一种立式蒸发器的制作方法

本申请属于换热，涉及用于高温冶金废烟气处理的蒸发器，具体是一种立式蒸发器。

背景技术：

1、目前国内绝大多数钢铁冶金行业的废烟气具有压力高、温度高、含有腐蚀性的硫、酸等物质，含有粉尘量大易爆等特点，在进入除尘装置之前必须经过降温才能排除以上安全隐患，使其安全且长周期稳定运行。通常高温冶金废烟气的温度在800℃至1000℃，最高时可达1600℃，由于高温冶金废烟气的温度波动范围较大，会造成换热管反复热胀冷缩，换热管与蒸发器内壁焊接处反复伸缩变形，容易损伤蒸发器，尤其是容易造成换热管与蒸发器内壁焊接处断裂。

2、经过检索，发现以下相近技术领域的现有技术：工业废气余热回收换热装置（cn103868377a），对比可知，对比文件与本专利申请要解决的核心技术问题不同，且采用的技术手段不同，可产生的技术效果也不同。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，本申请提供一种立式蒸发器。

2、一种立式蒸发器，其特征在于：包括上、下贯通的主体外壳，设置在主体外壳内的换热管，固装在主体外壳上的连管，主体外壳内设置有竖直的烟气通道，在烟气通道内设置设置换热管，换热管的上端固接连管，管热管的下端为自由端。

3、通过采用上述技术方案，高温冶金废烟气由蒸发器底部的烟气入口进入主体外壳，通过主体外壳内的烟气通道竖向向上流动，最后由顶部的烟气出口流出，在主体外壳内设置有多条竖直的换热管，管热管方向与烟气流动方向一致，减小换热管受到烟气的冲击，换热管热胀冷缩的较大变形量在竖直方向上，换热管与蒸发器内壁一端连接、另一端不连接的方式，这样换热管下端的自由端获得伸缩空间，有效避免了焊接处反复受力造成的断裂。

4、优选的，所述换热管为横纵间隔的多根，横向并排的多根换热管上端连接到同一连管；多根连管纵向间隔设置。

5、通过采用上述技术方案，横纵间隔的多根换热管均匀间隔设置在蒸发器内部，保证对进入蒸发器的内各位置的高温冶金废烟气的换热效力，有效的进行换热处理。

6、优选的，所述换热管包括内管和外管，内管同轴设置在外管内部，内管的下端连通外管，内管与外管的上端不连通，内管的上端连接低温工质的输入连管，外管的上端连接高温工质输出连管。

7、通过采用上述技术方案，换热管是底部连通的双层管结构，低温工质从内管进入连通到外管，外管通过外壁与烟气换热，受热后的工质温度升高由液态转化为气态，从外管输出，内管和外管的实质保证工质的流动方向顺畅稳定，达到更好的换热效果。

8、优选的，所述连管两端分别连接上升集箱和下降集箱。

9、通过采用上述技术方案，下沉集箱用于存放及输送温度较低的液体工质，将液体工质输送给换热管，通过内层连管进入换热管的内管流动至换热管底部，换热管内的工质受热后转化为气态通过外管上升，将高温的气体工质输送到上升集箱，上升集箱和下降集箱分别连接多根连管，集中处理效率更高。

10、优选的，所述连管包括外层连管，以及同轴设置在外层连管内的内层连管，在外层连管内部的内层连管一端封闭设置，内层连管的另一端延伸至外层连管外部连接一下降集箱；外层连管接近下降集箱的一端封闭设置，外层连管的另一端连接设置在主体外壳外侧的上升集箱；内层连管连通换热管的内管，外层连管连通换热管的外管。

11、通过采用上述技术方案，连管分为内外双层管结构，分别连接换热管的内外双层管，相互配合，使高温工质和低温工质流向稳定顺畅，保证工作效率。

12、优选的，所述换热管下端均设置有封头，封头厚度大于换热管外壁的壁厚，封头设置为球面结构。

13、通过采用上述技术方案，换热管的下端为自由端，进入主体外壳的高温冶金废烟气会首先冲击换热管下端面，为了防止换热管损伤，采用加热、旋压的热封工艺形成封头，使封头厚度增大，具有更强的耐冲击性能，而且将封头设置为球面结构对高温冶金废烟气形成导流作用，减轻冲击力。

