一种高压锅炉水折流杆式预热器和化学反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高压锅炉水折流杆式预热器，其包括外壳，将外壳的内腔分为换热腔和水腔的管板；水腔分为互不相通的进水腔和出水腔，在外客内设置有管束套桶，在管束套桶内，U形换热管的一端经管板连通进水腔，另一端经管板连通出水腔，外壳连接有高压外联箱，管束套筒与管板之间具有连通部；管束套筒远离管板的一端形成为高温内联箱，在管束套筒的外壁与外壳的内壁之间具有气体通道，经气体进口进入的气体能够依次经高温内联箱、U形换热管之间的间隙、连通部、气体通道后，经气体出口排出所述预热器。本实用新型专利技术还公开了一种安装有上述预热器的用于放热反应的化学反应装置。本实用新型专利技术具有管板热应力较少，利于维护，制造难度小等优点。

High pressure boiler water baffle rod type preheater and chemical reaction device

The utility model discloses a high pressure boiler water baffle rod type preheater, comprising a shell, the shell is divided into tube plate heat exchange chamber and a water chamber; the water chamber is divided into a water inlet and the water outlet cavities which are not communicated with each other, the foreign guests are arranged in the tube sleeve, the sleeve barrel in tube bundle in the end, administered by the board of U shaped heat exchanger tube communicated with the water inlet cavity, the other end connected by plate shell connected with the high-pressure water outlet cavity is communicated with external box, tube sleeve and tube plate; tube sleeve end tube plate away from a high temperature inline box, having a gas passage between the inner wall of the outer sleeve and the tube bundle shell, gas into the gas can in turn imports by the high-temperature inline box, U shape change, gap between heat pipes connected, gas channel, the gas outlet of the preheater. The utility model also discloses a chemical reaction device for exothermic reaction which is installed with the preheater. The utility model has the advantages of less thermal stress of the tube plate, better maintenance and less manufacturing difficulty.

【技术实现步骤摘要】
一种高压锅炉水折流杆式预热器和化学反应装置
本技术属于化工设备
，是一种化学反应器的余热回收装置，具体地说是一种材料要求不高、制造成本较低、利于维修、高热效率的卧式高压锅炉水折流杆式预热器。
技术介绍
