CN205774285U - 一种焦炉荒煤气余热回收利用的重力热管换热式上升管 - Google Patents
一种焦炉荒煤气余热回收利用的重力热管换热式上升管 Download PDFInfo
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Abstract
一种焦炉荒煤气余热回收利用的重力热管换热式上升管，它涉及一种防泄漏报警装置；上法兰、下法兰分别设在筒体的上下两端，筒体内壁设有内衬保温材料，换热管组件外管的两端穿过筒体并连接筒体，换热管组件外管两端连接换热管组件中间管，换热管组件中间管两端分别连接冷介质集箱和热介质集箱，换热管组件里管两端分别穿过冷介质集箱和热介质集箱，并连接冷介质集箱和热介质集箱，填充介质蒸发汽接管两端分别连接换热管组件里管和换热管组件外管，填充介质冷凝液接管两端分别连接换热管组件里管另一端和换热管组件外管另一端，冷介质进口管和热介质出口管分别设置在冷介质集箱和热介质集箱上，它换热效率高，能及时发现换热管组件泄露。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种焦炉上升管荒煤气余热回收利用设备的技术领域，具体涉及一种焦炉荒煤气余热回收利用的重力热管换热式上升管。
背景技术
上升管属于焦炉的一个设备，目前，炼焦企业普便使用炭化室法烧制焦炭这一传统工艺，加入炭化室内的焦煤被加热后产生大量的荒煤气，其温度在650℃--800℃左右，上升管的作用就是将炭化室产生的高温荒煤气导入集气管。每个焦化企业焦炭产能不同，炭化室的孔数也不同，每孔炭化室都设有一支上升管。 而众多上升管内的高温荒煤气余热却一直未能利用，只能在导入集气管时用循环氨水降温把热量白白浪费掉。
早在上世纪70年代，首钢、太钢采用夹套上升管，夹套内冷却水吸收荒煤气所携带的热量而汽化产生蒸汽，实现热能的回收利用，简称为“焦炉上升管汽化冷却装置”，曾一度被多家焦化企业采用，但因众多原因都没有做到安全稳定运行，最后只得拆除。北京焦化、武钢焦化等企业在上升管体卷边结构、焊接方法方面进行了多项改进，仍不能完全解决上升管的筒体焊缝拉裂、漏水、漏汽等问题，运行一段时间后终因***安全稳定性、运行成本等方面原因纷纷停用。近些年来，也有采用热管技术和导热油技术来回收高温荒煤气的余热，但都不能长周期稳定运行，主要问题是：这些背景技术都没有克服焦炉荒煤气换热的困难，出现换热面粘结焦油，絮状物堵塞，换热面漏水影响焦炉生产，漏水后不能第一时间发现，换热效率差等问题。随着人们对高温荒煤气余热回收的重要性认识的进一步提高，越来越多的人开始研究一种能安全、稳定的回收高温荒煤气余热的设备。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单、换热效率高、安装、更换方便并设有防泄漏报警装置的重力热管换热式上升管。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种焦炉荒煤气余热回收利用的重力热管换热式上升管，它包含上法兰、筒体、内衬保温材料、换热管元件外管、换热管元件中间管、换热管元件里管、下法兰、压力报警器、填充介质接管一、填充介质总管、填充介质蒸发汽接管、热介质出口管、热介质集箱、冷介质集箱、冷介质进口管、填充介质冷凝液接管、填充介质接管二；上法兰、下法兰分别设在筒体的上下两端，筒体内壁设有内衬保温材料，筒体内部设有由若干支换热管元件外管、换热管元件中间管及换热管元件里管构成的换热管元件，换热管元件外管的两端穿过筒体并连接筒体，换热管元件外管两端连接换热管元件中间管，换热管元件中间管两端分别连接冷介质集箱和热介质集箱，换热管元件里管两端分别穿过冷介质集箱和热介质集箱，并连接冷介质集箱和热介质集箱，填充介质蒸发汽接管两端分别连接换热管元件里管和换热管元件外管，填充介质冷凝液接管两端分别连接换热管元件里管另一端和换热管元件外管另一端，换热管元件里管、填充介质蒸发汽接管、填充介质冷凝液接管和换热管元件外管与换热管元件中间管所形成的环隙连接在一起形成一个密封的腔室，密封室内填充了导热介质，冷介质进口管和热介质出口管分别设置在冷介质集箱和热介质集箱上。
