CN110611969B - 一种感应加热设备感应线圈冷却承压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种感应加热设备感应线圈冷却承压系统，包括压力容器和加热感应线圈，所述加热感应线圈穿过压力容器设置并且包括位于所述压力容器内的内线圈段以及位于压力容器外的外线圈段，外线圈段包括排气线圈段和进气线圈段，加热感应线圈内具有冷却介质，冷却介质为与所述压力容器的加压气体相同或相似的气体，感应加热设备感应线圈冷却承压系还包括与所述排气线圈段连接的第一气压检测管路以及与压力容器连接的第二气压检测管路，第一气压检测管路与第二气压检测管路通过压差表连接。该感应加热设备感应线圈冷却承压系统旨在解决现有技术中感应加热难以应用于高压、超高压设备以及安全性差的技术问题。

Description

一种感应加热设备感应线圈冷却承压系统
技术领域
本发明涉及感应加热设备技术领域，尤其涉及一种感应加热设备感应线圈冷却承压系统。
背景技术
感应加热是一种广泛应用于钢铁熔炼行业的加热方法，后来因其结构简单又被引用到沉积炉、高温炉等领域，传统的感应线圈设计一般采用铜管绕制，中间供应冷却水冷却，但铜管的承压能力弱，因此在无法应用于高压、超高压设备，同时铜管冷却水存在泄漏风险，特别是内部有石墨材料的高温设备，泄漏的水会与石墨材料反应，产生大量可燃气体，在高压设备中将导致灾难后果，安全性差。
发明内容
(一)要解决的技术问题
基于此，本发明提出了一种感应加热设备感应线圈冷却承压系统，该感应加热设备感应线圈冷却承压系统旨在解决现有技术中感应加热难以应用于高压、超高压设备以及安全性差的技术问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提出了一种感应加热设备感应线圈冷却承压系统，其中，包括压力容器和加热感应线圈，所述加热感应线圈穿过所述压力容器设置并且包括位于所述压力容器内的内线圈段以及位于所述压力容器外的外线圈段，所述外线圈段包括排气线圈段和进气线圈段，所述加热感应线圈内具有冷却介质，所述冷却介质为与所述压力容器的加压气体相同或相似的气体，所述感应加热设备感应线圈冷却承压系还包括与所述排气线圈段连接的第一气压检测管路以及与所述压力容器连接的第二气压检测管路，所述第一气压检测管路与所述第二气压检测管路通过压差表连接。
优选地，所述感应加热设备感应线圈冷却承压系统包括第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀、第一排气管路、第一进气管路、分别连接于所述压力容器的第二排气管路以及第二进气管路，所述第一调节阀与所述第二排气管路连接，所述第二气压检测管路连接于所述第一调节阀与所述压力容器之间的所述第二排气管路上，所述第一排气管路的进口与所述排气线圈段连接，所述第一排气管路的出口与所述进气线圈段连接，所述第一进气管路与所述进气线圈段连接，所述第一排气管路连接至所述第二调节阀，所述第三调节阀设置在第一进气管路上，所述第四调节阀设置在所述第二进气管路上。
优选地，所述感应加热设备感应线圈冷却承压系统包括设置在所述第一排气管路上的热交换器和循环风机，所述第二调节阀连接至所述排气线圈段与所述热交换器之间的所述第一排气管路。
优选地，所述感应加热设备感应线圈冷却承压系统包括加压系统，所述加压系统分别连接至所述第一进气管路和第二进气管路。
优选地，所述第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀分别为电控式比例调节阀。
优选地，所述感应加热设备感应线圈冷却承压系统包括控制单元，所述控制单元分别与所述压差表、第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀信号连接。
优选地，所述控制单元为PLC控制单元。
优选地，所述加热感应线圈为铜管式线圈。
(三)有益效果
本发明与现有技术对比，本发明的有益效果包括：
