CN206204216U - 焦炉用上升管换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种焦炉用上升管换热器，它由内向外依次包括内筒、内夹套筒、外夹套筒和外筒；其中，所述内筒的内腔形成烟气通道；所述内筒和内夹套筒之间形成内换热层，并且内换热层内设置有内导流装置；所述内夹套筒和所述外夹套筒之间形成外换热层，并且所述外换热层内设置有外导流装置，所述外换热层的出口与所述内换热层的入口相连，以便所述换热介质先进入外换热层再进入内换热层，最后从内换热层出去。本实用新型既保证了换热效果，安全、有效、可靠地回收荒煤气的余热，又能确保在恶劣工况下，焦炉和换热器的安全经济的运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种焦炉用上升管换热器。
背景技术
目前，焦炉生产过程中，产生大量的荒煤气，荒煤气的平均温度超过700℃，通过氨水喷洒，将荒煤气冷却到80℃左右进行后续处理，荒煤气所带的热量没有被回收利用，造成很大的资源和能源浪费。近年来，荒煤气的余热回收利用技术一直未取得突破性的进展，虽然有一些焦炉上升管换热装置，但因其结构复杂，换热效果不佳、容易漏水、结焦，堵塞上升管，既不能有效地回收荒煤气的余热，又存在很大的安全隐患，影响焦炉的正常生产。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种焦炉用上升管换热器，它既保证了换热效果，安全、有效、可靠地回收荒煤气的余热，又能确保在恶劣工况下，焦炉和换热器的安全经济的运行。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种焦炉用上升管换热器，它由内向外依次包括内筒、内夹套筒、外夹套筒和外筒；其中，
所述内筒的内腔形成烟气通道；
所述内筒和内夹套筒之间形成内换热层，并且内换热层内设置有内导流装置；
所述内夹套筒和所述外夹套筒之间形成外换热层，并且所述外换热层内设置有外导流装置，所述外换热层的出口与所述内换热层的入口相连，以便所述换热介质先进入外换热层再进入内换热层，最后从内换热层出去。
进一步，所述外导流装置为螺旋盘管或螺旋翅片；和/或所述内导流装置为几何型态的流通换热结构。
进一步为了可迅速将高温荒煤气热量传导至内筒进行换热，所述内筒的内表面涂有纳米导热层。
进一步为了在温度骤变的情况下不会开裂，确保内筒可承受高温、高压，所述内筒的内表面和所述纳米导热层之间设置有耐温耐腐层。
进一步，所述外夹套筒的外壁上设置有至少一级保温隔热层。
进一步为了实现保温隔热，并将内部的热量与外界隔离，一方面使得外界温度得到 有效降低，保护环境，另一方面使得热量不外散，保证内部进行充分的热交换，所述外夹套筒的外壁上依次设置有两级保温隔热层，其中一级保温隔热层由纳米级保温材料制成，另外一级保温隔热层由岩棉材料或复合硅酸盐材质制成。
进一步，焦炉用上升管换热器还包括进换热介质口和出换热介质口，所述进换热介质口与外换热层的入口相连，所述出换热介质口与内换热层的出口相连。
进一步为了使换热介质换热充分，所述进换热介质口的出口端设置有将从进换热介质口进来的介质均匀分布在外换热层的初级进介质分布器；和/或所述外换热层的出口和内换热层的入口之间设置有将外换热层的换热介质均匀分布至内换热层内的次级进介质分布器；和/或所述出换热介质口的进口端设置有将内换热层的换热介质均匀收集至出换热介质口的出水汇集器。
进一步为了应对因高温产生的轴向变形，确保换热器安全运行，所述外筒和/或所述内夹套筒和/或所述外夹套筒上设置有膨胀节。
进一步，所述外筒由耐腐蚀不锈钢材质制成；和/或所述内夹套筒由耐高温合金钢材质制成；和/或所述外夹套筒由耐高温合金钢材质制成；和/或所述内筒由耐高温、耐腐蚀合金钢材质制成。
