【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及换热器，尤其涉及一种可消除应力的废锅换热器。
技术介绍
1、换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，又称热交换器，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热管是换热器的元件之一，置于筒体之内，用于两介质之间热量的交换，具有很高的导热性和良好的等温性。管板，就是在圆形钢板上钻出比管子外径一样略大一些的孔，是换热器中起到固定管子以及密封介质作用的圆钢，最开始使用的换热器，是在换热管的两端使用管板进行固定、支撑，且两个管板都与壳体固定连接，这使得换热器有较大的热应力存在，易造成管子与管板结合处拉脱破裂而发生泄漏或管子失稳的情况。
2、通过公开号为cn110274507a的一种可完全消除热应力的换热器，包括两块管板，所述管板上开有换热管孔，两块管板间设有换热管，换热管两端分别穿过两块管板的换热管孔，所述换热管至少其中一端与换热管孔通过密封圈密封连接，目该端换热管外端固定连接有止动套，这样的结构可以完全消除换热管与管板间的热应力，实现所有换热管在管板处的自由伸缩。
3、但是我们考虑到在进行一种可消除应力的废锅换热器的使用时，传统中的换热器的消除应力的方式仍具有一定的缺陷，例如：
4、1、换热器内部的热应力主要集中在于管板与壳体的连接处位置，当热应力较大时会导致连接处膨胀破裂，而通过换热管的伸缩无法实现连接处的热应力消除，虽然避免了换热管破裂，可是管板与壳体连
5、2、换热器的内部由于温度较高产生的热应力会对管板和换热器的连接处造成较大的压力，而仅仅通过换热管的被动伸缩移动，难以将热应力完全消除的，仍会有部分热应力存在于换热器内部。
6、3、温差是换热器内部热应力产生的原因之一，因此降低换热液体与装置内部温差可以更好的消除内部的热应力，防止温差过大对连接处的连接紧固性造成威胁。
7、所以亟需一种可消除应力的废锅换热器，用以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种可消除应力的废锅换热器，解决了现有技术中换热器内部的热应力主要集中在于管板与壳体的连接处位置，当热应力较大时会导致连接处膨胀破裂，而通过换热管的伸缩无法实现连接处的应力消除，虽然避免了换热管破裂，可是连接处的应力仍然较大，会有破裂的风险的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种可消除应力的废锅换热器，包括头部管箱、壳体和尾部管箱，所述壳体设置在头部管箱与尾部管箱之间；所述头部管箱上安装有伸缩机构，所述伸缩机构包括设置在头部管箱与壳体之间的环形伸缩外套，所述环形伸缩外套内设有膨胀组件，所述膨胀组件包括有环形管道和若干个膨胀块，所述膨胀块套设在环形管道上，所述环形管道上设有充气管路；所述头部管箱上设有工艺气出管，所述充气管路与工艺气出管流体导通；
4、所述壳体上设置有注液管，所述壳体上安装有预热机构，所述预热机构包括有预热筒和设置在预热筒内部的第二换热管，所述预热筒内滑动密封配合有活塞，所述活塞与第二换热管贯穿滑动连接，所述活塞的一侧与预热筒的内壁之间安装有电弹簧；
5、所述注液管上设置有可变形的弹性板，所述头部管箱上设有顶杆，所述顶杆的另一端抵顶在弹性板上。
6、优选的，所述壳体靠近头部管箱的一端设置有内部圆板，所述壳体内设有若干第一换热管，所述第一换热管与内部圆板固定连接，所述内部圆板的侧壁开设有若干个与第一换热管相适配的对接圆孔，所述第一换热管的端部与对接圆孔卡接，所述壳体的内壁设置有若干个交错设置的旋流板。
7、优选的，所述头部管箱内设有封堵圆板，所述封堵圆板靠近壳体的一侧上设有若干伸缩圆管，所述伸缩圆管与封堵圆板贯穿连接，所述伸缩圆管一端插入第一换热管内，并与第一换热管的内壁滑动密封连接，所述头部管箱内部的中心处水平设置有空间隔板，所述空间隔板将头部管箱的内部空间分隔为进气腔室和排气腔室，所述头部管箱上设有工艺气进管，所述工艺气进管与进气腔室流体导通，所述工艺气出管与排气腔室流体导通；所述空间隔板的一侧与封堵圆板的侧壁固定连接；