一方面，由于第一气压检测管路与第二气压检测管路通过压差表连接，可以通过对比第一气压检测管路与第二气压检测管路中的压差来对应调节压力容器中的气压和加热感应线圈内的气压(具体调节方法将在下文介绍)使加热感应线圈内外压力始终保持平衡状态，加热感应线圈(例如铜管式线圈)不会因承受内外压差而导致变形失效或破坏，即使内部绕制铜管存在焊接缺陷也不会发生大的泄漏，从而能够确保设备安全，因此该感应加热设备感应线圈冷却承压系统尤其适合应用于高压、超高压设备。另一方面，采用与压力容器的加压气体相同或相似的气体作为加热感应线圈的冷却介质，即使存在泄漏，泄漏的冷却介质也不会影响设备内介质组分变化，更不会与设备内物质反应生成危险气体威胁设备安全，从而极大地提升了感应加热设备的安全性能。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明的感应加热设备感应线圈冷却承压系统的示意图。
附图标记说明：
1、压力容器，2、第一气压检测管路，3、第二气压检测管路，4、压差表，5、第一调节阀，6、第二调节阀，7、第三调节阀，8、第四调节阀，9、第一排气管路，10、第一进气管路，11、第二排气管路，12、第二进气管路，13、PLC控制单元，14、热交换器，15、循环风机，16、加压系统，100、内线圈段，200、外线圈段，201、排气线圈段，202、进气线圈段。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
如图1所示，本发明公开了一种感应加热设备感应线圈冷却承压系统，包括压力容器1和加热感应线圈(例如铜管式线圈，且不限于这种材料)，加热感应线圈穿过压力容器1设置并且包括位于压力容器1内的内线圈段100以及位于压力容器1外的外线圈段200，外线圈段200包括排气线圈段201和进气线圈段202，加热感应线圈内具有冷却介质，当然，可以理解的是，排气线圈段201和进气线圈段202是能够彼此连通的，冷却介质可以从进气线圈段202进入加热感应线圈，并经由内线圈段100到达压力容器1内，然后途经排气线圈段201排出，以形成循环，冷却介质为与压力容器1的加压气体相同或相似的气体，感应加热设备感应线圈冷却承压系还包括与排气线圈段201连接的第一气压检测管路2以及与压力容器1连接的第二气压检测管路3，第一气压检测管路2与第二气压检测管路3通过压差表4连接。需要说明的是，冷却介质可以为与加压气体相似的气体应理解成化学性质相似，例如加压气体用氦气，冷却介质用氩气、氮气也是可以的。
正如以上提到的，一方面，由于第一气压检测管路2与第二气压检测管路3通过压差表4连接，可以通过对比第一气压检测管路2与第二气压检测管路3中的压差来对应调节压力容器1中的气压和加热感应线圈内的气压(具体调节方法将在下文介绍)使加热感应线圈内外压力始终保持平衡状态，加热感应线圈(例如铜管式线圈)不会因承受内外压差而导致变形失效或破坏，即使内部绕制铜管存在焊接缺陷也不会发生大的泄漏，从而能够确保设备安全，该感应加热设备感应线圈冷却承压系统尤其适合应用于高压、超高压设备。
另一方面，采用与压力容器1的加压气体相同或相似的气体作为加热感应线圈的冷却介质，即使存在泄漏，泄漏的冷却介质也不会影响设备内介质组分变化，更不会与设备内物质反应生成危险气体威胁设备安全，从而极大地提升了感应加热设备的安全性能。
根据本发明的具体实施方式，感应加热设备感应线圈冷却承压系统包括第一调节阀5、第二调节阀6、第三调节阀7、第四调节阀8、第一排气管路9、第一进气管路10、分别连接于压力容器1的第二排气管路11以及第二进气管路12，第一调节阀5与第二排气管路11连接，第二气压检测管路3连接于第一调节阀5与压力容器1之间的第二排气管路11上，第一排气管路9的进口与排气线圈段201连接，第一排气管路9的出口与进气线圈段202连接，第一进气管路10与进气线圈段202连接，第一排气管路9连接至第二调节阀6，第三调节阀7设置在第一进气管路10上，第四调节阀8设置在第二进气管路12上。第一调节阀5、第二调节阀6、第三调节阀7和第四调节阀8可以分别为电控式比例调节阀或其他各种适当的阀门装置。感应加热设备感应线圈冷却承压系统可以包括控制单元，控制单元优选为PLC控制单元13，且本发明不限于此，控制单元分别与压差表4、第一调节阀5、第二调节阀6、第三调节阀7和第四调节阀8信号连接。控制单元和压差表4、第一调节阀5、第二调节阀6、第三调节阀7和第四调节阀8组成了压力平衡控制系统。
