專利名稱：雙聯(lián)箱式套管換熱器及其余熱鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是有關(guān)于一種雙聯(lián)箱式套管換熱器及其余熱鍋爐。
背景技術(shù)：
目前，轉(zhuǎn)爐煉鋼煤氣普遍采用的冷卻方式為汽化冷卻。配合圖1所示，汽化冷卻系統(tǒng)一般包括冷卻煙道。轉(zhuǎn)爐1’生產(chǎn)時的高溫轉(zhuǎn)爐煤氣 經(jīng)各段汽化冷卻煙道，此處為輻射換熱型汽化冷卻煙道2’進(jìn)行降溫冷卻，以將轉(zhuǎn)爐煤氣通 過輻射換熱冷卻到800°c iooo°c ；由于轉(zhuǎn)爐煤氣中含有濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)的co， 采用對流換熱面繼續(xù)降溫有產(chǎn)生火星、引發(fā)爆炸的可能性。故現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐煉鋼煤氣汽化冷卻 系統(tǒng)僅設(shè)輻射換熱面，不設(shè)對流換熱面，只能將轉(zhuǎn)爐煤氣降溫至800°c 1000°C。經(jīng)過冷卻煙道2’降溫后的轉(zhuǎn)爐煤氣被送入轉(zhuǎn)爐一次除塵裝置3’中進(jìn)行噴蒸汽和 水的急速降溫方式使轉(zhuǎn)爐煤氣冷卻降溫到70°C或200°C以下，再進(jìn)布袋或電除塵系統(tǒng)。其 中，如果采用濕式除塵就設(shè)置塔文(又叫洗滌塔)，通過向煙氣里噴水將其降溫到70°C ；如 果采用電除塵就設(shè)置蒸發(fā)冷卻器，向煙氣里噴蒸汽和水將其降溫到200°C。以上兩種煙氣冷 卻方式本質(zhì)上都是噴水的急速降溫方式，既沒有回收轉(zhuǎn)爐煤氣中大量的顯熱，又增加了水 和蒸汽的消耗，產(chǎn)生大量工藝廢水。因此，有必要提供一種新型的冷卻系統(tǒng)，以克服上述缺陷。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是，提供一種雙聯(lián)箱式套管換熱器，其能回收轉(zhuǎn)爐煤氣的顯熱。本實用新型的另一目的是，提供一種包括有上述雙聯(lián)箱式套管換熱器的余熱鍋 爐。本實用新型的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn)，一種雙聯(lián)箱式套管換熱器，其包括進(jìn)水聯(lián)箱，其至少一端為進(jìn)液口 ；出水聯(lián)箱， 其至少一端為出液口 ；一個以上的套管，每個套管包括外管和套設(shè)在外管內(nèi)的內(nèi)管，所述 內(nèi)、外管之間具有環(huán)縫；所述內(nèi)管的上端與所述進(jìn)水聯(lián)箱連通，所述內(nèi)管的下端開口，并位 于外管內(nèi)；所述外管的上端與所述出水聯(lián)箱連通，所述外管的下端封閉。在優(yōu)選的實施方式中，每個所述套管中，其內(nèi)管和外管之間設(shè)置有定距柱。在優(yōu)選的實施方式中，所述進(jìn)水聯(lián)箱套設(shè)在出水聯(lián)箱的內(nèi)部，所述進(jìn)、出水聯(lián)箱之 間具有間隙。在優(yōu)選的實施方式中，所述進(jìn)、出水聯(lián)箱之間設(shè)置有定距柱。在優(yōu)選的實施方式中，所述進(jìn)水聯(lián)箱的一端為進(jìn)液口，出水聯(lián)箱的一端為出液口， 所述進(jìn)、出液口相對應(yīng)，所述進(jìn)、出水聯(lián)箱在遠(yuǎn)離進(jìn)、出液口的一端以彎管形式分別與所述 內(nèi)、外管相連。在優(yōu)選的實施方式中，所述進(jìn)水聯(lián)箱和出水聯(lián)箱相互獨(dú)立。