專利名稱：一種無泄漏抗交變熱應力換熱器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種煙氣余熱回收裝置，尤其涉及一種在冶金電爐和轉爐上的煙氣余
熱回收的無泄漏抗交變熱應力換熱器。
背景技術：
目前，針對排煙溫度周期性波動情況下的煙氣余熱回收，常通過對換熱管束的結 構進行處理，使得換熱管能自由膨脹，解決了因煙氣溫度交變引起的換熱管束焊縫開裂的 問題。但現在換熱管與蒸發(fā)器殼體之間采用固定結構管板和箱體、換熱管連成一體，難解決 轉爐余熱回收因負壓泄露而引起的一氧化碳爆炸問題，因為電爐和轉爐冶煉時產生大量的 高溫煙氣，且煙氣溫度周期性的波動，溫度高點近100(TC，低點約IO(TC，電爐的波動周期 為35 100min，轉爐的波動周期為25 40min，煙氣在排放以前需經過降溫、除塵。在這 種溫度交變的工況下，換熱管不斷地膨脹、收縮，如果管端固定，會產生很大的應力，以致將 焊縫拉裂。同時，換熱管束的對接焊縫處于煙道內，焊縫開裂后無法修補。傳統(tǒng)的常用方 法是在筒體上增加彈性膨脹節(jié)或采用浮頭式、填料函式及U型管式換熱器結構，這些結構 的改進在消除溫差應力方面的確有著重要作用，但因為結構復雜，導致可能發(fā)生泄露、結構 不緊湊等缺點，從而降低了換熱器的穩(wěn)定性。以前曾經使用過的列管式換熱器結構，如圖1 所示，換熱管一端與上集箱焊接，換熱管另外一端與下集箱焊接，上、下集箱與鋼架固定，集 箱置于煙道內，這種結構的換熱器其換熱管兩端固定，焊縫置于煙道內，換熱管的膨脹通過 彎頭解決，各排換熱管的彎曲角度不同，這種膨脹補償是不完全的，在焊縫打好坡口 、雙層 焊接條件下，短期內，不會出現問題，但在煙氣溫度不斷交變情況下，焊縫最終會疲勞開裂， 由于換熱管排布密集，焊縫無法修補，只能整臺設備更換。又如，現有專利文獻中，申請?zhí)枮?200720078809. 1、申請日2007年03月20日、公告號為CN201016615、公告日為2008年02 月06日、專利權人為四川理工學院的固定管板式預應力換熱器發(fā)明，本實用新型提供了一 種固定管板式預應力換熱器，包括筒體，帶分別位于筒體兩端與筒體連接的管板及換熱管 的管束組件，分別與兩管板連接的帶接管的管箱，其特征是筒體上有環(huán)焊縫，兩管板處分別 有與之連接的加載環(huán)，加載環(huán)上有支承鞍座，本實用新型能緩解工作時的溫差應力，同時避 免停車時出現危險受力狀態(tài)，提高使用壽命和可靠性。但依然無法很好地解決換熱管束因 煙氣溫度交變引起的焊縫應力開裂問題，導致?lián)Q熱器易開裂漏水，不利隨時修補，影響生產 正常進行。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現有技術中存在的換熱器容易開裂漏水、轉爐余熱回收由于負壓漏風 易引起爆炸、焊縫開裂、漏水難于隨時修補的問題，提供了一種無泄漏抗交變熱應力換熱 器。 為了解決上述技術問題，本發(fā)明通過下述技術方案得以解決 —種無泄漏抗交變熱應力換熱器，包括箱體、換熱管、上聯(lián)箱、下聯(lián)箱及吹灰管，所述換熱管一端與上聯(lián)箱內的上集合管焊接，換熱管的另一端與下聯(lián)箱的下集合管焊接，所 述換熱管與箱體的連接處有一活動密封部件。換熱管與蒸發(fā)器殼體之間采用活動密封部 件，使得煙氣與外部完全密封，解決了轉爐余熱回收因負壓泄露而引起的一氧化碳和氧氣 爆炸問題，換熱管通過活動密封與箱體固定，換熱管和集合管一起自由膨脹，換熱管與集合 管的焊接處不存在集中應力，解決了換熱管束因煙氣溫度交變引起的焊縫應力開裂問題， 從而解決了換熱器開裂漏水的重大問題。 作為優(yōu)選，所述活動密封部件中有與箱體焊接的固定環(huán)，固定環(huán)環(huán)繞在換熱管圍， 固定環(huán)通過固定部件與活動環(huán)固定，固定環(huán)與活動環(huán)之間有耐高溫密封填料、壓緊板及壓 緊彈簧。固定環(huán)與活動環(huán)之間有耐高溫密封填料、壓緊板、壓緊彈簧，固定環(huán)與活動環(huán)緊固 的同時將壓緊彈簧壓緊，通過壓緊板將耐高溫密封填料與換熱管壓緊，壓緊彈簧始終能保 證耐高溫密封填料與換熱管之間的緊密接觸，防止漏風。 作為優(yōu)選，所述固定部件為螺栓或螺釘或銷釘或鉚釘或帶有鋸齒狀鎖定結構的卡 箍。此結構更有利于固定環(huán)與活動環(huán)緊固。 作為優(yōu)選，所述換熱管為列管式換熱管。此結構更有利于換熱管和集合管一起自 由膨脹，解決了換熱管束因煙氣溫度交變引起的焊縫應力開裂問題。 作為優(yōu)選，所述列管式換熱管為光管或翅片管或螺紋槽管。此結構最有利于換熱 管和集合管一起自由膨脹，解決了換熱管束因煙氣溫度交變引起的焊縫應力開裂問題。
