CN220300875U - 模块化电解槽壳 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电解槽生产技术领域，涉及一种模块化电解槽壳，包括底板，底板两端和两侧分别连接端板和侧板；底板两端和两侧分别固定连接有端部底法兰和侧部底法兰；端板底端固定连接有端部上法兰，端板两侧分别固定有端部侧法兰，侧板底端固定有侧部上法兰，侧板两端分别固定有侧部端法兰，端部底法兰与端部上法兰通过螺栓固定连接，侧部上法兰和侧部底法兰通过螺栓固定连接；端部侧法兰与侧部端法兰通过螺栓固定连接。本实用新型的各部分采用预制完成，运输到现场后直接进行预制件快速组装就可以，不需要施工现场进行大量焊接，施工效率高，因焊接产生的变形小，装备后的槽壳质量高，延长了电解槽的使用寿命。

Description

模块化电解槽壳

技术领域

本实用新型涉及一种模块化电解槽壳，属于电解槽生产技术领域。

背景技术

电解槽槽壳的制作包括槽壳制作、摇篮架制作及底梁的制作，其中尤以槽壳制作最为关键，由于槽壳外形尺寸较大，要求精度高，焊接量大，焊缝集中，施工效率低；且在制作过程中槽壳易产生变形，受现场施工环境的限制，不易实现变形控制，因此会直接影响以后各分项工程的质量及电解槽的使用寿命，因此必须采取一定的措施，确保达到设计要求。专利CN200910090092.6所述的组装式电解槽，虽然能够实现一定的模块化批量生产，但其主要是氢氧发生器电解水的工作，不太适用于电解铝的等大型电解槽。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种模块化电解槽壳，该模块化电解槽壳的各部分采用预制完成，运输到现场后直接进行预制件快速组装就可以，不需要施工现场进行大量焊接，施工效率高，因焊接产生的变形小，装备后的槽壳质量高，延长了电解槽的使用寿命。

本实用新型所述的模块化电解槽壳，包括底板，底板两端和两侧分别连接端板和侧板；底板两端和两侧分别固定连接有端部底法兰和侧部底法兰；端板底端固定连接有端部上法兰，端板两侧分别固定有端部侧法兰，侧板底端固定有侧部上法兰，侧板两端分别固定有侧部端法兰，端部底法兰与端部上法兰通过螺栓固定连接，侧部上法兰和侧部底法兰通过螺栓固定连接；端部侧法兰与侧部端法兰通过螺栓固定连接。

底板、两块端板和两块侧板都预先在工厂内加工完成；在工厂标准化流水施工时，底板完成与端部底法兰和侧部底法兰的焊接固定，端板完成与端部侧法兰和端部上法兰的焊接固定，侧板完成与侧部上法兰和侧部端法兰的焊接固定，在工厂标准化施工时，可以有充足的时间和空间来控制制作变形和安装尺寸，实现标准化、模块化的生产；制作阶段采取流水作业组织施工，采用自动化设备进行切割下料，保证制作尺寸的准确、规整；利用自动化的除锈、喷刷设备保证施工的高环保要求；设备进行拼装采用工装夹持、利用自动化焊接预制焊接保证备件的制作尺寸及减少焊接变形；分模块进行整形和热处理保证尺寸的统一和规范，重要部位可以增加加工保证合装尺寸；分模块进行预装配检验备件的制作精度，保证整体设备制作质量。底板最多允许四块板拼接，板拼接时为了防止变形可采用埋弧自动焊焊接，焊接顺序：应先对端头两条横焊缝同时进行施焊，再对长缝进行施焊，横焊缝处组对时应避开摇栏架安装位置。

各部件运送到施工现场后，各相应法兰之间通过绞孔螺栓定位或者高强螺栓的方式紧固，安装过程简单高效，对现场的其他施工不造成影响，且各部件均标准化，生产过程中可由专业队伍严格遵循流等条件进行控制，焊接过程变形小，且螺栓组装装备过程中不易发生变形，较好的保证了槽壳质量，延长了电解槽的使用寿命。