8、还包括u形连接管，所述空间隔板上方的第一换热管通过u形连接管与空间隔板下方的第一换热管流体导通，所述u形连接管与尾部管箱的内壁之间安装有缓冲弹簧。
9、优选的，所述头部管箱与壳体相互靠近的一端上均设有第一法兰，所述尾部管箱和壳体相互靠近的一端上均设有第二法兰，所述环形伸缩外套的两侧分别与两个第一法兰固定连接。
10、优选的，所述充气管路包括第一连通管路和第二连通管路，所述第一连通管路和第二连通管路的两端均分别与环形管道和工艺气出管内部连通，所述第一连通管路上安装有气泵，所述环形管道的底部中心处位置连接有封闭块。
11、优选的，所述环形伸缩外套内设有支撑组件，所述支撑组件包括水平设置在环形伸缩外套内部的弹性支撑管，所述弹性支撑管的两端均与环形伸缩外套的内壁弹性连接，所述弹性支撑管的内部设置有复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别与弹性支撑管的内壁两侧固定连接。
12、优选的，所述预热筒顶部的一侧设有进液管，所述活塞的一侧设有送液软管，所述活塞上开设有与送液软管相适配的连通孔，所述送液软管的另一端与注液管连通。
13、优选的，所述预热机构还包括回流管和送流管，所述回流管和送流管分别与第二换热管的两端连通，所述回流管的另一端和送流管的另一端均与工艺气进管的内部连通，所述送流管上安装有预热输送泵，所述预热筒通过支撑架与壳体的顶部连接。
14、优选的，其中一个所述第一法兰上安装有测距传感器，所述测距传感器的测量方向朝向另一个第一法兰，所述测距传感器与电弹簧电性连接。
15、优选的，所述壳体上设有排液管，所述排液管与壳体内部连通。
16、本专利技术至少具备以下有益效果：
17、1、本专利技术中通过头部管箱、壳体和伸缩机构之间的相互配合，头部管箱与壳体之间的连接处可进行伸缩，进而实现应力的缓解，从而避免了连接处的破裂。
18、2、本专利技术通过设置伸缩机构，便于实现通过利用工艺气使环形伸缩外套进行膨胀，实现了主动伸缩移动的能力，进一步降低热应力的影响；再利用顶杆和弹性板的配合设置，在排出工艺气温度较高时，注液管内部流通面积自动增大，提高换热液体进入壳体内的效率，降低工艺气排出温度，从而减少能源浪费，且通过提高了换热液体进入壳体内的效率，可以防止装置内温度过高造成热应力较大，从而对装置内各部件造成影响。
19、3、本专利技术通过设置预热机构，可以利用工艺气对待换热液体进行前置升温，从而降低了温差产生的热应力，防止温差过大影响连接处的连接紧固性。
20、4、本专利技术通过测距传感器、电弹簧和活塞的配合设置，可以自主调节换热液体与第二换热管的接触面积，使换热液体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可消除应力的废锅换热器，其特征在于，包括头部管箱、壳体和尾部管箱，所述壳体设置在头部管箱与尾部管箱之间；所述头部管箱上安装有伸缩机构，所述伸缩机构包括设置在头部管箱与壳体之间的环形伸缩外套，所述环形伸缩外套内设有膨胀组件，所述膨胀组件包括有环形管道和若干个膨胀块，所述膨胀块套设在环形管道上，所述环形管道上设有充气管路；所述头部管箱上设有工艺气出管，所述充气管路与工艺气出管流体导通；
2.根据权利要求1所述的一种可消除应力的废锅换热器，其特征在于，所述壳体靠近头部管箱的一端设置有内部圆板，所述壳体内设有若干第一换热管，所述第一换热管与内部圆板固定连接，所述内部圆板的侧壁开设有若干个与第一换热管相适配的对接圆孔，所述第一换热管的端部与对接圆孔卡接，所述壳体的内壁设置有若干个交错设置的旋流板。
3.根据权利要求2所述的一种可消除应力的废锅换热器，其特征在于，所述头部管箱内设有封堵圆板，所述封堵圆板靠近壳体的一侧上设有若干伸缩圆管，所述伸缩圆管与封堵圆板贯穿连接，所述伸缩圆管一端插入第一换热管内，并与第一换热管的内壁滑动密封连接，所述头部管箱内部的中心处水
