本實用新型涉及一種焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收利用設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種焦?fàn)t荒煤氣余熱回收利用的重力熱管換熱式上升管。

背景技術(shù)：

上升管屬于焦?fàn)t的一個設(shè)備，目前，煉焦企業(yè)普便使用炭化室法燒制焦炭這一傳統(tǒng)工藝，加入炭化室內(nèi)的焦煤被加熱后產(chǎn)生大量的荒煤氣，其溫度在650℃--800℃左右，上升管的作用就是將炭化室產(chǎn)生的高溫荒煤氣導(dǎo)入集氣管。每個焦化企業(yè)焦炭產(chǎn)能不同，炭化室的孔數(shù)也不同，每孔炭化室都設(shè)有一支上升管。 而眾多上升管內(nèi)的高溫荒煤氣余熱卻一直未能利用，只能在導(dǎo)入集氣管時用循環(huán)氨水降溫把熱量白白浪費(fèi)掉。

早在上世紀(jì)70年代，首鋼、太鋼采用夾套上升管，夾套內(nèi)冷卻水吸收荒煤氣所攜帶的熱量而汽化產(chǎn)生蒸汽，實現(xiàn)熱能的回收利用，簡稱為“焦?fàn)t上升管汽化冷卻裝置”，曾一度被多家焦化企業(yè)采用，但因眾多原因都沒有做到安全穩(wěn)定運(yùn)行，最后只得拆除。北京焦化、武鋼焦化等企業(yè)在上升管體卷邊結(jié)構(gòu)、焊接方法方面進(jìn)行了多項改進(jìn)，仍不能完全解決上升管的筒體焊縫拉裂、漏水、漏汽等問題，運(yùn)行一段時間后終因系統(tǒng)安全穩(wěn)定性、運(yùn)行成本等方面原因紛紛停用。近些年來，也有采用熱管技術(shù)和導(dǎo)熱油技術(shù)來回收高溫荒煤氣的余熱，但都不能長周期穩(wěn)定運(yùn)行，主要問題是：這些背景技術(shù)都沒有克服焦?fàn)t荒煤氣換熱的困難，出現(xiàn)換熱面粘結(jié)焦油，絮狀物堵塞，換熱面漏水影響焦?fàn)t生產(chǎn)，漏水后不能第一時間發(fā)現(xiàn)，換熱效率差等問題。隨著人們對高溫荒煤氣余熱回收的重要性認(rèn)識的進(jìn)一步提高，越來越多的人開始研究一種能安全、穩(wěn)定的回收高溫荒煤氣余熱的設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、換熱效率高、安裝、更換方便并設(shè)有防泄漏報警裝置的重力熱管換熱式上升管。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種焦?fàn)t荒煤氣余熱回收利用的重力熱管換熱式上升管，它包含上法蘭、筒體、內(nèi)襯保溫材料、換熱管元件外管、換熱管元件中間管、換熱管元件里管、下法蘭、壓力報警器、填充介質(zhì)接管一、填充介質(zhì)總管、填充介質(zhì)蒸發(fā)汽接管、熱介質(zhì)出口管、熱介質(zhì)集箱、冷介質(zhì)集箱、冷介質(zhì)進(jìn)口管、填充介質(zhì)冷凝液接管、填充介質(zhì)接管二；上法蘭、下法蘭分別設(shè)在筒體的上下兩端，筒體內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)襯保溫材料，筒體內(nèi)部設(shè)有由若干支換熱管元件外管、換熱管元件中間管及換熱管元件里管構(gòu)成的換熱管元件，換熱管元件外管的兩端穿過筒體并連接筒體，換熱管元件外管兩端連接換熱管元件中間管，換熱管元件中間管兩端分別連接冷介質(zhì)集箱和熱介質(zhì)集箱，換熱管元件里管兩端分別穿過冷介質(zhì)集箱和熱介質(zhì)集箱，并連接冷介質(zhì)集箱和熱介質(zhì)集箱，填充介質(zhì)蒸發(fā)汽接管兩端分別連接換熱管元件里管和換熱管元件外管，填充介質(zhì)冷凝液接管兩端分別連接換熱管元件里管另一端和換熱管元件外管另一端，換熱管元件里管、填充介質(zhì)蒸發(fā)汽接管、填充介質(zhì)冷凝液接管和換熱管元件外管與換熱管元件中間管所形成的環(huán)隙連接在一起形成一個密封的腔室，密封室內(nèi)填充了導(dǎo)熱介質(zhì)，冷介質(zhì)進(jìn)口管和熱介質(zhì)出口管分別設(shè)置在冷介質(zhì)集箱和熱介質(zhì)集箱上。

