專利名稱：高溫段夾套冷卻式保護空氣預(yù)熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高溫?zé)峤粨Q器技術(shù)，更具體地說，是涉及一種以高溫?zé)煹罋?預(yù)熱空氣的熱交換器。
背景技術(shù)：
在油爐法炭黑和石油化工生過程中，在空氣助燃參與反應(yīng)的工序，往往要用 煙道氣對空氣進行預(yù)熱，以便能更好地滿足生產(chǎn)工藝的要求，充分回收利用能源， 降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。隨著能源的緊張和價格的不斷攀升，空氣預(yù)熱器 已成為很多化工行業(yè)生產(chǎn)必不可少的設(shè)備，且對能源回收的預(yù)期也越來越高(出 口溫度越高越好、產(chǎn)量越大帶來的經(jīng)濟效益越好)。如在油爐法炭黑生產(chǎn)行業(yè)， 作為能源回收設(shè)備，高溫空氣預(yù)熱器雖然對炭黑生產(chǎn)工藝無大的影響，但因其能 大大地節(jié)能降耗，是炭黑生產(chǎn)不可或缺的設(shè)備。用戶在選用高溫空氣預(yù)熱器所考 慮的條件是節(jié)能效益要大大地髙于設(shè)備造價與工藝操作成本之和，如，900'C空 氣預(yù)熱器造價太高且風(fēng)險太大，用戶可能選用650'C或80(TC的空氣預(yù)熱器，若 90(TC的預(yù)熱器造價相對較低且性能穩(wěn)定，當(dāng)然選用900'C。空氣預(yù)熱器的主要結(jié)構(gòu)包括煙道氣入口段，由筒體、列管、高溫端下管板和 低溫端上管板組成的換熱段及煙道氣出口段，其中換熱段設(shè)計有冷空氣進口和熱 空氣出口?，F(xiàn)有技術(shù)的空氣預(yù)熱溫度大于800'C的空氣預(yù)熱器，與溫度大于800 'C的介質(zhì)相接觸的部件，其材質(zhì)都采用價格昂貴的高溫耐熱合金，如管板、列管 與筒體等都由高溫耐熱合金加工制作，為了保證整臺設(shè)備有足夠的強度、穩(wěn)定性， 作為受力部件的筒體不得不加大筒體壁厚，因而耗用大量的價格昂貴的高溫耐熱 合金，設(shè)備的造價很高，且性能不夠穩(wěn)定，選用高溫空氣預(yù)熱器的節(jié)能效益大大 地降低，使得人們不得不放棄選用空氣預(yù)熱溫度大于800'C的空氣預(yù)熱器，而選 用空氣預(yù)熱溫度較低的空氣預(yù)熱器，如出口溫度為400'C或50(TC或600'C的空氣預(yù)熱器。隨著能源的緊張和價格的不斷攀升，而現(xiàn)有技術(shù)的高溫空氣預(yù)熱器制 作造價太高，及人們對能源回收的預(yù)期越來越看好，十分希望有人能最大限度地 設(shè)計和制造出低成本、高出口溫度且性能穩(wěn)定的空氣預(yù)熱器。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技的高溫空氣預(yù)熱器存在的不足，本實用新型的目的旨在提供一種 新型結(jié)構(gòu)的高溫空氣預(yù)熱器，以大大降低預(yù)熱器的制作造價，滿足人們對能源回 收的預(yù)期愿望，降低生產(chǎn)成本。本實用新型的上述目的可由具有以下技術(shù)方案的高溫段夾套冷卻式保護空 氣預(yù)熱器得以實現(xiàn)。本實用新型提供的高溫段夾套冷卻式保護空氣預(yù)熱器，其結(jié)構(gòu)包括煙道氣入 口段，由筒體、列管、高溫端下管板和低溫端上管板組成的換熱段及煙道氣出口 段，換熱段設(shè)計有冷空氣進口和熱空氣出口，換熱段的高溫段設(shè)計有內(nèi)筒體和支 撐外筒體，兩筒體之間形成的環(huán)形空腔為冷卻夾套，冷卻夾套上設(shè)計有冷卻介質(zhì) 的進口與出口。在上述技術(shù)方案中，冷卻夾套內(nèi)的冷卻介質(zhì)可為水或空氣，最好是空氣，冷 卻夾套為結(jié)構(gòu)適用于冷卻介質(zhì)為空氣的冷卻夾套。當(dāng)冷卻介質(zhì)為空氣時，冷卻夾 套上的冷卻介質(zhì)出口，最好是設(shè)計成與被加熱的空氣流道相通，冷卻夾套內(nèi)的空 氣成為被加熱的空氣一部分，以便能更好地回收利用能源。在上述技術(shù)方案中，還可將高溫端下管板設(shè)計有冷卻空腔，通入冷卻介質(zhì)對 管板冷卻，冷卻空腔上設(shè)計有冷卻介質(zhì)的進口與出口。