CN108692573A - 工业硅及硅铁电炉专用水冷大套 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业硅及硅铁电炉专用水冷大套，包括环形套体，在环形套体的夹层内均布有多组保护屏循环水道，在环形套体下端外缘对应每个保护屏循环水道处分别设有扇形护屏连接水腔，在护屏连接水腔顶面分别设有固定水嘴；环形套体的夹层内腔分割成多个扇形水腔，在环形套体顶面位于每个扇形水腔内两端分别设有水套进水嘴和水套出水嘴，在每个扇形水腔内对应水套进水嘴处分别设有进水通道，在每个扇形水腔内下部设有蛇形水道且最底层与进水通道下端垂直连通；每个扇形水腔的水套出水嘴与相邻扇形水腔的水套进水嘴通过水管连通。本发明能够在恶劣工况下长期稳定工作，保证足够的冷却和降温效果，便于安装，使用寿命长。

Description

工业硅及硅铁电炉专用水冷大套

技术领域

本发明属于一种工业硅及硅铁电炉专用部件，特别涉及一种工业硅及硅铁电炉专用水冷大套。

背景技术

水冷大套是用于生产工业硅和硅铁电炉电极系统的重要组成部分，其特点是：既能耐冲击又能对电极核心元件进行水冷保护，还可以与烟罩一起到密封导向作用，保证电炉长时间连续工作，解决电炉空间紧张而引起的密封和绝缘问题，同时，可以有效延长电极核心元件的使用寿命，达到电炉电极过程中的连续、稳定运行。

目前，国内工业硅及硅铁电炉的水冷大套，在实际电炉生产运行中，水冷大套与电极内部核心元件由于绝缘的需要，是不能接触的。由于此设备围绕电极周围空间十分紧张，实际制作中大套与电炉电极的水冷铜管和水冷护屏、底环、压力环等部件的水冷管道之间的间隙十分狭小，经常在实际使用中发生水冷管与大套之间接触，根本无法彻底解决它们之间的绝缘问题；另外，由于大套处于电炉的热影响区，造成大套水温很高，从而影响了电炉的正常运行，由于以上原因给工业硅及硅铁电炉电极系统的维护工作带来了极大的挑战。

随着国内工业硅及硅铁电炉规格的不断加大，尤其是近几年，工业硅及硅铁电炉规格已达到33MVA容量以上，电炉电极系统的负荷也在不断加大，现有的水冷大套在大负荷工作条件下，电极核心元件与大冷大套之间的绝缘和温升问题更加严重，很难满足大电炉的长期稳定使用，实际使用效果都不是很理想，仍然存在着维护工作量大、寿命短、绝缘不达标、更换困难等诸多问题。

因此，继续使用现有的水冷大套结构，已经无法满足大型工业硅及硅铁电炉的正常工作条件，严重影响了工业硅及硅铁电炉生产厂家的正常工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在恶劣工况下长期稳定工作，保证足够的冷却和降温效果，便于安装，使用寿命长的工业硅及硅铁电炉专用水冷大套，

本发明的技术方案如下：

一种工业硅及硅铁电炉专用水冷大套，包括一个内设夹层的环形套体，在环形套体的夹层内沿圆周方向均布有多组保护屏循环水道，在环形套体下端外缘对应每个保护屏循环水道处分别设有与对应的保护屏循环水道连通的扇形护屏连接水腔，护屏连接水腔凸出环形套体外缘，在护屏连接水腔顶面分别设有锥形的固定水嘴，用于连接水冷护屏防止漏水；

所述环形套体的夹层内腔通过多组保护屏循环水道分割成多个相互隔离的扇形水腔，在环形套体顶面位于每个扇形水腔内两端分别设有水套进水嘴和水套出水嘴，在每个扇形水腔内对应水套进水嘴处分别设有进水通道，在每个扇形水腔内下部设有由多层漫水板形成的蛇形水道，蛇形水道的最底层与所述进水通道下端垂直连通；每个扇形水腔的水套出水嘴与相邻扇形水腔的水套进水嘴通过水管连通。

作为进一步优选，所述保护屏循环水道为五组，且沿顺时针依次为第一保护屏进水道和第一保护屏回水道、第二保护屏进水道和第二保护屏回水道、第三保护屏进水道和第三保护屏回水道、第四保护屏进水道和第四保护屏回水道、第五保护屏进水道和第五保护屏回水道。

作为进一步优选，第一保护屏进水道与第五保护屏回水道相邻布置，第一保护屏回水道与第二保护屏进水道相邻布置，第二保护屏回水道与第三保护屏进水道相邻布置，第三保护屏回水道与第四保护屏进水道相邻布置，第四保护屏回水道与第五保护屏进水道相邻布置。