進(jìn)一步的，所述的換熱管元件上設(shè)有填充介質(zhì)接管一和填充介質(zhì)接管二，填充介質(zhì)接管一連接填充介質(zhì)總管，填充介質(zhì)接管一上設(shè)有蒸發(fā)汽壓力報警器。

本實用新型工作原理為：換熱介質(zhì)通過冷介質(zhì)進(jìn)口管進(jìn)入冷介質(zhì)集箱內(nèi)，由冷介質(zhì)集箱進(jìn)入每支換熱管元件的中間管和里管形成的環(huán)隙，換熱管元件外管外面的高溫荒煤氣通過外管壁面，將外管和中間管所形成的環(huán)隙中填充的介質(zhì)加熱使之汽化，被汽化后的填充介質(zhì)不僅通過中間管管壁將熱量傳給中間管與里管所形成的環(huán)隙中流動的傳熱介質(zhì)，汽化后的填充介質(zhì)還通過填充介質(zhì)蒸發(fā)汽接管進(jìn)入換熱管元件里管，填充介質(zhì)蒸發(fā)汽在換熱管元件里管至上而下流動的過程中，通過換熱管元件里管管壁將熱量不斷地傳給中間管與里管所形成的環(huán)隙中流動的傳熱介質(zhì)，填充介質(zhì)蒸發(fā)汽變成冷凝液，經(jīng)填充介質(zhì)冷凝液接管，再次進(jìn)入換熱管元件外管和換熱管元件中間管所形成的環(huán)隙，被外管外面的高溫荒煤氣加熱變成蒸發(fā)汽，如此不斷循環(huán)，此工作原理既為重力熱管式工作原理；傳熱介質(zhì)被加熱后由換熱管元件的中間管和里管所形成環(huán)隙的的另一端進(jìn)入熱介質(zhì)集箱，再由與熱介質(zhì)集箱相連的熱介質(zhì)出口管引出；荒煤氣被冷卻后流出上升管，實現(xiàn)荒煤氣的余熱回收

采用上述結(jié)構(gòu)后，本實用新型的有益效果為：它使換熱面不易產(chǎn)生粘結(jié)焦油或絮狀物堵塞，不腐蝕，因換熱管元件中間管和外管之間的密封腔室內(nèi)填充了導(dǎo)熱系數(shù)大的介質(zhì)，填充介質(zhì)受熱后蒸發(fā)形成一定的蒸汽壓力可有效地控制換熱管元件外管壁面溫度，所填充的介質(zhì)受熱后變成蒸發(fā)汽體，蒸發(fā)汽不僅通過中間管管壁，將熱量傳給中間管與里管所形成的環(huán)隙中流動的傳熱介質(zhì)，蒸發(fā)汽還通過填充介質(zhì)蒸發(fā)汽接管進(jìn)入換熱管元件里管，通過換熱管元件里管管壁，將熱量傳給中間管與里管所形成的環(huán)隙中流動的傳熱介質(zhì)，可以起到提高傳熱效率的作用，根據(jù)所填充介質(zhì)蒸發(fā)壓力的變化會引起報警系統(tǒng)啟動，起到了能及時發(fā)現(xiàn)換熱管泄露，避免傳熱介質(zhì)漏進(jìn)炭化室的作用，解決了本領(lǐng)域長期希望解決的技術(shù)問題。

