一种分腔水室夹套式上升管换热器的制作方法

1.本实用新型涉及上升管换热器领域，更具体地说，涉及一种分腔水室夹套式上升管换热器。


背景技术：

2.传统荒煤气余热回收最主要的设备是上升管换热器，目前上升管换热器常用的结构形式有夹套式和盘管式两种。其中夹套式上升管换热器，由于结构简单、制作方便、内筒内壁与荒煤气直接换热，换热效率高且不受时限延长换热效率衰减、寿命长等优点，得到广泛使用。但是普通夹套式结构由于直接承受水汽压力，承压能力一般，平时只适合于生产1.6mpa以下的低压饱和蒸汽；在生产过热蒸汽时，由于在温度高于300℃以上时，钢材的屈服强度急剧下降，在低压状况下，也容易鼓包变形，因此也不适合生产高于300℃的过热蒸汽。随着低压饱和蒸汽逐渐过剩，生产中压蒸汽和过热蒸汽等更高品质蒸汽的需求越来越多。为了适应不同用户需求，提高蒸汽品质，需要研发了一种更加耐温耐压的新型夹套式上升管换热器。


技术实现要素：

3.1.实用新型要解决的技术问题
4.本实用新型的目的在于克服现有夹套式上升管换热器承压能力差，耐高温能力差等问题，提供一种分腔水室夹套式上升管换热器，采用本实用新型的技术方案，在内筒外壁上套设分腔夹套，在分腔夹套内设置夹套隔板，通过夹套隔板将分腔夹套分隔成若干组垂直水室通道，将水流通道分隔成了若干个小通道，将受压单位化整为零，夹套隔板一体成型焊接在内筒外壁上，增加了内筒的有效换热面积，提高了产气率，采用上述的上升管换热器设计，通过合理的结构设计，增强了耐压能力，提高了换热效率。
5.2.技术方案
6.为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
7.本实用新型的一种分腔水室夹套式上升管换热器，包括内筒和外筒，所述的内筒和外筒均为空心筒，所述的外筒套设在内筒的外侧，还包括分腔夹套，所述的分腔夹套环绕设置于内筒与外筒之间，所述的分腔夹套由若干个夹套隔板在内筒外壁上分隔形成的若干垂直水室通道构成，每组所述的夹套隔板均呈“⌒”型且夹套隔板一体成型焊接在内筒外壁上，所述的分腔夹套的上端环绕设置有汽水出口腔，所述的分腔夹套的下端环绕设有进水口腔，每组所述的垂直水室通道上下分别与汽水出口腔和进水口腔导通，所述的汽水出口腔的一端设有汽水出口，所述的进水口腔的一端设有进水口。
8.更进一步地，所述的内筒内壁上设有耐高温、耐荒煤气流冲击的纳米涂层。
9.更进一步地，所述的外筒由不锈钢材料制成。
10.更进一步地，所述的夹套隔板外壁上设有纳米隔热材料。
11.更进一步地，所述的夹套隔板和外筒之间还填充有保温材料。
12.更进一步地，所述的汽水出口腔由焊接在内筒上部与夹套隔板上部的上环封构成，所述的进水口腔由焊接在内筒下部与夹套隔板下部的下环封构成。
13.更进一步地，所述的外筒顶部安装有上法兰，所述的外筒底部设有下法兰。
14.3.有益效果
15.采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
