[发明专利]一种应对有管壳程压差的挠性管板结构及对应的废热锅炉

说明书

本发明涉及换热设备技术领域，具体涉及一种应对有管壳程压差的挠性管板结构及对应的废热锅炉，包括进口管箱、出口管箱和壳程筒体，挠性管板结构包括薄管板和并列布置的多块支撑板，每块支撑板包括板体和多条拉杆，薄管板开有多排支撑孔，多条拉杆穿插进对应排的支撑孔中且通过沉孔焊接形式焊接固定；每相邻两块支撑板焊接固定有多块加强板；还包括用于对支撑板进行限位的挡环。相比现有将多条拉筋分别密集焊接技术，本发明能够将各块支撑板排列焊接，降低制造难度。每排拉杆由板体连接成一体，整体强度更高，给薄管板提供更有效的强化作用。壳程空间的轴向通道不受厚管板阻挡，因此增大了冷却水在壳程的轴向流通量，提高换热效果。

技术领域

本发明涉及用于石油炼制与化工、煤化工等领域中的换热设备技术领域，具体涉及一种应对有管壳程压差的挠性管板结构及对应的废热锅炉。

背景技术

在石油炼制与化工、煤化工等领域，节能技术研究日益增多，换热器是回收热能工作中应用最普遍、最多的一种装备。换热器的管板与换热管的连接处是整个换热器最核心的部位，也是最薄弱的部位，大量的换热器的失效都发生在这个部位。废热锅炉是换热器常见的一种。

由于传统管板厚度较大，在厚度方向上热量传递慢、温度梯度大，应力集中等对设备使用不利因素，极易造成换热管与管板连接处的破坏，成为换热器的主要薄弱部分。管板过厚，也使管板上的管孔与换热管之间间隙过大，间隙中会发生盐类物质浓缩、结垢，进而产生结垢腐蚀。在高温条件下，厚管板换热器很难保证设备的长周期运行。

而采用薄管板有效地降低了管板的温差，既可有效避免换热管与管板连接处的破坏以及管板开裂引起的设备失效。但在大型高压高温的情况下，特别是管壳程压力相差较大的工况中，薄管板废热锅炉的管板部位由于管壳程压力差会发生比较大幅度变形，极易造成管板与换热管的连接处失效。

由此发明人提出了中国专利号为CN201720412001.6，名称为《一种用于煤化工的双管板组合式急冷锅炉》的技术，通过设置薄管板和厚管板相结合的方式，薄管板和厚管板之间通过密集的拉紧焊接固定。薄管板由于其弹性变形可以吸收部分热膨胀，且薄管板导热效果比较好，使得薄管板两侧的温差小，从而减小了管板在工作中的热应力，增强冷却效果；另外，拉筋将薄管板和厚管板连接成一个整体，薄管板得到了强化，薄管板不易变形而保持为平面状态，使得薄管板与壳体的固接处不承受弯曲交变载荷，进而薄管板能够承受较大的压力。

由上可知，一方面：由于薄管板与厚管板之间通过数量众多且密集排布的方式来焊接固定，焊接固定难度大，而且拉筋与厚管板之间为角焊，固接强度小；另一方面，由于厚管板的存在以及拉筋的密集分布，壳程空间的轴向通道被厚管板阻挡，尽管在厚管板的管孔与换热管之间留有间隙，但依然很大程度限制了壳程空间的冷却水流量，影响换热效果。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种应对有管壳程压差的挠性管板结构及对应的废热锅炉，其便于焊接，增大了冷却水在壳程的轴向流通量，提高换热效果。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

提供一种应对有管壳程压差的挠性管板结构，包括薄管板和并列布置的多块支撑板，每块支撑板包括板体和多条拉杆，多条拉杆排布于板体的靠近薄管板的侧部，薄管板开有多排支撑孔，支撑板的多条拉杆穿插进对应排的支撑孔中且通过沉孔焊接形式焊接固定；

每相邻两块支撑板之间焊接固定有多块加强板；该改良式挠性管板结构还包括用于对支撑板进行限位的挡环。

进一步优选的，板体的侧部设有台阶，挡环的内侧适配台阶的一侧面，以对支撑板进行径向限位；挡环的端面与台阶的另一侧面相适配且相互之间存在膨胀缝隙，以在薄板管挠性变形带动支撑板位移时，挡环对位移后的支撑板的行程进行轴向限位。

进一步优选的，板体的台阶设置在靠近薄管板的一侧，以使得挡环能够对支撑板朝靠近薄管板方向的行程限位，以适用于壳程压力大于管程压力的场合；