[实用新型]一种立式蒸汽发生器

说明书

技术领域

本实用新型属于换热器，特别涉及一种需要立式布置冷却工艺气体而产生蒸汽的换热器。

背景技术

在石油化工领域中常常需要对高温气体进行冷却，当气体温度超过材料允许使用温度时，采用蒸汽发生器是常见的设备形式。因为高参数，蒸汽发生器是关键设备。

一般情况下，石油化工领域采用的固定管板式的蒸汽发生器都采用卧式布置，其优点是：能够保证管板受到水的充分冷却，金属器壁温度可控。但在一些特定工艺或布置需求下，需要采用立式布置的型式。在这种情况下，固定管板式蒸汽发生器存在上管板因气液分离造成气相聚集的现象，此时由于金属温度与接触介质及传热性能，气相介质传热性差，使得与其接触侧金属温度大幅升高接近管程介质温度；而管程介质温度一般超过金属允许使用温度，导致管板冷却失效、加速设备破坏。

实用新型内容

本实用新型提供一种立式蒸汽发生器，避免壳程侧上管板产生气相聚集的现象。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种立式蒸汽发生器，包括上、下管箱与壳程壳体及三者组成的承压腔室，该承压腔室内通过上、下管板安装有换热管，该蒸汽发生器立式布置，所述上、下管板具有凸向壳程侧的圆弧翻边结构；上、下管箱与壳程壳体之间通过环形壳程进出口连接件固接形成承压腔室；该环形壳程进出口连接件的壁上开有接管孔，且其内侧有伸向壳程侧的环形凸肩；该环形凸肩和上、下管板的圆弧翻边结构的外缘对接固接，形成壳程出口接管的内表面上边缘与壳程最高点平齐及壳程入口接管的内表面下边缘与壳程最低点平齐。

所述上、下管板的圆弧翻边的圆弧半径为3～4倍管板厚度。

所述上、下管板上的布管区采用平面结构。

所述上、下管板上的布管区采用椭圆截面结构。

本实用新型采用了上下管板的凸出侧相对设置的结构，设备立式布置时，由环形壳程进出口连接件保证壳程出口（接管内表面最高点）与壳体内部（管板壳程侧）最高点平齐，可消除上管板背面的流动死区，引导气相产物向接管处流动，避免气液分离，保障设备安全运行。

本实用新型主要针对需要立式布置冷却工艺气体而产生蒸汽的换热场合，适用于重油转化、煤气化、烷烃脱氢、甲醇制烯烃等工艺过程含粉尘工艺气体的余热回收。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中A部放大图即本实用新型环形壳程进出口连接件与管板、壳体、管箱焊接示意放大图；

图4为本实用新型的环形壳程进出口连接件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

参阅图1、图2、一种立式蒸汽发生器，包括上、下管箱21、22与壳程壳体5及三者组成的承压腔室，整体承压腔室由裙座6支撑；所述承压腔室内通过上、下管板3、7安装有换热管1，该蒸汽发生器立式布置，所述上、下管板3、7具有凸向壳程侧的圆弧翻边结构；上、下管箱21、22与壳程壳体5之间通过环形壳程进出口连接件9焊接形成承压腔室；该环形壳程进出口连接件9的壁上等间距开有接管孔11用于对焊连接壳程进出口接管，且其内侧有伸向壳程侧的环形凸肩10；该环形凸肩10和上、下管板3、7的圆弧翻边结构的外缘对接焊接。所述环形凸肩10的一端与环形壳程进出口连接件9所开内孔的内表面平齐，另一端低于该环形壳程进出口连接件9的壁上等间距开有的接管孔的上表面（该表述方法以图4所示的位置为准）。形成壳程出口接管4的内表面上边缘与壳程最高点平齐，此种设置可将顶部的气体沿管线排出设备，避免上管板壳程侧产生气相聚集的现象。而壳程入口接管8的内表面下边缘与壳程最低点平齐，保证避免管板下平面积液，降低介质浓缩的腐蚀风险。

所述上、下管板3、7的圆弧翻边的圆弧半径为3～4倍管板厚度。应力数值分析显示，在这一尺寸范围内，总体应力水平较为合理。

如图1的左边所示，所述上、下管板3、7上的布管区采用平面结构，制造简单。

如图1的右边所示，所述上、下管板3、7上的布管区采用椭圆截面结构。该结构下受力较平面好，且立式结构利于壳程顶部中心排气和底部中心排液。

如图3所示，所述环形壳程进出口连接件9以对接焊接的方式连接上、下管箱21、22、壳程壳体5和壳程进出接管8、4及上下管板3、7，保证焊接质量，便于无损检测并使设备连接整体性好。

如图4所示，所述环形壳程进出口连接件9为整体锻制，可改善受力性能，降低应力集中。