优选的，所述的侧板包括侧立板和斜侧板，斜侧板位于侧立板下方，且斜侧板顶端与侧立板底端焊接固定，斜侧板与底板、斜侧板与侧立板均成夹角设置；侧部上法兰与斜侧板底端固定连接，侧部端法兰包括侧部立法兰和斜侧立法兰，侧部立法兰和斜侧立法兰分别与侧立板和斜侧板固定连接。侧立板和斜侧板在工厂的严格控制下完成焊接，焊接变形小；斜侧板与底板、斜侧板与侧立板均成夹角设置，有效避免直角焊接产生的焊接应力集中、焊接变形及焊接残余应力较大。端部侧法兰包括端部立法兰和端部斜法兰，端部立法兰和端部斜法兰分别对应与侧部立法兰和斜侧立法兰连接固定。

优选的，所述的斜侧板与底板之间的夹角为125°-140°，本夹角由斜侧板整体胎折而成，斜侧板底部弯折部分与侧部上法兰固定连接，减少斜侧板与底板的焊接变形和焊接应力，保证槽体的整体刚度，减少工件中焊接残余应力存在(这种应力就是导致时效变形和时效裂纹的原因)，也保证槽体的高温变形强度，减少槽体局部的尖点应力，减少槽壳漏料的可能和检修清理的方便。

优选的，所述的端板两端各自围成1/4周长圆弧，在槽两端没有使端板与侧板通过角焊缝固定，由于如果端板两端由角焊缝构成的接头,其应力分布很不均匀，它不是理想的结构接头形式,在动载时尤其应避免采用，应力分布沿角焊缝截面是不均匀的，截面越大,应力分布不均匀的程度越大，故大截面的角焊缝承载能力低。而焊接材料与工时消耗却随焊脚尺寸成平方地增加。

优选的，所述的底板底面和端板外表面分别固定连接加固型钢，增加槽体的强度，保证槽体的整体刚度，使槽体增加在长期高温状态增加使用寿命，也增加槽体的外表散热面积，增加槽体的高温蠕变能力残余应力存在于工件中，这种应力就是导致时效变形和时效裂纹的原因。

优选的，所述的端板和侧板顶端分别固定连接有外沿板，用于配合安装电解槽的其他部件。

优选的，所述的端部底法兰与端部上法兰之间、侧部上法兰和侧部底法兰之间、端部侧法兰与侧部端法兰之间均设置有基准铰孔螺栓和绝缘隔热垫片，绝缘、隔热的高强度垫片保证槽体整体尺寸在组装公差范围内，各段槽体局部隔热和绝缘使用。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：

(1)各部分分别采用模块化、规模化、标准化等预制完成，生产过程中可由专业队伍严格遵循流等条件进行控制，易于实现自动化，焊接结构的接头种类少，采用的焊接方法种类少，接头尺寸单一，施工时的可达性好，包括焊接时的可达性和焊接完成后的可检验性，施焊性好等等，预制的槽壳质量优良率得到保证，生产效率大大提高，适合应用于电解铝等大型设备；

(2)降低了安全隐患，预制的电解槽壳各部分运输到现场后，进行安装装配，避免现场的测量、装配、加固、大工作量大电流高难度的焊接施工，大大提高了工程质量并降低了安全隐患；

(3)提高生产效率，预制的电解槽壳可以与现场土建施工同步，且省掉了现场低效相应的施工流程，大大提高了时间利用率，使项目的施工工期缩短，增加投资回报率；

(4)降低人力成本，由于采用电解槽壳预制工厂化施工，现场装配施工，机械化程度均较高，减少现场施工及管理人员数量且可以使用较低技术素质的施工人员；节省了人工费，提高了劳动生产率；

(5)节能环保，减少污染，预制制作循环经济特征显著，由于采用可循环使用定型胎具，且由于电解槽构件在工厂生产，现场焊接施工作业少，大大减少了噪声和烟尘，对环境影响较小；

(6)各部分本身由于规范化生产而变形较小，且现场组装也不依赖于焊接固定，减少焊接引起的应力集中和焊接变形，使高温工作状态槽体形状稳定，不会出现变形漏料的情况，槽壳高温工作的质量高，延长了电解槽的使用寿命。

