CN201704360U - 具有余热回收功能的气体循环喷射冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有余热回收功能的气体循环喷射冷却装置，包括有换热器，其不同之处在于换热器包括有壳体、隔板和换热管，隔板位于壳体内，换热管穿过隔板并通过隔板分为蒸发段和冷凝段。本实用新型的有益效果在于：1)能在低温差下传输大量热量，且传热速度快，效率高；2)有优良的等温性能，避免了换热管由于大温差的作用所导致的热膨胀损坏；3)热管可以独立地改变蒸发段和冷凝段的加热面积，通过设计蒸发段和冷凝段的相对长度，可在较大的范围内控制换热器的换热能力；4)无室外冷却水设施，占地少，且无此运行成本；回收余热后的蒸汽可再利用，直接回收投资。

Description

具有余热回收功能的气体循环喷射冷却装置

技术领域

本实用新型涉及一种具有余热回收功能的气体循环喷射冷却装置，其主要应用在带钢连续退火热处理线中的冷却工艺段上。

背景技术

带钢在经过热轧或冷轧后，要对其进行热处理，带钢的冷却是关键的工艺段之一。对于带钢的冷却，目前常用的是循环喷射冷却装置，其简要的工作原理是炉内热气体(300℃-500℃)由风机抽出，经换热器冷却后变成冷气体(150℃-200℃)，再由循环风机将冷气体以一定的压力送入喷箱，直接喷射到带钢的上下表面，通过强对流热交换达到冷却带钢的目的。传统的循环喷射冷却装置中换热器是管翅式换热器(或管壳式换热器)，管程通水，壳程通气。由于要保证其工作寿命，避免水温过高产生结垢现象，一般控制管程的水温不得高于50℃，使得实现所需的冷却效果需要大量的循环水，从而意味着庞大的供水***、水冷却***及其运行成本。另外，由于循环水温升有限，实现不了再利用，由此浪费了能源。

以往文献中公布了各种形式的循环喷射冷却装置，其主要研究的是喷箱的相关参数对带钢冷却的影响，从未对冷却带钢后热气体的余热回收进行研究。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是针对上述现有技术提出一种具有余热回收功能的气体循环喷射冷却装置，其能将带钢冷却后的热气体的热量应用到过热蒸汽的加热，同时尽可能减少设备的数量，降低管道***的复杂程度，减小设备的运行成本。

本实用新型为解决上述提出的问题所采用的解决方案为：具有余热回收功能的气体循环喷射冷却装置，包括有换热器和风道，换热器位于风道上，其特征在于换热器包括有壳体、隔板和换热管，隔板位于壳体内，换热管穿过隔板并通过隔板分为蒸发段和冷凝段。

按上述方案，所述的蒸发段设置于风道上。

按上述方案，所述的换热管为光管、波纹管或翅片管。

按上述方案，所述的换热管的内壁贴附有吸液芯。

按上述方案，所述的换热管两端封闭且换热管内为真空。

按上述方案，所述的壳体外侧设有隔热材料层。

将本实用新型的换热器的换热管，其蒸发段置于风道的热气体侧，冷凝段置于过热蒸汽侧。热气体通过风道进行循环，过热蒸汽则经过蒸汽管道进行输送，蒸发段吸收换热管外热气体的热量，使管内的工作液吸热变为蒸汽，蒸汽流动至冷凝段被冷凝并放出热量，此热量用于加热换热管外的过热蒸汽。冷凝后重新变成的工作液依靠毛细管作用或重力作用返回蒸发段，其整个过程借助工作液的潜热达到传输热量的目的。

本实用新型的有益效果在于：

1)换热管中的热量传递通过沸腾汽化、蒸汽流动和蒸汽冷凝三步进行，由于沸腾和冷凝的对流传热强度都很大，而蒸汽流动阻力损失又较小，因此换热管两端温度差可以很小，即能在很小的温差下传递很大的热流量，因此，本实用新型中的换热器能在低温差下传输大量热量，且传热速度快，效率高；

