火焰加热螺旋管式辐射炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及介质的加热设备，特别指一种在加氢装置及一般炼油装置中，通过燃料在管式炉的辐射室内燃烧释放出的热量，经炉管的传导传热和对流传热来加热工艺介质的火焰加热螺旋管式辐射炉。
【背景技术】
[0002]目前，国内一般炼厂装置的火焰加热螺旋管纯辐射圆筒炉的主要结构型式是:介质从辐射室炉顶进，然后从辐射室炉壁侧出，螺旋管在辐射室内采用整体铸造立柱式管架支撑，这样的螺旋管纯辐射炉结构型式会存在螺旋管因受热不能完全自由吸收螺旋管在径向上产生的热膨胀，造成螺旋管与辐射室炉顶、整体铸造立柱与辐射室炉底彼此连接处易损坏，存在安全隐患，且立柱支撑结构复杂，材料整体要求较高，从而导致制造成本较高。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是针对【背景技术】中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种通过改进介质进出口方式及炉壁支撑托架结构，使螺旋管受热后热膨胀能完全自由吸收，从而保证辐射室连接处不被损坏，有效减小辐射炉故障率的火焰加热螺旋管式辐射炉。
[0004]本实用新型的技术方案是构造一种包括炉体支撑钢结构，设置在炉体支撑钢结构上的辐射室、锥段和烟囱的辐射炉，其中辐射室设置有燃烧器和介质加热螺旋管，所述的介质加热螺旋管的介质进、出口均从辐射室一侧与室内介质加热螺旋管切入式连接，且介质加热螺旋管通过热膨胀自吸式支撑结构安装于辐射室上，该热膨胀自吸式支撑结构包括设置在辐射室内支撑辐射室内介质加热螺旋管的支撑托架，和设置在辐射室上支撑介质加热螺旋管进、出口段的支撑套管。
[0005]在其中一个实施例中，所述的支撑托架均匀的分布于辐射室内壁上，包括后端焊接于内壁上的后托架，和螺栓连接在后托架前端的前托架，其中前托架支承螺旋管，并设置有U型管卡固定，U型管卡的两端装配于前托架上开设的长椭圆孔内。
[0006]所述的前、后托架、U型管卡及螺栓连接件均采用耐热高合金钢材料制成，U型管卡与长椭圆孔配合的螺旋管固定结构根据螺旋管的热膨胀自由伸缩调节。
[0007]在其中一个实施例中，所述的支撑套管沿螺旋管圆切线方向开设在辐射室炉壁上，螺旋管的介质进入段和介质出口段分别穿过支撑套管向炉外伸出并与其软连接。
[0008]所述的支撑套管包括开设在辐射室炉壁上的进出口套管，设置在进出口套管外端的法兰板，法兰板外再设置垫片和盖板，并通过螺栓、螺母与螺旋管伸入端软连接。
[0009]在其中一个实施例中，所述的螺旋管的介质进口连接在螺旋管上部，介质出口连接在螺旋管下部，且进、出口设置在同侧均为切线式接入方式。
[0010]在其中一个实施例中，所述的燃烧器设置在辐射室底部，辐射室底部、燃烧器的一侧设置有球形看火门。
[0011]本实用新型辐射炉内设置有隔热耐火内衬，所述的辐射室、锥段和烟囱上还相应的设置有辅助辐射炉工作的热电偶口、测压口、蒸汽灭火口、看火门、防爆门等。
[0012]本实用新型的优点及有益效果:
[0013]本实用新型采用螺旋管从侧面进出和在前托架上开设长椭圆孔的结构，根据处理量设计合理的螺旋管节圆直径，以节圆直径计算出合理的前托架长椭圆孔长度，当燃烧器燃烧时，辐射室温度一般可高达850 °C，这时会使得金属螺旋管产生热膨胀，此时在前托架长椭圆孔和螺旋管的进出口套管的共同作用下，使得螺旋管能自由膨胀，从而达到螺旋热膨胀自吸的作用。这种结构型式的螺旋管进出口及支撑方式，使得螺旋管受热时螺旋管能充分自由膨胀而不受限制，减少了安全隐患。
[0014]本实用新型具有以下优点:a、螺旋管受热时，膨胀量能自由吸收，不受约束，减少了安全隐患；b、螺旋管无急弯突变结构，整体结构简单；c、前托架采用耐热高合金钢铸件，耐温性好；d，后托架采用耐热高合金钢板材，易与辐射室炉壁焊接；e、前、后托架采用螺栓连接，便于施工，检维修更换螺旋管时减少了对衬里的损坏；f、支撑件耗材少，制造简便，易于更换；g、减少了零部件的机加工量，节省材料，安装简便，减少了制造成本。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型整体结构示意图。
[0016]图2是图1A-A剖视图。
[0017]图3是本实用新型支撑套管结构示意图。
[0018]图4是本实用新型支撑托架结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
[0020]需要说明的是，当元件被认为是“设置”在另一个元件上，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。
[0021]除非另有定义，本文中所使用的所有的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在于限制本实用新型。