附圖說明

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

1、上法蘭； 2、筒體；3、內(nèi)襯保溫材料；4、換熱管元件外管；5、換熱管元件中間管；6、換熱管元件里管；7、下法蘭；8、壓力報警器；9、填充介質(zhì)接管一；10、填充介質(zhì)總管； 11、填充介質(zhì)蒸發(fā)汽接管、12、熱介質(zhì)出口管；13、熱介質(zhì)集箱；14、冷介質(zhì)集箱；15、冷介質(zhì)進(jìn)口管；16、填充介質(zhì)冷凝液接管；17、填充介質(zhì)接管二。

具體實施方式

實施例

參看圖1所示，本實施例采用的技術(shù)方案是：一種焦?fàn)t荒煤氣余熱回收利用的重力熱管換熱式上升管，它包含上法蘭 1、筒體2、內(nèi)襯保溫材料3、換熱管元件外管4、換熱管元件中間管5、換熱管元件里管6、下法蘭7、壓力報警器8、填充介質(zhì)接管一9、填充介質(zhì)總管10、填充介質(zhì)蒸發(fā)汽接管11、熱介質(zhì)出口管12、熱介質(zhì)集箱13、冷介質(zhì)集箱14、冷介質(zhì)進(jìn)口管15、填充介質(zhì)冷凝液接管16、填充介質(zhì)接管二17；上法蘭1、下法蘭7分別設(shè)置在筒體2的上下兩端，構(gòu)成上升管，上升管筒體2內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)襯保溫材料3，上升管筒體2內(nèi)設(shè)有若干支由換熱管元件外管4、換熱管元件中間管5、換熱管元件里管6組成的換熱管元件，換熱管元件外管4的兩端穿過筒體2與筒體2連接，換熱管元件的外管4的兩端和換熱管元件中間管5分別連接在一起，換熱管元件中間管5的兩端分別與熱介質(zhì)集箱13和冷介質(zhì)集箱14連接在一起，換熱管元件里管6的上端穿過熱介質(zhì)集箱13并與熱介質(zhì)集箱13連接，換熱管元件外管4的上端、換熱管元件里管6的上端分別與填充介質(zhì)蒸發(fā)汽接管11連接，換熱管元件里管6的下端穿過冷介質(zhì)集箱14并與冷介質(zhì)集箱14連接，換熱管元件外管4的下端、換熱管元件里管6的下端分別與填充介質(zhì)冷凝液接管16連接，換熱管元件里管6與填充介質(zhì)蒸發(fā)汽接管11、填充介質(zhì)冷凝液接管16、換熱管元件外管4與換熱管元件中間管5所形成的環(huán)隙連接在一起形成獨(dú)立的密封腔室，在密封腔室內(nèi)填充導(dǎo)熱系數(shù)大的介質(zhì)，換熱管元件的冷介質(zhì)進(jìn)口管15和熱介質(zhì)出口管12分別設(shè)置在冷介質(zhì)集箱14和熱介質(zhì)集箱13上，換熱管元件外管4與上升管內(nèi)的荒煤氣接觸，換熱管元件的傳熱介質(zhì)區(qū)域與上升管殼體內(nèi)荒煤氣區(qū)域是兩個相互獨(dú)立、封閉的空間。

所述的冷介質(zhì)由冷介質(zhì)進(jìn)口管15進(jìn)入冷介質(zhì)集箱14內(nèi)，由冷介質(zhì)集箱14再分配給若干根換熱管元件中間管5和換熱管元件里管6所形成的環(huán)隙，再由此環(huán)隙的另一端流進(jìn)熱介質(zhì)集箱13匯集，經(jīng)熱介質(zhì)出口管12導(dǎo)出，高溫荒煤氣由下法蘭7進(jìn)入上升管內(nèi)與換熱管元件外管4接觸，換熱管元件外管4被高溫荒煤氣加熱，并通過外管壁面將換熱管元件外管4和換熱管元件中間管5所形成的環(huán)隙中填充的介質(zhì)加熱使之汽化，被汽化后的填充介質(zhì)不僅通過換熱管元件中間管5管壁，將熱量傳給換熱管元件中間管5與換熱管元件里管6環(huán)隙中流動的傳熱介質(zhì)，汽化后的填充介質(zhì)還通過填充介質(zhì)蒸發(fā)汽接管11進(jìn)入換熱管元件里管6，通過換熱管元件里管6管壁，將熱量傳給換熱管元件中間管5與換熱管元件里管6所形成的環(huán)隙中流動的傳熱介質(zhì)，傳熱介質(zhì)被加熱后由換熱管元件中間管5與換熱管元件里管6形成的環(huán)隙的另一端進(jìn)入熱介質(zhì)集箱13，再由與熱介質(zhì)集箱13相連的熱介質(zhì)出口管12引出；荒煤氣被降溫后經(jīng)上法蘭1流出。