作為優(yōu)選，所述換熱管呈Z字形。此結構更有利于換熱管和集合管一起自由膨脹， 讓換熱管與集合管的焊接處不存在集中應力，解決了換熱管束因煙氣溫度交變引起的焊縫 應力開裂問題。 作為優(yōu)選，所述聯(lián)箱置于煙道外部。此結構讓聯(lián)箱置于煙道外，即使焊縫開裂出現 漏水問題，可以隨時修補，同時聯(lián)箱隨著換熱管一起膨脹，解決了聯(lián)箱與換熱管之間焊縫集 中應力問題。 按照本發(fā)明的技術方案，設計合理、環(huán)保、方便，采用活動密封裝置，換熱管和集合 管自由膨脹解決了換熱管束因煙氣溫度交變引起的焊縫應力開裂問題，從而解決了換熱器 開裂漏水的重大問題，也解決了轉爐余熱回收由于負負壓漏風引起的爆炸問題，集箱置于 煙道外，即使焊縫開裂出現漏水問題，可以隨時修補，不影響生產。


圖1為現有技術的列管式換熱器結構示意圖； 圖2為一種無泄漏抗交變熱應力換熱器的結構示意圖； 圖3為圖2的剖面圖； 圖4為圖2中活動密封部件彈簧緊縮的放大結構示意圖；
圖5為圖2中活動密封部件彈簧放松的放大結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述
實施例1 —種無泄漏抗交變熱應力換熱器，如圖2、圖3、圖4及圖5所示，包括箱體2、換熱管4、上聯(lián)箱5、下聯(lián)箱1及吹灰管3，所述換熱管4 一端與上聯(lián)箱5內的上集合管6焊接，換 熱管4的另一端與下聯(lián)箱1的下集合管7焊接，所述換熱管4與箱體2的連接處有一活動 密封部件8。所述活動密封部件8中有與箱體2焊接的固定環(huán)12，固定環(huán)14環(huán)繞在換熱管 4周圍，固定環(huán)12通過螺栓與活動環(huán)13固定，固定環(huán)12與活動環(huán)13之間有耐高溫密封填 料9、壓緊板10及壓緊彈簧11 ;所述換熱管4為光管3 ;所述換熱管4呈Z字形。所述上聯(lián) 箱5和下聯(lián)箱1活動置于煙道外部。
實施例2 —種無泄漏抗交變熱應力換熱器，如圖2、圖3、圖4及圖5所示，包括箱體2、換熱 管4、上聯(lián)箱5、下聯(lián)箱1及吹灰管3，所述換熱管4 一端與上聯(lián)箱5內的上集合管6焊接，換 熱管4的另一端與下聯(lián)箱1的下集合管7焊接，所述換熱管4與箱體2的連接處有一活動 密封部件8。所述活動密封部件8中有與箱體2焊接的固定環(huán)12，固定環(huán)14環(huán)繞在換熱管 4周圍，固定環(huán)12通過螺釘與活動環(huán)13固定，固定環(huán)12與活動環(huán)13之間有耐高溫密封填
料9、壓緊板10及壓緊彈簧11 ;所述換熱管4為翅片管；所述換熱管4呈Z字形；所述上聯(lián)
箱5和下聯(lián)箱1活動置于煙道外部。
實施例3 —種無泄漏抗交變熱應力換熱器，如圖2、圖3、圖4及圖5所示，包括箱體2、換熱 管4、上聯(lián)箱5、下聯(lián)箱1及吹灰管3，所述換熱管4 一端與上聯(lián)箱5內的上集合管6焊接，換 熱管4的另一端與下聯(lián)箱1的下集合管7焊接，所述換熱管4與箱體2的連接處有一活動 密封部件8。所述活動密封部件8中有與箱體2焊接的固定環(huán)12，固定環(huán)14環(huán)繞在換熱管 4周圍，固定環(huán)12通過銷釘與活動環(huán)13固定，固定環(huán)12與活動環(huán)13之間有耐高溫密封填 料9、壓緊板10及壓緊彈簧11。所述換熱管4為螺紋槽管。所述換熱管4呈Z字形。所述 上聯(lián)箱5和下聯(lián)箱1活動置于煙道外部。