此外，感应加热设备感应线圈冷却承压系统可以包括设置在第一排气管路9上的热交换器14和循环风机15，第二调节阀6连接至排气线圈段201与热交换器14之间的第一排气管路9。
当然，感应加热设备感应线圈冷却承压系统包括加压系统16，例如可以包括气泵等部件，加压系统16分别连接至第一进气管路10和第二进气管路12。加压系统16可以和氦气源连接，当然，本发明的冷却介质并不限于为氦气，采用各种适当的气体都将落入本发明的保护范围。
下面结合上述感应加热设备感应线圈冷却承压系统的具体结构方案来介绍本感应加热设备感应线圈冷却承压系统的工作原理(图中对应路径上的箭头表示气路走向或信号走向)：
冷却介质从排气线圈段201出来经过热交换器14冷却后经循环风机15重新送入进气线圈段202冷却。此外，采用压力平衡控制系统控制线圈内外压差，加压阶段：关闭第一调节阀5和第二调节阀6，压差表4检测压力容器1及线圈内部压力并输出压力差信号给PLC控制单元13，PLC控制系统根据压差信号及预先设定的PID逻辑发出信号分别控制第三调节阀7和第四调节阀8的开度大小，控制各自的进气量从而保证线圈内外压力平衡；泄压阶段：关闭第三调节阀7和第四调节阀8，压差表4检测压力容器1及线圈内部压力并输出压力差信号给PLC控制单元13，PLC控制系统根据压差信号及预先设定的PID逻辑发出信号分别控制第一调节阀5和第二调节阀6的开度大小，控制各自的排气量从而保证线圈内外压力平衡，经验证，其最大压力差可控制在0.1MPa。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (6)

1.一种感应加热设备感应线圈冷却承压系统，其特征在于，包括压力容器和加热感应线圈，所述加热感应线圈穿过所述压力容器设置并且包括位于所述压力容器内的内线圈段以及位于所述压力容器外的外线圈段，所述外线圈段包括排气线圈段和进气线圈段，所述加热感应线圈内具有冷却介质，所述冷却介质为与所述压力容器的加压气体相同或相似的气体，所述感应加热设备感应线圈冷却承压系统 还包括与所述排气线圈段连接的第一气压检测管路以及与所述压力容器连接的第二气压检测管路，所述第一气压检测管路与所述第二气压检测管路通过压差表连接；所述感应加热设备感应线圈冷却承压系统包括第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀、第一排气管路、第一进气管路、分别连接于所述压力容器的第二排气管路以及第二进气管路，所述第一调节阀与所述第二排气管路连接，所述第二气压检测管路连接于所述第一调节阀与所述压力容器之间的所述第二排气管路上，所述第一排气管路的进口与所述排气线圈段连接，所述第一排气管路的出口与所述进气线圈段连接，所述第一进气管路与所述进气线圈段连接，所述第一排气管路连接至所述第二调节阀，所述第三调节阀设置在第一进气管路上，所述第四调节阀设置在所述第二进气管路上；所述感应加热设备感应线圈冷却承压系统包括加压系统，所述加压系统分别连接至所述第一进气管路和第二进气管路。
2.如权利要求1所述的感应加热设备感应线圈冷却承压系统，其特征在于，所述感应加热设备感应线圈冷却承压系统包括设置在所述第一排气管路上的热交换器和循环风机，所述第二调节阀连接至所述排气线圈段与所述热交换器之间的所述第一排气管路。
3.如权利要求1所述的感应加热设备感应线圈冷却承压系统，其特征在于，所述第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀分别为电控式比例调节阀。
4.如权利要求2至3中任意一项所述的感应加热设备感应线圈冷却承压系统，其特征在于，所述感应加热设备感应线圈冷却承压系统包括控制单元，所述控制单元分别与所述压差表、第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀信号连接。
5.如权利要求4所述的感应加热设备感应线圈冷却承压系统，其特征在于，所述控制单元为PLC控制单元。
6.如权利要求1至3中任意一项所述的感应加热设备感应线圈冷却承压系统，其特征在于，所述加热感应线圈为铜管式线圈。
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