所述的填充介質(zhì)經(jīng)填充介質(zhì)總管10進(jìn)入填充介質(zhì)接管一9，經(jīng)填充介質(zhì)接管一9進(jìn)入由換熱管元件外管4和換熱管元件中間管5之間所形成的環(huán)隙，再由此環(huán)隙經(jīng)填充介質(zhì)蒸發(fā)汽接管11進(jìn)入換熱管元件里管6，由換熱管元件里管6進(jìn)入填充介質(zhì)冷凝液接管16，再由填充介質(zhì)冷凝液接管16進(jìn)入換熱管元件外管4和換熱管元件中間管5之間所形成的環(huán)隙，填充介質(zhì)接管二17起到排氣等作用，在填充介質(zhì)接管一9上設(shè)有填充介質(zhì)蒸發(fā)汽壓力報警器8。

所述的填充介質(zhì)可以是水、水蒸氣或者是它們的混合物，也可以是其他氣體或液體，且高溫下不與換熱面產(chǎn)生氧化、腐蝕等化學(xué)或者物理性變化，在傳熱狀態(tài)下是穩(wěn)定的介質(zhì)。

所述的換熱管元件可以根據(jù)需要布置根數(shù)。

所述的換熱管元件在上升管內(nèi)的排布方式可以是任意的。

本實施例的有益效果為：它能使換熱面不易產(chǎn)生粘結(jié)焦油或絮狀物堵塞，不腐蝕；因換熱管元件中間管5和換熱管元件外管4之間所形成的環(huán)隙內(nèi)填充了導(dǎo)熱系數(shù)大的介質(zhì)，可以起到提高傳熱效率的作用，同時，通過填充介質(zhì)蒸發(fā)汽壓力的變化可有效控制換熱管元件外管4的壁面溫度；另外，此環(huán)隙內(nèi)填充的介質(zhì)被加熱后形成汽體稱為蒸發(fā)汽，正常情況下蒸發(fā)汽的壓力是穩(wěn)定的，當(dāng)中間管損壞時，壓力較高的傳熱介質(zhì)會進(jìn)入換熱管元件中間管5和換熱管元件外管4之間的環(huán)隙，引起所填充介質(zhì)的蒸發(fā)汽壓力的升高，使監(jiān)控此環(huán)隙內(nèi)氣體壓力的壓力報警器8啟動，操作工會根據(jù)報警馬上判斷出是哪一臺上升管換熱器出現(xiàn)了問題，立即將這一臺上升管換熱器的傳熱介質(zhì)進(jìn)出口閥門關(guān)掉，避免傳熱介質(zhì)漏進(jìn)炭化室；當(dāng)外管損壞時，因管外荒煤氣壓力低于中間管和外管形成的環(huán)隙內(nèi)所填充介質(zhì)的蒸發(fā)汽壓力，因此，所填充介質(zhì)的蒸發(fā)汽會漏出，使監(jiān)控環(huán)隙內(nèi)蒸發(fā)汽壓力報警器8系統(tǒng)啟動，同樣，操作工也會很快判斷出是哪臺上升管換熱器出了問題，并對其采取措施，解決了本領(lǐng)域長期希望解決的技術(shù)問題。

以上所述，僅用于說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案所做的其它修改或者等同替換，只要不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。