專利名稱：高溫立式盤管廢熱鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及廢熱鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于高溫合成氣/轉(zhuǎn)化氣熱量回收、副產(chǎn)中/高壓飽和蒸汽的高溫立式盤管廢熱鍋爐。該高溫立式盤管廢熱鍋爐所處理工藝氣的溫度可高達1500°C、壓力可達80bar。
背景技術(shù)：
在化工行業(yè)中，各種高溫轉(zhuǎn)化氣中含有大量的CO、CO2, H2,并可能含有H2S、煤灰等雜質(zhì)，此類工藝流程中的廢熱鍋爐需考慮介質(zhì)的腐蝕、沖刷以及結(jié)垢等各種問題。由于反應(yīng)后的氣體溫度可高達1500°C，廢熱鍋爐的設(shè)計最為苛刻的部分便是工藝氣進口部分，如此高溫的情況需要特殊的設(shè)計來確保金屬材質(zhì)的正常使用。我國80、90年代引進的SHELL渣油氣化技術(shù)(SCP)中的關(guān)鍵設(shè)備之一即為廢熱鍋爐。參見圖1，該廢熱鍋爐為立式火管型， 其包括鍋殼部分10和管箱部分20以及設(shè)置在鍋殼部分10內(nèi)部的盤管部分30，在鍋殼部分 10與管箱部分20之間設(shè)置有一水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)。該水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)包括一連接鍋殼部分 10和管箱部分20的厚管板40，在厚管板40的底面焊接有一撓性管板50，撓性管板50與厚管板40之間設(shè)置有一冷卻腔體60，盤管部分30中的每一盤管的工藝氣入口端31由鍋殼部分10側(cè)穿過厚管板40上的盤管穿過孔41后，進入冷卻腔體60并與撓性管板50焊接連接，其管口與管箱部分20中的爐腔70貫通。該水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)的噴水管70穿過厚管板 40，其出水口伸入冷卻腔體60，入水口延伸出鍋殼部分10外。該廢熱鍋爐的冷卻原理是 噴水管70向冷卻腔體60內(nèi)噴入冷卻水90，噴入冷卻腔體60內(nèi)的冷卻水在擾流擋板80在作用下，均勻地分布于冷卻腔體60中，進入冷卻腔體60內(nèi)的冷卻水通過盤管的工藝氣入口端31的外管壁與盤管穿過孔41孔壁之間的環(huán)隙IOa回到鍋殼部分10內(nèi)。這樣冷卻水在循環(huán)過程中，不斷地對盤管的工藝氣入口端31進行冷卻。但是上述水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)由于撓性管板尺寸限制，噴水管不能設(shè)置的太多，因此為了保證冷卻腔體60內(nèi)的水冷溫度均勻，在冷卻腔體60內(nèi)設(shè)置有一些擾流擋板80。這種方法在盤管數(shù)量較少的時候效果還可以，但是一旦盤管數(shù)量增加時，會存在如下問題1、噴水管和擾流擋板的數(shù)量不能無限制的增加，因而會導(dǎo)致冷卻腔體60內(nèi)的冷卻水溫度不均勻，盤管的冷卻效果不理想；2、即使增加噴水管和擾流擋板的數(shù)量，也會因為水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)制造難度加大而無法實現(xiàn)，將影響到換熱盤管的冷卻效果。另外，現(xiàn)有的廢熱鍋爐中的換熱盤管一般為6根，每3根為一組換熱盤管束，每組換熱盤管束中的3根換熱盤管螺旋盤繞，兩組換熱盤管束中一組換熱盤管束套在另一組換熱盤管束的外面。這樣的管束難以適應(yīng)更大型化的要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題之一在于針對現(xiàn)有廢熱鍋爐中的水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)更大型化的要求，冷卻效果欠佳的問題而提供一種高溫立式盤管廢熱鍋爐。