冷卻管板的冷卻介質(zhì)與夾 套內(nèi)冷卻內(nèi)筒體的冷卻介質(zhì)可以相同，也可以不相同，最好是同一種冷卻介質(zhì)。 當(dāng)冷卻介質(zhì)同為空氣時，冷卻空腔上的冷卻介質(zhì)出口可與夾套上的冷卻介質(zhì)進口 相通。高溫端下管板上的冷卻空腔可設(shè)計為兩層，其上層冷卻空腔的冷卻介質(zhì)的 進口與下層冷卻空腔的冷卻介質(zhì)出口相通。當(dāng)冷卻下管板的冷卻介質(zhì)與冷卻內(nèi)筒 體的冷卻介質(zhì)相同時，上層冷卻空腔的冷卻介質(zhì)進口與出口可分別與下層冷卻空 腔的冷卻介質(zhì)出口和兩筒體之間的冷卻夾套上的冷卻介質(zhì)進口相通。本實用新型還采取了其他一些技術(shù)措施。本實用新型揭示空氣預(yù)熱器，由于在預(yù)熱器換熱段高溫段增設(shè)了支撐外筒體，由其承受設(shè)備上部的重量，整臺設(shè)備的強度和穩(wěn)定性由其提供保證，而外筒 體本身不與高溫介質(zhì)接觸，工作環(huán)境溫度較低，可采用價格較低的材質(zhì)加工制作， 而與高溫介質(zhì)相接觸的內(nèi)筒體，由于其作用僅僅是用于隔絕密封被加熱的空氣， 且又由位于內(nèi)外筒體之間環(huán)形夾套內(nèi)的冷卻介質(zhì)冷卻，其工作環(huán)境溫度也大為降 低，因此，由高溫耐熱合金加工制作的內(nèi)筒體，其壁厚可大大降低，因此，本實 用新型獨創(chuàng)的在換熱段高溫段增設(shè)支撐外筒體，由位于內(nèi)外筒體之間環(huán)形夾套內(nèi) 的冷卻介質(zhì)對內(nèi)筒體冷卻的這一巧妙結(jié)構(gòu)，大大降低了空氣預(yù)熱器的整體制作成 本，整臺設(shè)備的強度與穩(wěn)定性高。本實用新型的公開，既能滿足了人們對能源回 收利用的預(yù)期愿望，又可降低設(shè)備造價成本，提高生產(chǎn)線的運行效益。


附圖1是本實用新型的外形結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是本實用新型換熱段高溫段的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。上述附圖中的各圖示標(biāo)號的標(biāo)識對象為l煙道氣入口段；2高溫端下管板； 3換熱段高溫段；4換熱段低溫段；5低溫端上管板；6煙道氣出口段；7下管板 冷卻空腔；8列管；9內(nèi)筒體；IO支撐外筒體；ll隔熱襯層；12冷卻夾套；13 流道隔板；14夾套冷卻介質(zhì)出口。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖給出本實用新型的一個實施例，通過實施例對本實用新型作進 一步的說明。但需要特別指出的是，本實用新型的具體實施方式
不限于實施例所 描述的形式，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性地勞動，可根據(jù)本實用新型的 內(nèi)容設(shè)計出其他的具體實施方式
，但這樣的具體實施方式
應(yīng)仍屬于本實用新型的 保護范圍。作為本實用新型揭示的高溫段夾套冷卻式保護空氣預(yù)熱器的一個實施例，其結(jié)構(gòu)如附圖l和附圖2所示，主要由煙道氣入口段l，由筒體、列管7、高溫端 下管板2和低溫端上管板5組成的換熱段和煙道氣出口段6組成。高溫端下管板 2為設(shè)計有兩層空腔由通入的空氣冷卻介質(zhì)對其冷卻的管板，上層空腔的冷卻介質(zhì)進口與下層空腔的冷卻介質(zhì)出口上相通。換熱段設(shè)計有冷空氣進口和熱空氣出 口，換熱段的高溫段3在隔絕密封空氣的內(nèi)筒體9外設(shè)計有支撐外筒體10，兩 筒體之間的環(huán)形空腔為用于通入空氣冷卻內(nèi)筒體的冷卻夾套12，冷卻夾套的冷 卻介質(zhì)進口與高溫端下管板上層空腔的冷卻介質(zhì)出口相竭，冷卻夾套的冷卻介質(zhì) 出口 14與換熱段低溫段4內(nèi)被加熱的空氣流道相通。在換熱段的高溫段，作為 受力構(gòu)件的外筒體選用價格較便宜的奧氏體不銹鋼加工制作，作為隔絕密封換熱 介質(zhì)空氣的內(nèi)筒體選用高溫耐熱合金加工制作，其厚度能滿足密封換熱介質(zhì)要求 的剛度與強度即可。本實用新型揭示的高溫段夾套冷卻式保護空氣預(yù)熱器的運行過程作為加熱 介質(zhì)的高溫?zé)煹罋庥蛇M口管進入煙道氣入口段l,在入口段內(nèi)由作為換熱元件的 列管7進口進入列管，在換熱段與列管外的空氣換熱后由煙道氣出口段6排出。 