一种中压夹套式焦炉换热上升管的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冶金焦化行业焦炉荒煤气余热回收利用技术领域，尤其是中压夹套式焦炉换热上升管，在整体上采用加强措施，提高了上升管筒体的外压稳定性和夹套间的承压能力，可在荒煤气余热回收利用中产生中压(多1.6MPa)蒸汽。
【背景技术】
[0002]目前国内公知的炼焦生产中产生大量的高温荒煤气(约750°C)，经上升管、桥管进入集气管用循环氨水冷却，循环氨水吸热而大量汽化，高温荒煤气在集气管内降为80?85C，进入煤气净化车间处理，高温荒煤气带出的热量白白浪费。我国20世纪70年代以来，一直进行荒煤气余热回收的尝试，大部分是采用夹套式上升管结构，也称焦炉上升管汽化冷却装置来回收焦炉荒煤气的余热。软水在夹套式上升管中吸收荒煤气的余热汽化产生余热蒸汽，供生产或生活使用，但受到夹套式上升管结构的限制，上升管筒体承受外压能力小，只能产生0.2MPa?0.6MPa的低压蒸汽，后来由于设计、制造上的原因和系统安全性、稳定性和经济性等原因焦炉上升管汽化冷却装置纷纷停用。
[0003]至今没有找到成熟、可靠、高效、经济的焦炉荒煤气余热回收利用技术。为了更多更好的回收荒煤气的余热，并使系统安全性、稳定性和经济性大大提高，加工制造方便，发明一种中压夹套式焦炉换热上升管。
【发明内容】
[0004]为了克服上述焦炉夹套式上升管在荒煤气余热回收利用中的缺点，本实用新型提供了一种上升管筒体承压能力高，在焦炉荒煤气余热回收利用中可产生中压蒸汽(^ 1.6MPa)的焦炉换热上升管，从而扩大了焦炉荒煤气余热回收利用的用途。
[0005]本实用新型的技术方案为:
[0006]一种中压夹套式焦炉换热上升管，主要由上升管筒体与套在其外部的夹套构成。在夹套上开有以正方形或菱形的排列方式排列的圆形开孔；上升管筒体与夹套由在每一开孔位置处设置的撑拉体固定连接成一整体；撑拉体则在夹套和上升管筒体之间形成了许多矩形或菱形空间；夹套的上下两端分别和上升管的上下两端封闭连接，使夹套与上升管之间形成一封闭空间。
[0007]上升管筒体的上下两端均焊有法兰。
[0008]每一撑拉体都是一由螺母和螺栓组成的连接件，其中，每一螺母均对应于夹套上的一个开孔，并与上升管筒体焊接固定；螺栓穿过夹套上的开孔与螺母连接，将夹套与上升管筒体固定连接。
[0009]所述的夹套的上下两端分别设有向内缩口的锥形夹套封口锥，夹套封口锥的大口端与夹套端口焊接，小口端与上升管的外壁焊接固定，使夹套的上下两端分别和上升管的上下两端封闭连接。
[0010]夹套封口锥为折边式或圆弧式两种形式。
[0011]在夹套的下部和上部分别焊接一个软水入口管与汽液两相出口管，软水入口管与汽液两相出口管均与夹套和上升管之间的封闭空间连通。
[0012]本实用新型夹套是以整体夹套为基础，采用某种加强措施来加强罐体的外压稳定性，以即节省材料又能提高夹套间的承压能力，夹套的工作压力可达2.5?4MPa。而原来整体夹套的工作压力仅为0.6MPa，这表明原先夹套式上升管在荒煤气余热回收利用中只能产生压力<0.6MPa，的低压蒸汽，而中压夹套式焦炉换热上升管可在荒煤气余热回收利用中产生压力多1.6MPa的中压蒸汽，从而扩大荒煤气余热回收利用的用途，如可以利用中压余热蒸汽发电等。中压夹套式焦炉换热上升管在满足现有焦炉生产设施的正常使用的同时满足焦炉荒煤气余热回收装置工艺的要求，降低工程改造投资。
[0013]本实用新型夹套内介质的压力对上升管筒体壁厚的要求，只与相邻两个撑拉体的间距有关，而与上升管筒体直径无关，不会发生上升管筒体在介质压力的作用下因外压引起的失效现象，因此上升管筒体不需要考虑夹套中介质的压力引起失稳而进行外压计算，从而大大提高了蜂窝夹套与上升管的承压能力。
[0014]中压夹套式焦炉换热上升管结构在整体上采用加强措施，提高了上升管筒体的外压稳定性和夹套间的承压能力，可在荒煤气余热回收利用中产生大于1.6MPa中压蒸汽，提高了余热回收的经济效益，扩大焦炉荒煤气余热回收利用的用途。
[0015]本实用新型将原有上升管改为中压夹套式换热上升管，其直径、高度和上下法兰连接尺寸与原焦炉上升管完全一致，与原上升管连接的设备都可以在本上升管正常使用，无需更换。在满足现有焦炉生产设施的正常使用的同时满足焦炉荒煤气余热回收装置工艺的要求，降低了工程改造投资。提高了焦炉荒煤气余热回收装置的安全性、稳定性和经济性，具有设备结构简单，加工制造方便，环保效益提高，节能效果显著，施工改造简便，工程投资降低等优点。
【附图说明】
[0016]图1是中压夹套式焦炉换热上升管结构示意图；
[0017]图2是图1中I部放大图；
[0018]图中:1、上升管筒体，2、夹套，3、夹套封口锥；4、软水入口管；5、汽液两相出口管；6、螺母；7、螺栓。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
