[实用新型]一种密排列管式带全焊透管头结构的废锅

说明书

本实用新型的一种密排列管式带全焊透管头结构的废锅，包括管板和密集排布的换热管，换热管开有多个板孔，板孔包括常规段和扩径段，常规段的直径等于换热管的内壁直径，扩径段的直径等于换热管的外壁直径；在焊接前扩径段的距离管板的背面1～2mm之处扩有凹槽，换热管的端口与管板全熔透焊接。与现有技术相比，无需使用传统的胀接结构，消除了残余应力；板孔与换热管之间不存在间隙，能够避免间隙腐蚀以及接头过热引起的热应力腐蚀和破坏问题；管板与换热管之间为全熔透焊接，降低应力集中，能够进行UT检测；换热管的外壁与管板的管孔的扩径段平齐，便于对位，缩短制造周期，并降低制造成本。因为凹槽的存在，便于换热管的端口与管板相互全熔透焊接。

技术领域

本实用新型涉及石油炼制与化工、煤化工设备技术领域，具体涉及一种密排列管式带全焊透管头结构的废锅。

背景技术

在石油炼制与化工、煤化工等领域，节能减排技术研究日益增多，废热锅炉是回收热能工作中应用最普遍、最多的一种装备，对新型结构废热锅炉的研究与推广使用，将对能源节约起极为重要的作用。废热锅炉的管板与换热管的连接处是整个废热锅炉最核心的部位，也是最薄弱的部位，大量的废热锅炉的失效都发生在这个部位。

在如图1和图2所示的符合标准GB/T151-2014的密排列管式的废热锅炉换热器中，换热管2插入管板1的板孔中，由于密排列管间隙较小，只能从管板1的背向换热管2的正面对管板1和换热管2进行焊接，而无法从管板1的朝向换热管2一侧实现焊接，即只能单面焊接，无法实现双面焊接。按国内热交换器标准GB/T151-2014中表6-2对换热管中心距规定中可知，管板孔桥较小，即相邻换热管之间的间隙较小，导致了无法实现换热管端部的管头背面焊接。

目前密排列管式废热锅炉的管板与换热管的连接结构形式主要有以下三种：1)如图3所示的传统结构；2)如图4所示的嵌入式深孔焊结构；3)如图5所示的管板带凸台的对接结构。

如图3所示的传统结构由于管板1的板孔内壁与换热管2外壁之间存在间隙，加上接头处于高温介质侧，易产生间隙腐蚀、接头过热引起的热应力腐蚀和破裂等问题。传统的胀接结构形式由于胀接变形存在较大的残余应力，易产生应力腐蚀，而且在使用温度较高时，由于材料的蠕变使胀接残余应力松驰，引起接头松动或脱落造成泄漏。

如图4所示的嵌入式深孔焊结构。该结构不存在间隙，不需进行胀接，避免胀接变形存在较大的残余应力，且接头焊缝能得到壳程介质冷却，降低焊缝温度，避免管头在高温工况下失效。但管板1和换热管2端部之间的接头为角焊缝，应力集中且只能进行表面渗透检测，无法检测焊缝内部质量。

如图5所示管板带凸台的对接结构。该结构为对接结构，应力低。虽该结构管板1和换热管2之间不存在间隙，不存在胀接引起的残余应力，且接头焊缝能得到壳程介质冷却，降低焊缝温度，避免管头在高温工况下失效，但该结构管板制造周期长，制造成本高。

实用新型内容

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种密排列管式带全焊透管头结构的废锅，其能够避免间隙腐蚀，降低应力集中，缩短制造周期。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

提供一种密排列管式带全焊透管头结构的废锅，包括两块管板和密集排布的多条换热管，所述换热管开有多个板孔，所述换热管的两端分别焊接固定于两块所述管板的板孔，其特征是：所述板孔包括常规段和扩径段，所述扩径段靠近所述管板的背面供所述换热管插入，所述常规段的直径等于所述换热管的内壁直径，所述扩径段的直径等于所述换热管的外壁直径，从而使得所述换热管的内壁与所述板孔的所述常规段的内壁平齐；在焊接前所述扩径段的距离所述管板的背面1mm～2mm之处扩有凹槽，所述换热管的端口插入至所述凹槽并与所述管板相互全熔透焊接。

具体的，所述常规段与所述扩径段之间设置有倾斜的过渡段。

具体的，所述凹槽为绕所述扩径段内壁扩张的环形槽。