传热管和制造传热管的方法技术

本发明专利技术涉及用于降膜蒸发的传热管(9)，具有：加热介质表面(21)，由加热介质加热；降膜表面(20)，废液在其上通过，并由铁基高合金不锈钢材料制成，具有铬高于16.00％且镍高于1％的合金含量。传热管的降膜表面配备有一个或多个突起或凹陷，在传热管的包络表面上形成多个冲压凸起(SB)，使得沿着包络表面上平行于传热管的纵向轴线的线在相邻的冲压凸起(SB)之间的距离在3至250mm的范围内；所述冲压凸起(SB)的高度(hp)在0.3至5.0mm的范围内；宽度(wp)在1.0mm‑20mm的范围内；并且相对于与传热管的纵向轴线(CC)正交的平面具有0‑70度范围内的倾斜角度(α)，以使得每个冲压凸起(SB)倾斜并沿传热管的至少一部分延伸或在正交于传热管的纵向轴线的平面内延伸。本发明专利技术还涉及一种制造所述传热管的方法。

Heat Transfer Tube and Method of Manufacturing Heat Transfer Tube

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传热管和制造传热管的方法
本专利技术涉及一种用于废液的降膜蒸发的传热管。传热管具有加热介质表面和与所述加热介质表面相对并且背向所述加热介质表面的降膜表面，该加热介质表面被设置成由加热介质加热，该降膜表面被布置成，作为降膜而使含有木质素和来自纤维素材料的其它溶解组分、和/或来自纤维素材料的无机物、以及用过的化学品的废液在其上通过，同时由降膜来蒸发溶剂(主要是水)且由此增加干物质含量以及粘度。本专利技术还涉及一种制造如上所述的用于废液的降膜蒸发的传热管的方法。
技术介绍
在改善传热的一般
中，已经提出了用于传热表面的多种设计。然而，已经证明，在纸浆厂中改善废液蒸发段的传热表面是困难的。这些生物来源的液体通常含有高浓度的干物质(其为纤维残余物、木质素和盐形式)，导致所述蒸发段中的结垢和生垢。在第一蒸发段中，干物质含量可以为20％或更多，并且在最终蒸发段中，在废液在回收锅炉中燃烧之前，甚至达到80％或更多。因此，为了防止这种结垢和生垢的形成，传热管主要在废液侧配备有光滑表面。然而，即使具有这样的光滑表面，在所述蒸发段的下部也会经常看到沉淀物的聚积，需要关闭和强清洁操作。在流动的哪个蒸发位置中发生这些沉淀(即，蒸发序列中的第一、第二、第三、第四、第五、第六或第七蒸发效应)取决于不同干物质含量的当前浓度，而该当前浓度在不同工厂之间可能不同，这取决于所用工艺的化学分析以及纤维素材料的类型和来源。为了清洁传热管，需要使用相当严酷(tough)的清洁方法(诸如高压清洁设备、蒸汽清洁或酸清洁)清洗传热管。必须对表面进行任何改进，使得既可以清洗传热管，同时又仍然允许管的功能性清洁。特别地，必须对上述表面进行改进，使得它们不会由于清洁操作而被任何大程度地破坏或损坏。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种改进的传热管，其用于含有木质素和来自纤维素材料的其它溶解组分、和/或来自纤维素材料的无机物、以及用过的化学品的废液的降膜蒸发。本专利技术的第二个目的是提供一种制造这种传热管的方法。定义对接焊缝是在两个邻接边缘之间施加的焊缝，并且通过所述对接焊缝将这些边缘合并起来。出于本公开的目的，术语(废液)的薄层或降膜是优选具有1mm-10mm的厚度的废液层，其流过加热表面，并且在该层的相对侧上暴露于气体环境，溶剂将蒸发到该气体环境中。废液可以是例如废蒸煮液。关于措辞“冲压凸起”，通常认为如果在包络表面(envelopesurface)上的分开位置处存在沿传热管的纵向方向分开的凸起，那么这些冲压凸起被认为是分开的凸起，即使它们碰巧形成同一长形突起或凹槽的一部分。例如，如果螺旋倾斜的突起在若干点处与包络表面上的平行于传热管的纵向轴线的线交叉，则与长形突起的每个交叉点被认为是分开的冲压凸起。此外，措辞“冲压凸起”被规定为包括通过涉及对金属板材进行改进以在板材料中产生突起/凹陷的任何方法制造的板材料中的任何突起/凹陷。包络表面是指管的外侧和内侧。本专利技术本专利技术涉及一种用于水溶液和悬浮液的降膜蒸发的传热管，所述水溶液和悬浮液由生物来源的材料的处理产生，例如为来自纤维素纸浆生产的废液。