一种立式管板蒸发器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种立式管板蒸发器，包括蒸发容器、换热管束、上管板、下管板和汽包，所述的上管板和下管板安装在蒸发容器内，且上管板位于下管板上方，所述的上管板为边缘向上弯曲的弧形管板，所述的换热管束上端和下端分别安装在上管板和下管板上的管孔上，蒸发容器下端和上端分别具有热流体进口和冷流体出口，所述蒸发容器上开设有进水管和导汽管，所述的进水管和导汽管位于上管板和下管板之间，且导汽管位于进水管之上，所述的汽包通过导汽管与蒸发容器连通，所述汽包上设置有蒸汽出口管。本发明采用弧形管板能快速将蒸汽导入出口处且吸收换热管束受热产生的膨胀量，避免产生过大的热应力。
【专利说明】一种立式管板蒸发器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种蒸汽发生器，特别涉及一种立式弧形管板式蒸汽发生器。
【背景技术】
[0002]导热油炉也叫有机热载体炉，主要是以煤、油、气为燃料，将导热油循环加热实现对外供热的新型热能设备。由于利用导热油加热与利用蒸汽加热相比较既有加热温度高、操作简单、安全环保、节约能源、控温精度高、操作压力低等优点，在现代工业生产中已被作为传热介质得到广泛的应用。在石油工业中，可用于原油加热、保温及矿物油的加工、储存、运输等；在化学工业中，主要用于蒸馏、蒸发、聚合、缩合、酯化、干燥、熔融、脱氢、强制保温以及农药、中间体、防老剂、表面活性剂、香料等合成装置的加热；在纺织印染工业中，主要用于干燥定型装置、热熔染色装置、染色印花装置、干燥器、烘干器、轧光机、压平机、洗涤机、轧布机、熨平机、热风拉幅等的加热；在炼焦工业中，主要用于贮气罐、混合站、分配站的加热与保温。然而导热油加热炉由于导热油的进炉的温度较高，一般在2001以上，使排烟温度高达2501?3001经烟囱排出时，这样既浪费了热量，又对环境造成了热污染。
[0003]为解决上述问题，有效利用烟气的余热资源，通常在尾部烟道上设置回收烟气余热的蒸发器来解决上述问题，蒸发器内产生的蒸汽可供生产、生活使用。同时，2501?3001烟气排烟温度经过蒸发器后，可降低到1201以下从烟囱排出。
[0004]另外在石油化工生产过程中，有大量的热流体介质(气体、液体、带压力和不带压力)温度在3001?5001，需要冷却降温，通常是直接用低温循环冷却水冷却热流介质，冷却水再通过冷却塔冷却后在循环使用，这样造成了大量有效能浪费，同时增加冷却系统的电耗和循环水耗量。
[0005]同样在工业生产中，有大量的中小型燃气锅炉的排烟温度达到2001以上，排烟热损失达到10%，因此锅炉排烟是一个潜力很大的余热资源，排烟温度过高既浪费了大量的能源，也造成了环境污染。
[0006]蒸发器广泛应用于化工、轻工、环保等行业，而目前的蒸汽发生器大多以卧式为主，具有壳体和管束，制作成本过高，工作压力低，同样卧式蒸汽发生器占地面积大，维修难度大，操作不便。
[0007]国内已有相关立式板式换热器设备，但是此种设备存在一些缺陷:(1)导热流体管道在受热过程中会产生热膨胀，而采用水平管板不能有效缓解这一问题，会导致管板发生形变；(2)目前国内立式板式换热器用于烟气或工艺气体的余热回收时，只能产生低温热水，降低了能源的利用率以及限制使用范围。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题是:克服现有技术中立式管板蒸发器导热流体在受热过程中会产生热膨胀，导致管板发生变形的不足，提供一种立式管板蒸发器，该蒸发器具有弧形管板，能够有效吸收导热流体管道受热产生的膨胀量，避免产生过大的热应力。
[0009]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种立式管板蒸发器，包括蒸发容器、换热管束、上管板、下管板和汽包，所述的上管板和下管板安装在蒸发容器内，且上管板位于下管板上方，所述的上管板为边缘向上弯曲的弧形管板，所述的换热管束上端和下端分别安装在上管板和下管板上的管孔上，蒸发容器下端和上端分别具有热流体进口和冷流体出口，所述蒸发容器上开设有进水管和导汽管，所述的进水管和导汽管位于上管板和下管板之间，且导汽管位于进水管之上，所述的汽包通过导汽管与蒸发容器连通，所述汽包上设置有蒸汽出口管。本发明采用弧形管板能快速将蒸汽导入出口处且吸收换热管束受热产生的膨胀量，避免产生过大的热应力。
[0010]作为优选，所述的导汽管与蒸发容器连接处的最上端略低于上管板与蒸发容器连接处，且导汽管与蒸发容器连接处位于导汽管的最低处，导汽管与汽包连接处位于汽包的底部。
[0011]由于蒸汽形成后会聚集在上管板与下管板之间形成的腔体最上端，采用边缘向上弯曲弧形管板后，蒸汽聚集在上管板的边沿(上管板与蒸发容器的连接处)，因此将导汽管与蒸发容器连接处的最上端设置在上管板与蒸发容器连接处能够使得蒸汽在导汽管口聚集，并迅速进入导汽管。进一步地，所述的导汽管数量为两个或多个，均匀布置在蒸发容器侦愐。
[0012]为强化换热管束的换热系数，作为优选，所述的换热管束由若干导热管组成，所述的导热管包括螺纹管、具有管内翅片的换热管或具有内扰流件的换热管其中一种或多种，本发明并不局限采用上述几种导热管，普通导热管或其他换热系数高的导热管均可运用于本发明。