在優(yōu)選的實施方式中，所述內(nèi)管的外壁與外管的內(nèi)壁分別為具有凹槽的不光滑[0016]在優(yōu)選的實施方式中，所述凹槽為螺紋結(jié)構(gòu)、波紋結(jié)構(gòu)、直線形或螺旋形的凹槽， 該凹槽的截面形狀為半圓形、長方形、正方形或鋸齒結(jié)構(gòu)。本實用新型還提出了一種余熱鍋爐，所述余熱鍋爐包括煙道，所述煙道上插設(shè)有 換熱器組，每個換熱器組包括一個以上所述的雙聯(lián)箱式套管換熱器。在優(yōu)選的實施方式中，所述煙道采用爐墻設(shè)置。在優(yōu)選的實施方式中，所述進(jìn)水聯(lián)箱和出水聯(lián)箱分別為橫向地插設(shè)在所述煙道的 內(nèi)部，所述套管縱向地位于所述煙道內(nèi)。在優(yōu)選的實施方式中，所述進(jìn)水聯(lián)箱和出水聯(lián)箱分別布置在所述煙道的外部，所 述套管橫向或傾斜地位于所述煙道內(nèi)。本實用新型的特點及優(yōu)點是1、其克服了現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐煤氣余熱回收裝置不能回收轉(zhuǎn)爐煤氣800°C 1000°C以下 煙氣熱量的缺陷，而是在現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道后繼續(xù)回收轉(zhuǎn)爐煤氣顯熱，同時保證轉(zhuǎn) 爐煤氣安全可靠地回收。2、換熱器的內(nèi)、外管均僅有一端與聯(lián)箱連接，因此具有一定自由度，抗爆能力強(qiáng)。3、余熱鍋爐中的煙氣上進(jìn)下出，外管為縱向沖刷，出水聯(lián)箱為橫向沖刷，避免轉(zhuǎn)爐 煤氣的局部堆積，減緩換熱面的積灰。4、內(nèi)管外壁與外管內(nèi)壁之間的環(huán)縫的換熱系數(shù)因壁面不光滑而得到有效的提高。5、換熱器可采用自然循環(huán)的方式，每個套管回路的水循環(huán)計算中的當(dāng)量長度(含 在上下進(jìn)出聯(lián)箱的行程)基本相同，可保證自然循環(huán)安全可靠。6、雙聯(lián)箱式套管換熱器與前置轉(zhuǎn)爐煤氣高溫段的汽化冷卻煙道可共用一套汽包 及給水系統(tǒng)。7、其雙聯(lián)箱式套管換熱器不僅能運(yùn)用于轉(zhuǎn)爐煤氣的回收，也能運(yùn)用在其它換熱場
1=1 o8、其在保證煉鋼生產(chǎn)和轉(zhuǎn)爐煤氣回收的前提下，無需噴入蒸汽或水，直接回收轉(zhuǎn) 爐煤氣中低溫段的顯熱，產(chǎn)生蒸汽，降低了噸鋼能耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例和現(xiàn)有技術(shù) 描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新 型和現(xiàn)有技術(shù)的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐煤氣冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型的雙聯(lián)箱式套管換熱器的俯視示意圖；圖4是沿著圖3的A-A線剖面示意圖；圖5是沿著圖3的B-B線剖面示意圖；圖6是本實用新型的換熱器插設(shè)于煙道中的一種方式示意圖，圖中的箭頭顯示煙 氣流向；
4[0037]圖7是本實用新型的換熱器插設(shè)于煙道中的另一種方式示意圖，圖中的箭頭顯示 煙氣流向；圖8是本實用新型的換熱器插設(shè)于煙道中的再一種方式示意圖，圖中的箭頭顯示 煙氣流向；圖9是本實用新型的換熱器插設(shè)于煙道中的又一種方式示意圖，圖中的箭頭顯示 煙氣流向。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。配合圖2至圖5所示，本實用新型提出的余熱鍋爐包括煙道1，所述煙道1上插設(shè) 有換熱器組，此處具有三個換熱器組，每個換熱器組包括一個以上的上下聯(lián)箱式套管換熱 器2。