专利名称：一种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构的制作方法
技术领域：
一种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构，涉及石油焦罐式煅烧炉，尤其涉及一种罐式煅烧炉高温煅后焦换热器。
背景技术：
罐式煅烧炉内石油焦的煅烧温度在1300°C左右，煅烧后的石油焦在通过炉底板排出之后，必须对其进行密闭冷却，将温度降至250°C以下，避免煅后焦遇到空气发生氧化燃烧反应而导致部分煅后焦烧蚀。目前，普遍采用水冷夹套对高温煅后焦进行冷却，然后通过排料阀出料。水冷夹套一般为双层钢板焊接结构，内层钢板围成一个高温物料的通道；内、外层钢板之间形成封闭的环形夹层空间为冷却水通道。当高温石油焦通过水冷夹套时，将热量通过内层钢板传导给夹层空间内的冷却水，冷却水再送到凉水塔或凉水池进行降温后 再循环。由于石油焦的传热系数较小，这种水冷夹套的物料冷却不均匀，靠近内层钢板的高温物料冷却速度较快，温度较低；由外向内，物料温度越来越高。潍坊联兴炭素有限公司公开了一种“石油焦罐式煅烧炉冷却水套”(申请号为ZL200810139761.X)，采用用于围成高温物料通道的一级换热装置(外换热器)和位于高温物料通道中心的二级换热装置(内换热器)同时对高温物料进行冷却，冷却效果得到较大的改善。但在一级换热装置和二级换热装置的换热管之间还有较大的空间，该空间中心处的物料难于冷却。山东理工大学在申报的申请号为201110187100.6的专利中，公开了一种“石油焦罐式煅烧炉排料冷却装置”，采用在内换热器和外换热器的换热管上设置轴向翅片，翅片深入到高温物料的内层，既增加了换热器的有效换热面积，又有效减小了内层物料的传热距离，较好地解决了内层物料难以冷却的问题。上述两种换热器在安装时，上部通过与外换热器焊为一体的上法兰板与罐式煅烧炉的炉底板相连接，下部通过与外换热器焊为一体的下法兰板与排料阀连接。进出换热器的物料温差高达800°C，在换热器内产生很大的热应力。特别是外换热器的上法兰，不但接触的物料温度高，还直接与煅烧炉底板接触，温度很高，受热膨胀变形大，容易引起上法兰与环形上集箱之间的焊缝和环形上集箱的对接环焊缝开裂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种提高煅后焦换热器工作可靠性，提高煅后焦换热器使用寿命的换热器结构。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构，包括用于围成高温物料通道的外换热器和位于物料通道中心的内换热器，所述的外换热器包括一个环形上集箱和一个环形下集箱，环形上集箱设有出水口，环形下集箱设有进水口，多根外换热管分别与环形上集箱和环形下集箱固定连接并相通，相邻的两根外换热管之间都设有导热挡板，导热挡板分别与所述的两根外换热管、环形上集箱和环形下集箱固定连接，环形下集箱下端安装下法兰板，环形上集箱上端安装上法兰，所述的内换热器包括内上集箱、内下集箱和多根内换热管，内换热管分别与内上集箱和内下集箱固定连接并相通，内上集箱和内下集箱的一端分别伸出导热挡板，其特征在于所述上法兰由多个上法兰板组合而成，每一个上法兰板分别和环形上集箱固定连接，且相邻两个上法兰板通过下面的连接板连接在一起，相邻两个上法兰板之间留有缝隙，在缝隙内填充耐热材料。上法兰由多个上法兰板组合而成，相邻两块上法兰板之间留有膨胀缝隙，可以有效补偿上法兰热膨胀大于环形上集箱热膨胀而引起的变形，降低上法兰与环形上集箱之间焊缝以及环形上集箱环焊缝的应力，提高了煅后焦换热器工作可靠性。所述的相邻两个上法兰板之间的缝隙位于环形上集箱的环焊缝的正上方。优选的，所述的上法兰由两个对称的上法兰板组成。所述的上法兰板的内边位于环形上集箱的管子轴线正上方。优选的，所述的法兰板之间缝隙内的耐热材料为耐热陶瓷纤维。所述的连接板上开有对称的孔，上法兰板上开有对称的螺栓孔，多个螺栓穿过孔和螺栓孔将连接板和上法兰板连接在一起，并用螺母和垫圈紧固。所述的连接板的孔为长圆形。与现有技术相比，该种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构所具有的有益效果是:
1、换热器的上法兰为分体结构，由多个上法兰板组成，每一个上法兰板分别和环形上集箱焊接，相邻两个上法兰板之间留有膨胀缝隙，用于补偿上法兰板热膨胀大于环形上集箱热膨胀而引起的变形，有效降低上法兰板与环形上集箱之间焊缝所承受的应力；
2、环形上集箱的环焊缝位于相邻两个上法兰板之间缝隙的下方，当上法兰板热膨胀大于环形上集箱热膨胀时，环形上集箱的环焊缝所承受的应力为压应力，不会将环焊缝撕裂;
3、上法兰板的内边位于环形上集箱的管子轴线正上方，减小了上法兰板与高温煅后焦的接触面积，从而减小上法兰板的热膨胀变形。
图I是该种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构实施例的主视图。图2是图I所示实施例的A-A剖面图。图3是图I所示实施例的B-B剖面图。图4是该种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构实施例的连接板示意图。图中1、下法兰板2、环形下集箱3、外换热管4、导热挡板5、内上集箱6、出水口7、上法兰板8、环形上集箱9、连接板10、环焊缝11、耐热材料12、螺栓
13、螺母14、垫圈15、内下集箱16、进水口 17、内换热管18、内边19、孔。
具体实施例方式图Γ4是该种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构的最佳实施例，下面结合附图Γ4对该种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构做进一步说明。参照附图I :一种提高煅后焦换热器使用寿命的换热器结构，包括用于围成高温物料通道的外换热器和位于物料通道中心的内换热器，外换热器包括一个环形上集箱8和一个环形下集箱2，环形上集箱8和一个环形下集箱2均为环形管，环形上集箱8设有出水口 6，环形下集箱2设有进水口 16。多根外换热管3分别与环形上集箱8和环形下集箱2固定连接并相通，构成外换热器的冷却水腔。相邻的两根外换热管3之间都设有导热挡板4，导热挡板4分别与两根外换热管3、环形上集箱8和环形下集箱2固定连接。环形下集箱2与下法兰板I固定连接。参照附图1、2 :内换热器包括一个内上集箱5、一个内下集箱15和多根内换热管17，内上集箱5和内下集箱15为水平管，内换热管17为多条竖直管，内上集箱5的一端穿过导热挡板4伸出到外换热器的外部与回水管相连接；内下集箱15的进水口穿过导热挡板4伸出到外换热器的外部与供水管相连接,每一根内换热管17分别与内上集箱5和内下集箱15固定连接并相通。参照附图f 3 :换热器的上法兰由两个上法兰板7组成，每个上法兰板7上均开两个有对称的螺栓孔，每一个上法兰板7分别和环形上集箱8固定连接。两个上法兰板7之 间留有缝隙，在缝隙内填充耐热材料11，用于密封；环形上集箱8的两个环焊缝10分别位于两个上法兰板7之间缝隙的下方；上法兰板7的内边18位于环形上集箱8的管子轴线正上方。在两个上法兰板7的每个接缝下面分别设置一个连接板9，连接板9共两个，每个连接板9上均开有两个对称的孔19，螺栓12穿过上法兰板7的螺栓孔和连接板9上的孔19，并用螺母13和垫圈14将上法兰板7和连接板9连接，如图4所示，孔19为长圆形。其中，换热器的上法兰还可以由两个以上的多个上法兰板7组成，每一个上法兰板7分别和环形上集箱8固定连接。其中，耐热材料11的材料为耐热陶瓷纤维，还可以采用石棉等耐热材料。工作原理如下由于换热器在工作时，进出换热器的物料温差高达800°C，在换热器内产生很大的热应力。