該高溫立式盤管廢熱鍋爐通過改變冷卻水的走向，提高了冷卻效果；并取消了水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)中的擾流擋板，簡化了水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)。本實用新型所要解決的技術(shù)問題之二在于針對現(xiàn)有廢熱鍋爐中的換熱盤管的布置方式所存在的問題而提供一種高溫立式盤管廢熱鍋爐，該高溫立式盤管廢熱鍋爐采用更合理的盤管盤繞方式，使該類型廢熱鍋爐能夠適應(yīng)更苛刻的工藝條件，并且能夠適應(yīng)大型化發(fā)展的需求。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下一種高溫立式盤管廢熱鍋爐，包括鍋殼部分、管箱部分、水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分以及設(shè)置在所述鍋殼部分的熱交換室內(nèi)的盤管部分，其中所述水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分安裝在所述鍋殼部分與管箱部分之間；所述水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分包括一連接所述鍋殼部分與管箱部分之間的厚管板，在所述厚管板上設(shè)置有盤管穿管孔；焊接在所述厚管板臨近所述管箱部分側(cè)面上的撓性管板，所述撓性管板與所述厚管板的第一面之間設(shè)置有一冷卻腔體；噴水管，所述噴水管的入水口連通冷卻水源；其特征在于，所述水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分還包括設(shè)置在所述厚管板臨近所述鍋殼部分側(cè)的循環(huán)水分配室和若干根排水管；所述盤管部分中的每一盤管的工藝氣入口端從鍋殼部分側(cè)依次穿過所述循環(huán)水分配室、厚管板上對應(yīng)的盤管穿過孔后，進入所述冷卻腔體與所述撓性管板焊接連接，每一盤管的工藝氣入口端的管口與管箱部分中的爐腔貫通；每一盤管的工藝氣入口端的外管壁與盤管穿過孔孔壁之間設(shè)置有環(huán)隙；所述噴水管的出水口連通所述循環(huán)水分配室；所述排水管連通所述冷卻腔室和鍋殼部分的熱交換室。在本實用新型的一個實施例中，所述盤管穿過孔的軸線平行于所述鍋殼部分的中心軸線。在該實施例中，所述循環(huán)水分配室由一焊接在所述鍋殼部分靠近厚管板位置的隔板和所述厚管板鄰近鍋殼部分的側(cè)面以及介于所述隔板與所述厚管板之間的鍋殼部分的內(nèi)壁所界定的空間構(gòu)成，所述盤管部分的中的每一盤管的工藝氣入口端從鍋殼部分側(cè)穿過所述的隔板后再依次穿過所述循環(huán)水分配室、厚管板上對應(yīng)的盤管穿過孔后，進入所述冷卻腔體與所述撓性管板焊接連接；所述噴水管的出水口端穿過所述隔板而連通所述循環(huán)水分配室。在該實施例中，所述每一盤管的工藝氣入口端通過固定環(huán)焊接在所述隔板上。在該實施例中，所述排水管穿過所述厚管板、循環(huán)水分配室、隔板而連通所述冷卻腔室和鍋殼部分的熱交換室。在本實用新型的另一個實施例中，所述盤管穿過孔的軸線垂直于所述鍋殼部分的中心軸線。在該實施例中，在所述厚管板鄰近鍋殼部分側(cè)面上焊接有一罩體，所述罩體的內(nèi)表面與所述厚管板鄰近鍋殼部分的側(cè)面所界定的空間構(gòu)成所述循環(huán)水分配室，所述盤管部分中的每一盤管的工藝氣入口端從鍋殼部分側(cè)穿過所述的罩體壁后再依次穿過所述循環(huán)水分配室、厚管板上對應(yīng)的盤管穿過孔后，進入所述冷卻腔體與所述撓性管板焊接連接；所述噴水管的出水口端穿過所述罩體壁而連通所述循環(huán)水分配室。[0020]在該實施例中，所述排水管穿過所述厚管板、循環(huán)水分配室及罩體壁而連通所述冷卻腔室和鍋殼部分的熱交換室。