2)由于换热管内腔的蒸汽是处于饱和状态，饱和蒸汽的压力取决于饱和温度，饱和蒸汽从蒸发段流到冷凝段所产生的压降很小，温降亦很小，所以实用新型中的换热器有优良的等温性能，避免了换热管由于大温差的作用所导致的热膨胀损坏，延长了换热器的寿命，提高了气体循环喷射冷却装置运行稳定性；

3)换热管可以独立地改变蒸发段和冷凝段的加热面积，即以较小的加热面积输入热量，而以较大的冷却面积输出热量，或者可以较大的加热面积输入热量，而以较小的冷却面积输出热量，通过设计蒸发段和冷凝段的相对长度，可在较大的范围内控制换热器的换热能力，从而增强了气体循环喷射冷却装置的调节能力；

4)无室外冷却水设施，占地少，且无此运行成本；回收余热后的蒸汽可再利用，直接回收投资。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；

图2是图1的俯视图；

图3为换热器的结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。

具有余热回收功能的气体循环喷射冷却装置，包括有换热器、风道、循环风机、冷却壳体、上喷箱和下喷箱，其中所述的换热器5包括有壳体10、隔板9和换热管4，隔板位于壳体内，换热管穿过隔板并通过隔板分为蒸发段和冷凝段，蒸发段设置于风道上的热气体侧，冷凝段置于过热蒸汽管道一侧，所述的换热管可以是光管或内外表面加工过的波纹管、翅片管，其内壁贴附吸液芯，以利用毛细力使工作液在吸液芯内不受换热管位置的限制而移动，换热管两端封闭，封闭前先将管内抽真空，灌入适量工作液，为使蒸发段和冷凝段两处的介质不掺混，换热管与隔板接触面要密封，为降低热量损失，在蒸汽管道11和壳体10外侧包扎隔热材料。

如图1-3所示，带钢3进入冷却壳体1开始冷却，冷却带钢后变热的气体由循环风机6抽出，经换热器5内的换热管4的蒸发段42，蒸发段42吸收换热管外热气体的热量，使管内的液态介质吸热变为蒸汽，蒸汽流动至冷凝段41被冷凝放热，用此热量加热换热器5内的换热管4的冷凝段41一侧的过热蒸汽。过热蒸汽吸收了气体循环喷射冷却装置中热气体的热量，温度进一步升高，可应用于供暖、伴热等用途。冷却带钢后变热的气体与换热管4热交换后，温度降低，其再由循环风机6将温度降低的气体以一定的压力通过风道7送入下喷箱2及上喷箱8，喷射到带钢的上下表面，通过强对流热交换达到循环冷却带钢的目的。

虽然为了更易于理解本专利而联系上述气体循环气体喷射冷却装置进行阐述，但是本专利自然可以在不脱离本专利范围的前提下得到修改，而且这些改进同样也包括在本专利中。

综上所述，本实用新型所选用的换热器具有设备简单、冷却效果好、运行成本低、能源利用效率高、工作寿命长且换热能力调节范围宽等优点，且可根据不同的工程情况进行应用。

Claims (6)

1.具有余热回收功能的气体循环喷射冷却装置，包括有换热器(5)和风道，换热器位于风道上，其特征在于换热器包括有壳体(10)、隔板(9)和换热管(4)，隔板位于壳体内，换热管穿过隔板并通过隔板分为蒸发段(42)和冷凝段(41)。

2.按权利要求1所述的具有余热回收功能的气体循环喷射冷却装置，其特征在于：蒸发段(42)设置于风道上。

3.按权利要求1或2所述的具有余热回收功能的气体循环喷射冷却装置，其特征在于：所述的换热管为光管、波纹管或翅片管。

4.按权利要求1或2所述的具有余热回收功能的气体循环喷射冷却装置，其特征在于：所述的换热管的内壁贴附有吸液芯。

5.按权利要求1或2所述的具有余热回收功能的气体循环喷射冷却装置，其特征在于：所述的换热管两端封闭且换热管内为真空。

6.按权利要求1或2所述的具有余热回收功能的气体循环喷射冷却装置，其特征在于：所述的壳体外侧设有隔热材料层。

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