进一步的，所述的换热管元件上设有填充介质接管一和填充介质接管二，填充介质接管一连接填充介质总管，填充介质接管一上设有蒸发汽压力报警器。
本实用新型工作原理为：换热介质通过冷介质进口管进入冷介质集箱内，由冷介质集箱进入每支换热管元件的中间管和里管形成的环隙，换热管元件外管外面的高温荒煤气通过外管壁面，将外管和中间管所形成的环隙中填充的介质加热使之汽化，被汽化后的填充介质不仅通过中间管管壁将热量传给中间管与里管所形成的环隙中流动的传热介质，汽化后的填充介质还通过填充介质蒸发汽接管进入换热管元件里管，填充介质蒸发汽在换热管元件里管至上而下流动的过程中，通过换热管元件里管管壁将热量不断地传给中间管与里管所形成的环隙中流动的传热介质，填充介质蒸发汽变成冷凝液，经填充介质冷凝液接管，再次进入换热管元件外管和换热管元件中间管所形成的环隙，被外管外面的高温荒煤气加热变成蒸发汽，如此不断循环，此工作原理既为重力热管式工作原理；传热介质被加热后由换热管元件的中间管和里管所形成环隙的的另一端进入热介质集箱，再由与热介质集箱相连的热介质出口管引出；荒煤气被冷却后流出上升管，实现荒煤气的余热回收
采用上述结构后，本实用新型的有益效果为：它使换热面不易产生粘结焦油或絮状物堵塞，不腐蚀，因换热管元件中间管和外管之间的密封腔室内填充了导热系数大的介质，填充介质受热后蒸发形成一定的蒸汽压力可有效地控制换热管元件外管壁面温度，所填充的介质受热后变成蒸发汽体，蒸发汽不仅通过中间管管壁，将热量传给中间管与里管所形成的环隙中流动的传热介质，蒸发汽还通过填充介质蒸发汽接管进入换热管元件里管，通过换热管元件里管管壁，将热量传给中间管与里管所形成的环隙中流动的传热介质，可以起到提高传热效率的作用，根据所填充介质蒸发压力的变化会引起报警***启动，起到了能及时发现换热管泄露，避免传热介质漏进炭化室的作用，解决了本领域长期希望解决的技术问题。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
1、上法兰； 2、筒体；3、内衬保温材料；4、换热管元件外管；5、换热管元件中间管；6、换热管元件里管；7、下法兰；8、压力报警器；9、填充介质接管一；10、填充介质总管； 11、填充介质蒸发汽接管、12、热介质出口管；13、热介质集箱；14、冷介质集箱；15、冷介质进口管；16、填充介质冷凝液接管；17、填充介质接管二。
具体实施方式
实施例
参看图1所示，本实施例采用的技术方案是：一种焦炉荒煤气余热回收利用的重力热管换热式上升管，它包含上法兰 1、筒体2、内衬保温材料3、换热管元件外管4、换热管元件中间管5、换热管元件里管6、下法兰7、压力报警器8、填充介质接管一9、填充介质总管10、填充介质蒸发汽接管11、热介质出口管12、热介质集箱13、冷介质集箱14、冷介质进口管15、填充介质冷凝液接管16、填充介质接管二17；上法兰1、下法兰7分别设置在筒体2的上下两端，构成上升管，上升管筒体2内壁设有内衬保温材料3，上升管筒体2内设有若干支由换热管元件外管4、换热管元件中间管5、换热管元件里管6组成的换热管元件，换热管元件外管4的两端穿过筒体2与筒体2连接，换热管元件的外管4的两端和换热管元件中间管5分别连接在一起，换热管元件中间管5的两端分别与热介质集箱13和冷介质集箱14连接在一起，换热管元件里管6的上端穿过热介质集箱13并与热介质集箱13连接，换热管元件外管4的上端、换热管元件里管6的上端分别与填充介质蒸发汽接管11连接，换热管元件里管6的下端穿过冷介质集箱14并与冷介质集箱14连接，换热管元件外管4的下端、换热管元件里管6的下端分别与填充介质冷凝液接管16连接，换热管元件里管6与填充介质蒸发汽接管11、填充介质冷凝液接管16、换热管元件外管4与换热管元件中间管5所形成的环隙连接在一起形成独立的密封腔室，在密封腔室内填充导热系数大的介质，换热管元件的冷介质进口管15和热介质出口管12分别设置在冷介质集箱14和热介质集箱13上，换热管元件外管4与上升管内的荒煤气接触，换热管元件的传热介质区域与上升管壳体内荒煤气区域是两个相互独立、封闭的空间。