在上述實施例中，所述盤管部分包括盤管上、下支架和連接盤管上、下支架的中心管以及設(shè)置在盤管上、下支架之間的盤管組件，其中盤管下支架與所述鍋殼部分中的鍋殼內(nèi)壁固定連接；所述盤管上支架通過牽拉件牽拉所述盤管組件的上端，所述盤管組件的下端固定于所述盤管上、下支架上；所述盤管組件中的盤管為若干根，每根盤管的規(guī)格、長度大致相同，每一盤管的工藝氣出口端延伸出所述鍋殼部分中的鍋殼外。在上述實施例中，所述盤管組件中的若干根盤管以所述中心管為軸螺旋盤繞而成。在上述實施例中，所述盤管組件中的若干根盤管被分成若干組盤管束，若干組盤管束采用周向均布的方式安裝在所述中心管的周圍，每組盤管束由兩根盤管螺旋盤繞而成。為了保證盤管內(nèi)的被冷卻的工藝氣體流速均勻，在本實用新型一個優(yōu)選實施例中，每根盤管由若干段逐步縮徑的管子連接而成，段與段之間的管子采用異徑接頭連接。在本實用新型一個實施例中，所述鍋殼部分中除包括鍋殼外，還包括設(shè)置在所述鍋殼頂部的蒸汽出口和設(shè)置在蒸汽出口入口端的汽水分離元件；所述鍋殼由筒體和上封頭焊接而成，所述筒體分段并用法蘭連接；在所述筒體內(nèi)部上方設(shè)置有汽水分離空間；所述汽水分離空間所產(chǎn)生的蒸汽通過汽水分離元件以及蒸汽出口導(dǎo)出。在上述實施例中，所述撓性管板采用Cr-Mo鋼或INC0NEL600系列鎳基合金制備而成。在上述實施例中，所述噴水管的入水口端通過一泵接冷卻水源。在上述實施例中，所述噴水管的入水口端通過一循環(huán)泵接至鍋殼部分內(nèi)的底部， 采用從鍋殼部分底部抽出的水汽作為水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分的強制循環(huán)冷卻水。本實用新型的水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分中通過設(shè)置一循環(huán)水分配室，通過噴水管打進來的冷卻水首先進入該循環(huán)水分配室，以起到緩沖和釋放氣泡的作用。冷卻水進入循環(huán)水分配室后，通過盤管的工藝氣入口端的外管壁與盤管穿過孔孔壁之間的環(huán)隙壓入到撓性管板與厚管板之間的冷卻腔體內(nèi)，與盤管的工藝氣入口端換熱后經(jīng)過排水管壓入鍋殼部分內(nèi)。采用了上述的盤管工藝氣入口端強制冷卻方式，使每根盤管的冷卻趨于均勻，且不受頭數(shù)多少的限制，且每根換熱管的冷卻水來源、通道都是獨立的、均勻的、一對一的，多一頭管子自然會引入一個環(huán)隙，因此該冷卻方案能很好的適應(yīng)多頭化、大型化需求的設(shè)計。本實用新型的盤管組件中的若干根盤管被分成若干組盤管束，若干組盤管束采用周向均布的方式安裝在所述中心管的周圍，每組盤管束由兩根盤管螺旋盤繞而成。這樣的結(jié)構(gòu)能夠在同一直徑的鍋殼內(nèi)設(shè)置有更多的盤管，提高了換熱效率，也能很好的適應(yīng)多頭化、大型化需求的設(shè)計。本實用新型中公開的高溫立式盤管廢熱鍋爐適用于高溫工藝氣熱回收工藝流程， 采用本實用新型可達到如下效果1、該高溫立式盤管廢熱鍋爐適用參數(shù)廣，解決了高溫氣體(如超過1200攝氏度) 的熱量回收問題，同時可副產(chǎn)中、高壓蒸汽。2、本實用新型中撓性管板結(jié)構(gòu)解決了盤管的工藝氣入口端局部熱膨脹問題，使得盤管的工藝氣入口端安全穩(wěn)定的運行。3、本實用新型中水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分能有效降低盤管的工藝氣入口端部金屬溫度，冷卻效果均勻，保護金屬材料。同時，該水循環(huán)的設(shè)置方式為設(shè)備大型化發(fā)展提供了解決方案。相比之我國90年代的引進裝置，本實用新型更易實施，更適應(yīng)目前工藝發(fā)展要求。