14、优选的，所述在换热管外同轴安装套管，套管外设置有翅片。

15、通过采用上述技术方案，在换热管外安装设置有翅片的套管，利用翅片与烟气接触面积增加换热面积，解决了换热管方向与烟气方向相同时换热面积小的问题。

16、优选的，所述翅片为连续设置的螺旋翅片。

17、通过采用上述技术方案，螺旋翅片的结构是连续平缓的弧面结构，这样在保证换热效率的同时，烟气中夹杂的灰渣随着温度降低而沉降，掉落在螺旋形翅片上的灰渣沿翅片弧面滑落不易积灰，积灰过多会影响换热结构的效率。

18、优选的，所述换热管的下端与主体外壳的下端之间留有间距。

19、通过采用上述技术方案，该间隙的距离大于换热管允许运行温度范围内产生的最大热胀的变形长度，保证在换热管受热伸长变形到大长度时，也不会顶在底部的结构的内壁上，有效防止损伤换热管。

20、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

21、1、本申请的套管式蒸发器作为一种工业废烟气降温装置，在废烟气温度产生波动的时候换热管能够承受热胀冷缩产生的疲劳应力，而且能够承受大颗粒重金属粉尘的冲刷。

22、2、本技术方案通过换热管与蒸发器外形的排布设计，解决了高温烟气进入至蒸发器后、以及不同温度的烟气在批次处理时，蒸发器内部换热管由于多次的热胀冷缩下管路与蒸发器内壁焊接处断裂的现象发生，延长换热管的使用寿命。

23、3、本申请的立式蒸发器采用套管结构设置螺旋翅片，保证良好的换热效率，快速换热降低烟气温度，从而避免内部压力过大，蒸发器外壁具有良好的密封效果以保证内部易燃易爆介质废烟气不能泄漏。

技术特征：

1.一种立式蒸发器，其特征在于：包括上、下贯通的主体外壳(3)，设置在主体外壳(3)内的换热管(7)，固装在主体外壳(3)上的连管，主体外壳(3)内设置有竖直的烟气通道，在烟气通道内设置设置换热管(7)，换热管(7)的上端固接连管，管热管的下端为自由端。

2.根据权利要求1所述的立式蒸发器，其特征在于：所述换热管(7)为横纵间隔的多根，横向并排的多根换热管(7)上端连接到同一连管；多根连管纵向间隔设置。

3.根据权利要求1所述的立式蒸发器，其特征在于：所述换热管(7)包括内管(701)和外管(702)，内管(701)同轴设置在外管(702)内部，内管(701)的下端连通外管(702)，内管(701)与外管(702)的上端不连通，内管(701)的上端连接低温工质的输入连管，外管(702)的上端连接高温工质输出连管。

4.根据权利要求3所述的立式蒸发器，其特征在于：所述连管两端分别连接上升集箱(6)和下降集箱(1)。

5.根据权利要求4所述的立式蒸发器，其特征在于：所述连管包括外层连管(5)，以及同轴设置在外层连管(5)内的内层连管(2)，在外层连管(5)内部的内层连管(2)一端封闭设置，内层连管(2)的另一端延伸至外层连管(5)外部连接一下降集箱(1)；外层连管(5)接近下降集箱(1)的一端封闭设置，外层连管(5)的另一端连接设置在主体外壳(3)外侧的上升集箱(6)；内层连管(2)连通换热管(7)的内管(701)，外层连管(5)连通换热管(7)的外管(702)。

6.根据权利要求1所述的立式蒸发器，其特征在于：所述换热管(7)下端均设置有封头(703)，封头(703)厚度大于换热管(7)外壁的壁厚，封头(703)设置为球面结构。

7.根据权利要求1所述的立式蒸发器，其特征在于：所述在换热管(7)外同轴安装套管(8)，套管(8)外设置有翅片(801)。

8.根据权利要求7所述的立式蒸发器，其特征在于：所述翅片(801)为连续设置的螺旋翅片(801)。

9.根据权利要求1所述的立式蒸发器，其特征在于：所述换热管(7)的下端与主体外壳(3)的下端之间留有间距。

技术总结
本申请提供的包括一种立式蒸发器，包括上、下贯通的主体外壳，设置在主体外壳内的换热管，固装在主体外壳上的连管，主体外壳内设置有竖直的烟气通道，在烟气通道内设置设置换热管，换热管的上端固接连管，管热管的下端为自由端。在废烟气温度产生波动的时候换热管能够承受热胀冷缩产生的疲劳应力，避免换热管由于多次的热胀冷缩下管路与蒸发器内壁焊接处断裂的现象发生，保证换热效率的同时延长换热管的使用寿命。

技术研发人员：陈瑜霞,田亚军,刘建明,于宝会,赵建民
受保护的技术使用者：天津华能北方热力设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15