目前，化学反应后的余热回收装置有较大的改进，通常是将高温和高压区分开，采用二重套管或三重套管的形式，将工艺气从内管进，从外套管出，虽然是分开了高温和高压区，但是由于是多重套管，因此在制造上比较烦琐、材料用量上比较浪费；另外，多重套管也导致换热效率并不高。传统余热回收装置中的换热管基本上沿一个方向延伸，换热管的两端分别固定在不同的管板上，当换热管受热时产生膨胀，造成热应力过度集中，为避免热应力造成设备的失效，需要采用高等级的不锈钢材料，换热管的厚度也较厚。在余热回收装置中，高温区换热管的进气端和管板由于长时间受到高温工艺气的冲击，容易损坏，而又是采用焊接结构，不利维修。为避免上述缺陷，人们改进了换热管的安装方式，但是，一直无法避免换热管与管板焊接区域处在最高温度区域，在使用过程中因热应力集中而导致换热管的管头焊开裂或管板开裂等现象。目前余热回收装置在制造、换热效率、材料用量和维修等方面都存在很多不足的地方。
技术实现思路
针对现有余热回收装置的材料用量多、换热效率低、不利维修、制造难度大、管板热应力集中、热端换热管与管板焊缝容易开裂等问题，本申请的目的首先是提供一种预热器，以至少部分解决上述问题，具体技术方案如下：一种高压锅炉水折流杆式预热器，其包括两端封闭的外壳，设置在外壳内的管板，所述管板将外壳的内腔分为换热腔和水腔；在水腔内安装有分割板，该分割板将水腔分为互不相通的进水腔和出水腔，分割板将管板分割为进水部和出水部两个部分，在外壳上安装有连通进水腔的进水口和连通出水腔的出水口；在换热腔内安装有管束套筒，管束套筒内安装有折流杆组件和由若干U形换热管所组成的U形换热管束，U形换热管活动地支撑在折流杆组件中的折流杆上；U形换热管的一端密封固定在管板的进水部上、并连通进水腔，U形换热管的另一端固定在管板的出水部上、并连通出水腔，进水腔经U形换热管的内腔连通出水腔；外壳远离管板的一端延伸形成高压外联箱，高压外联箱的内腔形成连通换热腔的回气腔，在高压外联箱上设置有连通回气腔的进口套管与气体出口；管束套筒朝向管板的一端为敞口端，该敞口端与管板之间具有连通管束套筒内外的连通部；管束套筒远离管板的一端形成为高温内联箱，高温内联箱位于回气腔内，在高温内联箱上设置有气体进口；在管束套筒的外壁与外壳的内壁之间具有气体通道，经气体进口进入的气体能够依次经高温内联箱、U形换热管之间的间隙、连通部、气体通道后，经气体出口排出所述预热器。所述U形换热管优选采用管板角焊方式焊接在管板上。当本技术使用时，完成反应的化学气体从气体进口进入，然后进入到U形换热管之间的间隙，化学气体经过U形换热管与下述的冷却水进行热量交换后温度降低，温度降低的化学气体从连通部进入到管束套筒的外壁与外壳的内壁之间的气体通道，最后经气体出口排出，进入下到工序；冷却水由进水口进入到进水腔内，然后进入到U形换热管的内腔，经过与上述化学气体换热后温度上升，温度上升后的冷却水从U形换热管排出进入到出水腔，然后经出水管排出，进入到下道工序。传统的废热锅炉中，换热管内为高温介质，使换热管一直保持在高温状态，而在本申请中，高温介质在换热管外，而冷却介质走管内，且将换热管的两端均设置在同一侧，并位于冷却介质的包围之中，由于冷却介质相对于高温介质其温度较低，使换热管与管板的连接部位完全处于相对低温的水环境内，消除高温应力隐患，有利于延长设备的使用寿命。本技术中，采用折流杆组件，折流杆组件具有低阻力的优点，折流杆组件中折流杆还用于支撑U形换热管，由于U形换热管活动地支撑在折流杆上，当U形换热管在由于温度变化而产生伸缩时，U形换热管的U形端能够自由移动，避免了直杆式的换热管在产生伸缩时，只能向侧边弯曲，并由此而产生较大的应力。同时由于采用了U形换热管，可以将换热管设计成具有较大长径比的细长形管道，以延长冷却水与高温气体的换热时间，提高换热效率。本技术中，管束套筒和高温内联箱安装在外壳内，由于高温气体在进入到进气进口后，首先进入到高温内联箱，在高温内联箱内，气体处于最高温度，当气体经U形换热管进行时，温度逐渐降低，进入到管束套筒的外壁与外壳的内壁之间的气体通道内，此时，气体的温度已达到最低点，因此在本技术中，只有高温内联箱承担高温部分，包括高压外联箱在内的外壳承受气体的高压，不承受气体的高温，高温与高压两个苛刻条件由外壳和高温内联箱分开承担，降低了外壳的材质要求和制造难度，既节省投资，又更加安全。进一步，还包括高温气防冲板，所述高温气防冲板设置在高温内联箱或管束套筒内，并位于U形换热管束与气体进口之间。具体地，所述高温气防冲板为多孔板。或所述高温气防冲板包括环形的基板、和沿基板的内缘向内延伸的若干辐板，相邻的辐板之间形成气体通道。所述多孔板的外周面固定在高温内联箱或管束套筒的内壁上，多孔板的中心部向高温内联箱的气体进口方向突起。高温气防冲板的设置可以避免进入到高温内联箱的高温气体对U形换热管及折流杆组件形成较大的冲击，而使相关部件产生剧烈震动，影响各部件之间的连接强度，影响设置本安全使用和寿命。进一步，所述外壳水平布置，所述进水口位于外壳的下方，所述出水口位于外壳的上方。