圖1為現(xiàn)有廢熱鍋爐的水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型實施例1的高溫立式盤管廢熱鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型實施例1高溫立式盤管廢熱鍋爐中水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型實施例1高溫立式盤管廢熱鍋爐盤管組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖4的俯視圖。圖6為本實用新型實施例2高溫立式盤管廢熱鍋爐盤管組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖6的俯視圖。圖8為本實用新型實施例3高溫立式盤管廢熱鍋爐中水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體附圖和實施例，進一步闡述本實用新型。實施例1參見圖2，圖中所示的一種高溫立式盤管廢熱鍋爐，包括鍋殼部分、管箱部分、水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分以及設(shè)置在鍋殼部分的熱交換室內(nèi)的盤管部分。鍋殼部分包括一個鍋殼，該鍋殼由兩段筒體110、120和上封頭130焊接而成，筒體 110的上端與上封頭130焊接，筒體110的下端與筒體120的上端通過法蘭140、150以及緊固件連接。在上封頭130上焊接有一蒸汽出口 160，并在上封頭130內(nèi)、蒸汽出口 160的入口端安裝有一汽水分離元件170。在整個筒體內(nèi)的上部設(shè)置有汽水分離空間180 ；汽水分離空間180所產(chǎn)生的蒸汽通過汽水分離元件170以及蒸汽出口 160導(dǎo)出。本實施例的筒體采用兩段筒體110、120構(gòu)成，可以方便地檢修盤管部分。參見圖2，該高溫立式盤管廢熱鍋爐的管箱部分包括管箱殼體210和焊接在管箱殼體210下端的下封頭220以及設(shè)置在管箱殼體210、下封頭220內(nèi)表面上的耐火襯里230， 在管箱殼體210上設(shè)置有人孔240、工藝氣進口 250并在耐火襯里230內(nèi)設(shè)置有爐腔260， 工藝氣進口 250與爐腔260連通。結(jié)合參見圖3，水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分包括一塊厚管板310、一塊隔板320、一塊撓性管板330、若干根排水管340。厚管板310與鍋爐水接觸，主要起到承壓作用。厚管板310焊接在筒體120的下端，而隔板320焊接在筒體120內(nèi)靠近厚管板310位置并與厚管板310鄰近筒體120的側(cè)面311間隔一段距離，隔板320和厚管板310鄰近筒體120的側(cè)面311以及介于隔板320與厚管板310之間的筒體120的內(nèi)壁所界定的空間構(gòu)成一循環(huán)水分配室350。在厚管板310上開設(shè)有八個盤管穿過孔，以便于盤管的工藝氣入口端穿過。盤管穿過孔的軸線平行于鍋殼部分的中心軸線，這樣厚管板310的面積較大，適用于管板頭數(shù)較多，大型化的設(shè)計。噴水管360的出水口端穿過隔板320而連通該循環(huán)水分配室350，噴水管370的入水口端通過一泵(圖中未示出)接冷卻水源；或者通過一循環(huán)泵(圖中未示出)接至筒體120內(nèi)的底部，采用從鍋殼部分底部抽出的水汽作為水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分的強制循環(huán)冷卻水。撓性管板330起隔熱和吸收熱膨脹的作用，其直接焊接在厚管板310臨近管箱部分的側(cè)面312上，由于轉(zhuǎn)化氣中多含有H2, CO, CO2等成分，且溫度較高，工況苛刻，因此其材料選擇較為考究，撓性管板330視具體工藝情況選用Cr-Mo鋼或INC0NEL600系列鎳基合金為宜。撓性管板330的內(nèi)徑為Φ 1200mm，與厚管板310臨近管箱部分的側(cè)面312之間形成高度為120mm的冷卻腔體370。冷卻腔體370與循環(huán)水分配室350、噴水管360、排水管340 共同組成本實施例的水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分。