[发明专利]一种无泄漏抗交变热应力换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气余热回收装置，尤其涉及一种在冶金电炉和转炉上的烟气余热回收的无泄漏抗交变热应力换热器。 

背景技术

目前，针对排烟温度周期性波动情况下的烟气余热回收，常通过对换热管束的结构进行处理，使得换热管能自由膨胀，解决了因烟气温度交变引起的换热管束焊缝开裂的问题。但现在换热管与蒸发器壳体之间采用固定结构管板和箱体、换热管连成一体，难解决转炉余热回收因负压泄露而引起的一氧化碳爆炸问题，因为电炉和转炉冶炼时产生大量的高温烟气，且烟气温度周期性的波动，温度高点近1000℃，低点约100℃，电炉的波动周期为35～100min，转炉的波动周期为25～40min，烟气在排放以前需经过降温、除尘。在这种温度交变的工况下，换热管不断地膨胀、收缩，如果管端固定，会产生很大的应力，以致将焊缝拉裂。同时，换热管束的对接焊缝处于烟道内，焊缝开裂后无法修补。传统的常用方法是在筒体上增加弹性膨胀节或采用浮头式、填料函式及U型管式换热器结构，这些结构的改进在消除温差应力方面的确有着重要作用，但因为结构复杂，导致可能发生泄露、结构不紧凑等缺点，从而降低了换热器的稳定性。以前曾经使用过的列管式换热器结构，如图1所示，换热管一端与上集箱焊接，换热管另外一端与下集箱焊接，上、下集箱与钢架固定，集箱置于烟道内，这种结构的换热器其换热管两端固定，焊缝置于烟道内，换热管的膨胀通过弯头解决，各排换热管的弯曲角度不同，这种膨胀补偿是不完全的，在焊缝打好坡口、双层焊接条件下，短期内，不会出现问题，但在烟气温度不断交变情况下，焊缝最终会疲劳开裂，由于换热管排布密集，焊缝无法修补，只能整台设备更换。又如，现有专利文献中，申请号为200720078809.1、申请日2007年03月20日、公告号为CN201016615、公告日为2008年02月06日、专利权人为四川理工学院的固定管板式预应力换热器发明，本实用新型提供了一种固定管板式预应力换热器，包括筒体，带分别位于筒体两端与筒体连接的管板及换热管的管束组件，分别与两管板连接的带接管的管箱，其特征是筒体上有环焊缝，两管板处分别有与之连接的加载环，加载环上有支承鞍座，本实用新型能缓解工作时的温差应力，同时避免停车时出现危险受力状态，提高使用寿命和可靠性。但依然无法很好地解决换热管束因烟气温度交变引起的焊缝应力开裂问题，导致换热器易开裂漏水，不利随时修补，影响生产正常进行。 

发明内容

本发明针对现有技术中存在的换热器容易开裂漏水、转炉余热回收由于负压漏风易引起爆炸、焊缝开裂、漏水难于随时修补的问题，提供了一种无泄漏抗交变热应力换热器。 

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决： 

一种无泄漏抗交变热应力换热器，包括箱体、换热管、上联箱、下联箱及吹灰管，吹灰管设置在箱体的底端，所述换热管一端与上联箱内的上集合管焊接，换热管的另一端与下联箱的下集合管焊接，所述换热管与箱体的连接处有一活动密封部件。换热管与蒸发器壳体之间采用活动密封部件，使得烟气与外部完全密封，解决了转炉余热回收因负压泄露而引起的一氧化碳和氧气爆炸问题，换热管通过活动密封与箱体固定，换热管和集合管一起自由膨胀，换热管与集合管的焊接处不存在集中应力，解决了换热管束因烟气温度交变引起的焊 缝应力开裂问题，从而解决了换热器开裂漏水的重大问题。 

作为优选，所述活动密封部件中有与箱体焊接的固定环，固定环环绕在换热管围，固定环通过固定部件与活动环固定，固定环与活动环之间有耐高温密封填料、压紧板及压紧弹簧，压紧板设置在耐高温密封填料与压紧弹簧之间，其中，压紧弹簧设置在压紧板与活动环之间。固定环与活动环之间有耐高温密封填料、压紧板、压紧弹簧，固定环与活动环紧固的同时将压紧弹簧压紧，通过压紧板将耐高温密封填料与换热管压紧，压紧弹簧始终能保证耐高温密封填料与换热管之间的紧密接触，防止漏风。 

作为优选，所述固定部件为螺栓或螺钉或销钉或铆钉或带有锯齿状锁定结构的卡箍。此结构更有利于固定环与活动环紧固。 

作为优选，所述换热管为列管式换热管。此结构更有利于换热管和集合管一起自由膨胀，解决了换热管束因烟气温度交变引起的焊缝应力开裂问题。 

作为优选，所述列管式换热管为光管或翅片管或螺纹槽管。此结构最有利于换热管和集合管一起自由膨胀，解决了换热管束因烟气温度交变引起的焊缝应力开裂问题。