附图说明

图1是模块化电解槽壳主视图；

图2是模块化电解槽壳俯视图(局部)；

图3是图1中A局部放大图；

图4是图1中B局部放大图。

图中：1、底板；2、端部底法兰；3、绝缘隔热垫片；4、端部上法兰；5、斜侧立法兰；6、侧部立法兰；7、外沿板；8、螺栓；9、加固型钢；10、端部立法兰；11、端部斜法兰；12、斜侧板；13、侧部上法兰；14、侧部底法兰；15、侧立板；16、端板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

如图1-图4，本实用新型所述的模块化电解槽壳，包括底板1，底板1两端和两侧分别连接端板16和侧板；底板1两端和两侧分别固定连接有端部底法兰2和侧部底法兰14；端板16底端固定连接有端部上法兰4，端板16两侧分别固定有端部侧法兰，侧板底端固定有侧部上法兰13，侧板两端分别固定有侧部端法兰，端部底法兰2与端部上法兰4通过螺栓8固定连接，侧部上法兰13和侧部底法兰14通过螺栓8固定连接；端部侧法兰与侧部端法兰通过螺栓8固定连接。

本实施例中：

侧板包括侧立板15和斜侧板12，斜侧板12位于侧立板15下方，且斜侧板12顶端与侧立板15底端焊接固定，斜侧板12与底板1、斜侧板12与侧立板15均成夹角设置；侧部上法兰13与斜侧板12底端固定连接，侧部端法兰包括侧部立法兰6和斜侧立法兰5，侧部立法兰6和斜侧立法兰5分别与侧立板15和斜侧板12固定连接。

侧立板15和斜侧板12在工厂的严格控制下完成焊接，焊接变形小；斜侧板12与底板1、斜侧板12与侧立板15均成夹角设置，有效避免直角焊接产生的焊接应力集中、焊接变形及焊接残余应力较大。端部侧法兰包括端部立法兰10和端部斜法兰11，端部立法兰10和端部斜法兰11分别对应与侧部立法兰6和斜侧立法兰5连接固定。

斜侧板12与底板1之间的夹角为125°-140°，本夹角由斜侧板12整体胎折而成，斜侧板12底部弯折部分与侧部上法兰13固定连接，减少斜侧板12与底板1的焊接变形和焊接应力，保证槽体的整体刚度，减少工件中焊接残余应力存在(这种应力就是导致时效变形和时效裂纹的原因)，也保证槽体的高温变形强度，减少槽体局部的尖点应力，减少槽壳漏料的可能和检修清理的方便。

端板16两端各自围成1/4周长圆弧，在槽两端没有使端板16与侧板通过角焊缝固定，由于如果端板16两端由角焊缝构成的接头，其应力分布很不均匀，它不是理想的结构接头形式,在动载时尤其应避免采用，应力分布沿角焊缝截面是不均匀的，截面越大,应力分布不均匀的程度越大，故大截面的角焊缝承载能力低。而焊接材料与工时消耗却随焊脚尺寸成平方地增加。

底板1底面和端板16外表面分别固定连接加固型钢9，增加槽体的强度，保证槽体的整体刚度，使槽体增加在长期高温状态增加使用寿命，也增加槽体的外表散热面积，增加槽体的高温蠕变能力残余应力存在于工件中，这种应力就是导致时效变形和时效裂纹的原因。

端板16和侧板顶端分别固定连接有外沿板7，用于配合安装电解槽的其他部件。

端部底法兰2与端部上法兰4之间、侧部上法兰4和侧部底法兰14之间、端部侧法兰与侧部端法兰之间均设置有基准铰孔螺栓和绝缘隔热垫片，绝缘、隔热的高强度垫片保证槽体整体尺寸在组装公差范围内，各段槽体局部隔热和绝缘使用。