由于撓性管板330及工藝氣入口端的結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，且承受高溫，應(yīng)采用薄管板設(shè)計理念、應(yīng)力分析等手段進行設(shè)計。若干根排水管340穿過厚管板310、循環(huán)水分配室350、隔板320而連通冷卻腔室 370和鍋殼部分筒體內(nèi)的熱交換室。結(jié)合參見圖4和圖5，該實施例的盤管部分包括盤管上、下支架410、420和連接盤管上、下支架410、420的中心管430以及設(shè)置在盤管上、下支架410、420之間的盤管組件 440，盤管下支架420與鍋殼部分中的筒體120的內(nèi)壁焊接連接，而盤管上支架410通過牽拉件411牽拉盤管組件440的上端。這樣盤管上、下支架410、420與盤管組件440 —同向上膨脹。中心管430除起到支撐盤管上、下支架410、420作用外，還用以改善水循環(huán)，提高對受熱面積的沖刷速度，有利于傳熱。盤管組件440包括八根規(guī)格、長度大致相同的盤管3、13、(3、(1、1、2、3、4，這樣使阻力相同，以確保氣體分布均勻，盤管a、b、c、d為一組，盤管1、2、3、4為一組，每組四根盤管以中心管430為軸一同螺旋盤繞向上，然后螺旋盤繞向下，兩組盤管套在一起，共形成四層。氣體在盤管a、b、c、d、l、2、3、4內(nèi)的流速應(yīng)視具體工藝情況而確定，取25 70m/s， 流速過大，盤管a、b、c、d、l、2、3、4熱強度就大，可能會導(dǎo)致盤管a、b、c、d、l、2、3、4水側(cè)管壁上形成膜態(tài)沸騰，盤管a、b、c、d、l、2、3、4局部過熱；流速過小，傳熱效果差，盤管a、b、c、 d、l、2、3、4管內(nèi)壁容易積碳。同時，為保證換熱管內(nèi)被冷卻的工藝氣體流速均勻，每根盤管 a、b、c、d、l、2、3、4由三段逐步縮徑的管子連接而成，每段間用異徑接頭連接。其中最前一段管子的直徑為Φ 133mm，中間一段管子的直徑為Φ 108mm，最后一段管子的直徑為Φ89πιπι。盤管3、13、(3、(1、1、2、3、4的工藝氣入口端從鍋殼部分側(cè)穿過隔板320后再依次穿過循環(huán)水分配室350、厚管板310上對應(yīng)的盤管穿過孔后，進入冷卻腔體370與撓性管板330 焊接連接；盤管a、b、c、d、l、2、3、4的工藝氣入口端的管口與管箱部分中的爐腔260貫通； 盤管a、b、c、d、l、2、3、4的工藝氣入口端的外管壁與盤管穿過孔孔壁之間設(shè)置有環(huán)隙313。本實施例的高溫立式盤管廢熱鍋爐中的水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分工作方式是噴水管 370將冷卻水首先打入循環(huán)水分配室350內(nèi)，通過緩沖和釋放氣泡后，通過盤管a、b、c、d、 1、2、3、4的工藝氣入口端的外管壁與盤管穿過孔孔壁之間的環(huán)隙313壓入冷卻腔體370內(nèi)， 與盤管a、b、c、d、l、2、3、4的工藝氣入口端換熱后，經(jīng)若干根排水管340壓入鍋殼部分內(nèi)。 將撓性管板330處的盤管a、b、c、d、l、2、3、4的工藝氣入口端壁溫控制在400°C左右，起到有效的保護作用。采用了強制冷卻方式后，使每根盤管的冷卻趨于均勻，且不受頭數(shù)多少的限制。每根盤管的冷卻水來源、通道都是獨立的、均勻的、一對一的，多一頭管子自然會引入一個環(huán)隙，因此該冷卻方案能很好的適應(yīng)多頭化、大型化需求的設(shè)計。在實際應(yīng)用過程中，某天然氣轉(zhuǎn)化工段所采用的純氧非催化部分氧化(POX)技術(shù)中，轉(zhuǎn)化爐后直接連接本實施例的高溫立式盤管廢熱鍋爐的管箱部分中的工藝氣進口 250，本實施例的高溫立式盤管廢熱鍋爐直徑為Φ 1900mm，來自轉(zhuǎn)化爐的高溫工藝氣體 (1360°C )從轉(zhuǎn)化爐的連接管進入本實施例的高溫立式盤管廢熱鍋爐的管箱部分中的爐腔 260。工藝氣體通過爐腔260進入盤管a、b、c、d、1、2、3、4進行換熱，在鍋殼部分側(cè)將外來的鍋爐給水加熱，產(chǎn)生中壓飽和蒸汽，通過整個筒體內(nèi)上部的汽水分離空間180進行汽水分離；汽水分離空間180所產(chǎn)生的蒸汽通過汽水分離元件170以及蒸汽出口 160導(dǎo)出。