16.(1)本实用新型的一种分腔水室夹套式上升管换热器，包括内筒和外筒，内筒和外筒均为空心筒，外筒套设在内筒的外侧，还包括分腔夹套，分腔夹套环绕设置于内筒与外筒之间，分腔夹套由若干个夹套隔板在内筒外壁上分隔形成的若干垂直水室通道构成，每组夹套隔板均呈“⌒”型且夹套隔板一体成型焊接在内筒外壁上，分腔夹套的上端环绕设置有汽水出口腔，分腔夹套的下端环绕设有进水口腔，每组垂直水室通道上下分别与汽水出口腔和进水口腔导通，汽水出口腔的一端设有汽水出口，进水口腔的一端设有进水口。通过上述结构，夹套隔板将分腔夹套分隔成若干组垂直水室通道，将换热介质由整体流入变成分体流入，改善了换热介质在内筒外侧壁的受力，“⌒”型的垂直水室通道能够保证受力更加均匀，进一步提高上升管换热器整体的耐压水平，夹套隔板均匀且一体成型焊接在内筒的外侧壁上，有利于换热介质的充分换热，增加了内筒的有效换热面积，提高换热效率，提高产气率，分腔夹套的上端环绕设置有汽水出口腔，分腔夹套的下端环绕设有进水口腔，仅通过一个进水口和一个汽水出口，就能够完成若干组垂直水室通道的换热，结构简单、使用方便。
17.(2)本实用新型的一种分腔水室夹套式上升管换热器，内筒内壁上设有耐高温、耐荒煤气流冲击的纳米涂层，通过纳米涂层提高内筒的耐高温、耐荒煤气流冲击的能力。
18.(3)本实用新型的一种分腔水室夹套式上升管换热器，外筒由不锈钢材料制成，通过不锈钢材质，减轻上升管换热器的整体重量，同时防止上升管换热器外筒生锈，提高了上升管换热器的使用寿命。
19.(4)本实用新型的一种分腔水室夹套式上升管换热器，夹套隔板外壁上设有纳米隔热材料，通过纳米隔热材料降低上升管周围的环境温度，缓减热量向外传递。
20.(5)本实用新型的一种分腔水室夹套式上升管换热器，夹套隔板和外筒之间还填充有保温材料，通过保温材料进一步减少与内筒外壁换热后的换热介质热量发散。
21.(6)本实用新型的一种分腔水室夹套式上升管换热器，汽水出口腔由焊接在内筒上部与夹套隔板上部的上环封构成，进水口腔由焊接在内筒下部与夹套隔板下部的下环封构成。通过上环封和下环封保证了进水口腔和与汽水出口腔的密封性，增强了进水口腔和与汽水出口腔结构的完整性和可靠性。
22.(7)本实用新型的一种分腔水室夹套式上升管换热器，外筒顶部安装有上法兰，外筒底部设有下法兰，通过上法兰和下法兰保证了上升管换热器进行安装时具有可靠的上下连接结构。
附图说明
23.图1为本实用新型的一种分腔水室夹套式上升管换热器的剖视图；
24.图2为图1中a
‑
a处的剖视图。
25.示意图中的标号说明：
26.1、内筒；1
‑
1、纳米涂层；2、分腔夹套；2
‑
1、夹套隔板；2
‑
2、纳米隔热材料；2
‑
3、垂直水室通道；3、保温材料；4、外筒；5、上环封；6、下环封；7、汽水出口；8、进水口；9、上法兰；10、下法兰；11、汽水出口腔；12、进水口腔。
具体实施方式
27.为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。
28.[实施例]
[0029]
结合图1和图2所示，本实施例的一种分腔水室夹套式上升管换热器，包括内筒1、外筒4和分腔夹套2，内筒1和外筒4均为空心筒，外筒4套设在内筒1的外侧，在内筒1和外筒4之间形成环形夹套，分腔夹套2环绕设置于内筒1与外筒4之间的夹套内，分腔夹套2由若干个夹套隔板2
‑
1在内筒1外壁上分隔形成的若干垂直水室通道2
‑
3构成，每组夹套隔板2
‑
1均呈“⌒”型，且夹套隔板2
‑
1一体成型焊接在内筒1外壁上，各个垂直水室通道2
‑
3相互独立，分腔夹套2的上端环绕设置有汽水出口腔11，分腔夹套2的下端环绕设有进水口腔12，每组垂直水室通道2
‑
3上下分别与汽水出口腔11和进水口腔12导通，汽水出口腔11的一端设有汽水出口7，进水口腔12的一端设有进水口8。汽水出口腔11和进水口腔12均为环形，进水口腔12用于使换热介质在分腔夹套2底部均匀分布，使各个垂直水室通道2
‑
