组合式蒸汽发生过热器的制作方法


本实用新型属于化工技术领域,特别涉及一种在化工装置中为节省能源,将高温气体冷却产生的热量进行回收,回收的热量用于产生蒸汽和过热蒸汽的组合式蒸汽发生过热器。



背景技术:

在现有化工装置中,节省投资、安全运行是设计中需要关注的问题。目前,为了节省能源,通常是将高温气体冷却产生的热量进行回收,回收的热量用于产生蒸汽和过热蒸汽。一般情况下,均是采用两台设备,一台设备用于产生蒸汽,另一台设备用于产生过热蒸汽。

通常这类设备使用工况复杂,工艺条件苛刻(高温、高压),在运行过程中经常会出现换热管与管板焊接接头泄漏、拆卸检修困难等问题。因此是各装置中事故率较高的设备,也是比较受关注的重特大设备。



技术实现要素:

本实用新型的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供了一种能够节省装置的投资,减少泄漏点,减少热量损失,有效保障设备安全的组合式蒸汽发生过热器。

本实用新型的技术方案是这样实现的:组合式蒸汽发生过热器,其特征在于:包括管箱、蒸汽发生器以及蒸汽过热器,在所述管箱内设置有第一管板,所述管箱通过第二管板与蒸汽发生器的一端连接,所述蒸汽发生器的另一端与蒸汽过热器连接,在所述蒸汽发生器与蒸汽过热器连接处设置有第三管板,所述第一管板与导流管的进气口端连接,所述导流管的出气口端穿过第二管板和第三管板,并延伸至蒸汽过热器内,在所述导流管外周套接有换热管,所述换热管与导流管之间形成环隙,所述换热管的开口端与第二管板连接,所述换热管的封头端穿过第三管板,并延伸至蒸汽过热器内,所述导流管的进气口端与换热管的封头端间隙配合,在所述管箱上设置有工艺介质入口接管和工艺介质出口接管,所述工艺介质入口接管与导流管连通,所述工艺介质出口接管与环隙连通,在所述蒸汽发生器上设置有与蒸汽发生器的壳程连通的锅炉水入口和蒸汽出口,在所述蒸汽过热器上设置有与蒸汽过热器的壳程连通的蒸汽入口和过热蒸汽出口,所述蒸汽发生器的蒸汽出口通过管路与蒸汽过热器的蒸汽入口连接。

本实用新型所述的组合式蒸汽发生过热器,其在所述导流管外周套接有隔热管,所述隔热管设置在导流管与换热管之间,所述隔热管一端位于第一管板与第二管板之间且焊接在导流管上,其另一端敞开,所述导流管、换热管以及隔热管均为一端固定,另一端自由膨胀。

本实用新型所述的组合式蒸汽发生过热器,其所述导流管与隔热管之间有一定间隙,所述隔热管通过设置在换热管与隔热管之间的定位块进行定位并固定,所述换热管通过蒸汽发生器的支撑板和蒸汽过热器的折流板进行支撑固定。

本实用新型所述的组合式蒸汽发生过热器,其所述第一管板与管箱内的管箱衬筒连接,所述工艺介质入口接管通过管箱衬筒与导流管连接,所述管箱衬筒与第一管板将进口高温合成气与换热后的低温合成气分隔,所述第一管板与导流管的进气口端连接固定,所述导流管的出气口端自由膨胀。

本实用新型所述的组合式蒸汽发生过热器,其所述导流管与第一管板上的堵头焊接,所述堵头通过垫圈与第一管板密封,所述堵头端部设置有第一螺塞,所述第一螺塞将堵头压紧在第一管板上。

本实用新型所述的组合式蒸汽发生过热器,其所述第二管板用于将管箱与蒸汽发生器的壳程分开,所述第二管板与换热管的开口端连接固定,所述换热管的另一端采用椭圆封头密封且自由膨胀。