[0022]由图1、2可知，辐射炉为圆筒结构，由燃烧器1、炉体支撑钢结构2、辐射室3、介质加热螺旋管4、支撑托架5、锥段6、烟囱7、衬里8组成，介质加热螺旋管4的介质进口 j、介质出口 b设置在辐射室3同侧的上部和下部，介质进、出口段外均设置有支撑套管9保护。在辐射室3底端设燃烧器I和球形看火门a，炉体支撑钢结构2、辐射室3、锥段6、烟囱7都是由碳钢制成的圆形筒体，且在辐射室3、锥段6、烟囱7上分别设有热电偶口 C1-5、炉管壁热电偶口 C6-8、测压口 dl-2、蒸汽灭火口 e 1-2、看火门f 1-2、防爆门g及人孔门i，炉体内壁均设有隔热耐火衬里8。介质加热螺旋管4及支撑托架5就安装于辐射室3内的炉壁上。
[0023]由图2可知介质出口b、介质进口 j在辐射室3上的设置状态，介质加热螺旋管4的支撑套管9沿螺旋管中心节圆切线方向开设在辐射室3炉壁上用于保护螺旋管的介质进、出口。如图3所示，在支撑套管9的进出口套管91上焊有法兰板92，法兰板92上采用螺栓95、螺母94与垫片93、盖板96紧固的方式，使螺旋管进、出口端穿过法兰板92和盖板96上的管孔与支撑套管9之间形成一种软连接。这种切向进出口的软连接结构使得螺旋管无急弯突变结构，减小了介质流体的阻力，且当燃烧器燃烧，辐射室温度升高时，螺旋管能自由吸收在径向方向上的热膨胀。减少因热膨胀而引起的炉管或辐射室炉壁的损坏，避免事故的发生。
[0024]由图4可知，支撑托架5包括有前托架51、螺母52、U型管卡53、螺栓54、后托架55。介质加热螺旋管4通过炉壁前、后托架51、55均匀支撑在辐射室3炉壁上，炉壁支撑托架的后托架55采用焊接性较好的耐热高合金钢板材焊于炉壁上，前托架51与后托架55之间采用耐热高合金钢制的螺栓54、螺母52连接，介质加热螺旋管4被耐热高合金钢的U型管卡53固定在开有长椭圆孔的前托架51耐热高合金钢铸件上。这种结构的好处在于:当炉体辐射室受热时，螺旋管在炉体轴向上的热膨胀能随炉体一起自下而上自由移动，在螺旋管节圆径向方向上沿前托架长椭圆孔的方向自由伸缩，不受约束。前托架51铸件结构简单，耐温性好，制造加工成本低，前、后托架采用螺栓连接，便于施工，且在检维修更换螺旋管时减少了对衬里的损坏，节省材料，安装简便，减少了施工及安装成本。
[0025]本实用新型所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
【主权项】
1.一种火焰加热螺旋管式辐射炉，包括炉体支撑钢结构，设置在炉体支撑钢结构上的辐射室、锥段和烟囱，其中辐射室设置有燃烧器和介质加热螺旋管，其特征在于: 所述的介质加热螺旋管的介质进、出口均从辐射室一侧与室内介质加热螺旋管切入式连接，且介质加热螺旋管通过热膨胀自吸式支撑结构安装于辐射室上，该热膨胀自吸式支撑结构包括设置在辐射室内支撑辐射室内介质加热螺旋管的支撑托架，和设置在辐射室上支撑介质加热螺旋管进、出口段的支撑套管。
2.根据权利要求1所述的火焰加热螺旋管式辐射炉，其特征在于所述的支撑托架均匀的分布于辐射室内壁上，包括后端焊接于内壁上的后托架，和螺栓连接在后托架前端的前托架，其中前托架支承螺旋管，并设置有U型管卡固定，U型管卡的两端装配于前托架上开设的长椭圆孔内。
3.根据权利要求2所述的火焰加热螺旋管式辐射炉，其特征在于所述的前、后托架、U型管卡及螺栓连接件均采用耐热高合金钢材料制成，U型管卡与长椭圆孔配合的螺旋管固定结构根据螺旋管的热膨胀自由伸缩调节。
4.根据权利要求1所述的火焰加热螺旋管式辐射炉，其特征在于所述的支撑套管沿螺旋管圆切线方向开设在辐射室炉壁上，螺旋管的介质进入段和介质出口段分别穿过支撑套管向炉外伸出并与其软连接。
5.根据权利要求4所述的火焰加热螺旋管式辐射炉，其特征在于所述的支撑套管包括开设在辐射室炉壁上的进出口套管，设置在进出口套管外端的法兰板，法兰板外再设置垫片和盖板，并通过螺栓、螺母与螺旋管伸入端软连接。
6.根据权利要求1所述的火焰加热螺旋管式辐射炉，其特征在于所述的螺旋管的介质进口连接在螺旋管上部，介质出口连接在螺旋管下部，且进、出口设置在同侧均为切线式接入方式。
7.根据权利要求1所述的火焰加热螺旋管式辐射炉，其特征在于所述的燃烧器设置在辐射室底部，辐射室底部、燃烧器的一侧设置有球形看火门。
【专利摘要】本实用新型涉及一种火焰加热螺旋管式辐射炉，包括炉体支撑钢结构，设置在炉体支撑钢结构上的辐射室、锥段和烟囱，其中辐射室设置有燃烧器和介质加热螺旋管，所述的介质加热螺旋管的介质进、出口均从辐射室一侧与室内介质加热螺旋管切入式连接，且介质加热螺旋管通过热膨胀自吸式支撑结构安装于辐射室上，该热膨胀自吸式支撑结构包括设置在辐射室内支撑辐射室内介质加热螺旋管的支撑托架，和设置在辐射室上支撑介质加热螺旋管进、出口段的支撑套管。本实用新型采用螺旋管从侧面进出和在前托架上开设长椭圆孔的结构，使得螺旋管能自由膨胀，从而达到螺旋热膨胀自吸的作用，减少了安全隐患。
【IPC分类】F27B17-00
【公开号】CN204404788
【申请号】CN201520038390
【发明人】熊俊, 宋志红
【申请人】长岭炼化岳阳工程设计有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年1月21日