一种用于换热器管板和换热管连接的全熔透深孔焊结构制造技术

本实用新型专利技术涉及石油及煤化工领域中的锅炉设备的技术领域，具体为一种用于换热器管板和换热管连接的全熔透深孔焊结构，包括入口端管板和换热管，换热管焊接在入口端管板上，其特征在于，换热管的靠近入口端的端部设有第一环形台阶，入口端管板设有管孔，管孔设有朝换热管轴向延伸的环形管座，环形管座的内外壁管径与换热管相同，环形管座端部外壁凹陷的第二环形台阶，第二环形台阶和第一环形台阶相适配，使得环形管座的内外壁与换热管的内外壁相互对应平齐。相较于现有技术，本实用新型专利技术结构简单，防止了积料及其产生的垢下腐蚀、应力集中和在高温下壳程介质冲刷失效。

A Full Penetration Deep Hole Welding Structure for Connecting Heat Exchanger Tube Sheet and Heat Exchanger Tube

【技术实现步骤摘要】
一种用于换热器管板和换热管连接的全熔透深孔焊结构
本技术涉及石油及煤化工领域中的锅炉设备的
，具体涉及一种用于换热器管板和换热管连接的全熔透深孔焊结构。
技术介绍
在石油炼制与化工领域，节能减排技术研究日益增多，急冷换热器是回收热能工作中应用最普遍、最多的一种技术装备，对新型结构急冷换热器的研究与推广使用，将对能源节约起极为重要的作用。传统的换热管与管板焊接结构之间存在间隙和焊接接头处于高温介质侧,易产生间隙腐蚀、过热造成热应力腐蚀和破裂等问题。在加工的过程中，一般先焊接入口端管板和换热管，再焊接出口端管板和换热管，因此入口端需要有定位结构。而且由于废热锅炉的入口端的气体温度可高达1200℃，在这种高温工况下，常规的管板与换热管的管头焊缝结构容易在高温条件下失效，因此需要对入口端的焊接结构具有比较高的要求。目前，入口端使用传统的换热管与管板焊接容易造成积料及其产生的垢下腐蚀、应力集中和介质对壳程冲刷引起失效等问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术的目的是提供一种能防止积料及其产生的垢下腐蚀、防止应力集中和防止壳程介质冲刷失效的用于换热器管板和换热管连接的对接式深孔焊结构。本技术提供一种用于换热器管板和换热管连接的全熔透深孔焊结构，包括入口端管板、出口端管板和换热管，换热管的两端分别焊接在入口端管板上，其中，换热管的靠近入口端的端部设有第一环形台阶，入口端管板设有管孔，入口端管板的管孔设有朝换热管轴向延伸的环形管座，环形管座的内外壁管径与换热管相同，环形管座端部设有第二环形台阶，第二环形台阶和第一环形台阶相适配，使得环形管座的内外壁与换热管的内外壁相互对应平齐。其中，所述的第一环形台阶与换热管之间设有沿管内壁径向凹陷的中间台阶，中间台阶厚度大于第一环形台阶厚度。其中，第二环形台阶为环形管座端部外壁轴向延伸并径向凹陷的凸台。其中，所述的换热器管板与环形管座及其端部的第二环形台阶一体成型。其中，管孔设有多个，每个管孔对应设有所述环形管座。其中，入口端管板和换热管的靠近入口端上分别设有可供全熔透深孔焊焊接的坡口。其中，所述的坡口为斜坡面坡口。其中，所述的斜坡面坡口为斜坡面角度为30度。其中，所述的坡口为弧形坡面坡口。其中，所述的入口端管板的坡口与换热管的靠近入口端上的坡口相对称。本技术的有益效果：本技术提供一种用于换热器管板和换热管连接的全熔透深孔焊结构，包括入口端管板和换热管，换热管焊接在入口端管板上，换热管的靠近入口端的端部设有第一环形台阶，入口端管板设有管孔，入口端管板的管孔设有朝换热管轴向延伸的环形管座，环形管座的内外壁管径与换热管相同，环形管座端部设有第二环形台阶，第二环形台阶和第一环形台阶相适配，使得环形管座的内外壁与换热管的内外壁相互对应平齐。相较于现有技术，本技术结构简单，防止了积料及其产生的垢下腐蚀、应力集中和在高温下壳程介质冲刷失效。附图说明利用附图对本技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1为本技术的换热器管板和换热管连接的结构示意图；图2为本技术的换热器管板和换热管连接的对接式深孔焊结构的示意图；图3为本技术的如图1中A处所示的放大图；图4为本技术的入口端的换热管的斜坡面坡口示意图；图5为本技术的入口端另选方案1的入口端管板的第二环形台阶结构示意图；图6为本技术的入口端另选方案2中的换热管端部的第一环形台阶结构示意图；图1至图6中的附图标号如下：1、入口端管板；11、环形管座；111、第二环形台阶；12、入口端管板坡口；2、换热管；21、换热管坡口；22、中间台阶；222、第一环形台阶。具体实施方式结合以下实施例对本技术作进一步描述。如图1、2和3所示，本技术提供的一种用于入口端管板1和换热管2连接的对接式深孔焊结构，由于在焊接废热锅炉的过程中，一般是先将换热管2的一端焊接在入口端管板1上，将换热管2定位好后，再将换热管2与出口端管板3相连接。因此对入口端管板1与换热管2之间的焊接要求较高，同时还要对换热管2进行定位。如图2所示，换热管2的靠近入口端的端部设有第一环形台阶222，入口端管板1上的管孔设有朝换热管2轴向延伸的环形管座11，环形管座11的内外壁管径与换热管2相同，环形管座11端部外壁凹陷的第二环形台阶111，第二环形台阶111和第一环形台阶222相适配，使得焊接后的环形管座11的内外壁与换热管2的内外壁相互对应平齐。本实施例加工中，入口端管板1与环形管座11及其端部的第二环形台阶111为一体成型。加工和装配的过程中更为方便。另外在实际中，第一环形台阶222可以改为焊接固定的沿轴向延伸的凸台，根据实际组装需要而固定预设规格的凸台，而无需对整条换热管2进行加工。环形管座11与第二环形台阶111共同形成了定位结构，对焊接的换热管2进行定位。第一环形台阶222和第二环形台阶111作为锁底结构，第一环形台阶222与第二环形台阶111焊接在一起，从而实现环形管座11与换热管2之间的管程平齐和壳程平齐。管程平齐可以使入口端的焊接处不会因为积藏而造成垢下腐蚀，壳程平齐可以使入口端的焊接处不会因为高温壳程介质的冲刷而失效。如图3所示的，换热管2的靠近入口端处设有可供全熔透深孔焊焊接的换热管坡口21，所述的换热管坡口21设在换热管2向端部的第一环形台阶222靠近的位置。即为图3中第一环形台阶222的右边(读者正对图2的右边方向)。入口端管板1上也设有与换热管坡口21相对应的入口端管板坡口12，所述的入口端管板坡口12设在第二环形台阶111的下部。具体的入口端管板坡口12与换热器管板坡口21都是斜坡面坡口或者弧形坡面坡口，斜坡面坡口优先选用角度30度的斜坡面。采用全熔透深孔焊焊接可以便于进行射线无损检测保证焊接质量，坡口的角度和形状也有利于观察焊接的质量。换热管坡口21和入口端坡口12可以采用对称的坡口结构也可不对称的结构。全熔透深孔焊焊接的打底焊接采用填丝焊，能解决异种钢焊接问题，使该结构的废热锅炉能应用在复杂材质的设备，能适用于各种工况下的废热锅炉，广泛推广使用该结构废热锅炉。该结构焊接后能实现单面焊双面成型的全熔透效果，背面可见有明显的连续光滑焊缝。在对入口端管板1与换热管2进行焊接的具体实施过程中，在入口端管板1上的多个管孔设有对应的环形管座11及第二环形台阶111，多个换热管2分别插入对应环形管座11中，同时对多条换热管2进行焊接固定，节约工作时间，提升工作效率。另选方案1如图5所示，第二环形台阶111设计为环形管座11端部外壁轴向延伸并径向凹陷的凸台，第二环形台阶111的这种结构更加便于焊接。另选方案2如图6所示，所述的第一环形台阶222与换热管2之间设有沿管内壁径向凹陷的中间台阶22，中间台阶22厚度大于第一环形台阶222厚度。一般在加工生产的过程中，直接加工第一环形台阶222会有一定的难度和尺寸的精度，采用先加工一个中间台阶22，中间台阶22的厚度大于第一环形台阶222的厚度，然后再加工第一环形台阶222。在实际废热锅炉中会常遇到一些焊接不方便的问题或者是尺寸精度方面的一些问题，可以采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于换热器管板和换热管连接的全熔透深孔焊结构，包括入口端管板和换热管，换热管焊接在入口端管板上，其特征在于，换热管的靠近入口端的端部设有第一环形台阶，入口端管板设有管孔，管孔设有朝换热管轴向延伸的环形管座，环形管座的内外壁管径与换热管相同，环形管座端部设有第二环形台阶，第二环形台阶和第一环形台阶相适配，使得环形管座的内外壁与换热管的内外壁相互对应平齐。