本实用新型所述的组合式蒸汽发生过热器,其所述第三管板用于将蒸汽发生器中的蒸汽与蒸汽过热器中的过热蒸汽分隔,所述换热管通过第三管板从蒸汽发生器进入到蒸汽过热器中。

本实用新型所述的组合式蒸汽发生过热器,其在所述第三管板与换热管之间设置有O型密封圈,所述O型密封圈通过第二螺塞压紧。

本实用新型所述的组合式蒸汽发生过热器,其所述第三管板周边通过衬筒与蒸汽过热器的筒体焊接。

本实用新型将两台设备组合成一台设备,通过三管板连接的结构形式使合成气在一台设备内换热产生蒸汽和过热蒸汽,省去了两个高温、高压管箱和连接接头,减少了多个可能的泄漏点,同时省去了两台设备之间的高压、高温管线,节省了设备的投资,布置也更加紧凑,其主要结构成功的在多个大中型合成氨项目中得到应用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中套管式换热管的结构示意图。

图3是本实用新型中导流管与第一管板的连接结构示意图。

图4是本实用新型中换热管与第二管板的连接结构示意图。

图5是本实用新型中换热管穿过第三管板处的结构示意图。

图6是本实用新型中第三管板与蒸汽过热器连接处的结构示意图。

图中标记:1为管箱,2为蒸汽发生器,3为蒸汽过热器,4为第一管板,5为第二管板,6为第三管板,7为导流管,8为换热管,9为工艺介质入口接管,10为工艺介质出口接管,11为环隙,12为锅炉水入口,13为蒸汽出口,14为蒸汽入口,15为过热蒸汽出口,16为隔热管,17为支撑板,18为折流板,19为管箱衬筒,20为堵头,21为垫圈,22为第一螺塞,23为O型密封圈,24为第二螺塞,25为衬筒,26为定位块。

具体实施方式

下面结合附图,对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

如图1和2所示,一种组合式蒸汽发生过热器,包括管箱1、蒸汽发生器2以及蒸汽过热器3,在所述管箱1内设置有第一管板4,所述管箱1通过第二管板5与蒸汽发生器2的一端连接,所述蒸汽发生器2的另一端与蒸汽过热器3连接,在所述蒸汽发生器2与蒸汽过热器3连接处设置有第三管板6,所述第一管板4与导流管7的进气口端连接,所述导流管7的出气口端穿过第二管板5和第三管板6,并延伸至蒸汽过热器3内,在所述导流管7外周套接有换热管8,所述换热管8与导流管7之间形成环隙11,所述换热管8的开口端与第二管板5连接,所述换热管8的封头端穿过第三管板6,并延伸至蒸汽过热器3内,所述导流管7的进气口端与换热管8的封头端间隙配合,在所述管箱1上设置有工艺介质入口接管9和工艺介质出口接管10,所述第一管板4与管箱1内的管箱衬筒19连接,所述工艺介质入口接管9通过管箱衬筒19与导流管7连接,所述管箱衬筒19与第一管板4将进口高温合成气与换热后的低温合成气分隔,所述第一管板4与导流管7的进气口端连接固定,所述导流管7的出气口端自由膨胀,所述工艺介质入口接管9与导流管7连通,所述工艺介质出口接管10与环隙11连通,在所述蒸汽发生器2上设置有与蒸汽发生器2的壳程连通的锅炉水入口12和蒸汽出口13,在所述蒸汽过热器3上设置有与蒸汽过热器3的壳程连通的蒸汽入口14和过热蒸汽出口15,所述蒸汽发生器2的蒸汽出口13通过管路与蒸汽过热器3的蒸汽入口14连接。

本实用新型出于装置的经济性、布置的合理性以及整个装置的安全性考虑,设计一台组合式设备,将原来的产生蒸汽和过热蒸汽的两台设备组合成一台设备。该设备仅采用一个管箱,通过套管式换热管和三管板连接的结构形式实现合成气在一台设备内进行换热,产生蒸汽和过热蒸汽,改变了合成气从一台设备产生蒸汽,再经过管线连接进入另一台设备产生过热蒸汽的工艺流程,从而节省了设备的投资,并减少了多个可能的泄漏点,从管道、布置看,可以减少两台设备之间的连接管道,使其布置更加紧凑,同时也减少了连接管道产生的热量损失。本设备采用三管板的结构形式,三块管板与换热管的连接结构均不同,通过与每块管板不同的连接形式,保证换热管能自由膨胀,同时保证安装方便,检维修便利。

