專利名稱：熱交換器管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器管，這種管包括一個(gè)管狀體和設(shè)置在管體上的表面增大元件，這些元件是多個(gè)焊接到管體外側(cè)面上并從該管狀體向外延伸的銷，所述管狀體及所述銷是由碳素鋼制成的。
上述熱交換器管也叫作銷管，它們有許多不同形式并用于多個(gè)不同的目的。例如，其中一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域是筒形鍋爐，在此領(lǐng)域中大量地使用這種熱交換器管。在這種鍋爐中，很長時(shí)間以來就一直使用上述類型的熱交換器管以便在煙道氣流過煙道氣管或上升煙道時(shí)從其中回收熱，這些煙道氣管以垂直向上的方向延伸通過設(shè)置在鍋爐的爐膛上方的壓力罐，該壓力罐形成一個(gè)蒸汽和水混合空間。熱交換器管以同軸位置安裝在煙道氣管中并連接到壓力罐上以便將熱傳遞給裝在壓力罐中的流體。
現(xiàn)有技術(shù)的上述類型的熱交換器管已發(fā)現(xiàn)有易于在銷和管體之間的焊縫處或毗鄰銷的位置出現(xiàn)裂縫的傾向。通常，如果在銷已經(jīng)焊接到管體上之后再通過一個(gè)冷成形操作將其彎曲，則所述傾向特別嚴(yán)重。不過，其他類型的銷也會(huì)出現(xiàn)同樣的問題。實(shí)際上，上述形成裂紋的傾向會(huì)導(dǎo)致非常困難的問題。因此，雖然在制造熱交換器管的過程中引起的小的初始裂紋的初始尺寸非常小，但它會(huì)漸漸地變成較大的裂縫，這些裂紋最后會(huì)使銷消弱到在受到相當(dāng)大的機(jī)械力的作用下，例如在從其內(nèi)裝有熱交換器管的煙道氣管中清除煙垢的情況下會(huì)從管體上斷裂的程度。
本發(fā)明為此目的提供了一種最初所述類型的改進(jìn)的熱交換器管，這種管可以大大地減小上述類型的裂紋的生成的危險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，為此目的所提供的所述類型的熱交換器管，其主要特征在于銷是由一種其含碳量遠(yuǎn)小于制造管體的材料的含碳量的材料制造的。
本發(fā)明是基于這樣的認(rèn)識(shí)，在此處所論及的類型的已知熱交換器管上注意到的裂紋生成傾向是由這樣的事實(shí)導(dǎo)致的，即在焊接操作過程中銷上靠近管體的部位不可避免地受到加熱和隨后受到冷卻會(huì)使銷的所述部位的材料受到無意的硬化，這種硬化會(huì)導(dǎo)致脆度加大。此外，本發(fā)明還基于這樣的認(rèn)識(shí)，即無意的硬化是因?yàn)殇N先前是用普通商品級(jí)的碳素鋼制造的，這種碳素鋼具有至少大致與制造管體的材料同樣的碳含量。
雖然管體一般是用具有至少約0.10%的碳含量的碳素鋼制成的，但根據(jù)本發(fā)明，銷最好是可以由一種具有不超過約0.05%碳含量的材料制造的。
特別是在這樣一種熱交換器管的情況下，即銷是在其焊接到管體上的步驟之后通過冷成形操作彎曲的情況下，銷最好是用一種具有約0.03%碳含量的材料制造的。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，建議用具有非常低的碳含量的鋼制造銷不僅具有上述減小裂紋生成的危險(xiǎn)的優(yōu)點(diǎn)，而且還會(huì)導(dǎo)致其他有利的效果。更具體地說，碳含量減小會(huì)導(dǎo)致銷的導(dǎo)熱性增加，從而改善銷的熱效率并增加整個(gè)熱交換器管的總的熱傳導(dǎo)系數(shù)。對(duì)根據(jù)一個(gè)用在筒形鍋爐中的實(shí)施例的熱交換器管的熱傳導(dǎo)系數(shù)的計(jì)算顯示，通過從采用具有0.11%碳含量的普通商品級(jí)的碳素鋼的銷轉(zhuǎn)換到采用具有僅0.03%碳含量的特殊鋼的銷，可以使所述系數(shù)增加約4%。
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，其中

圖1示出了一種筒形鍋爐的局部剖視圖，該鍋爐配置有多個(gè)本發(fā)明所涉及類型的熱交換器管;
圖2示出了所述熱交換器管中的一個(gè)管的上段的縱向剖視放大局部視圖;
圖3示出了所述熱交換器管之一的下段的縱向剖視局部視圖;
圖4示出了所述熱交換器管之一的橫截面圖;
圖5至7示出了根據(jù)各種用于特定用途的改型實(shí)施例的熱交換器管的橫截面圖。
只在圖1中局部示出的筒形鍋爐10包括一個(gè)爐膛11和一個(gè)位于所述爐膛上方并形成鍋爐的蒸汽和熱水空間的壓力罐12。多個(gè)直立的煙道氣管或上升煙道13穿過壓力罐12延伸以便將煙道氣從爐膛11引導(dǎo)到一個(gè)煙道氣儲(chǔ)存室14，該煙道氣儲(chǔ)存室位于壓力罐12的頂部，煙道氣可以通過一個(gè)煙道氣排出口15從該儲(chǔ)存室14中排出。