该设计能够增加换热效果，同时方便本技术的安装和维护。进一步，所述连通部由管束套筒朝向管板的一端的侧壁上的缺口所形成，或由管束套筒朝向管板的一端的侧壁上的通孔所形成。上述设计均可方便地在管束套筒上形成连通部，不必采用其它复杂的零部件，以简化本技术的结构，并有效地提高使用寿命。其次，本申请还提供一种用于放热反应的化学反应装置，其包括上述技术方案中任一项所述的高压锅炉水折流杆式预热器，该化学反应装置还包括反应器，所述反应器的外壳连接到预热器的进口套管上，反应器的反应气出口管连接到预热器的气体进口上。本化学反应装置能够有效地将完成反应的原料气所携带的热能安全稳定地传递给冷却水。附图说明图1是本技术的一种实施例的结构示意图。图2是本技术的另一种实施例的结构示意图。具体实施方式实施例1参阅图1，一种高压锅炉水折流杆式预热器300，其包括两端封闭的外壳6，该外壳6呈筒状，在外壳6的一端安装有前端盖24，在另一端安装与后端盖14，前端盖螺栓27将前端盖24紧固在外壳的一端上，在前端盖24与外壳的端面之间安装有前端密封件28。后端盖螺栓17将后端盖14紧固在外壳的另一端上，在后端盖14与外壳的端面之间安装有后端密封件18。在外壳6内设置有管板11，所述管板11将外壳6的内腔分为换热腔和水腔22；在水腔22内安装有分割板19，该分割板19将水腔22分为互不相通的进水腔221和出水腔222，分割板19将管板11分割为进水部111和出水部112两个部分，在外壳6上安装有连通进水腔221的进水口15和连通出水腔222的出水口12。分割板19为一折板，折板的一侧焊接在管板上，其它侧面焊接在外壳6上，折板与外壳所包围的空间形成出水腔，该折板无后端盖14无接触，以方便于后端盖14的安装。在换热腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压锅炉水折流杆式预热器，其特征在于，包括两端封闭的外壳，设置在外壳内的管板，所述管板将外壳的内腔分为换热腔和水腔；在水腔内安装有分割板，该分割板将水腔分为互不相通的进水腔和出水腔，分割板将管板分割为进水部和出水部两个部分，在外壳上安装有连通进水腔的进水口和连通出水腔的出水口；在换热腔内安装有管束套筒，管束套筒内安装有折流杆组件和由若干U形换热管所组成的U形换热管束，U形换热管活动地支撑在折流杆组件中的折流杆上；U形换热管的一端密封固定在管板的进水部上、并连通进水腔，U形换热管的另一端固定在管板的出水部上、并连通出水腔，进水腔经U形换热管的内腔连通出水腔；外壳远离管板的一端延伸形成高压外联箱，高压外联箱的内腔形成连通换热腔的回气腔，在高压外联箱上设置有连通回气腔的进口套管与气体出口；管束套筒朝向管板的一端为敞口端，该敞口端与管板之间具有连通管束套筒内外的连通部；管束套筒远离管板的一端形成为高温内联箱，高温内联箱位于回气腔内，在高温内联箱上设置有气体进口；在管束套筒的外壁与外壳的内壁之间具有气体通道，经气体进口进入的气体能够依次经高温内联箱、U形换热管之间的间隙、连通部、气体通道后，经气体出口排出所述预热器。...

【技术特征摘要】
1.一种高压锅炉水折流杆式预热器，其特征在于，包括两端封闭的外壳，设置在外壳内的管板，所述管板将外壳的内腔分为换热腔和水腔；在水腔内安装有分割板，该分割板将水腔分为互不相通的进水腔和出水腔，分割板将管板分割为进水部和出水部两个部分，在外壳上安装有连通进水腔的进水口和连通出水腔的出水口；在换热腔内安装有管束套筒，管束套筒内安装有折流杆组件和由若干U形换热管所组成的U形换热管束，U形换热管活动地支撑在折流杆组件中的折流杆上；U形换热管的一端密封固定在管板的进水部上、并连通进水腔，U形换热管的另一端固定在管板的出水部上、并连通出水腔，进水腔经U形换热管的内腔连通出水腔；外壳远离管板的一端延伸形成高压外联箱，高压外联箱的内腔形成连通换热腔的回气腔，在高压外联箱上设置有连通回气腔的进口套管与气体出口；管束套筒朝向管板的一端为敞口端，该敞口端与管板之间具有连通管束套筒内外的连通部；管束套筒远离管板的一端形成为高温内联箱，高温内联箱位于回气腔内，在高温内联箱上设置有气体进口；在管束套筒的外壁与外壳的内壁之间具有气体通道，经气体进口进入的气体能够依次经高温内联箱、U形换热管之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢健，王雪林，聂忠峰，
申请(专利权)人：南京聚拓化工科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32