進入本實施例的高溫立式盤管廢熱鍋爐的工藝氣量為12900Nm3/h。實施例2本實施例的高溫立式盤管廢熱鍋爐與實施例1的高溫立式盤管廢熱鍋爐結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別只是在于盤管組件440盤旋方式略有不同，參見圖6和圖7，該實施例中的盤管組件440包括十二根盤管，十二根盤管被分成六組盤管束440a、440b、440C、440d、440e、 440f，每組盤管束由兩根盤管螺旋盤繞而成。六組采用周向均布的方式安裝在中心管430 的周圍。實施例3本實施例的高溫立式盤管廢熱鍋爐與實施例1的高溫立式盤管廢熱鍋爐的區(qū)別在于水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)不同，參見圖7，其水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)包括一塊厚管板310、一塊撓性管板330、若干根排水管340和一個罩體380。厚管板310和罩體390與鍋爐水接觸，主要起到承壓作用。筒體120的底端焊接有下封頭190，厚管板310焊接在筒體120的下部，罩體390 焊接在厚管板310鄰近鍋殼部分的側(cè)面311上，罩體390的內(nèi)表面與厚管板310鄰近鍋殼部分側(cè)面311所界定的空間構(gòu)成循環(huán)水分配室350。在厚管板310上開設(shè)有若干個盤管穿過孔，以便于盤管的工藝氣入口端穿過。盤管穿過孔的軸線垂直于鍋殼部分的中心軸線，這種方式管板面積較小，適用于盤管頭數(shù)較少、小型化的需求。噴水管360的出水口端穿過罩體380而連通該循環(huán)水分配室350，噴水管360的入水口端通過一泵(圖中未示出)接冷卻水源；或者通過一循環(huán)泵(圖中未示出)接至筒體120內(nèi)的底部，采用從鍋殼部分底部抽出的水汽作為水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分的強制循環(huán)冷卻水。撓性管板330起隔熱和吸收熱膨脹的作用，其直接焊接在厚管板310臨近管箱部分側(cè)面312上，由于轉(zhuǎn)化氣中多含有H2, CO, CO2等成分，且溫度較高，工況苛刻，因此其材料選擇較為考究，撓性管板330視具體工藝情況選用Cr-Mo鋼或INC0NEL600系列鎳基合金為宜。撓性管板330與厚管板310臨近管箱部分側(cè)面312之間形成一定高度的冷卻腔體370。 冷卻腔體370與循環(huán)水分配室350、噴水管360、排水管340共同組成本實施例的水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分。由于撓性管板330及工藝氣入口端的結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，且承受高溫，應(yīng)采用薄管板設(shè)計理念、應(yīng)力分析等手段進行設(shè)計。[0067]若干根排水管340穿過厚管板310、循環(huán)水分配室350、罩體390而連通冷卻腔室 380和鍋殼部分筒體內(nèi)的熱交換室。盤管組件440中每一盤管的工藝氣入口端從鍋殼部分側(cè)穿過罩體390后再依次穿過循環(huán)水分配室350、厚管板310上對應(yīng)的盤管穿過孔后，進入冷卻腔體370與撓性管板 330焊接連接；盤管組件440中每一盤管的工藝氣入口端的管口與管箱部分中的爐腔260 貫通；盤管組件440中每一盤管的工藝氣入口端的外管壁與盤管穿過孔孔壁之間設(shè)置有環(huán)隙 313。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求1.