[0020]在图1、图2所示实施例中，一种中压夹套式焦炉换热上升管，主要由上升管筒体I与套在其外部的夹套2构成，在夹套2上开有以正方形或菱形的排列方式排列的圆形开孔。上升管筒体I与夹套2由在每一开孔位置处设置的撑拉体固定连接成一整体。其具体连接方式为:所述的每一撑拉体都是一由螺母6和螺栓7组成的连接件。其中，每一螺母6均对应于夹套2上的一个开孔，并与上升管筒体I焊接固定；螺栓7穿过夹套2上的开孔与螺母6连接，将夹套2与上升管筒体I固定连接。撑拉体则在夹套2和上升管筒体I之间形成了许多小的矩形或菱形空间。夹套2的上下两端分别设有向内缩口的锥形夹套封口锥3，夹套封口锥3的大口端与夹套2端口焊接，小口端与上升管I的外壁焊接固定，使夹套2与上升管I之间形成一封闭空间。夹套封口锥3为折边式或圆弧式两种形式。在夹套2的下部和上部分别焊接一个软水入口管4与汽液两相出口管5，软水入口管4与汽液两相出口管5均与夹套2和上升管I之间的封闭空间连通。
[0021]中压夹套式焦炉换热上升管在焦炉荒煤气余热回收系统中工作时，软水由软水入口管4进入上升管筒体I和夹套2构成的矩形或菱形空间，通过上升管筒体I的管壁与焦炉荒煤气进行热量交换，约750°C的荒煤气由上升管下部法兰口进入上升管内冷却，冷却后的荒煤气由上升管上部法兰口排出，软水吸收荒煤气的热量后汽化产生的汽液两相的混合物即饱和蒸汽和饱和水从汽液两相出口管5排出。此时可将夹套2内介质的压力对夹套2和上升管筒体I的作用力看作为承受均布载荷周边固定的方形或菱形板，板的边长等于相邻两个撑拉体(螺栓7)的间距，此时夹套2内介质的压力对上升管筒体I壁厚的要求只与相邻两个撑拉体的间距有关，而与上升管筒体I直径无关，不会发生上升管在介质压力的作用下因外压引起的失效现象，因此上升管不需要考虑夹套2中介质的压力引起失稳而进行外压计算，从而大大提高了上升管筒体I与夹套2的承压能力。中压夹套式结构在整体上采用加强措施，大大提高了上升管筒体I的外压稳定性和夹套2间的承压能力，可在荒煤气余热回收利用中产生大于1.6MPa中压蒸汽，从而扩大荒煤气余热回收利用的用途。
[0022]本实用新型将原有上升管改为中压夹套式换热上升管，提高了焦炉荒煤气余热回收装置的安全性、稳定性和经济性，具有设备结构简单，加工制造方便，环保效益提高，节能效果显著，施工改造简便，工程投资降低等优点。
【主权项】
1.一种中压夹套式焦炉换热上升管，主要由上升管筒体(I)与套在其外部的夹套(2)构成，其特征在于:在夹套(2)上开有以正方形或菱形的排列方式排列的圆形开孔；上升管筒体(I)与夹套(2)由在每一开孔位置处设置的撑拉体固定连接成一整体；撑拉体则在夹套(2)和上升管筒体(I)之间形成了许多矩形或菱形空间；夹套(2)的上下两端分别和上升管(I)的上下两端封闭连接，使夹套(2)与上升管(I)之间形成一封闭空间。
2.根据权利要求1所述的换热上升管，其特征在于:上升管筒体(I)的上下两端均焊有法兰。
3.根据权利要求1所述的换热上升管，其特征在于:每一撑拉体都是一由螺母(6)和螺栓(7)组成的连接件，其中，每一螺母(6)均对应于夹套(2)上的一个开孔，并与上升管筒体⑴焊接固定；螺栓(7)穿过夹套(2)上的开孔与螺母(6)连接，将夹套(2)与上升管筒体(I)固定连接。
4.根据权利要求1所述的换热上升管，其特征在于:所述的夹套(2)的上下两端分别设有向内缩口的锥形夹套封口锥(3)，夹套封口锥(3)的大口端与夹套(2)端口焊接，小口端与上升管(I)的外壁焊接固定，使夹套(2)的上下两端分别和上升管(I)的上下两端封闭连接。
5.根据权利要求4所述的换热上升管，其特征在于:夹套封口锥(3)为折边式或圆弧式两种形式。
6.根据权利要求1或4所述的换热上升管，其特征在于:在夹套(2)的下部和上部分别焊接一个软水入口管⑷与汽液两相出口管(5)，软水入口管(4)与汽液两相出口管(5)均与夹套(2)与上升管(I)之间的封闭空间连通。
【专利摘要】本实用新型公开了一种中压夹套式焦炉换热上升管，主要由上升管筒体与套在其外部的夹套构成。在夹套上开有以正方形或菱形的排列方式排列的圆形开孔；上升管筒体与夹套由在每一开孔位置处设置的撑拉体固定连接成一整体；撑拉体则在夹套和上升管筒体之间形成了许多矩形或菱形空间；夹套的上下两端分别和上升管的上下两端封闭连接，使夹套与上升管之间形成一封闭空间。本实用新型的优点在于：提高上升管筒体外压稳定性和夹套间的承压能力，制造方便，为焦炉荒煤气余热回收提供一种高效换热上升管。
【IPC分类】C10B27-00, F28D7-00
【公开号】CN204311014
【申请号】CN201420812808
【发明人】刘庸, 李琳, 田淑霞, 李立新
【申请人】刘庸
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月22日