传热管具有加热介质表面和与所述加热介质表面相对并且背向所述加热介质表面的降膜表面，该加热介质表面被设置成由加热介质加热。该降膜表面被布置成，作为降膜而使含有木质素和来自纤维素材料的其它溶解组分和/或来自纤维素材料的无机物以及用过的化学品的废液在其上通过，同时由降膜来蒸发溶剂且由此增加干物质含量。传热管由金属板材制成。所用的材料可以合适地是普通的耐腐蚀压力容器材料，例如通常用在这些类型的水溶液和悬浮液的蒸发中的不同等级的不锈钢和类似材料。这些应用中的传热管通常由铁基不锈钢材料(例如，具有铬高于16.00％且镍含量高于1％的合金含量的材料，优选对应于耐腐蚀钢质，如AISI316或AISI304或更好的或双相不锈钢)制成。所述钢质承受与高硫化物浓度相结合的高碱浓度，其可能引起应力腐蚀开裂(SSC)。AISI316的合金成分为：Cr：16.00-18.00％、Ni：10.00-12.00％、Mo：2.00-2.50％；AISI304的合金成分为Cr：17.50-18.50％、Ni：8.00-10.00％；LeanDuplex(节约型双相不锈钢)/ASTMS32101的合金成分为Cr：21.00-24.00％、Ni：1.00-5.50％、Mo：0.10-0.60％；以及LeanDuplex/ASTMS32304的合金成分为Cr：21.00-25.00％、Ni：3.00-6.00％、Mo：0.1-0.6％。“生物来源”的水溶液还可以包括造纸厂、农业操作、藻类养殖、动物养殖、植物生产、鱼类养殖、城市废物处理和制糖，所有这些都产生含有纤维和颗粒并携带溶解的有机溶液和无机盐的悬浮液和水溶液，其会在蒸发过程中固化，所有因素会产生生垢问题。当在沿着传热管的纵向延伸的方向看过去时，传热管的降膜表面配备有多个冲压凸起，这些冲压凸起由用于形成突起或凹陷(优选突起)的任何合适的方法形成。每个冲压凸起沿着传热管的纵向轴线与相邻的冲压凸起相隔3mm至250mm，即，两个相邻凸起的突起或凹陷沿着传热管的纵向轴线的最近部分之间的距离。正交于降膜表面测量到的冲压凸起的高度或深度处在0.3mm至5.0mm的范围内，而正交于冲压凸起的纵向延伸部沿着降膜表面测量到的宽度处在1mm至20mm的范围内。冲压凸起在正交于传热管的纵向轴线的平面内具有纵向延伸部，或者相对于与传热管的纵向轴线正交的平面具有高达70度的倾斜角度。冲压凸起可以由一个或多个连续的突起/凹陷形成，所述突起/凹陷全部围绕管的包络表面，或者分成具有不同形状和排列的单个的突起/凹陷，这将在详细描述中进一步例示。备选地，突起/凹陷可以制成为传热管的包络表面上的连续或不连续的整体环形图案，并且该环形图案可为倾斜的或在正交于传热管的纵向轴线的平面内延伸，同时在降膜表面上形成冲压凸起。还可以使多个相同长度或不同长度的较小突起/凹陷形成冲压凸起。因此，在设计突起/凹陷时存在多种方式，以使得沿传热管的纵向轴线在相邻冲压凸起之间的距离在0至250mm的范围内。这些冲压凸起在废蒸煮液的薄膜中提供干扰或湍流，这增加了传热速率。该解决方案还确保仍然可使用蒸汽或酸喷枪对管来进行蒸汽或酸清洁。形成凸起的合适方式是将它们冲压到平板金属材料(例如可以是合适宽度的盘绕条的片材金属板)中，然后该金属材料被形成热交换器管。通过没有材料损失或最小材料损失的一个或多个连续操作步骤中的压制或冲压成型或辊压成型，之后进行可能的清洁和精加工操作，来将冲压凸起纹理化到片材金属上达到所需结构以增强降膜蒸发。提供如上所述的降膜表面的纹理化表面的另一个优点是，在相对侧(即，加热介质表面)上也会存在纹理化表面，这也会在加热介质侧提供增强的传热。通常，具有突起的表面侧优选用作降膜表面，而具有凹陷的表面侧用作加热介质表面。根据一个实施例，传热管通过以如下方式形成凸起来制成：使得凸起被冲压到用于制造管的片材金属板中并且从该片材金属板的一侧到另一侧连续地延伸。该方法具有的优点在于，如果凸起从一侧一直延伸到另一侧，则引入到金属板材中的应力将更小。凸起可以被制成为使得它们在降膜表面上或在加热介质表面上突出。