實施例4 —種無泄漏抗交變熱應力換熱器，如圖2、圖3、圖4及圖5所示，在換熱中，煙氣量 為95000Nm3/h，煙氣溫度最高950°C 、最低80°C ，換熱管4采用翅片管，翅片管管徑小42，翅 片管兩端彎成Z字形，翅片管與小108集箱管焊接，換熱管4與箱體2連接采用活動密封結 構8，所述活動密封部件8中有與箱體2焊接的固定環(huán)12，固定環(huán)14環(huán)繞在換熱管4周圍， 固定環(huán)12通過鉚釘與活動環(huán)13固定，固定環(huán)12與活動環(huán)13之間有耐高溫密封填料9、壓 緊板10及壓緊彈簧11，采用5組換熱器組裝成整體余熱回收裝置，將煙氣溫度從95(TC降 到16(TC，煙氣最小負壓1000Pa，通過活動密封結構8做到完全密封。
實施例5 —種無泄漏抗交變熱應力換熱器，如圖2、圖3、圖4及圖5所示，包括箱體2、換熱 管4、上聯(lián)箱5、下聯(lián)箱1及吹灰管3，所述換熱管4 一端與上聯(lián)箱5內的上集合管6焊接， 換熱管4的另一端與下聯(lián)箱1的下集合管7焊接，所述換熱管4與箱體2的連接處有一活 動密封部件8。所述活動密封部件8中有與箱體2焊接的固定環(huán)12，固定環(huán)14環(huán)繞在換熱 管4周圍，固定環(huán)12通過帶有鋸齒狀鎖定結構的卡箍與活動環(huán)13固定，固定環(huán)12與活動 環(huán)13之間有耐高溫密封填料9、壓緊板10及壓緊彈簧11 ;所述換熱管4為螺紋槽管；所述 換熱管4呈Z字形；所述上集合管6和下集合管7置于煙道外部。 總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權利要求
一種無泄漏抗交變熱應力換熱器，包括箱體(2)、換熱管(4)、上聯(lián)箱(5)、下聯(lián)箱(1)及吹灰管(3)，所述換熱管(4)一端與上聯(lián)箱(5)內的上集合管(6)焊接，換熱管(4)的另一端與下聯(lián)箱(1)的下集合管(7)焊接，其特征在于所述換熱管(4)與箱體(2)的連接處有一活動密封部件(8)。
2. 根據權利要求1所述的一種無泄漏抗交變熱應力換熱器，其特征在于所述活動密 封部件(8)中有與箱體(2)焊接的固定環(huán)(12)，固定環(huán)(14)環(huán)繞在換熱管(4)周圍，固定 環(huán)(12)通過固定部件(14)與活動環(huán)(13)固定，固定環(huán)(12)與活動環(huán)(13)之間有耐高溫 密封填料(9)、壓緊板(10)及壓緊彈簧(11)。
3. 根據權利要求2所述的一種無泄漏抗交變熱應力換熱器，其特征在于所述固定部 件(14)為螺栓或螺釘或銷釘或鉚釘或帶有鋸齒狀鎖定結構的卡箍。
4. 根據權利要求1或2或3所述的一種無泄漏抗交變熱應力換熱器，其特征在于所 述換熱管(4)為列管式換熱管。
5. 根據權利要求4所述的一種無泄漏抗交變熱應力換熱器，其特征在于所述列管式 換熱管為光管或翅片管或螺紋槽管。
6. 根據權利要求1或2或3所述的一種無泄漏抗交變熱應力換熱器，其特征在于所 述換熱管(4)呈Z字形。
7. 根據權利要求1所述的一種無泄漏抗交變熱應力換熱器，其特征在于所述上聯(lián)箱 (5)和下聯(lián)箱(1)置于煙道外部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煙氣余熱回收裝置，公開了一種無泄漏抗交變熱應力換熱器，包括箱體、換熱管、上聯(lián)箱、下聯(lián)箱及吹灰管，換熱管一端與上聯(lián)箱內的上集合管焊接，另一端與下聯(lián)箱的下集合管焊接，換熱管與箱體的連接處有一活動密封部件?；顒用芊獠考杏信c箱體焊接的固定環(huán)，固定環(huán)環(huán)繞在換熱管圍，固定環(huán)通過固定部件與活動環(huán)固定，固定環(huán)與活動環(huán)之間有耐高溫密封填料、壓緊板及壓緊彈簧。本發(fā)明設計合理、環(huán)保、方便，采用活動密封裝置，使換熱管和集合管自由膨脹解決了換熱管束因煙氣溫度交變引起的焊縫應力開裂問題，從而解決了換熱器開裂漏水的重大問題。
文檔編號F28D1/04GK101706217SQ20091015267
公開日2010年5月12日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權日2009年9月17日
發(fā)明者周志東, 張鵬, 徐長存 申請人:無錫市東方環(huán)境工程設計研究所有限公司