压滤式电解槽的拉紧支撑机构及压滤式电解槽的制作方法

本发明涉及碱性电解水制氢设备，具体涉及压滤式电解槽。

背景技术：

1、随着我国可再生能源发电产业的发展，利用弃风、弃光等新能源发电制绿氢成为当前能源领域的研究热点，碱性电解水制氢技术以技术成熟、性能安全、使用寿命长等优点成为大规模制氢项目的首选方案。

2、目前常规的碱性电解槽多采用压滤式结构，单电解槽产能超过1000nm³/h,电解单元数量超过370多个，各电解单元安装在端压板之间、通过拉紧构件压紧固定而实现各电解单元氢侧和氧侧隔断及密封，可以看出，拉紧构件是保障电解槽安全可靠工作的重要部件。以常规的1000nm³/h碱性电解槽为例，采用m95~m100的拉紧螺栓14根，单根长度约7米，拉紧螺栓长径比大于60。

3、上述的常规的碱性电解槽具有以下缺陷：一、拉紧螺栓长径比过大，其抗弯抗扭性能极差，然而电解槽长时间运行或频繁变工况运行过程中间的电解单元容易发生下沉导致电解槽整体下挠，严重时会导致拉紧构件失稳、电解槽密封失效，对电解槽运行带来安全隐患。二、由于拉紧螺栓及螺母受力极大，需经过调质处理提升强度，调质处理需要热处理炉，一般热处理炉的处理能力不超过3米，目前超长螺栓的热处理难度和成本极高。三、拉紧螺栓的热变形与温度波动及杆件长度成正比，风光发电的波动性导致电解槽的运行工况具有一定的随机性，特别是在风光资源较好的北方地区，冬季最低温度可达-20℃左右，电解槽反复启停过程中拉紧构件的工作温度在室温~95℃反复波动，因此变工况运行时超长拉紧螺栓的热变形量极大，严重影响拉紧螺栓的性能。

技术实现思路

1、本发明需要解决的技术问题是：提供一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构及压滤式电解槽，该拉紧支撑机构支撑稳性定好，该压滤式电解槽能长期稳定运行。

2、为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，包括：两块端压板，两块端压板之间设置有若干支撑单元，位于两端的两个支撑单元为端部支撑单元，两个端部支撑单元之间的为中间支撑单元，每个中间支撑单元以及每个端部支撑单元中都设置有支撑环，每个支撑环都包括有若干外链板和若干内链板，每个内链板的两端都分别设置有一个连接孔，每个外链板的两端都分别设置有端部开口的卡槽，位于外链板外侧面的每个卡槽内都设置有卡挡台阶，外链板与内链板绕圆周间隔布置形成环状，每个内链板两端的端部都卡挡在相邻的两个外链板外侧面的卡槽的卡挡台阶上、且内链板上的连接孔与对应的卡槽相连通；

3、每个中间支撑单元包括：轴向间隔设置的两个支撑环，一个支撑环中的外链板相对于另一个支撑环中的外链板、以及一个支撑环中的内链板相对于另一个支撑环中内链板在周向上都错开布置；

4、每个中间支撑单元中，一个支撑环中的内链板两端的连接孔与另一个支撑环中的内链板两端的连接孔在轴向上一一对应，对应的两个连接孔之间都设置有中间拉紧螺栓，每根中间拉紧螺栓的两端都穿设通过对应端的卡槽和连接孔，每一端的中间拉紧螺栓的端部都设置有锁紧螺母，每个锁紧螺母都将内链板锁紧固定在对应的卡挡台阶上；

5、每相邻的两个支撑环单元中的相邻设置的两个支撑环中的外链板和内链板在轴向上一一对应，对应设置的每两个外链板之间都设置有受压的弹性部件；

6、每个端部支撑单元都包括一个支撑环，每个端压板上都开设有若干端压板通孔，端压板通孔与其内侧的支撑环中的内链板上的连接孔在轴向上一一对应，对应的连接孔与端压板通孔中都设置有一根端部拉紧螺栓，每根端部拉紧螺栓的里端都通过锁紧螺母将内链板锁紧固定在对应的外链板的卡挡台阶上，每个端部拉紧螺栓的外端与端压板之间都采用锁紧螺母绝缘固定；两端的端压板与端部拉紧螺栓紧固后，所有弹性部件的两端被压挡在对应的两个外链板之间。

7、进一步地，前述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其中，每个内链板上的连接孔都为两端呈圆弧、中间为直边的腰型孔，每个外链板的卡槽都为一端与圆弧中间为直边的腰形卡槽。

8、进一步地，前述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其中，所述的弹性部件为碟簧组件。

9、更进一步地，前述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其中，碟簧组件的安装结构包括：每个外链板的中心都设置有带沉头台阶的安装孔，所述的沉头台阶设置在外链板的外侧面的一侧；两个外链板之间的安装孔中设置沉头螺栓，沉头螺栓上套装有导向套，导向套的两端分别卡设在两个外链板的安装孔的沉头台阶上；碟簧组件包括若干碟簧单元，每个碟簧单元包括：对合的两组碟簧，每组碟簧包括叠设的2～4片碟簧，碟簧单元都套装在导向套上，沉头螺栓的一端采用螺母紧固。

10、更进一步地，前述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其中，每个支撑环都包括有四块外链板和四块内链板。

11、更进一步地，前述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其中，所有拉紧螺栓的长径比都为为15～20。

12、更进一步地，前述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其中，所有拉紧螺栓采用硬度hrc24～28，所有拉紧螺栓上的锁紧螺母的硬度采用hrc18～25，外链板的硬度采用hrc38～40。