每個換熱器2包括進(jìn)水聯(lián)箱21，出水聯(lián)箱22和一個以上的套管23。進(jìn)水聯(lián)箱21的 至少一端為進(jìn)液口，出水聯(lián)箱22的至少一端為出液口 ；每個套管23包括外管24和內(nèi)管25， 內(nèi)管25套設(shè)在外管24內(nèi)，所述內(nèi)、外管25、24之間具有環(huán)縫，以供冷卻介質(zhì)流通；所述內(nèi)管 25的上端與進(jìn)水聯(lián)箱21連通，所述內(nèi)管25的下端開口，并位于外管24內(nèi)；所述外管24的 上端與出水聯(lián)箱22連通，所述外管24的下端封閉。本實用新型實施例在使用時，其放置在冷卻煙道3(此處可為輻射換熱型汽化 冷卻煙道)的末端，轉(zhuǎn)爐4所產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入輻射換熱型汽化冷卻煙道3，被冷卻到 800°C 1000°C，被冷卻后的煙氣接著進(jìn)入余熱鍋爐的煙道1，煙氣至上而下地沖刷雙聯(lián)箱 式換熱器2;同時，冷卻介質(zhì)(此處為水，進(jìn)一步可為軟水)從進(jìn)水聯(lián)箱21的進(jìn)液口流入， 接著從內(nèi)管25的上端進(jìn)入內(nèi)管25，由于內(nèi)管25的下端開口，且位于外管24內(nèi)，因此冷卻介 質(zhì)接著從內(nèi)管25的下端流入內(nèi)、外管25、24之間的環(huán)縫，之后流入出水聯(lián)箱22，并從其出液 口流出，也就是說，水在換熱器2中與煙道1中的煙氣進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生蒸汽，蒸汽可被回收 利用。采用本實用新型的雙聯(lián)箱式套管換熱器2可將煤氣溫度降低到300°C左右。其中，所述煙道1可采用爐墻設(shè)置，具體可為輕型爐墻，進(jìn)一步可為絕熱的輕型爐 墻。爐墻的設(shè)置可更方便地供換熱器安裝。此外，余熱鍋爐的煙道1包括入口段煙道、過渡段煙道和出口段煙道，所述換熱器 主要安裝在過渡段煙道上。根據(jù)本實用新型的一個實施例，每個套管23中，其內(nèi)管25和外管24之間設(shè)置有 定距柱26，內(nèi)、外管25、24通過兩者之間的定距柱26定位，定距柱26的數(shù)量可依內(nèi)、外管的 長度而定。如此，能使內(nèi)管25和外管24之間的環(huán)縫的寬度比較固定。根據(jù)本實用新型的一個實施例，配合圖4所示，每個換熱器2中，所述進(jìn)水聯(lián)箱21 套設(shè)在出水聯(lián)箱22的內(nèi)部，所述進(jìn)、出水聯(lián)箱21、22之間具有間隙。其中，進(jìn)水聯(lián)箱21和 出水聯(lián)箱22之間可同心布置，使進(jìn)、出水聯(lián)箱21、22之間的間隙的寬度相同。進(jìn)一步地，進(jìn) 水聯(lián)箱21和出水聯(lián)箱22之間可設(shè)置定距柱，使進(jìn)、出水聯(lián)箱21、22之間相對定位。冷卻介 質(zhì)通過內(nèi)、外管25、24之間的環(huán)縫后，則流經(jīng)進(jìn)水聯(lián)箱21和出水聯(lián)箱22之間的間隙，再從
5出水聯(lián)箱22的出液口流出。在此處，進(jìn)、出水聯(lián)箱21、22分別是橫向地插設(shè)在煙道1內(nèi)部，套管23縱向地位于 煙道1內(nèi)部，使得煙氣沖刷處包括出水聯(lián)箱22的外表面，外管24的外表面。也就是說，煙 道1中的煙氣上進(jìn)下出，套管23為縱向沖刷，聯(lián)箱為橫向沖刷，如此可避免轉(zhuǎn)爐煤氣的局部 堆積，減緩換熱面的積灰，保證了設(shè)備的換熱效率及安全性。在此實施例中，還可在出水聯(lián) 箱22遠(yuǎn)離出液口的一端設(shè)置排水口，如圖4所示。