4.根据权利要求1所述的一种可消除应力的废锅换热器，其特征在于，所述头部管箱与壳体相互靠近的一端上均设有第一法兰，所述尾部管箱和壳体相互靠近的一端上均设有第二法兰，所述环形伸缩外套的两侧分别与两个第一法兰固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种可消除应力的废锅换热器，其特征在于，所述充气管路包括第一连通管路和第二连通管路，所述第一连通管路和第二连通管路的两端均分别与环形管道和工艺气出管内部连通，所述第一连通管路上安装有气泵，所述环形管道的底部中心处位置连接有封闭块。
6.根据权利要求1所述的一种可消除应力的废锅换热器，其特征在于，所述环形伸缩外套内设有支撑组件，所述支撑组件包括水平设置在环形伸缩外套内部的弹性支撑管，所述弹性支撑管的两端均与环形伸缩外套的内壁弹性连接，所述弹性支撑管的内部设置有复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别与弹性支撑管的内壁两侧固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种可消除应力的废锅换热器，其特征在于，所述预热筒顶部的一侧设有进液管，所述活塞的一侧设有送液软管，所述活塞上开设有与送液软管相适配的连通孔，所述送液软管的另一端与注液管连通。
8.根据权利要求1所述的一种可消除应力的废锅换热器，其特征在于，所述预热机构还包括回流管和送流管，所述回流管和送流管分别与第二换热管的两端连通，所述回流管的另一端和送流管的另一端均与工艺气进管的内部连通，所述送流管上安装有预热输送泵，所述预热筒通过支撑架与壳体的顶部连接。
9.根据权利要求4所述的一种可消除应力的废锅换热器，其特征在于，其中一个所述第一法兰上安装有测距传感器，所述测距传感器的测量方向朝向另一个第一法兰，所述测距传感器与电弹簧电性连接。
10.根据权利要求1所述的一种可消除应力的废锅换热器，其特征在于，所述壳体上设有排液管，所述排液管与壳体内部连通。
...【技术特征摘要】
1.一种可消除应力的废锅换热器，其特征在于，包括头部管箱、壳体和尾部管箱，所述壳体设置在头部管箱与尾部管箱之间；所述头部管箱上安装有伸缩机构，所述伸缩机构包括设置在头部管箱与壳体之间的环形伸缩外套，所述环形伸缩外套内设有膨胀组件，所述膨胀组件包括有环形管道和若干个膨胀块，所述膨胀块套设在环形管道上，所述环形管道上设有充气管路；所述头部管箱上设有工艺气出管，所述充气管路与工艺气出管流体导通；
2.根据权利要求1所述的一种可消除应力的废锅换热器，其特征在于，所述壳体靠近头部管箱的一端设置有内部圆板，所述壳体内设有若干第一换热管，所述第一换热管与内部圆板固定连接，所述内部圆板的侧壁开设有若干个与第一换热管相适配的对接圆孔，所述第一换热管的端部与对接圆孔卡接，所述壳体的内壁设置有若干个交错设置的旋流板。
3.根据权利要求2所述的一种可消除应力的废锅换热器，其特征在于，所述头部管箱内设有封堵圆板，所述封堵圆板靠近壳体的一侧上设有若干伸缩圆管，所述伸缩圆管与封堵圆板贯穿连接，所述伸缩圆管一端插入第一换热管内，并与第一换热管的内壁滑动密封连接，所述头部管箱内部的中心处水平设置有空间隔板，所述空间隔板将头部管箱的内部空间分隔为进气腔室和排气腔室，所述头部管箱上设有工艺气进管，所述工艺气进管与进气腔室流体导通，所述工艺气出管与排气腔室流体导通；所述空间隔板的一侧与封堵圆板的侧壁固定连接；
4.根据权利要求1所述的一种可消除应力的废锅换热器，其特征在于，所述头部管箱与壳体相互靠近的一端上均设有第一法兰，所述尾部管箱和壳体相互靠近的一端上均设有第二法兰，所述环形伸缩外套的两侧分别与两...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭鸿华，李军启，李小康，李海林，魏云钊，姬万柯，王磊，王丽真，朱沙沙，孙龙，张帅，王宪飞，李启虾，姬俊杰，
申请(专利权)人：河南心连心智能装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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