13、更进一步地，前述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其中，端压板的结构包括，端压板本体，端压板本体的底部设置有端压板底座。

14、更进一步地，前述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其中，每个端部拉紧螺栓的外端与端压板之间的螺母绝缘固定结构包括：端压板一侧的螺杆上套装有绝缘垫片，绝缘垫片外设置垫片，锁紧螺母锁紧在垫片上。

15、更进一步地，前述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其中，端部支撑单元之间设置一个中间支撑单元。

16、一种压滤式电解槽，使用了上述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构。

17、本发明的优点是：一、分段式支撑结构使得每根中间拉紧螺栓、以及每根端部拉紧螺栓的长度有效缩短，中间拉紧螺栓、端部拉紧螺栓的长径比为15～20，这就大大提高了整个支撑机构的支撑稳定性，有效减少中间拉紧螺栓以及端部拉紧螺栓的在长期运行过程中的变形，从而大大提高压滤式电解槽长期运行的稳定性和安全性。同时，中间拉紧螺栓以及端部拉紧螺栓的长度大大缩短，也大大方便了加工以及热处理等，从而有效降低设备制造成本。二、每个中间支撑单元中的支撑环以及端部支撑单元中的支撑环都是由若干外链板和若干内链板拼成，中间支撑单元中的两个支撑环之间采用中间拉紧螺栓连接，端部支撑单元中的支撑环与端压板之间采用端部拉紧螺栓连接，这种分段式的支撑结构，相较于传统的整根拉紧螺栓的支撑结构，其能更好的实现抗扭变形，大大减少设备长期运行过程中的扭转变形，从而有效保障电解槽能长期安全运行。三、每相邻两个支撑单元中的外链板之间设置受压的弹性部件，这确保一旦在长期运行过程中发生轴向变形，弹性部件能够吸收变形量，确保整个相邻的支撑单元之间始终保持紧密、也即电解槽之间保持压紧密封，从而保证整个电解槽能长期稳定运行。

技术特征：

1.一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，包括：两块端压板，其特征在于：两块端压板之间设置有若干支撑单元，位于两端的两个支撑单元为端部支撑单元，两个端部支撑单元之间的为中间支撑单元，每个中间支撑单元以及每个端部支撑单元中都设置有支撑环，每个支撑环都包括有若干外链板和若干内链板，每个内链板的两端都分别设置有一个连接孔，每个外链板的两端都分别设置有端部开口的卡槽，位于外链板外侧面的每个卡槽内都设置有卡挡台阶，外链板与内链板绕圆周间隔布置形成环状，每个内链板两端的端部都卡挡在相邻的两个外链板外侧面的卡槽的卡挡台阶上、且内链板上的连接孔与对应的卡槽相连通；

2.根据权利要求1所述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其特征在于：每个内链板上的连接孔都为两端呈圆弧、中间为直边的腰型孔，每个外链板的卡槽都为一端与圆弧中间为直边的腰形卡槽。

3.根据权利要求1所述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其特征在于：所述的弹性部件为碟簧组件。

4.根据权利要求3所述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其特征在于：碟簧组件的安装结构包括：每个外链板的中心都设置有带沉头台阶的安装孔，所述的沉头台阶设置在外链板的外侧面的一侧；两个外链板之间的安装孔中设置沉头螺栓，沉头螺栓上套装有导向套，导向套的两端分别卡设在两个外链板的安装孔的沉头台阶上；碟簧组件包括若干碟簧单元，每个碟簧单元包括：对合的两组碟簧，每组碟簧包括叠设的2～4片碟簧，碟簧单元都套装在导向套上，沉头螺栓的一端采用螺母紧固。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其特征在于：每个支撑环都包括有四块外链板和四块内链板。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其特征在于：所有拉紧螺栓的长径比都为为15～20。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其特征在于：所有拉紧螺栓采用硬度hrc24～28，所有拉紧螺栓上的锁紧螺母的硬度采用hrc18～25，外链板的硬度采用hrc38～40。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其特征在于：端压板的结构包括，端压板本体，端压板本体的底部设置有端压板底座。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其特征在于：每个端部拉紧螺栓的外端与端压板之间的螺母绝缘固定结构包括：端压板一侧的螺杆上套装有绝缘垫片，绝缘垫片外设置垫片，锁紧螺母锁紧在垫片上。

10.根据权利要求1至4任意一项所述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构，其特征在于：端部支撑单元之间设置一个中间支撑单元。

11.一种压滤式电解槽，其特征在于：使用了权利要求1至9任意一项所述的一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构。

技术总结本发明公开了一种压滤式电解槽的拉紧支撑机构及压滤式电解槽，包括：设置在两块端压板之间的若干支撑单元，每个支撑单元中都设置有支撑环，每个支撑环都包括有若干外链板和若干内链板，每个内链板两端的端部都卡挡在相邻的两个外链板外侧面的卡槽的卡挡台阶上、且内链板上的连接孔与对应的卡槽相连通；每个中间支撑单元中的两个支撑环中的内链板两端的连接孔中都设置有中间拉紧螺栓；每相邻的两个支撑环单元中的相邻设置的每两个外链板之间都设置有弹性部件；每个端部支撑单元中，每个端压板通孔与其内侧的支撑环中的内链板上的对应的连接孔中都设置有一根端部拉紧螺栓。本发明的优点是：支撑稳定性好，能长期稳定运行。技术研发人员：王朝,何春辉,苏红艳,朱自政,金碧辉,刘振洁受保护的技术使用者：张家港氢云新能源研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17