在每個(gè)煙道氣管13內(nèi)部，設(shè)置有一個(gè)熱交換器管16，該熱交換器管16包括一個(gè)管體17和安裝在所述管體上的表面增大元件。從圖2至4中可以清楚地看出，所述表面增大元件是由大量的銷18構(gòu)成的，這些銷18焊接到管體17的外側(cè)面上并從管體向外方向延伸。在每個(gè)熱交換器管17的下端設(shè)置有一個(gè)進(jìn)氣管道19，熱交換器管通過進(jìn)氣管道19經(jīng)在外層煙道氣管13的壁上的開口20與由壓力罐12形成的蒸汽和熱水空間相連通，而在其上端，設(shè)置有一個(gè)排氣管道21，熱交換器管通過該排氣管道經(jīng)在煙道氣管13的壁上的開孔22與壓力罐相連通。
上面簡單描述的鍋爐的更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和功能是一目了然的，因此不在此作更詳細(xì)的描述。這樣看起來值得提到的是，可以設(shè)置一個(gè)合適的裝置(未示出)使水通過環(huán)繞著爐膛11的通道23連續(xù)循環(huán)流動(dòng)，從而將熱從爐膛經(jīng)爐膛的壁傳遞給裝在壓力罐12內(nèi)的水。多余的熱量則從流過煙道氣管13的煙道氣傳遞給所述的水，兩者都是因?yàn)闊嵬ㄟ^煙道氣管的壁的傳導(dǎo)以及借助使水的連續(xù)循環(huán)得以發(fā)生的熱交換器管16而實(shí)現(xiàn)的。在壓力罐12中，上述的熱傳遞會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生蒸汽，這些蒸汽可以通過合適的裝置(未示出)從壓力罐中排出。
如圖2、3和4所示，熱交換器管16可以配置有銷18，銷18從管體17上沿徑向方向延伸并且至少沿管體的一主要部分彼此長度相等。不過，沿管體17的下段，銷18的長度最好可以以圖3中所示的方式越往管體的下端越短，從而確保銷不會(huì)被加熱到不可接受的高溫。如果需要的話，也可以在管體17的上段設(shè)置長度增加的銷，在這種情況下，所述銷在焊接到管體上之后要加以彎曲。這種增加長度的彎曲銷18′在圖2中以點(diǎn)劃線示出。
管體17以及銷18都是用碳素鋼制成的。管體17是按已知的方式用適合于使管體具有其所希望的強(qiáng)度并具有最好至少約0.1%的碳含量的材料制成的。在現(xiàn)有技術(shù)中，銷18也是用普通商業(yè)質(zhì)量的碳素鋼制成的，這種碳素鋼具有至少約0.1%的碳含量，即銷18是用一種具有與制成管體的材料近似同樣的碳含量的材料制成的。不過，根據(jù)本發(fā)明，銷18應(yīng)該是用一種碳含量遠(yuǎn)低于制成管體17的材料的碳含量的材料制成。由此，可以大大減小在銷18和管體17之間的焊縫處或在所述銷的鄰近部位生成裂紋的危險(xiǎn)。此外，還使銷18的熱效率得以改進(jìn)，因此，增加了作為整體的每個(gè)熱交換器管16的總熱傳遞系數(shù)。
制造銷18的材料最好應(yīng)該具有不超過約0.05%的碳含量。如果如圖2中銷18′那樣，銷在被焊接到管體上之后在冷卻狀態(tài)下加以彎曲，則銷最好用一種具有僅約0.03%碳含量的材料制成。
本發(fā)明并不限于上面描述的并在圖1至4中示出的熱交換器管的實(shí)施例。相反，它也可以應(yīng)用到許多其他實(shí)施例的熱交換器管上。作為例子，圖5、6和7分別示出了熱交換器管16′、16″、16′″，打算把它們用在其他的應(yīng)用場合并且可以在其上應(yīng)用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器管(16)，它包括一個(gè)管體(17)和設(shè)置在該管體上并由大量的銷(18)構(gòu)成的表面增大元件，這些銷被焊接到管體的外側(cè)并從該管體向外延伸，所述管體及所述銷是用碳素鋼制成的，其特征在于所述銷(18)是用一種其碳含量遠(yuǎn)小于制造管體(17)的材料的碳含量的材料制成。
2.如權(quán)利要求1的熱交換器管，其特征在于銷(18)是用一種其碳含量不超過0.05%的材料制成的。
3.如權(quán)利要求2的熱交換器管，其特征在于銷(18)是用一種其碳含量約為0.03%的材料制成的。
全文摘要
一種熱交換器管16，它包括一管體17和設(shè)置在管體17上由大量的銷18組成的表面增大元件，銷18被焊接到管體17外側(cè)面上并從管體17向外延伸。管體17和銷18是用碳素鋼制成的。不過，為了減小在銷18和管體17之間的焊縫處或在銷18靠近管體的部位處生成裂紋的危險(xiǎn)，銷18是用一種其碳含量遠(yuǎn)小于制造管體17的材料的碳含量的材料制成的。
文檔編號(hào)F28F1/12GK1106918SQ9411960
公開日1995年8月16日 申請(qǐng)日期1994年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月14日
發(fā)明者H·尼爾森 申請(qǐng)人:Abb.森羅德有限公司