所述的冷介质由冷介质进口管15进入冷介质集箱14内，由冷介质集箱14再分配给若干根换热管元件中间管5和换热管元件里管6所形成的环隙，再由此环隙的另一端流进热介质集箱13汇集，经热介质出口管12导出，高温荒煤气由下法兰7进入上升管内与换热管元件外管4接触，换热管元件外管4被高温荒煤气加热，并通过外管壁面将换热管元件外管4和换热管元件中间管5所形成的环隙中填充的介质加热使之汽化，被汽化后的填充介质不仅通过换热管元件中间管5管壁，将热量传给换热管元件中间管5与换热管元件里管6环隙中流动的传热介质，汽化后的填充介质还通过填充介质蒸发汽接管11进入换热管元件里管6，通过换热管元件里管6管壁，将热量传给换热管元件中间管5与换热管元件里管6所形成的环隙中流动的传热介质，传热介质被加热后由换热管元件中间管5与换热管元件里管6形成的环隙的另一端进入热介质集箱13，再由与热介质集箱13相连的热介质出口管12引出；荒煤气被降温后经上法兰1流出。
所述的填充介质经填充介质总管10进入填充介质接管一9，经填充介质接管一9进入由换热管元件外管4和换热管元件中间管5之间所形成的环隙，再由此环隙经填充介质蒸发汽接管11进入换热管元件里管6，由换热管元件里管6进入填充介质冷凝液接管16，再由填充介质冷凝液接管16进入换热管元件外管4和换热管元件中间管5之间所形成的环隙，填充介质接管二17起到排气等作用，在填充介质接管一9上设有填充介质蒸发汽压力报警器8。
所述的填充介质可以是水、水蒸气或者是它们的混合物，也可以是其他气体或液体，且高温下不与换热面产生氧化、腐蚀等化学或者物理性变化，在传热状态下是稳定的介质。
所述的换热管元件可以根据需要布置根数。
所述的换热管元件在上升管内的排布方式可以是任意的。
本实施例的有益效果为：它能使换热面不易产生粘结焦油或絮状物堵塞，不腐蚀；因换热管元件中间管5和换热管元件外管4之间所形成的环隙内填充了导热系数大的介质，可以起到提高传热效率的作用，同时，通过填充介质蒸发汽压力的变化可有效控制换热管元件外管4的壁面温度；另外，此环隙内填充的介质被加热后形成汽体称为蒸发汽，正常情况下蒸发汽的压力是稳定的，当中间管损坏时，压力较高的传热介质会进入换热管元件中间管5和换热管元件外管4之间的环隙，引起所填充介质的蒸发汽压力的升高，使监控此环隙内气体压力的压力报警器8启动，操作工会根据报警马上判断出是哪一台上升管换热器出现了问题，立即将这一台上升管换热器的传热介质进出口阀门关掉，避免传热介质漏进炭化室；当外管损坏时，因管外荒煤气压力低于中间管和外管形成的环隙内所填充介质的蒸发汽压力，因此，所填充介质的蒸发汽会漏出，使监控环隙内蒸发汽压力报警器8***启动，同样，操作工也会很快判断出是哪台上升管换热器出了问题，并对其采取措施，解决了本领域长期希望解决的技术问题。
以上所述，仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.一种焦炉荒煤气余热回收利用的重力热管换热式上升管，它包含上法兰、筒体、内衬保温材料、换热管元件外管、换热管元件中间管、换热管元件里管、下法兰、压力报警器、填充介质接管一、填充介质总管、填充介质蒸发汽接管、热介质出口管、热介质集箱、冷介质集箱、冷介质进口管、填充介质冷凝液接管、填充介质接管二；其特征在于上法兰、下法兰分别设在筒体的上下两端，筒体内壁设有内衬保温材料，筒体内部设有由若干支换热管元件外管、换热管元件中间管及换热管元件里管构成的换热管元件，换热管元件外管的两端穿过筒体并连接筒体，换热管元件外管两端连接换热管元件中间管，换热管元件中间管两端分别连接冷介质集箱和热介质集箱，换热管元件里管两端分别穿过冷介质集箱和热介质集箱，并连接冷介质集箱和热介质集箱，填充介质蒸发汽接管两端分别连接换热管元件里管和换热管元件外管，填充介质冷凝液接管两端分别连接换热管元件里管另一端和换热管元件外管另一端，换热管元件里管、填充介质蒸发汽接管、填充介质冷凝液接管和换热管元件外管与换热管元件中间管所形成的环隙连接在一起形成一个密封的腔室，密封室内填充了导热介质，冷介质进口管和热介质出口管分别设置在冷介质集箱和热介质集箱上。
2.根据权利要求1所述的一种焦炉荒煤气余热回收利用的重力热管换热式上升管，其特征在于所述的换热管元件上设有填充介质接管一和填充介质接管二，填充介质接管一连接填充介质总管，填充介质接管一上设有填充介质蒸发汽压力报警器。
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