3均匀布水，汽水出口腔11用于使换热介质在分腔夹套2顶部汇集，便于垂直水室通道2
‑
3内换热后的水汽汇集排出。具体地，进水口腔12与汽水出口腔11均采用无缝焊接成型，防止分腔夹套2内流通的换热介质泄露。本实施例中的换热介质优选为除氧水，但不局限于除氧水，还可以是其他类型的优质换热介质。
[0030]
为了提高内筒1的耐高温、耐荒煤气流冲击的能力，在内筒1内壁上设有耐高温、耐荒煤气流冲击的纳米涂层1
‑
1，该耐高温纳米涂层1
‑
1可采用现有涂层材料，在提高内筒1耐高温的同时还可以防结石墨和挂焦油。为了防止上升管换热器外筒4生锈，提高上升管换热器的使用寿命，外筒4优选由不锈钢材料制成，同时，减轻上升管换热器的整体重量。为了降低上升管周围的环境温度，缓减热量向外传递，夹套隔板2
‑
1外壁上设有纳米隔热材料2
‑
2。进一步地，为了减少与内筒1外壁换热后的换热介质热量发散，夹套隔板2
‑
1和外筒4之间还填充有保温材料3。
[0031]
为了保证进水口腔12和汽水出口腔11的密封性，汽水出口腔11由焊接在内筒1上部与夹套隔板2
‑
1上部的上环封5构成，进水口腔12由焊接在内筒1下部与夹套隔板2
‑
1下部的下环封6构成。进水口8伸入外筒4后与下环封6连接，使进水口8与进水口腔12相连通，汽水出口7伸入外筒4后与上环封5连接，使汽水出口7与汽水出口腔11相连通。
[0032]
为了保证上升管换热器进行安装时具有可靠的上下连接结构，外筒4顶部安装有上法兰9，外筒4底部设有下法兰10。
[0033]
本实用新型在上升管换热器的内筒1外壁焊接夹套隔板2
‑
1，将水流通道由整体水夹套式的整体大圆环形，分割成了几十个小通道，将受压单元化整为零，相当于在原有的夹套内增加了数个支撑，改善了上升管换热器的受力条件，增加了内筒1承受压力的能力，具有更强的耐压能力，在同等压力下，可以承受更高的温度，在同温下，可以承受更高的压力，为实现生产中压饱和蒸汽和过热蒸汽创造了条件。由于各个垂直水室通道2
‑
3各自独立，各通道流量不会相互干扰，起到了导流作用，这种结构相比整体水夹套式上升管，水流分布要
更加均匀，达到均匀布水的效果，有利于避免上升管出现局部干烧的情况。焊接的分腔夹套2与内筒1形成一个整体，由于分腔夹套2与内筒1直接相连，各个夹套隔板2
‑
1作用类似于翅片，使得内筒1的有效换热面积有较大增加，从而比普通水夹套式的单内筒要增加更多的吸热面积，因而换热效率更高，提高了产汽率。
[0034]
为了进一步理解本实用新型的技术方案，现结合图1至图2进一步阐述本实用新型的一种分腔水室夹套式上升管换热器的工作原理。
[0035]
工作时，荒煤气从上升管换热器底部进入上升管的内筒1中，沿着上升管的内筒1向上流动，介质水经进水口8进入下环封6内的进水口腔12内，进水口腔12再将介质水导流至分腔夹套2内，介质水通过若干垂直水室通道2
‑
3沿着内筒1外壁向上流动，荒煤气将热量传递给内筒1，内筒1将热量传递给分腔夹套2内的介质水，从而产生高温高压的饱和水与饱和蒸汽，水汽混合物在强制循环泵的作用下进入到上环封5内的汽水出口腔11，通过汽水出口将换热后的水汽混合物输送到外部管道。
[0036]
该分腔水室夹套式上升管换热器，完全可以用于生产中压饱和蒸汽和温度高于300℃的过热蒸汽，提高了换热效率；换热器导流效果好，布水更加均匀，可大大降低局部干烧的现象；增大了换热面积，换热效率更高。
[0037]
以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。