被加熱的空氣由位于換熱段低溫段上的進口進入換熱段內(nèi)，沿由流道隔板13在 管程內(nèi)形成的流道流動，與列管內(nèi)的煙道氣換熱后，從于換熱段高溫段上的出口 管排出。作為冷卻介質(zhì)的空氣由高溫段下管板冷卻空腔的進口進入，對下管板冷 卻后進入換熱段高溫段內(nèi)筒體與支撐外筒體之間的環(huán)形夾套，對內(nèi)筒體冷卻后由 夾套出口 14進入換熱段低溫段被加熱空氣的流道內(nèi)，作為被加空氣的一部分。本實用新型揭示的高溫段夾套冷卻式保護空氣預(yù)熱器用作空氣出口溫度在 80(TC以上的高溫空氣預(yù)熱器，內(nèi)筒體在冷卻介質(zhì)空氣的保護下，正常工作溫度 不大于45(TC。整臺設(shè)備的造價比現(xiàn)有技術(shù)同樣出口溫度的預(yù)熱器大大降低，且 設(shè)備整體剛性得到保證。本實用新型揭示的高溫段夾套冷卻保護結(jié)構(gòu)，除了用于高溫空氣預(yù)熱器外， 也可以用于其他高溫換熱器，可取得同樣效果。
權(quán)利要求1、一種高溫段夾套冷卻式保護空氣預(yù)熱器，包括煙道氣入口段，由筒體、列管、高溫端下管板和低溫端上管板組成的換熱段及煙道氣出口段，換熱段設(shè)計有冷空氣進口和熱空氣出口，其特征在于在換熱段的高溫段設(shè)計有內(nèi)筒體和支撐外筒體，兩筒體之間形成的環(huán)形空腔為冷卻夾套，冷卻夾套上設(shè)計有冷卻介質(zhì)的進口與出口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫段夾套冷卻式保護空氣預(yù)熱器，其特征在于 所說的冷卻夾套為結(jié)構(gòu)適用于冷卻介質(zhì)為空氣的冷卻夾套。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫段夾套冷卻式保護空氣預(yù)熱器，其特征在于 冷卻夾套上的冷卻介質(zhì)出口與被加熱的空氣流道相通。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高溫段夾套冷卻式保護空氣預(yù)熱器，其 特征在于高溫端下管板設(shè)計有冷卻空腔，冷卻空腔上設(shè)計有冷卻介質(zhì)的進口與出 □。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的髙溫段夾套冷卻式保護空氣預(yù)熱器，其特征 在于高溫端下管板設(shè)計有冷卻空腔，冷卻空腔上的冷卻介質(zhì)出口與冷卻夾套上的 冷卻介質(zhì)進口相通。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫段夾套冷卻式保護空氣預(yù)熱器，其特征在于 高溫端下管板設(shè)計有兩層冷卻空腔，上層冷卻空腔的冷卻介質(zhì)的進口與下層冷卻 空腔的冷卻介質(zhì)出口上相通。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高溫段夾套冷卻式保護空氣預(yù)熱器，其特征在于 高溫端下管板設(shè)計有兩層冷卻空腔，上層冷卻空腔的冷卻介質(zhì)進口與出口分別與 下層冷卻空腔的冷卻介質(zhì)出口和兩筒體之間的冷卻夾套上的冷卻介質(zhì)進口相通。
專利摘要本實用新型公開了一種高溫段夾套冷卻式保護空氣預(yù)熱器，其結(jié)構(gòu)包括煙道氣入口段，由筒體、列管、高溫端下管板和低溫端上管板組成的換熱段及煙道氣出口段，換熱段設(shè)計有冷空氣進口和熱空氣出口，換熱段的高溫段設(shè)計有內(nèi)筒體和支撐外筒體，兩筒體之間形成的環(huán)形空腔為通入冷卻介質(zhì)的冷卻夾套。本實用新型揭示的高溫段夾套冷卻式保護空氣預(yù)熱器，其外筒體可采用價格較低的材質(zhì)加工制作，由高溫耐熱合金加工制作的內(nèi)筒體壁厚可大大減小，整臺設(shè)備的造價比現(xiàn)有技術(shù)同樣出口溫度的預(yù)熱器大大降低，且設(shè)備整體剛性得到保證。本實用新型可用作出口溫度在800℃以上的高溫空氣預(yù)熱器。
文檔編號F28D7/00GK201110727SQ20072008155
公開日2008年9月3日 申請日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者勇 白, 石天華 申請人:成都發(fā)動機(集團)有限公司