火焰加熱螺旋管式輻射爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及介質的加熱設備，特別指一種在加氫裝置及一般煉油裝置中，通過燃料在管式爐的輻射室內燃燒釋放出的熱量，經爐管的傳導傳熱和對流傳熱來加熱工藝介質的火焰加熱螺旋管式輻射爐。
【背景技術】
[0002]目前，國內一般煉廠裝置的火焰加熱螺旋管純輻射圓筒爐的主要結構型式是:介質從輻射室爐頂進，然后從輻射室爐壁側出，螺旋管在輻射室內采用整體鑄造立柱式管架支撐，這樣的螺旋管純輻射爐結構型式會存在螺旋管因受熱不能完全自由吸收螺旋管在徑向上產生的熱膨脹，造成螺旋管與輻射室爐頂、整體鑄造立柱與輻射室爐底彼此連接處易損壞，存在安全隱患，且立柱支撐結構復雜，材料整體要求較高，從而導致制造成本較高。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是針對【背景技術】中存在的缺點和問題加以改進和創新，提供一種通過改進介質進出口方式及爐壁支撐托架結構，使螺旋管受熱后熱膨脹能完全自由吸收，從而保證輻射室連接處不被損壞，有效減小輻射爐故障率的火焰加熱螺旋管式輻射爐。
[0004]本實用新型的技術方案是構造一種包括爐體支撐鋼結構，設置在爐體支撐鋼結構上的輻射室、錐段和煙囪的輻射爐，其中輻射室設置有燃燒器和介質加熱螺旋管，所述的介質加熱螺旋管的介質進、出口均從輻射室一側與室內介質加熱螺旋管切入式連接，且介質加熱螺旋管通過熱膨脹自吸式支撐結構安裝于輻射室上，該熱膨脹自吸式支撐結構包括設置在輻射室內支撐輻射室內介質加熱螺旋管的支撐托架，和設置在輻射室上支撐介質加熱螺旋管進、出口段的支撐套管。
[0005]在其中一個實施例中，所述的支撐托架均勻的分布于輻射室內壁上，包括后端焊接于內壁上的后托架，和螺栓連接在后托架前端的前托架，其中前托架支承螺旋管，并設置有U型管卡固定，U型管卡的兩端裝配于前托架上開設的長橢圓孔內。
[0006]所述的前、后托架、U型管卡及螺栓連接件均采用耐熱高合金鋼材料制成，U型管卡與長橢圓孔配合的螺旋管固定結構根據螺旋管的熱膨脹自由伸縮調節。
[0007]在其中一個實施例中，所述的支撐套管沿螺旋管圓切線方向開設在輻射室爐壁上，螺旋管的介質進入段和介質出口段分別穿過支撐套管向爐外伸出并與其軟連接。
[0008]所述的支撐套管包括開設在輻射室爐壁上的進出口套管，設置在進出口套管外端的法蘭板，法蘭板外再設置墊片和蓋板，并通過螺栓、螺母與螺旋管伸入端軟連接。
[0009]在其中一個實施例中，所述的螺旋管的介質進口連接在螺旋管上部，介質出口連接在螺旋管下部，且進、出口設置在同側均為切線式接入方式。
[0010]在其中一個實施例中，所述的燃燒器設置在輻射室底部，輻射室底部、燃燒器的一側設置有球形看火門。
[0011]本實用新型輻射爐內設置有隔熱耐火內襯，所述的輻射室、錐段和煙囪上還相應的設置有輔助輻射爐工作的熱電偶口、測壓口、蒸汽滅火口、看火門、防爆門等。
[0012]本實用新型的優點及有益效果:
[0013]本實用新型采用螺旋管從側面進出和在前托架上開設長橢圓孔的結構，根據處理量設計合理的螺旋管節圓直徑，以節圓直徑計算出合理的前托架長橢圓孔長度，當燃燒器燃燒時，輻射室溫度一般可高達850 °C，這時會使得金屬螺旋管產生熱膨脹，此時在前托架長橢圓孔和螺旋管的進出口套管的共同作用下，使得螺旋管能自由膨脹，從而達到螺旋熱膨脹自吸的作用。這種結構型式的螺旋管進出口及支撐方式，使得螺旋管受熱時螺旋管能充分自由膨脹而不受限制，減少了安全隱患。
