CN220852093U - 立式蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及蒸发器技术领域，尤其涉及一种立式蒸汽发生器。该立式蒸汽发生器包括壳体、换热管、上管板和下管板。壳体具有上开口和下开口，上管板与壳体焊接连接并盖设于上开口，下管板与壳体焊接连接并盖设于下开口；上管板上开设有多个第一安装孔，下管板上开设有多个第二安装孔，第一安装孔与第二安装孔一一对应，换热管穿设在第一安装孔和第二安装孔之间；换热管的管径设置为A，上管板的厚度和下管板的厚度均设置为B，A/B的比值为0.2～3.0之间，B的数值不大于50mm。采用厚度较薄的上管板和下管板，使得上管板和下管板具有一定的挠性，减少管程和壳程的温差应力，避免换热管和上管板、下管板焊缝失效，提高立式蒸汽发生器的安全性。

Description

立式蒸汽发生器

技术领域

本实用新型涉及蒸发器技术领域，尤其涉及一种立式蒸汽发生器。

背景技术

蒸汽发生器由壳体、换热管和管板等零部件组成。换热管(管程)内流通有高温气体；壳体(壳程)内流通有液体(例如水)。由于管程内高温气体的温度远高于壳程内液体的温度，因此，在蒸汽发生器运行时，换热管受热膨胀，难以避免地会在管板和换热管之间产生一定的温差应力，当温差应力达到一定限度时，换热管和管板将会发生松动甚至脱离以及上下管板损坏的现象，从而导致焊缝失效的问题，降低蒸汽发生器的安全性能。

因此，亟需设计一种立式蒸汽发生器，来解决以上技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种立式蒸汽发生器，减少换热管和上管板，以及换热管和下管板之间发生焊缝失效以及上下管板损坏的现象，提高安全性，节约成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种立式蒸汽发生器，包括：壳体、换热管、上管板和下管板；所述壳体具有上开口和下开口，所述上管板与所述壳体焊接连接并盖设于所述上开口，所述下管板与所述壳体焊接连接并盖设于所述下开口；所述上管板上开设有多个第一安装孔，所述下管板上开设有多个第二安装孔，所述第一安装孔与所述第二安装孔一一对应，所述换热管穿设在所述第一安装孔和所述第二安装孔之间；所述换热管的管径设置为A，所述上管板的厚度和所述下管板的厚度均设置为B，A/B的比值为0.2～3.0之间，且B的数值不大于50mm。

作为一种立式蒸汽发生器的可选技术方案，所述换热管设置为多个，且每一个所述换热管均具有上端部和下端部，所述上端部与所述上管板的下表面全焊透，所述下端部与所述下管板的上表面全焊透。

作为一种立式蒸汽发生器的可选技术方案，多个所述换热管等间隔设置。

作为一种立式蒸汽发生器的可选技术方案，所述壳体包括一体成型的第一段、第二段和第三段，所述第二段位于所述第一段和所述第三段之间，所述第一段和所述第三段的内径相等，所述第二段的内径小于所述第一段的内径；所述上管板设置在所述第一段内，所述下管板设置在所述第三段内。

作为一种立式蒸汽发生器的可选技术方案，所述第一段上设置有水汽出口，所述第三段上设置有水汽进口，所述水汽进口和所述水汽出口均连通于所述壳体的壳程。

作为一种立式蒸汽发生器的可选技术方案，所述第一段的顶部还设置有壳程排气口，所述第三段的底部还设置有壳程排污口。

作为一种立式蒸汽发生器的可选技术方案，所述立式蒸汽发生器还包括分配器，所述分配器与所述第一段远离所述第二段的端部焊接连接，所述分配器用于分配管程热介质。

作为一种立式蒸汽发生器的可选技术方案，所述分配器上设置有两个气体进口，且两个所述气体进口关于所述分配器的轴线对称设置。

作为一种立式蒸汽发生器的可选技术方案，所述分配器的顶部还设置有管程排气口。

作为一种立式蒸汽发生器的可选技术方案，所述立式蒸汽发生器还包括封头，所述封头与所述第三段远离所述第二段的端部焊接连接，所述封头上设置有气体出口，所述气体出口连通于所述换热管的管程。

本实用新型的有益效果至少包括：

本实用新型提供一种立式蒸汽发生器，该立式蒸汽发生器包括壳体、换热管、上管板和下管板。其中，壳体具有上开口和下开口，上管板与壳体焊接连接并盖设于上开口，下管板与壳体焊接连接并盖设于下开口；上管板上开设有多个第一安装孔，下管板上开设有多个第二安装孔，第一安装孔与第二安装孔一一对应，换热管穿设在第一安装孔和第二安装孔之间；换热管的管径设置为A，上管板的厚度和下管板的厚度均设置为B，A/B的比值为0.2～3.0之间，且B的数值不大于50mm。通过采用厚度较薄的上管板和下管板，使得上管板和下管板具有一定的挠性，进而使得该立式蒸汽发生器能够减少换热管和上管板，以及换热管和下管板之间发生焊缝失效和上下管板损坏的现象，提高该立式蒸汽发生器的安全性，节约成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的立式蒸汽发生器的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例所提供的立式蒸汽发生器的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例所提供的换热管、上管板和下管板的焊接结构示意图。