作为进一步优选，在环形套体的夹层内还设有二组底环循环水道，且沿顺时针依次为第一底环进水道和第一底环回水道、第二底环进水道和第二底环回水道。

作为进一步优选，第一底环进水道与第二保护屏进水道相邻布置，第一底环回水道与第五保护屏进水道相邻布置，第二底环进水道与第四保护屏回水道相邻布置，第二底环回水道与第二保护屏回水道相邻布置。

作为进一步优选，在环形套体下端外缘对应每个底环循环水道处分别设有与对应的底环循环水道连通的扇形底环连接水腔，底环连接水腔凸出环形套体外缘，在底环连接水腔底面分别设有连接孔，用于连接底环的进水管和回水管。

本发明的有益效果是：

1、由于在环形套体的夹层内沿圆周方向均布有多组保护屏循环水道，在环形套体下端外缘对应每个保护屏循环水道处分别设有与对应的保护屏循环水道连通的扇形护屏连接水腔，护屏连接水腔凸出环形套体外缘，通过保护屏循环水道形成了独特的借用水道结构，能够有效减少水冷大套空间狭小的问题，便于安装；同时解决了电炉的绝缘和密封问题，减少了维修工作量，极大的增加了安全性。

2、由于在护屏连接水腔顶面分别设有锥形的固定水嘴，使大套与保护屏之间的水路连接密封稳定，可防止漏水，延长水冷大套及护屏的使用寿命，降低维修成本。

3、由于所述环形套体的夹层内腔分割成多个相互隔离的扇形水腔，在环形套体顶面位于每个扇形水腔内两端分别设有水套进水嘴和水套出水嘴，在每个扇形水腔内对应水套进水嘴处分别设有进水通道，在每个扇形水腔内下部设有由多层漫水板形成的蛇形水道，蛇形水道的最底层与所述进水通道下端垂直连通；因此可使冷却水先进入每个扇形水腔底部，再通过多层漫水板逐渐向上布满每个扇形水腔内部，可以在大型工业硅及硅铁电炉的大负荷生产条件下，保证足够的冷却和降温效果，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明的安装结构示意图。

图2是图1的I部放大图。

图3是本发明的水路展开图。

图4是图2中环形套体的A-A剖视图。

图5是图2中环形套体的B-B剖视图。

图中：环形套体1，水冷护屏2，水管3，底环4，固定水嘴5，护屏连接水腔6，水路接头7，水套进水嘴8，水套出水嘴9，水管10，第一扇形水腔11，第二扇形水腔12，第三扇形水腔13，第四扇形水腔14，第五扇形水腔15，保护屏循环水道16，第一保护屏进水道161，第一保护屏回水道162，第二保护屏进水道163，第二保护屏回水道164，第三保护屏进水道165，第三保护屏回水道166，第四保护屏进水道167，第四保护屏回水道168，第五保护屏进水道169，第五保护屏回水道160，进水通道17，蛇形水道18，底环循环水道19，第一底环进水道191，第一底环回水道192，第二底环进水道193，第二底环回水道194，支撑板20，连接板21，底环连接水腔22，连接孔221。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～图5所示，本发明涉及的一种工业硅及硅铁电炉专用水冷大套，包括一个内设夹层的环形套体1，在环形套体1的夹层内沿圆周方向均布有多组保护屏循环水道16，本实施例中所述保护屏循环水道为五组，且沿顺时针依次为第一保护屏进水道161和第一保护屏回水道162、第二保护屏进水道163和第二保护屏回水道164、第三保护屏进水道165和第三保护屏回水道166、第四保护屏进水道167和第四保护屏回水道168、第五保护屏进水道169和第五保护屏回水道160。每个保护屏循环水道16沿环形套体1的轴向竖直布置，在环形套体1顶面对应每个保护屏循环水道16处分别连接有水路接头7。

所述第一保护屏进水道161与第五保护屏回水道160相邻布置，第一保护屏回水道162与第二保护屏进水道163相邻布置，第二保护屏回水道164与第三保护屏进水道165相邻布置，第三保护屏回水道166与第四保护屏进水道167相邻布置，第四保护屏回水道168与第五保护屏进水道169相邻布置。

在环形套体1下端外缘对应每个保护屏循环水道16处分别设有与对应的保护屏循环水道16连通的扇形护屏连接水腔6，护屏连接水腔6凸出环形套体1外缘，在护屏连接水腔6顶面分别焊接有锥形的固定水嘴5，在固定水嘴5上套设有二个上下布置的O型密封圈，用于连接水冷护屏2防止漏水。

所述环形套体1的夹层内腔通过多组保护屏循环水道16分割成五个相互隔离的扇形水腔，依次为第一扇形水腔11、第二扇形水腔12、第三扇形水腔13、第四扇形水腔14和第五扇形水腔15，在环形套体1顶面位于每个扇形水腔内两端分别设有水套进水嘴8和水套出水嘴9，在每个扇形水腔内对应水套进水嘴8处分别设有进水通道17，在每个扇形水腔内下部设有由多层漫水板形成的蛇形水道18，蛇形水道18的最底层与所述进水通道17下端垂直连通；每个扇形水腔的水套出水嘴9与相邻扇形水腔的水套进水嘴8通过水管10连通。