[0013]进一步地，所述的热流体进口与工业热流体管道连接，如将热流体进口与烟道连接烟囱的进口或其他热流体的出口，将冷流体出口与烟囱进口连接，使蒸发器直接与工业热流体管道连接，减少了热流体流动阻力。
[0014]本发明的有益效果是，1.将原有的卧式蒸发器更改为立式蒸发器，占地面积小，操作方便，同时，立式结构的蒸发器可以直接安装在烟囱的进口处，减少烟气流动阻力；
[0015]2.蒸发容器内部采用弧形管板结构能够有效吸收换热管束道受热产生的热膨胀量，避免产生过大的热应力；
[0016]3.与现有的立式管壳换热器相比，立式管壳换热器只能产生低温热水，本发明能够产生一定压力的工业蒸汽供生产、生活使用，扩大了热用户的范围，进一步提高能源资源利用；
[0017]4.利用边缘向上弯曲弧形管板结构将积聚在上部的蒸汽快速导向导汽管，并通过导汽管将蒸汽导入汽包。相比现有技术，蒸发器内蒸汽能迅速排出，不会残留在蒸发容器内，从而提高了蒸发器的效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0019]图1是本发明结构示意图；
[0020]图中:1.蒸发容器，2.换热管束，3.热流体进口，4.冷流体出口，5.进水管，6.上管板，7.导汽管,8.汽包，9.蒸汽出口管，10.下管板。
【具体实施方式】
[0021]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0022]实施例1
[0023]如图1所示，一种立式管板蒸发器，包括蒸发容器1、换热管束2、上管板6、下管板10和汽包8，所述的上管板6和下管板10安装在蒸发容器1内，且上管板6位于下管板10上方，所述的上管板6为边缘向上弯曲的弧形管板，所述的换热管束2上端和下端分别安装在上管板6和下管板10上的管孔上，蒸发容器1下端和上端分别具有热流体进口 3和冷流体出口 4，所述蒸发容器1上开设有进水管5和导汽管7，所述的进水管5和导汽管7位于上管板6和下管板10之间，且导汽管7位于进水管5之上，所述的汽包8通过导汽管7与蒸发容器1连通，所述汽包8上设置有蒸汽出口管9，所述的导汽管7数量为两个，均匀布置在蒸发容器1侧面，本实施例中所述的换热管束2由若干导热管组成，所述的导热管为螺纹管。具体地，所述的导汽管7与蒸发容器1连接处的最上端略低于上管板6与蒸发容器1连接处，且导汽管7与蒸发容器1连接处位于导汽管7的最低处，导汽管7与汽包8连接处位于汽包8的底部。
[0024]本发明蒸发器工作原理如下:将热流体进口 3与工业生产中产生的高温流体烟气、工业气体、各种尾气或高温液体出口相连接，从进水管5向上管板6与下管板10之间形成的腔体内注水，高温流体从热流体进口 3进入换热管束2，高温流体通过换热管束2对腔体内的水进行加热蒸发，并产生大量蒸汽，蒸汽上升聚集在上管板6下侧，依靠边缘向上弯曲的弧形管板的快速导向导汽管7处，经导汽管7进入汽包8，从汽包8的蒸汽出口管9排出，排出的蒸汽可以供生产生活继续使用，经换热后的高温流体被冷却降温至一定温度(可通过调节换热面积和蒸汽压力来调节高温流体冷却后的温度)，从冷流体出口 4排出。在此过程中弧形管板能够有效吸收换热管束2受热产生的膨胀量，且蒸发器内蒸汽能迅速排出，不会残留在蒸发容器1内，从而提高了蒸发器的效率。
【权利要求】
1.一种立式管板蒸发器，其特征在于，包括蒸发容器(I)、换热管束(2)、上管板￠)、下管板(10)和汽包(8)，所述的上管板(6)和下管板(10)安装在蒸发容器(I)内，且上管板(6)位于下管板(10)上方,所述的上管板(6)为边缘向上弯曲的弧形管板,所述的换热管束(2)上端和下端分别安装在上管板(6)和下管板(10)上的管孔上，蒸发容器(I)下端和上端分别具有热流体进口(3)和冷流体出口(4)，所述蒸发容器(I)上开设有进水管(5)和导汽管(7)，所述的进水管(5)和导汽管(7)位于上管板(6)和下管板(10)之间，且导汽管(7)位于进水管(5)之上，所述的汽包(8)通过导汽管(7)与蒸发容器(I)连通，所述汽包(8)上设置有蒸汽出口管(9)。
2.根据权利要求1所述的立式管板蒸发器，其特征在于，所述的导汽管(7)与蒸发容器(I)连接处的最上端略低于上管板￠)与蒸发容器(I)连接处，且导汽管(7)与蒸发容器(I)连接处位于导汽管(7)的最低处，导汽管(7)与汽包(8)连接处位于汽包(8)的底部。
3.根据权利要求1或2所述的立式管板蒸发器，其特征在于:所述的导汽管(7)数量为两个或多个，均匀布置在蒸发容器(I)侧面。
4.根据权利要求1所述的立式管板蒸发器，其特征在于:所述的换热管束(2)由若干导热管组成，所述的导热管包括螺纹管、具有管内翅片的换热管或具有内扰流件的换热管其中一种或多种。
5.根据权利要求1所述的立式管板蒸发器，其特征在于:所述的热流体进口(3)与工业热流体管道连接。
【文档编号】F22B1/18GK104296118SQ201410542930
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】王政伟, 王利军, 林蒙, 汪城 申请人:常州大学