底板1、两块端板16和两块侧板都预先在工厂内加工完成；在工厂标准化流水施工时，底板1完成与端部底法兰2和侧部底法兰14的焊接固定，端板16完成与端部侧法兰和端部上法兰4的焊接固定，侧板完成与侧部上法兰13和侧部端法兰的焊接固定，在工厂标准化施工时，可以有充足的时间和空间来控制制作变形和安装尺寸，实现标准化、模块化的生产。

制作阶段采取流水作业组织施工，采用自动化设备进行切割下料，保证制作尺寸的准确、规整；利用自动化的除锈、喷刷设备保证施工的高环保要求；设备进行拼装采用工装夹持、利用自动化焊接预制焊接保证备件的制作尺寸及减少焊接变形。

分模块进行整形和热处理保证尺寸的统一和规范，重要部位可以增加加工保证合装尺寸；分模块进行预装配检验备件的制作精度，保证整体设备制作质量。

底板1最多允许四块板拼接，板拼接时为了防止变形可采用埋弧自动焊焊接，焊接顺序：应先对端头两条横焊缝同时进行施焊，再对长缝进行施焊，横焊缝处组对时应避开摇栏架安装位置；底板1的焊接采用双面焊接，逐面进行施焊，由于底板1外形尺寸过大，为防止在翻转过程中的变形，应采用底板1翻转胎进行翻转。

各部件运送到施工现场后，各相应法兰之间通过绞孔螺栓8定位或者高强螺栓8的方式紧固，安装过程简单高效，对现场的其他施工不造成影响，且各部件均标准化，生产过程中可由专业队伍严格遵循流等条件进行控制，焊接过程变形小，避免了焊接产生的应力变形，减少焊接残余应力，装备后的槽壳质量高，且螺栓8组装装备过程中不易发生变形，较好的保证了槽壳质量，保证槽壳的高温尺寸的稳定性，保证槽内衬高温状况的结构强度，延长了电解槽的使用寿命。

槽壳外部焊接散热片，采用预加工的薄板型钢，增加散热面积、增加强度和减轻设备重量；槽壳底部也采用预制型钢，保证强度减轻重量。

Claims (7)

1.一种模块化电解槽壳，其特征在于：包括底板(1)，底板(1)两端和两侧分别连接端板(16)和侧板；底板(1)两端和两侧分别固定连接有端部底法兰(2)和侧部底法兰(14)；端板(16)底端固定连接有端部上法兰(4)，端板(16)两侧分别固定有端部侧法兰，侧板底端固定有侧部上法兰(13)，侧板两端分别固定有侧部端法兰，端部底法兰(2)与端部上法兰(4)通过螺栓(8)固定连接，侧部上法兰(13)和侧部底法兰(14)通过螺栓(8)固定连接；端部侧法兰与侧部端法兰通过螺栓(8)固定连接。

2.根据权利要求1所述的模块化电解槽壳，其特征在于：侧板包括侧立板(15)和斜侧板(12)，斜侧板(12)位于侧立板(15)下方，且斜侧板(12)顶端与侧立板(15)底端焊接固定，斜侧板(12)与底板(1)、斜侧板(12)与侧立板(15)均成夹角设置；侧部上法兰(13)与斜侧板(12)底端固定连接，侧部端法兰包括侧部立法兰(6)和斜侧立法兰(5)，侧部立法兰(6)和斜侧立法兰(5)分别与侧立板(15)和斜侧板(12)固定连接。

3.根据权利要求2所述的模块化电解槽壳，其特征在于：斜侧板(12)与底板(1)之间的夹角为125°-140°。

4.根据权利要求1所述的模块化电解槽壳，其特征在于：端板(16)两端各自围成1/4周长圆弧。

5.根据权利要求1所述的模块化电解槽壳，其特征在于：底板(1)底面和端板(16)外表面分别固定连接加固型钢(9)。

6.根据权利要求1所述的模块化电解槽壳，其特征在于：端板(16)和侧板顶端分别固定连接有外沿板(7)。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的模块化电解槽壳，其特征在于：端部底法兰(2)与端部上法兰(4)之间、侧部上法兰(13)和侧部底法兰(14)之间、端部侧法兰与侧部端法兰之间均设置有绝缘隔热垫片(3)。