[实用新型]一种柔性管板

说明书

技术领域

本实用新型涉及蒸汽锅炉的组件或零件领域，特别涉及一种锅炉柔性管板。

背景技术

废热锅炉是蒸汽锅炉的一种，是石油化工领域制氢装置或煤制天然气甲烷化系统中的关键设备，其作用是保证工艺气满足生产过程要求，同时回收大量高温工艺气余热产生中高压蒸汽，用于发电或本装置动力。其运行的可靠性与整套制氢装置或甲烷化装置的安全息息相关，也是装置的关键设备，废热锅炉由于工作条件苛刻，技术要求高，现有技术设计的废热锅炉，由于结构存在缺陷，在运行过程中常常发生各种问题，导致设备损伤或失效，多次引起生产装置非正常停车，造成较大的经济损失。所以，开发安全可靠的新型废热锅炉势在必行。

随着装置的大型化，废热锅炉的热负荷更大，工艺参数更为苛刻，设备设计难度也增大。研制和开发技术上更成熟可靠的设备，以满足装置大型化的发展势在必行。

管板是废热锅炉的重要组成部分，大多数废热锅炉的失效是由于管板破坏造成的。废热锅炉是一种固定管板式换热器，管板不仅承受由管壳程内压引起的载荷，还要承受由于管束金属与壳程壳体金属热膨胀不同而产生的温度载荷。较一般的固定管板式换热器而言，废热锅炉的管板两侧管壳程的介质温度差别很大，管程介质操作温度一般在850-900℃，壳程介质操作温度在250-325℃，管板厚度方向过大的温差，现有技术按GB151-1999《管壳式换热器》设计的管板壁厚较厚，造成温差应力过大而失效。废热锅炉的管板一般采用薄管板，按ASME或AD规范设计，但即使采用薄管板结构，也会因管板的结构不尽合理，造成管板的破坏。因此管板是保证新型废热锅炉更安全可靠的关键，新型超柔性薄管板是保证废热锅炉长周期、安全运行的关键。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中管板与换热管焊接接头受力状态不好及管板柔性不足的缺陷，提供的一种新型超柔性环形薄管板。本实用新型一种超柔性管板厚度薄，可有效地减少管板本身的热应力；本管板柔性较好，通过管板适当的柔性变形，可更大范围地协调管束与壳程热膨胀差，部分吸收由温度载荷引起的热应力，特别适用于换热管管程超过6m的超长型废热锅炉；换热管与环形薄管板的焊接接头采用对接形式内孔焊，大大改善了该焊接接头的工作苛刻程度，显著减少设备损坏的发生率，为设备长周期、安全生产提供保障。

本实用新型一种柔性管板，是轴对称结构，各部分相互连接，锻成一整体成碗形，对称部分由环形薄管板1、柔性折边2、Y型过渡段3、开孔区4、管接头5、柔性折边6组成，特征在于：环形薄管板1两端分别与柔性折边2和柔性折边6连接；Y型过渡段3一端与柔性折边2连接，另两端分别与管程和壳程筒体连接；开孔区4均布于环形薄管板1上；管接头5位于开孔区4内每一个开孔的下方，上端与薄管板1连接，与其形成一体，下端与换热管连接；柔性折边6另一端与中心管链接。

所述的环形薄管板1为环形平板，厚度一般为25～40mm，由铬钼钢锻板构成。

所述的柔性折边2的半径为80～120mm，壁厚为从25～80mm逐渐变化的折边，由铬钼钢锻环构成。

所述的Y型过渡段3由铬钼钢锻环构成。

所述的开孔区4为环形平板上均匀开设直径为30～70mm管孔，孔心间距为大于等于1.4倍开孔直径，管孔布置方式可为正方形排列或正三角形排列。

所述的管接头5为凸出管板部分，外伸高度15～25mm。

所述的柔性折边6，为半径为50～80mm的折边，由铬钼钢锻环构成。

与现有技术相比，本实用新型一种柔性管板具有以下特点：

1)柔性管板厚度薄，可有效地减少管板本身的热应力，废热锅炉的管板两侧管壳程的介质温度差别很大，管程介质操作温度一般在850-900℃，壳程介质操作温度在250-325℃。薄管板可有效降低管板的金属温度。；

2)柔性管板柔性较好，通过管板适当的柔性变形，可更大范围地协调管束与壳程热膨胀差，部分吸收由温度载荷引起的热应力，特别适用于换热管管程超过6m的超长型废热锅炉；

3)换热管与环形薄管板的焊接接头采用对接形式内孔焊，大大改善了该焊接接头的工作苛刻程度，显著减少设备损坏的发生率，为设备长周期、安全生产提供保障；

4)管板由整块碗型锻件制成，取消了环形薄管板与柔性折边2、柔性折边6的拼接焊缝，拼接焊缝处位于高应力分布区，可避免焊接接头与高应力区重叠。