特别是外换热器的上法兰，不但接触的物料温度高，还直接与煅烧炉底板接触，温度很高，受热膨胀变形大，容易引起上法兰与环形上集箱8之间的焊缝和环形上集箱8的对接环焊缝开裂，上法兰设计为分体结构，由多个上法兰板7组成，相邻两个上法兰板7之间留有膨胀缝隙，膨胀缝隙可以补偿上法兰板7热膨胀大于环形上集箱8热膨胀而引起的变形，有效降低上法兰板7与环形上集箱8之间焊缝所承受的应力。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构，包括用于围成高温物料通道的外换热器和位于物料通道中心的内换热器，所述的外换热器包括一个环形上集箱(8)和一个环形下集箱(2)，环形上集箱(8)设有出水口(6)，环形下集箱(2)设有进水口(16)，多根外换热管(3 )分别与环形上集箱(8 )和环形下集箱(2 )固定连接并相通，相邻的两根外换热管(3 )之间都设有导热挡板(4)，导热挡板(4)分别与所述的两根外换热管(3)、环形上集箱(8)和环形下集箱(2)固定连接，环形下集箱(2)下端安装下法兰板(1)，环形上集箱(8)上端安装上法兰；所述的内换热器包括内上集箱(5)、内下集箱(15)和多根内换热管(17)，内换热管(17)分别与内上集箱(5)和内下集箱(15)固定连接并相通，内上集箱(5)和内下集箱(15)的一端分别伸出导热挡板(4)，其特征在于所述上法兰由多个上法兰板(7)组合而成，每一个上法兰板(7 )分别和环形上集箱(8 )固定连接，且相邻两个上法兰板(7 )通过下面的连接板(9)连接在一起，相邻两个上法兰板(7)之间留有缝隙，在缝隙内填充耐热材料(11)。
2.根据权利要求I所述的一种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构，其特征在于所述的相邻两个上法兰板(7)之间的缝隙位于环形上集箱(8)的环焊缝(10)的正上方。
3.根据权利要求I所述的提高煅后焦换热器寿命的换热器结构，其特征在于所述的上法兰由两个对称的上法兰板(7)组成。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构，其特征在于所述的上法兰板(7)的内边(18)位于环形上集箱(8)的管子轴线正上方。
5.根据权利要求I所述的一种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构，其特征在于所述的上法兰板(7)之间缝隙内的耐热材料(11)为耐热陶瓷纤维。
6.根据权利要求I所述的一种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构，其特征在于所述的连接板(9)上开有对称的孔(19)，上法兰板(7)上开有对称的螺栓孔，多个螺栓(12)穿过孔(19)和螺栓孔将连接板(9)和上法兰板(7)连接在一起，并用螺母(13)和垫圈(14)紧固。
7.根据权利要求6所述的一种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构，其特征在于所述的连接板(9)的孔(19)为长圆形。
全文摘要
一种提高煅后焦换热器寿命的换热器结构，涉及石油焦罐式煅烧炉。其特征在于所述上法兰由多个上法兰板(7)组合而成，每一个上法兰板(7)分别和环形上集箱(8)固定连接，且相邻两个上法兰板(7)通过下面的连接板(9)连接在一起，相邻两个上法兰板(7)之间留有缝隙，在缝隙内填充耐热材料(11)。该提高煅后焦换热器寿命的换热器结构的上法兰由多个上法兰板组合而成，相邻两块上法兰板之间留有膨胀缝隙，可以有效补偿上法兰热膨胀大于环形上集箱热膨胀而引起的变形，降低上法兰与环形上集箱之间焊缝以及环形上集箱环焊缝的应力，提高了煅后焦换热器工作可靠性，提高煅后焦换热器使用寿命。
文档编号C01B31/02GK102976312SQ20121056888
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者王佐峰, 王佐任, 刘永启, 郑斌, 卞玉峰, 高亮宝, 张英杰 申请人:潍坊联兴炭素有限公司