【技术特征摘要】
1.一种用于换热器管板和换热管连接的全熔透深孔焊结构，包括入口端管板和换热管，换热管焊接在入口端管板上，其特征在于，换热管的靠近入口端的端部设有第一环形台阶，入口端管板设有管孔，管孔设有朝换热管轴向延伸的环形管座，环形管座的内外壁管径与换热管相同，环形管座端部设有第二环形台阶，第二环形台阶和第一环形台阶相适配，使得环形管座的内外壁与换热管的内外壁相互对应平齐。2.如权利要求1所述的一种用于换热器管板和换热管连接的全熔透深孔焊结构，其特征在于，所述的第一环形台阶与换热管之间设有沿管内壁径向凹陷的中间台阶，中间台阶厚度大于第一环形台阶厚度。3.如权利要求1所述的一种用于换热器管板和换热管连接的全熔透深孔焊结构，其特征在于，第二环形台阶为环形管座端部外壁轴向延伸并径向凹陷的凸台。4.如权利要求1所述的一种用于换热器管板和换热管连接的全熔透深孔焊结构，其特征在于，管孔设有多个，每个管孔对应设有所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄嗣罗，吴恩覃，张浩帆，刘恒，
申请(专利权)人：茂名重力石化装备股份公司，
类型：新型
国别省市：广东,44