对大型化的单系列制氢炉设计中会出现一些什么问题?如何考虑和解决?

题目

对大型化的单系列制氢炉设计中会出现一些什么问题?如何考虑和解决?

参考答案和解析
正确答案: ①从传热、铸造、热应力考虑,制氢炉管管径不宜太大(一般为3”、4”、5”)厚度不宜太厚。但从基本热平衡方程来分析,(Q=KDHr/4)Hr(反应热)不变,产率一定,热量与管径成正比,如果保持一定管径,必然增加路数,则带来集合管的增长,因此热膨胀、热应力问题是大容量制氢炉的突出问题,国外也有采用冷壁集合管解决热膨胀问题,在国内存在制造问题。
②由于制氢炉管材料昂贵,占整个炉投资的30%~40%,为充分利用管材,采用单系列管束双面辐射(高热强度)。对于大容量制氢炉由于管径相应加大(或路数增多,管径一定)管壁热强度相应增加,如辐射传热量增加,管壁温度升高(或路数增多热应力增大)因此在炉管选材上要加以慎重考虑。
③由于单系列大型化制氢炉热负荷大,烟风道系统大,带来风机、电机的选型困难以及炉用零配件的选用和制造困难。
④大型化制氢炉中路数较多,热应力大,炉管、集合管等焊接问题要慎重考虑。