其中,在所述导流管7外周套接有隔热管16,所述隔热管16设置在导流管7与换热管8之间,所述隔热管16一端位于第一管板4与第二管板5之间且焊接在导流管7上,其另一端敞开,所述导流管7、换热管8以及隔热管16均为一端固定,另一端自由膨胀,以保证设备运行时由于温差产生的膨胀差不影响设备的安全;所述导流管7与隔热管16之间有一定间隙,所述隔热管16通过设置在换热管8与隔热管16之间的定位块26进行定位并固定,所述换热管8通过蒸汽发生器2的支撑板17和蒸汽过热器3的折流板18进行支撑固定。

在本实施例中,导流管的作用是将合成气从管箱处引入换热管,合成气从管箱衬筒第一管板进入导流管,经导流管另一端出来后进入到换热管,与设备壳程介质进行换热,使得高温合成气首先与蒸汽接触产生过热蒸汽,然后再与锅炉给水换热产生蒸汽。

换热管的作用是使合成气与锅炉给水和蒸汽进行换热。

隔热管的作用是将导流管和换热管隔开,避免合成气在导流管和换热管之间进行换热。当设备运行时,导流管与隔热管之间产生死气,避免合成气在导流管管壁产生对流传热。

如图3所示,由于入口合成气为高温,因此导流管与第一管板的连接结构需特殊考虑,所述导流管7与第一管板4上的堵头20焊接,所述堵头20通过垫圈21与第一管板4密封,所述堵头20端部设置有第一螺塞22,所述第一螺塞22将堵头20压紧在第一管板4上,保护导流管与第一管板的焊接接头避免受到高温介质的破坏,同时在检维修时方便拆卸。

如图4所示,所述第二管板5用于将管箱1与蒸汽发生器2的壳程分开,利用第二管板承受管壳程的压力,所述第二管板5与换热管8的开口端连接固定,所述换热管8的另一端采用椭圆封头密封且自由膨胀,由于介质经换热管换热后出来的介质温度已经降低,因此,此处与第二块管板的连接则采用通用的强度焊加贴胀的结构形式。

如图5所示,所述第三管板6用于将蒸汽发生器2中的蒸汽与蒸汽过热器3中的过热蒸汽分隔,所述换热管8通过第三管板6从蒸汽发生器2进入到蒸汽过热器3中。此处换热管与第三块管板的连接既要保证连接的密封性,即避免蒸汽发生器的介质进入到过热器中,又要保证换热管能自由的膨胀,因此此处采用O型密封圈加螺塞结构,即在所述第三管板6与换热管8之间设置有O型密封圈23,所述O型密封圈23通过第二螺塞24压紧,利用O型密封圈的设置,在保证密封的同时又能使换热管能自由膨胀,螺塞起着压紧O型圈的作用。

如图6所示,所述第三管板6周边通过衬筒25与蒸汽过热器3的筒体焊接,以避免蒸汽发生器的蒸汽通过第三块管板与筒体的缝隙进入蒸汽过热器内。

经上游设备来的合成气首先通过工艺介质入口接管进入本设备管箱的衬筒,从第一管板进入导流管,经过导流管到达导流管末端后进入导流管与换热管的环隙。高温合成气在换热管内首先与蒸汽过热器壳程中的蒸汽进行换热,产生过热蒸汽,过热蒸汽通过过热蒸汽出口进入下游设备。

合成气继续在换热管内通过第三管板进入蒸汽发生器,在蒸汽发生器内与其壳程中的锅炉给水进行换热,产生蒸汽,蒸汽通过除沫器和蒸汽出口进入到蒸汽过热器中。

最后合成气在换热管内通过第二管板进入管箱,从工艺介质出口接管进入下游设备。经过上述流程,实现一台设备回收高温介质的热量,产生蒸汽和过热蒸汽的目的。

本组合式蒸汽发生过热器由于是将原有的两台设备组合成一台设备,因此,在结构上采用了多个特殊的设计结构来保证设备安全可靠和长周期稳定使用,同时满足工艺的要求。

本组合式蒸汽发生过热器在满足工艺要求的同时,具有结构简单,易加工,安装简易,结构可靠,减少整个装置的投资,并可根据工艺装置的规模进行放大,检维修方便,设备内件不受约束,可保证设备长期运行,给工厂带来明显的经济效益。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

主题:蒸汽制造