附图标记

100、壳体；110、第一段；1101、水汽出口；1102、壳程排气口；120、第二段；130、第三段；1301、水汽进口；1302、壳程排污口；200、换热管；300、上管板；400、下管板；500、分配器；510、气体进口；520、管程排气口；600、封头；610、气体出口。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供一种立式蒸汽发生器，该立式蒸汽发生器能够减少换热管和上管板，以及换热管和下管板之间发生焊缝失效和上下管板损坏的现象，提高立式蒸汽发生器的安全性，节约成本。

如图1-图3所示，在本实施例中，立式蒸汽发生器主要包括壳体100、换热管200、上管板300和下管板400。其中，壳体100具有上开口和下开口，上管板300与壳体100焊接连接并盖设于上开口，下管板400与壳体100焊接连接并盖设于下开口；上管板300上开设有多个第一安装孔，下管板400上开设有多个第二安装孔，第一安装孔与第二安装孔一一对应，换热管200穿设在第一安装孔和第二安装孔之间；换热管200的管径设置为A，上管板300的厚度和下管板400的厚度均设置为B，A/B的比值为0.2～3.0之间，且B的数值不大于50mm。

示例性地，在本实施例中，换热管200的管径A可以设置为54mm，上管板300的厚度B和下管板400的厚度B可以设置为30mm，而传统技术中的管板厚度通常设置为100mm-300mm之间，本实施例中采用厚度较薄的上管板300和下管板400，使得上管板300和下管板400具有一定的挠性，这样在立式蒸汽发生器正常工作时，换热管200的管程内流通有高温工艺气体，壳体100的壳程内流通有温度较低的水汽混合物，换热管200和上管板300、下管板400之间因两者的热膨胀量不同而产生一定的温差应力，此时换热管200会沿其长度方向进行膨胀。由于本实施例中的立式蒸汽发生器采用较薄的上管板300和下管板400，具有一定的挠性，这样在换热管200膨胀的同时，上管板300和下管板400能够发生一定程度的微小变形，进而能够吸收一定的温差应力，从而有利于管程和壳程之间的热补偿。减少了换热管200和上管板300，以及换热管200和下管板400之间发生焊缝失效的现象，提高立式蒸汽发生器的安全性，节约成本。同时，由于上管板300和下管板400的厚度B较薄，这样使得上管板300的两侧，以及下管板400的两侧温差均较小，从而减少上管板300和下管板400发生失效的风险。

当然，本实施例中的上管板300的厚度B和下管板400的厚度B还可以设置为其他尺寸，例如，B的数值设置为20mm、35mm、40mm、50mm等等。只要保证上管板300的厚度B和下管板400的厚度B均较薄，且满足A/B的比值为0.2～3.0之间的尺寸设计均属于本实用新型的保护范畴，此处不再一一赘述。

如图1-图3所示，本实施例中的换热管200设置为多个，且每一个换热管200均具有上端部和下端部，上端部与上管板300的下表面全焊透，下端部与下管板400的上表面全焊透。本实施例采用内孔焊的方式进行焊接，内孔焊不仅具有良好的焊缝强度，还可以消除换热管200与上管板300、下管板400之间的缝隙，从而避免了间隙腐蚀的现象。此外，内孔焊还可以使得焊缝处于水侧的冷却之下，降低焊缝的温度，提高焊缝的可靠性，安全性更高。

进一步地，本实施例中的多个换热管200等间隔设置，提高该立式蒸汽发生器的热效率，避免出现换热死区的现象。多个换热管200的排列形式可为正三角、正方形、转角正三角、转角正方形等排列方式。

如图1-图2所示，在本实施例中，壳体100设置为“哑铃型”。具体而言，壳体100包括一体成型的第一段110、第二段120和第三段130，第二段120位于第一段110和第三段130之间，第一段110和第三段130的内径相等，第二段120的内径小于第一段110的内径；上管板300设置在第一段110内，下管板400设置在第三段130内。通过将壳体100设置为三段式的变径形式，能够大幅度的减小管程和壳程的温差应力，从而起到类似于膨胀节的效果，提高该立式蒸汽发生器的安全性能。

