螺旋盘管B和螺旋盘管C的进水螺旋管分别为螺旋管一701、螺旋管三704和螺旋管五707，螺旋盘管A、螺旋盘管B和螺旋盘管C的出水段分别为螺旋管二702、螺旋管四705和螺旋管六708，螺旋管一701和螺旋管二702下部通过弯头一703连接，螺旋管三704和螺旋管四705下部通过弯头二706连接，螺旋管五707和螺旋管六708下部通过弯头三709连接。弯头一703、弯头二706和弯头三709相隔120度设置。螺旋管一701、螺旋管三704和螺旋管五707上部依次与给水分水包11、入水管9和供水法兰8连接，入水管9外部设置有入水套管10；螺旋管二702、螺旋管四705和螺旋管六708上部依次与回水分水包15、出水管13和出水法兰12连接，出水管13外部设置有出水套管14。

所述指示支管下部与内筒体和外筒体形成的密闭空间联通，指示支管上端焊接有法兰一，爆破板置于法兰一和法兰二之间，通过紧固件固定，从而将密闭空间密封。一旦螺旋盘管发生泄露，高压汽水混合物回冲破爆破板，避免流入上升管内，同时起到指示作用。实施指示支管16内填充一定数量的流态导热粉末21，与密闭空间内的流态导热粉末21相混合，能够补偿螺旋盘管之间的间隙。所述爆破板18为薄铝板或石棉板。

所述入水套管、出水套管，指示支管均为90度弯管，之间通过加强支架连接，上部分别固定在水封盘支座上，下部与内筒体和外筒体焊接，形成一个整体。螺旋盘管7、入水管9和出水管13呈整体结构吊在水封盘支座6上且不受约束，能自由释放热应力。

所述加强支架5由上三角形支架51、下三角形支架52和三根斜支撑架53组成，上三角形支架51的三个角分别固定在入水套管10和出水套管14和指示支管16上部外壁的内侧面，下三角形支架52的三个角分别固定在入水套管10和出水套管14和指示支管16下部外壁的内侧面；三根斜支撑架53的上下两端分别连接在上三角形支架51和下三角形支架52的错开的两个角上。

Claims (10)

1.一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器，其特征在于：包含游动设置在外筒体（1）和内筒体（2）所形成的密闭空间内的螺旋盘管（7），螺旋盘管（7）由进水螺旋管、出水螺旋管和弯头组成，进水螺旋管为螺旋向下设置的管段，进水螺旋管的顶部为进水口，进水口与入水管（9）下端联通，进水螺旋管的底部通过弯头与出水螺旋管底部联通，出水螺旋管为螺旋向上设置的管段，出水螺旋管的顶部为出水口，螺旋盘管（7）的出水口与出水管（13）连接，所述进水螺旋管与出水螺旋管的螺旋方向相同，上下交替设置；所述入水管（9）和出水管（13）均设置在水封盘支座（6）上，在水封盘支座（6）上还设有指示支管（16），指示支管（16）底部与内筒体（2）和外筒体（1）形成的密闭空间联通，指示支管（16）顶部焊接有法兰一（17），爆破板（18）置于法兰一（17）和法兰二（19）之间，通过紧固件（20）固定，从而将密闭空间密封。

2.根据权利要求1所述的一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器，其特征在于：所述螺旋盘管（7）由若干个螺旋管并联组成，每个螺旋管的结构均相同，均由进水螺旋管、出水螺旋管和弯头组成；多个螺旋管从上至下交替设置，若干个螺旋管的弯头沿圆周方向均匀布置，每个螺旋管的进水螺旋管的进水口均通过给水分水包（11）与入水管（9）连接，每个螺旋管的出水螺旋管的出水口均通过回水分水包（15）与出水管（13）连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器，其特征在于：所述入水管（9）和出水管（13）外分别套设有入水套管（10）和出水套管（14）。

4.根据权利要求3所述的一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器，其特征在于：所述入水套管（10）和出水套管（14）和指示支管（16）之间设有加强支架（5），加强支架（5）由上三角形支架（51）、下三角形支架（52）和三根斜支撑架（53）组成，上三角形支架（51）的三个角分别固定在入水套管（10）和出水套管（14）和指示支管（16）上部外壁的内侧面，下三角形支架（52）的三个角分别固定在入水套管（10）和出水套管（14）和指示支管（16）下部外壁的内侧面；三根斜支撑架（53）的上下两端分别连接在上三角形支架（51）和下三角形支架（52）的错开的两个角上。

5.根据权利要求1或2所述的一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器，其特征在于：所述外筒体（1）和内筒体（2）的筒壁上涂覆有金属陶瓷釉。

6.根据权利要求1或2所述的一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器，其特征在于：所述外筒体（1）和内筒体（2）所形成的密闭空间内充满流态导热粉末（21）。

7.根据权利要求6所述的一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器，其特征在于：所述指示支管（16）内部设有流态导热粉末（21），与密闭空间内的流态导热粉末（21）相混合。

8.根据权利要求1或2所述的一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器，其特征在于：所述外筒体（1）和内筒体（2）为内外设置的双套筒结构，双套筒结构的上端环形面和下端环形面通过上密封圈（3）和下密封圈（4）密封。

9.根据权利要求3所述的一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器，其特征在于：所述入水套管（10）、出水套管（14）和指示支管（16）均为90度弯管，入水套管（10）、出水套管（14）和指示支管（16）的上部分别固定在水封盘支座（6）上，入水套管（10）、出水套管（14）和指示支管（16）的下部分别与内筒体（2）和外筒体（1）焊接。

10.根据权利要求1或2所述的一种焦炉上升管上给水插入式套筒衬釉换热装器，其特征在于：所述爆破板（18）为薄铝板或石棉板。

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