[0014]本實用新型具有以下優點:a、螺旋管受熱時，膨脹量能自由吸收，不受約束，減少了安全隱患；b、螺旋管無急彎突變結構，整體結構簡單；c、前托架采用耐熱高合金鋼鑄件，耐溫性好；d，后托架采用耐熱高合金鋼板材，易與輻射室爐壁焊接；e、前、后托架采用螺栓連接，便于施工，檢維修更換螺旋管時減少了對襯里的損壞；f、支撐件耗材少，制造簡便，易于更換；g、減少了零部件的機加工量，節省材料，安裝簡便，減少了制造成本。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型整體結構示意圖。
[0016]圖2是圖1A-A剖視圖。
[0017]圖3是本實用新型支撐套管結構示意圖。
[0018]圖4是本實用新型支撐托架結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了便于理解本實用新型，下面將參照相關附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的首選實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內容更加透徹全面。
[0020]需要說明的是，當元件被認為是“設置”在另一個元件上，它可以是直接設置在另一個元件上或者可能同時存在居中元件。
[0021]除非另有定義，本文中所使用的所有的技術和科學術語與本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施目的，不是旨在于限制本實用新型。
[0022]由圖1、2可知，輻射爐為圓筒結構，由燃燒器1、爐體支撐鋼結構2、輻射室3、介質加熱螺旋管4、支撐托架5、錐段6、煙囪7、襯里8組成，介質加熱螺旋管4的介質進口 j、介質出口 b設置在輻射室3同側的上部和下部，介質進、出口段外均設置有支撐套管9保護。在輻射室3底端設燃燒器I和球形看火門a，爐體支撐鋼結構2、輻射室3、錐段6、煙囪7都是由碳鋼制成的圓形筒體，且在輻射室3、錐段6、煙囪7上分別設有熱電偶口 C1-5、爐管壁熱電偶口 C6-8、測壓口 dl-2、蒸汽滅火口 e 1-2、看火門f 1-2、防爆門g及人孔門i，爐體內壁均設有隔熱耐火襯里8。介質加熱螺旋管4及支撐托架5就安裝于輻射室3內的爐壁上。
[0023]由圖2可知介質出口b、介質進口 j在輻射室3上的設置狀態，介質加熱螺旋管4的支撐套管9沿螺旋管中心節圓切線方向開設在輻射室3爐壁上用于保護螺旋管的介質進、出口。如圖3所示，在支撐套管9的進出口套管91上焊有法蘭板92，法蘭板92上采用螺栓95、螺母94與墊片93、蓋板96緊固的方式，使螺旋管進、出口端穿過法蘭板92和蓋板96上的管孔與支撐套管9之間形成一種軟連接。這種切向進出口的軟連接結構使得螺旋管無急彎突變結構，減小了介質流體的阻力，且當燃燒器燃燒，輻射室溫度升高時，螺旋管能自由吸收在徑向方向上的熱膨脹。減少因熱膨脹而引起的爐管或輻射室爐壁的損壞，避免事故的發生。
[0024]由圖4可知，支撐托架5包括有前托架51、螺母52、U型管卡53、螺栓54、后托架55。介質加熱螺旋管4通過爐壁前、后托架51、55均勻支撐在輻射室3爐壁上，爐壁支撐托架的后托架55采用焊接性較好的耐熱高合金鋼板材焊于爐壁上，前托架51與后托架55之間采用耐熱高合金鋼制的螺栓54、螺母52連接，介質加熱螺旋管4被耐熱高合金鋼的U型管卡53固定在開有長橢圓孔的前托架51耐熱高合金鋼鑄件上。這種結構的好處在于:當爐體輻射室受熱時，螺旋管在爐體軸向上的熱膨脹能隨爐體一起自下而上自由移動，在螺旋管節圓徑向方向上沿前托架長橢圓孔的方向自由伸縮，不受約束。前托架51鑄件結構簡單，耐溫性好，制造加工成本低，前、后托架采用螺栓連接，便于施工，且在檢維修更換螺旋管時減少了對襯里的損壞，節省材料，安裝簡便，減少了施工及安裝成本。
[0025]本實用新型所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行的描述，并非對本實用新型構思和范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計思想的前提下，本領域中工程技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本實用新型的保護范圍，本實用新型請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。
【主權項】
1.一種火焰加熱螺旋管式輻射爐，包括爐體支撐鋼結構，設置在爐體支撐鋼結構上的輻射室、錐段和煙囪，其中輻射室設置有燃燒器和介質加熱螺旋管，其特征在于: 所述的介質加熱螺旋管的介質進、出口均從輻射室一側與室內介質加熱螺旋管切入式連接，且介質加熱螺旋管通過熱膨脹自吸式支撐結構安裝于輻射室上，該熱膨脹自吸式支撐結構包括設置在輻射室內支撐輻射室內介質加熱螺旋管的支撐托架，和設置在輻射室上支撐介質加熱螺旋管進、出口段的支撐套管。
2.根據權利要求1所述的火焰加熱螺旋管式輻射爐，其特征在于所述的支撐托架均勻的分布于輻射室內壁上，包括后端焊接于內壁上的后托架，和螺栓連接在后托架前端的前托架，其中前托架支承螺旋管，并設置有U型管卡固定，U型管卡的兩端裝配于前托架上開設的長橢圓孔內。
3.根據權利要求2所述的火焰加熱螺旋管式輻射爐，其特征在于所述的前、后托架、U型管卡及螺栓連接件均采用耐熱高合金鋼材料制成，U型管卡與長橢圓孔配合的螺旋管固定結構根據螺旋管的熱膨脹自由伸縮調節。
4.根據權利要求1所述的火焰加熱螺旋管式輻射爐，其特征在于所述的支撐套管沿螺旋管圓切線方向開設在輻射室爐壁上，螺旋管的介質進入段和介質出口段分別穿過支撐套管向爐外伸出并與其軟連接。
5.根據權利要求4所述的火焰加熱螺旋管式輻射爐，其特征在于所述的支撐套管包括開設在輻射室爐壁上的進出口套管，設置在進出口套管外端的法蘭板，法蘭板外再設置墊片和蓋板，并通過螺栓、螺母與螺旋管伸入端軟連接。
6.根據權利要求1所述的火焰加熱螺旋管式輻射爐，其特征在于所述的螺旋管的介質進口連接在螺旋管上部，介質出口連接在螺旋管下部，且進、出口設置在同側均為切線式接入方式。
7.根據權利要求1所述的火焰加熱螺旋管式輻射爐，其特征在于所述的燃燒器設置在輻射室底部，輻射室底部、燃燒器的一側設置有球形看火門。
【專利摘要】本實用新型涉及一種火焰加熱螺旋管式輻射爐，包括爐體支撐鋼結構，設置在爐體支撐鋼結構上的輻射室、錐段和煙囪，其中輻射室設置有燃燒器和介質加熱螺旋管，所述的介質加熱螺旋管的介質進、出口均從輻射室一側與室內介質加熱螺旋管切入式連接，且介質加熱螺旋管通過熱膨脹自吸式支撐結構安裝于輻射室上，該熱膨脹自吸式支撐結構包括設置在輻射室內支撐輻射室內介質加熱螺旋管的支撐托架，和設置在輻射室上支撐介質加熱螺旋管進、出口段的支撐套管。本實用新型采用螺旋管從側面進出和在前托架上開設長橢圓孔的結構，使得螺旋管能自由膨脹，從而達到螺旋熱膨脹自吸的作用，減少了安全隱患。
【IPC分類】F27B17-00
【公開號】CN204404788
【申請號】CN201520038390
【發明人】熊俊, 宋志紅
【申請人】長嶺煉化岳陽工程設計有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年1月21日