当然也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水溶液和悬浮液的降膜蒸发的传热管(9)，所述水溶液和悬浮液是由生物来源的材料的处理而产生的，例如为来自纤维素纸浆生产的废液，所述传热管(9)具有：‑加热介质表面(21)，被布置成由加热介质加热；以及‑降膜表面(20)，与所述加热介质表面(21)相对且背向所述加热介质表面，所述降膜表面(20)被布置成作为降膜而使含有木质素和来自纤维素材料的其它溶解组分、和/或来自纤维素材料的无机物、以及用过的化学品的废液在其上通过，同时由降膜来蒸发溶剂且由此增加干物质含量；所述传热管由金属板材制成，例如由铁基不锈钢材料制成，具有铬高于16.00％且镍高于1％的合金含量，优选对应于耐腐蚀钢质，至少如AISI 316或AISI304，其特征在于，所述传热管(9)的降膜表面(20)配备有多个由突起或凹陷形成的多个冲压凸起(SB)，其中，每个冲压凸起沿着所述传热管的纵向轴线(CC)与相邻的冲压凸起(SB)相隔3mm‑250mm；所述冲压凸起(SB)具有的高度(hp)或深度处在0.3mm‑5.0mm的范围内；所述冲压凸起(SB)具有的宽度(wp)处在1.0mm‑20mm的范围内；并且所述冲压凸起(SB)相对于与所述传热管(9)的纵向轴线(CC)正交的平面具有处在0‑70度范围内的倾斜角度(α)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.03 SE 1750094-31.一种用于水溶液和悬浮液的降膜蒸发的传热管(9)，所述水溶液和悬浮液是由生物来源的材料的处理而产生的，例如为来自纤维素纸浆生产的废液，所述传热管(9)具有：-加热介质表面(21)，被布置成由加热介质加热；以及-降膜表面(20)，与所述加热介质表面(21)相对且背向所述加热介质表面，所述降膜表面(20)被布置成作为降膜而使含有木质素和来自纤维素材料的其它溶解组分、和/或来自纤维素材料的无机物、以及用过的化学品的废液在其上通过，同时由降膜来蒸发溶剂且由此增加干物质含量；所述传热管由金属板材制成，例如由铁基不锈钢材料制成，具有铬高于16.00％且镍高于1％的合金含量，优选对应于耐腐蚀钢质，至少如AISI316或AISI304，其特征在于，所述传热管(9)的降膜表面(20)配备有多个由突起或凹陷形成的多个冲压凸起(SB)，其中，每个冲压凸起沿着所述传热管的纵向轴线(CC)与相邻的冲压凸起(SB)相隔3mm-250mm；所述冲压凸起(SB)具有的高度(hp)或深度处在0.3mm-5.0mm的范围内；所述冲压凸起(SB)具有的宽度(wp)处在1.0mm-20mm的范围内；并且所述冲压凸起(SB)相对于与所述传热管(9)的纵向轴线(CC)正交的平面具有处在0-70度范围内的倾斜角度(α)。2.根据权利要求1所述的传热管(9)，其中，所述冲压凸起(SB)从用于制造所述管的所述金属板材的一侧连续地延伸到所述金属板材的另一侧。3.根据权利要求1或2所述的传热管(9)，其中，所述冲压凸起(SB)在所述降膜表面(20)上突出。4.根据前述任一权利要求所述的传热管(9)，其中，相邻冲压凸起之间的沿着所述传热管的纵向轴线的距离处在3mm-100mm的范围内，更优选地处在5mm-50mm的范围内，并且最优选地处在5mm-20mm的范围内。5.根据前述权利要求中任一项所述的传热管(9)，其中，所述冲压凸起(SB)的高度(hp)处在0.5mm-2.0mm的范围内，优选处在0.7mm-1.7mm的范围内。6.根据前述权利要求中任一项所述的传热管(9)，其中，至少一个冲压凸起(WB)相对于所述正交平面倾斜，优选地具有15度-60度的倾斜角度。7.根据权利要求1-6中任一项所述的传热管(9)，其中，至少一个冲压凸起(WB)在正交于所述传热管(9)的纵向轴线(CC)的平面内延伸。8.根据前述权利要求中任一项所述的传热管(9)，其中，所述冲压凸起(SB)被设计成使突出的所述冲压凸起(SB)的顶部的两侧和侧壁的角部圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔斯·奥劳松，
申请(专利权)人：维美德公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE