压力容器制造厂用竖立式热处理炉 【技术领域】
本发明涉及焊后热处理技术，特别涉及一种特别适于压力容器制造厂用的竖立式热处理炉。
背景技术
压力容器焊后热处理是压力容器制造、安装过程中的最后阶段关键工艺。焊后热处理的质量直接影响到压力容器的整体内在质量，与焊缝缺陷不同，焊后热处理不能返工，热处理耗时长，耗资也大。焊后热处理的效果，是由焊后热处理工艺来保证的。因此忠实执行焊后热处理工艺是确保焊后热处理效果的关键，热处理温度均匀性，保温时间的合理性，温度测量准确性，都是关键。对于大型压力容器(如石油、化工装置中的塔器)在其焊接制作完成后经常要进行焊后热处理，其作用在于消除组装与焊接时产生的残余应力，防止产生应力腐蚀，改善焊接接头和热影响区的组织和性能，达到降低硬度，提高塑性和韧性的目的，进一步释放焊缝中的有害气体，防止焊缝的氢脆和裂纹的产生，稳定容器的几何尺寸，提高设备的使用寿命。
图1显示了一种传统的热处理方法，即把小型压力容器1放入工业炉10内进行热处理，利用电加热器或工业燃烧器对工业炉10内的压力容器1进行加温热处理。
随着石油、化工装置向大型化发展，压力容器的直径已大于5m，长度也超过10m，如一台2000m3的压力容器直径要大于5m，长度要数十米，这类大型容器很难在工厂内全部完成，因为如此庞大的压力容器无法整体在铁路、公路上运输，即使通过海路运输，从码头到施工现场的短途陆上运输也是一件难题，而且整体吊装更是难上加难。这类大型容器一般采用在车间内由钢板预制成形或分段制造，然后在现场进行组装、焊接，因此焊后对压力容器的热处理这一工序也必须在现场进行。由于焊接后的大型压力容器直径大、长度长、体积大，因此图1所示的传统热处理方法不能对此类大型容器进行整体热处理，只能对其分段进行热处理。
由于需要把每个压力容器段分别送入图1所示的工业炉10内进行热处理，其压力容器段需要放在台车上，并穿过工业炉10的炉门送入工业炉10内，其工作量非常大。此外，这种热处理方法是一种压力容器卧置热处理方法，由于大型压力容器直径大、重量大，因此卧放的压力容器在热处理过程中非常容易变形。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种压力容器制造厂用竖立式热处理炉，通过在压力容器制造厂内，对竖立的大型压力容器段进行热处理，解决大型压力容器在热处理中易变形的问题。
一般来说，本发明的压力容器制造厂用竖立式热处理炉包括位于压力容器制造厂内的保温炉壳和热处理设施；其中压力容器制造厂的行车将待热处理的大型压力容器段移至所述热处理设施上，将所述大型压力容器段竖立在所述热处理设施上，并被所述保温炉壳所包围，以便所述热处理设施直接将竖立的待热处理的大型压力容器段设为炉膛，通过热辐射、对流、传导来加热大型压力容器段，从而实现对大型压力容器段的热处理。
在本发明的具体实施例中，压力容器制造厂用竖立式热处理炉包括：
建造在压力容器制造厂地面之下的热处理地下设施；以及
用于竖立在所述热处理地下设施之上的保温炉壳。
其中所述热处理地下设施包括：承载待热处理的大型压力容器段的基座；位于所述基座之下的用于燃烧加热的燃烧器；以及与所述大型压力容器段内部一起形成燃烧室的炉底底部。
其中所述燃烧器的喷嘴对准所述大型压力容器段的内腔，并且与所述炉底底部密封对接。
其中所述基座是具有多级台阶的阶梯型基座。
其中所述保温炉壳是装配式保温壳体，通过装配后再密封的方式包围竖立在所述基座上的大型压力容器段。
其中在保温炉壳的顶部加装均温装置。
其中所述均温装置包括用于反射燃烧烟气的锥形盖体和用于排烟的烟囱。
其中所述保温炉壳包括两个或两个以上连接在一起的保温装配件。所述保温装配件是横截面为半圆形或圆弧形或多边形的保温壳体。
本发明的技术效果如下所述：
1、对竖立地大型压力容器段进行热处理，容器壁板垂直地面，壳体只受压应力，变形量极小，从而避免了卧置热处理带来的压力容器变形缺陷；
2、不需要增加大型吊车把大型压力容器提升到热处理场地，从而简化了热处理工序；
3、可装配式保温炉壳可实现快速安装；
4、热处理地下设施的阶梯型基座可以适应不同直径的大型压力容器。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
【附图说明】
图1是显示对压力容器进行热处理的一种传统处理方法的示意图；
图2是显示本发明的压力容器制造厂用竖立式热处理炉的示意图；
图3是供图2所示的竖立式热处理炉之用的一种阶梯型基座的俯视图；
图4是供图2所示的竖立式热处理炉之用的另一种阶梯型基座的俯视图。
【具体实施方式】
由于大型压力容器体积庞大，因此制造车间通常分段建造大型压力容器，然后把分段建造的压力容器的各个段运送到现场。为了便于说明，本发明将分段建造的大型压力容器的段称之为大型压力容器段34。
图2显示了本发明的压力容器制造厂用竖立式热处理炉，一般地说，本发明的压力容器制造厂用竖立式热处理炉包括位于压力容器制造厂内的保温炉壳33和热处理设施。
其中压力容器制造厂的行车将待热处理的大型压力容器段34移至所述热处理设施上，将大型压力容器段34竖立在所述热处理设施上，然后用保温炉壳33围住大型压力容器段34，以便所述热处理设施直接将竖立的待热处理的大型压力容器段34设为炉膛，通过热辐射、对流、传导来加热大型压力容器段34，从而实现对大型压力容器段34的热处理。
在图2所示的压力容器制造厂用竖立式热处理炉中，具体包括：建造在压力容器制造厂地面31之下的热处理地下设施32；以及用于竖立在所述热处理地下设施32之上的保温炉壳33。
由于大型压力容器段34庞大、体重，通常只能由压力容器制造厂的行车拖动。本发明通过设置热处理地下设施32解决这一难题，即压力容器制造厂的行车把大型压力容器段34移动到热处理地下设施32之上，使大型压力容器段34竖立在热处理地下设施32上。另外，保温壳体33可以是一种便于移动和便于组合的保温装置，当大型压力容器段34位于热处理地下设施32之上以后，便可以用保温壳体33围住待热处理的大型压力容器段34。
本发明的热处理地下设施32包括：承载待热处理的大型压力容器段34的基座322；位于所述基座322之下的用于燃烧加热的燃烧器321；以及与所述大型压力容器段34内部一起形成燃烧室的炉底底部323。
其中炉底底部323可以用耐火材料制成，与大型压力容器段34内腔一起形成一个密封的燃烧室。燃烧器321的喷嘴324对准所述大型压力容器段34的内腔，并且与所述炉底底部323密封对接。这样就可以将竖立的待热处理的大型压力容器段34设为炉膛，通过热辐射、对流、传导来加热大型压力容器段34，从而实现对大型压力容器段34的热处理。
基座322是具有多级台阶的阶梯型基座，其目的是为了承载不同直径的大型压力容器段34。
本发明的保温炉壳33是装配式保温壳体，通过装配后再密封的方式包围竖立在所述基座322上的大型压力容器段34。保温炉壳33最好包括两个或两个以上连接在一起的保温装配件，并且保温装配件是横截面为半圆形或圆弧形或多边形的保温壳体。
这种保温炉壳33具有两个优点，其一是适合于不同直径的大型压力容器段34，即根据大型压力容器段34的直径装配；其二是便于围住大型压力容器段34，即可以快速形成竖立式热处理炉。
另外，在保温炉壳33的顶部加装均温装置35，以便在热处理过程中，使大型压力容器段34中的热处理温度均衡。
本发明的均温装置35包括用于反射燃烧烟气的锥形盖体351和用于排烟的烟囱352。实践表明，锥形盖体351具有优良的均温效果。
下面说明利用本发明的压力容器制造厂用竖立式热处理炉对大型压力容器进行分段热处理的方法以及技术效果。
本发明的分段热处理的方法包括以下步骤：
在大型压力容器制造、安装现场建造低于地面31的热处理地下设施32，并在该热处理地下设施32内安装用于燃烧加热的燃烧器321；
利用制造、安装现场的行车将待热处理的大型压力容器段34移至所述热处理地下设施32上竖立；
在所述大型压力容器段34的周围安装用于保温的保温炉壳33；
在保温炉壳33的顶部加装均温装置35；
用所述燃烧器321对大型压力容器段34进行燃烧加热，从而实现热处理。
受车间高度限制，不可能利用大型吊车起吊大型压力容器段34，利用本发明的低于地面31的热处理地下设施32，就可以利用车间的行车来移动大型压力容器段34，从而实现在车间内对大型压力容器的热处理，也就是只需把待热处理的大型压力容器段移动到热处理地下设施32上就可以进行热处理。此外，还可以在该热处理地下设施32上配备一个电动盖子，以便在热处理后盖在热处理地下设施32上，形成车间地面的一部分。
将大型压力容器竖立在热处理地下设施32上是本发明的一个重要特点，这可以对竖立着的大型压力容器段进行热处理，从而能够避免大型压力容器因热处理而变形。
为了便于在大型压力容器段34周围安装保温炉壳33，本发明将保温炉壳33设计成装配式保温筒，其直径大于大型压力容器段34的直径，该保温炉壳33通过合理装配后再密封的方式包围所述大型压力容器段34，从而实现快速安装。
该保温炉壳33可以包括两个或两个以上连接在一起的装配件。这些装配件的横截面可以是半圆形或者圆弧形或多边形。如果保温炉壳33具有两个连接在一起的装配件，则这两个装配件是半圆形的壳体。
热处理地下设施32可以包括承载大型压力容器段34的基座322和与大型压力容器段34内部形成燃烧室的炉底底部323。如图2所示，炉底底部323可以是耐火、耐高温的档板，其中央具有可以对接燃烧器喷头324的通孔。
在基座322上设置多级台阶，或者说基座322是具有多级台阶的阶梯型基座是本发明的另一特点。这种多极台阶的基座可以放置不同直径的大型压力容器，从而可以对不同直径的大型压力容器进行热处理。另一方面，阶梯型的地下设施也便于操作人员在热处理地下设施内进行操作、维护工作。
图3显示了本发明的一种阶梯型基座322的形状，从图中可以看到该阶梯型基座322是一种圆环形的阶梯型基座。
图4显示了本发明的另一种阶梯型基座322的形状，从图中可以看到该阶梯型基座322是一种放射型的阶梯型基座。
由于待热处理的大型压力容器段34通常是一个圆筒，没有下人孔，因此不能实现燃烧器321与大型压力容器段34的直接对接。本发明的热处理地下设施32的炉底底部323与大型压力容器段34的底部形成对外密封，这样可以实现大型压力容器段34底部与炉底底部323的整体对接，由于燃烧器321的喷头的喷嘴324对准所述大型压力容器段34的内腔，并且与所述炉底底部323密封对接。这样燃烧气可以从炉底底部升起，熠热的烟气充满了压力容器的内部，加热压力容器。因此本发明具有燃烧器321直接对接大型压力容器段34，进行燃烧加热、加压的技术效果。
均温装置35包括用于折返燃烧的烟气的锥形盖体351和用于排烟的烟囱352。锥形盖体351可以折返燃烧的烟气，从而使大型压力容器腔体内温度均匀。
本发明具有如下技术效果：
1、对竖立的大型压力容器段进行焊后热处理，容器壁板垂直地面，壳体只受压应力，变形量极小，从而避免了卧置热处理带来的压力容器变形缺陷；
2、不需要使用大型吊车把大型压力容器提升到热处理场地，从而简化了热处理工序；
3、装配式的保温炉壳可实现快速安装；
4、热处理地下设施的阶梯型基座可以适应不同直径的大型压力容器。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。