如图1-图2所示，在本实施例中，立式蒸汽发生器还包括分配器500，分配器500与第一段110远离第二段120的端部焊接连接，分配器500用于分配管程热介质。示例性地，本实施例中管程热介质可以设置为裂解气等高温工艺气体。分配器500的设置能够将高温工艺气体均匀地分配到每一根换热管200中，从而提高该立式蒸汽发生器的热效率。需要指出的是，本实施例中的分配器500属于现有技术中的部件，因此，此处对分配器500的细节结构和工作原理不再具体赘述。

如图1-图2所示，在本实施例中，第一段110上设置有水汽出口1101，第三段130上设置有水汽进口1301，水汽进口1301和水汽出口1101均连通于壳体100的壳程，从而有利于壳程内的水汽的流动。第一段110的顶部还设置有壳程排气口1102，第三段130的底部还设置有壳程排污口1302，从而提高该立式蒸汽发生器的安全性能，有利于实际工况的正常运行。

进一步地，本实施例中的分配器500上设置有两个气体进口510，且两个气体进口510关于分配器500的轴线对称设置，高温工艺气体分两路分别从两个气体进口510进入分配器500，提高高温工艺气体流动的均匀性。分配器500的顶部还设置有管程排气口520，提高该立式蒸汽发生器的安全性能。当然，在一些可选的实施方式中，气体进口510还可以设置为1个、3个、4个等数量，此处不再过多赘述。

更进一步地，该立式蒸汽发生器还包括封头600，封头600与第三段130远离第二段120的端部焊接连接，封头600上设置有气体出口610，气体出口610连通于换热管200的管程，从而有利于管程内的高温工艺气体的流动。

需要说明的是，本实施例中的高温工艺气体由上向下(上进下出)走管程；水汽由下向上(下进上出)走壳程，从而实现逆流换热。

显然，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

Claims (10)

1.立式蒸汽发生器，其特征在于，包括：壳体(100)、换热管(200)、上管板(300)和下管板(400)；所述壳体(100)具有上开口和下开口，所述上管板(300)与所述壳体(100)焊接连接并盖设于所述上开口，所述下管板(400)与所述壳体(100)焊接连接并盖设于所述下开口；所述上管板(300)上开设有多个第一安装孔，所述下管板(400)上开设有多个第二安装孔，所述第一安装孔与所述第二安装孔一一对应，所述换热管(200)穿设在所述第一安装孔和所述第二安装孔之间；所述换热管(200)的管径设置为A，所述上管板(300)的厚度和所述下管板(400)的厚度均设置为B，A/B的比值为0.2～3.0之间，且B的数值不大于50mm。

2.根据权利要求1所述的立式蒸汽发生器，其特征在于，所述换热管(200)设置为多个，且每一个所述换热管(200)均具有上端部和下端部，所述上端部与所述上管板(300)的下表面全焊透，所述下端部与所述下管板(400)的上表面全焊透。

3.根据权利要求2所述的立式蒸汽发生器，其特征在于，多个所述换热管(200)等间隔设置。

4.根据权利要求1所述的立式蒸汽发生器，其特征在于，所述壳体(100)包括一体成型的第一段(110)、第二段(120)和第三段(130)，所述第二段(120)位于所述第一段(110)和所述第三段(130)之间，所述第一段(110)和所述第三段(130)的内径相等，所述第二段(120)的内径小于所述第一段(110)的内径；所述上管板(300)设置在所述第一段(110)内，所述下管板(400)设置在所述第三段(130)内。

5.根据权利要求4所述的立式蒸汽发生器，其特征在于，所述第一段(110)上设置有水汽出口(1101)，所述第三段(130)上设置有水汽进口(1301)，所述水汽进口(1301)和所述水汽出口(1101)均连通于所述壳体(100)的壳程。

6.根据权利要求4所述的立式蒸汽发生器，其特征在于，所述第一段(110)的顶部还设置有壳程排气口(1102)，所述第三段(130)的底部还设置有壳程排污口(1302)。

7.根据权利要求4所述的立式蒸汽发生器，其特征在于，所述立式蒸汽发生器还包括分配器(500)，所述分配器(500)与所述第一段(110)远离所述第二段(120)的端部焊接连接，所述分配器(500)用于分配管程热介质。

8.根据权利要求7所述的立式蒸汽发生器，其特征在于，所述分配器(500)上设置有两个气体进口(510)，且两个所述气体进口(510)关于所述分配器(500)的轴线对称设置。

9.根据权利要求7所述的立式蒸汽发生器，其特征在于，所述分配器(500)的顶部还设置有管程排气口(520)。

10.根据权利要求4所述的立式蒸汽发生器，其特征在于，所述立式蒸汽发生器还包括封头(600)，所述封头(600)与所述第三段(130)远离所述第二段(120)的端部焊接连接，所述封头(600)上设置有气体出口(610)，所述气体出口(610)连通于所述换热管(200)的管程。