采用了上述技术方案后，本焦炉用上升管换热器结构合理、用材适当，解决了漏水、结焦堵塞的问题，通过二次换热，换热效率高，可安全、有效、可靠地回收荒煤气的余热；上升管换热器采用两级隔热保温，外壁温度保持在常温，大大改善焦炉炉顶操作环境；独特的结构特性，确保在恶劣工况下，焦炉和换热器的安全经济运行，此上升管换热器适应性强，抗干烧，适用于焦炉的各种工况。
附图说明
图1为本实用新型的焦炉用上升管换热器的结构示意图；
图2为图1的横截面剖视图；
图3为本实用新型的外导流装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1～3所示，一种焦炉用上升管换热器，它由内向外依次包括内筒1、内夹套筒2、外夹套筒3和外筒4；其中，
所述内筒1的内腔形成烟气通道11；
所述内筒1和内夹套筒2之间形成内换热层10，并且内换热层10内设置有内导流装置5；
所述内夹套筒2和所述外夹套筒3之间形成外换热层20，并且所述外换热层20内设置有外导流装置6，所述外换热层20的出口与所述内换热层10的入口相连，以便所述换热介质先进入外换热层20再进入内换热层10，最后从内换热层10出去。本换热器通过两级换热层和独特的流通结构，可均匀、高效的换热，防止局部高温。
如图3所示，所述外导流装置6为螺旋盘管或螺旋翅片；和/或所述内导流装置5为几何型态的流通换热结构，采用先进的3D打印成型技术加工而成。如图2所示，所述内筒1的内表面涂有纳米导热层12，如图2所示，所述内筒1的内表面和所述纳米导热层12之间设置有耐温耐腐层13。耐温耐腐层13为新型耐高温耐腐蚀纳米陶瓷材料，经高温加工或3D打印成型技术与内筒体紧密结合在一起，两者热膨胀系数相近，在温度骤变的情况下不会开裂，确保内筒1可承受高温、高压。纳米导热层12可迅速将高温荒煤气热量传导至内筒进行换热。整个内筒1内壁形成一个平整、光滑的釉面，可有效防止焦油粘黏。
如图2所示，所述外夹套筒3的外壁上设置有至少一级保温隔热层7，本实施例中，所述外夹套筒3的外壁上依次设置有两级保温隔热层7，其中一级保温隔热层7由纳米级保温材料制成，最大限度的保温隔热；另外一级保温隔热层7由岩棉材料或复合硅酸盐材质制成。通过两级保温隔热，将内部的热量与外界隔离，一方面使得外界温度得到有效降低，保护环境，另一方面使得热量不外散，保证内部进行充分的热交换。
如图1所示，焦炉用上升管换热器还包括进换热介质口8和出换热介质口9，所述进换热介质口8与外换热层20的入口相连，所述出换热介质口9与内换热层10的出口相连。
如图1所示，所述进换热介质口8的出口端设置有将从进换热介质口8进来的介质均匀分布在外换热层20的初级进介质分布器100；和/或所述外换热层20的出口和内换热层10的入口之间设置有将外换热层20的换热介质均匀分布至内换热层10内的次级进介质分布器200；和/或所述出换热介质口9的进口端设置有将内换热层10的换热介质均匀收集至出换热介质口9的出水汇集器300，可使得换热后的汽、水混合物能够均匀汇集，便于排出利用。
进换热介质口8设有初级进介质分布器100，可将进水均匀分布在外换热层20内，通过外换热层20内的外导流装置6，进行初步换热，然后进入内换热层10内，内换热层10入口处设有次级进介质分布器200，将进水进一步的均匀分布在内换热层10内，通过内换热层10内的内导流装置5进行高效换热，产生饱和蒸汽。
如图1所示，所述外筒4和/或所述内夹套筒2和/或所述外夹套筒3上设置有膨胀节110，膨胀节110能够应对因高温产生的轴向变形，确保换热器安全运行。
所述外筒4由耐腐蚀不锈钢材质制成，外形美观，且抗腐蚀，可适应焦炉炉顶的恶劣工况；和/或所述内夹套筒2由耐高温合金钢材质制成，无任何纵向焊缝；和/或所述外夹套筒3由耐高温合金钢材质制成，也无任何纵向焊缝；和/或所述内筒1由耐高温、耐腐蚀合金钢材质制成，整体加工成型，无任何焊缝，在高温下性能稳定，不会发生破裂。同时耐干烧，发生停水、停电等突发情况也可安全运行。
内筒1形成的烟气通道11光滑、平整，其尺寸大小与焦炉原有的上升管内径相同，烟气通道内无其他额外结构，既不影响荒煤气的正常流通，又防止焦油、煤粉的粘附。