一種高溫立式盤管廢熱鍋爐，包括鍋殼部分、管箱部分、水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分以及設(shè)置在所述鍋殼部分的熱交換室內(nèi)的盤管部分，其中所述水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分安裝在所述水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分之間；所述水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分包括一連接所述鍋殼部分與管箱部分之間的厚管板，在所述厚管板上設(shè)置有盤管穿管孔；焊接在所述厚管板臨近所述管箱部分側(cè)面上的撓性管板，所述撓性管板與所述厚管板的第一面之間設(shè)置有一冷卻腔體；噴水管，所述噴水管的入水口連通冷卻水源；其特征在于，所述水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分還包括設(shè)置在所述厚管板臨近所述鍋殼部分側(cè)的循環(huán)水分配室和若干根排水管；所述盤管部分中的每一盤管的工藝氣入口端從鍋殼部分側(cè)依次穿過所述循環(huán)水分配室、厚管板上對應(yīng)的盤管穿過孔后，進入所述冷卻腔體與所述撓性管板焊接連接，每一盤管的工藝氣入口端的管口與管箱部分中的爐腔貫通；每一盤管的工藝氣入口端的外管壁與盤管穿過孔孔壁之間設(shè)置有環(huán)隙；所述噴水管的出水口連通所述循環(huán)水分配室；所述排水管連通所述冷卻腔室和鍋殼部分的熱交換室。
2.如權(quán)利要求1所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于，所述盤管穿過孔的軸線平行于所述鍋殼部分的中心軸線。
3.如權(quán)利要求2所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于，所述循環(huán)水分配室由一焊接在所述鍋殼部分靠近厚管板位置的隔板和所述厚管板鄰近鍋殼部分的側(cè)面以及介于所述隔板與所述厚管板之間的鍋殼部分的內(nèi)壁所界定的空間構(gòu)成，所述盤管部分中的每一盤管的工藝氣入口端從鍋殼部分側(cè)穿過所述的隔板后再依次穿過所述循環(huán)水分配室、厚管板上對應(yīng)的盤管穿過孔后，進入所述冷卻腔體與所述撓性管板焊接連接；所述噴水管的出水口端穿過所述隔板而連通所述循環(huán)水分配室。
4.如權(quán)利要求3所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于，所述每一盤管的工藝氣入口端通過固定環(huán)焊接在所述隔板上。
5.如權(quán)利要求3所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于，所述排水管穿過所述厚管板、循環(huán)水分配室、隔板而連通所述冷卻腔室和鍋殼部分的熱交換室。
6.如權(quán)利要求1所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于，所述盤管穿過孔的軸線垂直于所述鍋殼部分的中心軸線。
7.如權(quán)利要求6所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于，在所述厚管板鄰近鍋殼部分側(cè)面上焊接有一罩體，所述罩體的內(nèi)表面與所述厚管板鄰近鍋殼部分的側(cè)面所界定的空間構(gòu)成所述循環(huán)水分配室，所述盤管部分的中的每一盤管的工藝氣入口端從鍋殼部分側(cè)穿過所述的罩體壁后再依次穿過所述循環(huán)水分配室、厚管板上對應(yīng)的盤管穿過孔后，進入所述冷卻腔體與所述撓性管板焊接連接；所述噴水管的出水口端穿過所述罩體壁而連通所述循環(huán)水分配室。
8.如權(quán)利要求1所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于，所述排水管穿過所述厚管板、循環(huán)水分配室及罩體壁而連通所述冷卻腔室和鍋殼部分的熱交換室。