其中，進(jìn)、出水聯(lián)箱21、22可水平地，也可傾斜地插設(shè)在煙道1內(nèi)部。如果傾斜設(shè) 置，可以僅將進(jìn)、出水聯(lián)箱21、22較高的一端作為進(jìn)、出液口 ；如果是水平設(shè)置，則可以將進(jìn) 水聯(lián)箱21的兩端均作為進(jìn)液口，將出水聯(lián)箱22的兩端均作為出液口。另外，配合圖6所示，進(jìn)、出水聯(lián)箱21、22還可整體布置在煙道1的外部，套管23 則橫向地位于煙道1內(nèi)部，如此使得煙氣沖刷處包括外管24的外表面，圖6中的箭頭顯示 煙氣流向。此外，如圖7所示，套管23也可傾斜地位于煙道1內(nèi)部。根據(jù)本實用新型的一個實施例，配合圖8所示，在進(jìn)水聯(lián)箱21套設(shè)在出水聯(lián)箱22 內(nèi)部的情況下，所述進(jìn)水聯(lián)箱21的一端為進(jìn)液口，出水聯(lián)箱22的一端為出液口，所述進(jìn)、出 液口相對應(yīng)，所述進(jìn)、出水聯(lián)箱21、22在遠(yuǎn)離進(jìn)、出液口的一端以彎管形式分別與所述內(nèi)、 外管25、24相連。其中，進(jìn)、出水聯(lián)箱21、22的直徑可不變，也可從進(jìn)、出液口的一端到另一 端逐漸變小，視情況需要而定。根據(jù)本實用新型的一個實施例，配合圖9所示，每個換熱器2中，所述進(jìn)水聯(lián)箱21 和出水聯(lián)箱22相互獨(dú)立，即進(jìn)水聯(lián)箱21位于出水聯(lián)箱22的外部，進(jìn)水聯(lián)箱21和出水聯(lián)箱 22之間平行或基本平行。如此，冷卻介質(zhì)通過內(nèi)、外管25、24之間的環(huán)縫后，則流經(jīng)出水聯(lián) 箱22，再從其出液口流出。此時，煙氣沖刷處包括進(jìn)水聯(lián)箱21的外表面，出水聯(lián)箱22的外 表面，外管24的外表面，即，煙氣沖刷面積較大，其換熱效果較佳。所述內(nèi)管25的外壁以及外管24的內(nèi)壁分別可為光滑面或具有凹槽的不光滑面， 所述凹槽可為螺紋結(jié)構(gòu)、波紋結(jié)構(gòu)、直線形或螺旋形的凹槽，該凹槽的截面形狀可為半圓 形、長方形、正方形或鋸齒結(jié)構(gòu)。其中，換熱系數(shù)因壁面不光滑而能得到有效的提高，因此， 上述具有凹槽的不光滑面能使得換熱效果更好。另外，由于換熱器與煙氣熱量的交換中，大 部分都是由套管23進(jìn)行的，因此，可以僅使得內(nèi)管的外壁及外管的內(nèi)壁為不光滑面；當(dāng)然， 進(jìn)、出水聯(lián)箱21、22的內(nèi)壁也可為不光滑面，視需要進(jìn)行設(shè)置。本實用新型實施例還提出了一種雙聯(lián)箱式套管換熱器，所述換熱器的結(jié)構(gòu)及技術(shù) 效果在圖3至圖5所示的實施例中已經(jīng)進(jìn)行描述，在此不再詳細(xì)說明。以上所述僅為本實用新型的幾個實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請文件公開的 可以對本實用新型實施例進(jìn)行各種改動或變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求一種雙聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，所述換熱器包括進(jìn)水聯(lián)箱，其至少一端為進(jìn)液口；出水聯(lián)箱，其至少一端為出液口；一個以上的套管，每個套管包括外管和套設(shè)在外管內(nèi)的內(nèi)管，所述內(nèi)、外管之間具有環(huán)縫；所述內(nèi)管的上端與所述進(jìn)水聯(lián)箱連通，所述內(nèi)管的下端開口，并位于外管內(nèi)；所述外管的上端與所述出水聯(lián)箱連通，所述外管的下端封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，每個所述套管中，其內(nèi)管 