在每个扇形水腔内位于蛇形水道18上方固定有若干个竖直布置的支撑板20，若干个支撑板20按多层均布且相邻二层支撑板20位置相错，用于支撑和加强扇形水腔的强度。

在环形套体1的夹层内还设有二组底环循环水道19，且沿顺时针依次为第一底环进水道191和第一底环回水道192、第二底环进水道193和第二底环回水道194。其中第一底环进水道与第二保护屏进水道相邻布置，第一底环回水道与第五保护屏进水道相邻布置，第二底环进水道与第四保护屏回水道相邻布置，第二底环回水道与第二保护屏回水道相邻布置。

在环形套体1下端外缘对应每个底环循环水道19处分别设有与对应的底环循环水道19连通的扇形底环连接水腔22，底环连接水腔22凸出环形套体1外缘，在底环连接水腔22底面分别设有连接孔221，用于连接底环的进、出水管。

在环形套体1下端外缘位于相邻护屏连接水腔6之间分别焊接有弧形连接板21，用于使用螺栓吊挂水冷护屏2。

安装时，将围成水冷护屏2的五部分分别使用螺栓吊挂在弧形连接板21上，将水冷护屏2每部分上端的进水口和出水口分别套在对应的固定水嘴5上。将围成底环4的二部分分别通过水管3连接在底环连接水腔22底面对应的连接孔处。将第一扇形水腔的水套进水嘴8与第五扇形水腔的水套出水嘴9分别连接在冷却水管路上，冷却水由第一扇形水腔的水套进水嘴8进入，通过第一扇形水腔内的进水通道17和蛇形水道18进入第一扇形水腔内，充满第一扇形水腔后再依次进入第二～第五扇形水腔，最后通过第五扇形水腔的水套出水嘴9排出。

每部分水冷护屏2的进水和出水则通过对应的保护屏循环水道16实现循环，每部分底环4的进水和出水则通过对应的底环循环水道19实现循环。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种工业硅及硅铁电炉专用水冷大套，包括一个内设夹层的环形套体，其特征是：在环形套体的夹层内沿圆周方向均布有多组保护屏循环水道，在环形套体下端外缘对应每个保护屏循环水道处分别设有与对应的保护屏循环水道连通的扇形护屏连接水腔，护屏连接水腔凸出环形套体外缘，在护屏连接水腔顶面分别设有锥形的固定水嘴，用于连接水冷护屏防止漏水；

所述环形套体的夹层内腔通过多组保护屏循环水道分割成多个相互隔离的扇形水腔，在环形套体顶面位于每个扇形水腔内两端分别设有水套进水嘴和水套出水嘴，在每个扇形水腔内对应水套进水嘴处分别设有进水通道，在每个扇形水腔内下部设有由多层漫水板形成的蛇形水道，蛇形水道的最底层与所述进水通道下端垂直连通；每个扇形水腔的水套出水嘴与相邻扇形水腔的水套进水嘴通过水管连通。

2.根据权利要求1所述的工业硅及硅铁电炉专用水冷大套，其特征是：所述保护屏循环水道为五组，且沿顺时针依次为第一保护屏进水道和第一保护屏回水道、第二保护屏进水道和第二保护屏回水道、第三保护屏进水道和第三保护屏回水道、第四保护屏进水道和第四保护屏回水道、第五保护屏进水道和第五保护屏回水道。

3.根据权利要求2所述的工业硅及硅铁电炉专用水冷大套，其特征是：第一保护屏进水道与第五保护屏回水道相邻布置，第一保护屏回水道与第二保护屏进水道相邻布置，第二保护屏回水道与第三保护屏进水道相邻布置，第三保护屏回水道与第四保护屏进水道相邻布置，第四保护屏回水道与第五保护屏进水道相邻布置。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的工业硅及硅铁电炉专用水冷大套，其特征是：在环形套体的夹层内还设有二组底环循环水道，且沿顺时针依次为第一底环进水道和第一底环回水道、第二底环进水道和第二底环回水道。

5.根据权利要求4所述的工业硅及硅铁电炉专用水冷大套，其特征是：第一底环进水道与第二保护屏进水道相邻布置，第一底环回水道与第五保护屏进水道相邻布置，第二底环进水道与第四保护屏回水道相邻布置，第二底环回水道与第二保护屏回水道相邻布置。

6.根据权利要求4所述的工业硅及硅铁电炉专用水冷大套，其特征是：在环形套体下端外缘对应每个底环循环水道处分别设有与对应的底环循环水道连通的扇形底环连接水腔，底环连接水腔凸出环形套体外缘，在底环连接水腔底面分别设有连接孔，用于连接底环的进水管和回水管。