9.如權(quán)利要求1至8任一項權(quán)利要求所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于，所述盤管部分包括盤管上、下支架和連接盤管上、下支架的中心管以及設(shè)置在盤管上、下支架之間的盤管組件，其中盤管下支架與所述鍋殼部分中的鍋殼內(nèi)壁固定連接；所述盤管上支架通過牽拉件牽拉所述盤管組件的上端，所述盤管組件的下端固定于所述盤管上、下支架上； 所述盤管組件中的盤管為若干根，每根盤管的規(guī)格、長度大致相同，每一盤管的工藝氣出口端延伸出所述鍋殼部分中的鍋殼外。
10.如權(quán)利要求9所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于，所述盤管組件中的若干根盤管以所述中心管為軸螺旋盤繞而成。
11.如權(quán)利要求9所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于，所述盤管組件中的若干根盤管被分成若干組盤管束，若干組盤管束采用周向均布的方式安裝在所述中心管的周圍，每組盤管束由兩根盤管螺旋盤繞而成。
12.如權(quán)利要求9所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于，每根盤管由若干段逐步縮徑的管子連接而成，段與段之間的管子采用異徑接頭連接。
13.如權(quán)利要求1至8任一項權(quán)利要求所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于， 所述鍋殼部分中除包括鍋殼外，還包括設(shè)置在所述鍋殼頂部的蒸汽出口和設(shè)置在蒸汽出口入口端的汽水分離元件；所述鍋殼由筒體和上封頭焊接而成，所述筒體分段并用法蘭連接； 在所述筒體內(nèi)部上方設(shè)置有汽水分離空間；所述汽水分離空間所產(chǎn)生的蒸汽通過汽水分離元件以及蒸汽出口導(dǎo)出。
14.如權(quán)利要求1至8任一項權(quán)利要求所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于，所述撓性管板采用Cr-Mo鋼或INC0NEL600系列鎳基合金制備而成。
15.如權(quán)利要求1至8任一項權(quán)利要求所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于，所述噴水管的入水口端通過一泵接冷卻水源。
16.如權(quán)利要求1至8任一項權(quán)利要求所述的高溫立式盤管廢熱鍋爐，其特征在于，所述噴水管的入水口端通過一循環(huán)泵接至鍋殼部分內(nèi)的底部，采用從鍋殼部分底部抽出的水汽作為水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分的強制循環(huán)冷卻水。
專利摘要本實用新型公開的一種高溫立式盤管廢熱鍋爐，包括鍋殼部分、管箱部分、水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分以及設(shè)置在鍋殼部分的熱交換室內(nèi)的盤管部分，該水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)部分中設(shè)置一循環(huán)水分配室，冷卻水進入循環(huán)水分配室后，通過盤管的工藝氣入口端的外管壁與盤管穿過孔孔壁之間的環(huán)隙壓入到撓性管板與厚管板之間的冷卻腔體內(nèi)，與盤管的工藝氣入口端換熱后經(jīng)過排水管壓入鍋殼部分內(nèi)。本實用新型使每根盤管的冷卻趨于均勻，且不受頭數(shù)多少的限制，且每根換熱管的冷卻水來源、通道都是獨立的、均勻的、一對一的，多一頭管子自然會引入一個環(huán)隙，因此該冷卻方案能很好的適應(yīng)多頭化、大型化需求的設(shè)計。
文檔編號F22B1/18GK202166030SQ20112009659
公開日2012年3月14日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者劉磊, 張仲敏, 張西原, 金力強 申請人:上海國際化建工程咨詢公司