和外管之間設(shè)置有定距柱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，所述進(jìn)水聯(lián)箱套設(shè)在出 水聯(lián)箱的內(nèi)部，所述進(jìn)、出水聯(lián)箱之間具有間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，所述進(jìn)、出水聯(lián)箱之間設(shè) 置有定距柱。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，所述進(jìn)水聯(lián)箱的一端為 進(jìn)液口，出水聯(lián)箱的一端為出液口，所述進(jìn)、出液口相對應(yīng)，所述進(jìn)、出水聯(lián)箱在遠(yuǎn)離進(jìn)、出 液口的一端以彎管形式分別與所述內(nèi)、外管相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，所述進(jìn)水聯(lián)箱和出水聯(lián) 箱相互獨(dú)立。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，所述內(nèi)管的外壁與外管 的內(nèi)壁分別為具有凹槽的不光滑面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，所述凹槽為螺紋結(jié)構(gòu)、波 紋結(jié)構(gòu)、直線形或螺旋形的凹槽，該凹槽的截面形狀為半圓形、長方形、正方形或鋸齒結(jié)構(gòu)。
9.一種余熱鍋爐，其特征在于，所述余熱鍋爐包括煙道，所述煙道上插設(shè)有換熱器組， 每個換熱器組包括一個以上如權(quán)利要求1-8任一項所述的雙聯(lián)箱式套管換熱器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的余熱鍋爐，其特征在于，所述煙道采用爐墻設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的余熱鍋爐，其特征在于，所述進(jìn)水聯(lián)箱和出水聯(lián)箱分別為橫 向地插設(shè)在所述煙道的內(nèi)部，所述套管縱向地位于所述煙道內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的余熱鍋爐，其特征在于，所述進(jìn)水聯(lián)箱和出水聯(lián)箱分別布置 在所述煙道的外部，所述套管橫向或傾斜地位于所述煙道內(nèi)。
專利摘要本實用新型公開了一種雙聯(lián)箱式套管換熱器及其余熱鍋爐，余熱鍋爐包括煙道，所述煙道上插設(shè)有一個以上雙聯(lián)箱式套管換熱器。每個換熱器包括進(jìn)水聯(lián)箱，其至少一端為進(jìn)液口；出水聯(lián)箱，其至少一端為出液口；一個以上的套管，每個套管包括外管和套設(shè)在外管內(nèi)的內(nèi)管，所述內(nèi)、外管之間具有環(huán)縫；所述內(nèi)管的上端與所述進(jìn)水聯(lián)箱連通，所述內(nèi)管的下端開口，并位于外管內(nèi)；所述外管的上端與所述出水聯(lián)箱連通，所述外管的下端封閉。本實用新型在現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道后繼續(xù)回收轉(zhuǎn)爐煤氣顯熱，同時保證轉(zhuǎn)爐煤氣安全可靠地回收。
文檔編號F22B1/18GK201582774SQ200920278260
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者李國盛, 楊源滿, 石瑞松 申請人:北京京誠科林環(huán)?？萍加邢薰?br>