本换热器结构合理、用材适当，解决了漏水、结焦堵塞的问题，通过二次换热，换热效率高，可安全、有效、可靠地回收荒煤气的余热；上升管换热器采用两级隔热保温，外壁温度保持在常温，大大改善焦炉炉顶操作环境；独特的结构特性，确保在恶劣工况下，焦炉和换热器的安全经济运行，此上升管换热器适应性强，抗干烧，适用于焦炉的各种工况。
以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种焦炉用上升管换热器，其特征在于：它由内向外依次包括内筒(1)、内夹套筒(2)、外夹套筒(3)和外筒(4)；其中，
所述内筒(1)的内腔形成烟气通道(11)；
所述内筒(1)和内夹套筒(2)之间形成内换热层(10)，并且内换热层(10)内设置有内导流装置(5)；
所述内夹套筒(2)和所述外夹套筒(3)之间形成外换热层(20)，并且所述外换热层(20)内设置有外导流装置(6)，所述外换热层(20)的出口与所述内换热层(10)的入口相连，以便所述换热介质先进入外换热层(20)再进入内换热层(10)，最后从内换热层(10)出去。
2.根据权利要求1所述的焦炉用上升管换热器，其特征在于：所述外导流装置(6)为螺旋盘管或螺旋翅片；和/或所述内导流装置(5)为几何型态的流通换热结构。
3.根据权利要求1所述的焦炉用上升管换热器，其特征在于：所述内筒(1)的内表面涂有纳米导热层(12)。
4.根据权利要求3所述的焦炉用上升管换热器，其特征在于：所述内筒(1)的内表面和所述纳米导热层(12)之间设置有耐温耐腐层(13)。
5.根据权利要求1所述的焦炉用上升管换热器，其特征在于：所述外夹套筒(3)的外壁上设置有至少一级保温隔热层(7)。
6.根据权利要求5所述的焦炉用上升管换热器，其特征在于：所述外夹套筒(3)的外壁上依次设置有两级保温隔热层(7)，其中一级保温隔热层(7)由纳米级保温材料制成，另外一级保温隔热层(7)由岩棉材料或复合硅酸盐材质制成。
7.根据权利要求1所述的焦炉用上升管换热器，其特征在于：还包括进换热介质口(8)和出换热介质口(9)，所述进换热介质口(8)与外换热层(20)的入口相连，所述出换热介质口(9)与内换热层(10)的出口相连。
8.根据权利要求7所述的焦炉用上升管换热器，其特征在于：所述进换热介质口(8)的出口端设置有将从进换热介质口(8)进来的介质均匀分布在外换热层(20)的初级进介质分布器(100)；和/或所述外换热层(20)的出口和内换热层(10)的入口之间设置有将外换热层(20)的换热介质均匀分布至内换热层(10)内的次级进介质分布器(200)；和/或所述出换热介质口(9)的进口端设置有将内换热层(10)的换热介质均匀收集至出换热介质口(9)的出水汇集器(300)。
9.根据权利要求7所述的焦炉用上升管换热器，其特征在于：所述外筒(4)和 /或所述内夹套筒(2)和/或所述外夹套筒(3)上设置有膨胀节(110)。
10.根据权利要求1所述的焦炉用上升管换热器，其特征在于：所述外筒(4)由耐腐蚀不锈钢材质制成；和/或所述内夹套筒(2)由耐高温合金钢材质制成；和/或所述外夹套筒(3)由耐高温合金钢材质制成；和/或所述内筒(1)由耐高温、耐腐蚀合金钢材质制成。
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| CN106244173A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-21 | 马庆磊 | 焦炉用上升管换热器 |
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- 2016-08-31 CN CN201621021739.1U patent/CN206204216U/zh active Active
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