[发明专利]一种加热炉用低位汽包汽化冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及轧钢加热炉用冷却设备领域，特别涉及一种加热炉用低位汽包汽化冷却系统。

背景技术

轧钢加热炉是轧钢厂的主要加热设备，它的作用是将钢坯加热到轧钢机易于轧制的温度。加热炉内的纵水梁和横水梁因承担钢坯重量需要进行冷却，冷却方式有两种：一种是水冷却、一种是汽化冷却。两种冷却方式中采用汽化冷却生产蒸汽方法可便于热量回收，并且，汽化冷却产生的蒸汽可以并入厂区蒸汽管网，用于发电、动力、采暖，起到节约能源，降低加热钢坯的能耗的作用。汽化冷却装置的循环方式有两种，一种是自然循环，另一种是强制循环。由于强制循环需要设置循环水泵和备用水冷却装置，系统复杂，操作不便，容易造成停炉事故。因此目前基本采用自然循环的汽化冷却装置对加热炉进行降温。

自然循环系统是由汽包、下降管、炉底管和上升管组成的简单回路。在这个回路中，炉底管受热后，一部分水变成蒸汽，在上升管中的汽水混合物向上流入汽包内，下降管中的水向下流人炉底管内，这样就形成了定向的自然循环流动。自然循环是依靠下降管内物质（水）和上升管内物质(汽水混合物)的重度（重量与体积之比）差实现的，而上升管中为水受热变成的汽水混合物时，其体积增大，随着汽包的升高上升管中的物质与下降管中的物质的重度差会增加。因此为了达到一定的重度差，必须使汽包具有一定的高度，因此，自然循环系统的汽包一般都是高位汽包，以保证上升管和下降管一定的重度差，使得管内物质受到足够的自然循环动力而自然循环。

以中板厂为例一般有加热炉３～４座，加热炉的平面布置跨越轧钢跨和原料跨，加热炉上方分别有原料跨和轧钢跨的车间行车，加热炉汽化冷却的汽包受车间行车影响，不能建立高位汽包，只能建在车间行车的下方，这样由于汽包中心平面与轧钢加热炉滑轨面相对高度较低，不能满足一定的重度差，即回路内系统升力△h升小于系统阻力△h阻，而不能形成系统自然循环。这种情况下，一般的具有高位汽包的自然循环系统就无法进行应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加热炉用低位汽包汽化冷却系统，以解决轧钢加热炉因环境因素影响，不能建立高位汽包汽化冷却系统而不能使用汽化冷却系统来冷却加热炉的问题。

本发明的另一目的在于改变以往加热炉纵水管一端连接下降管进水，另一端连接上升管出水，而横水管只对纵水管承重，其内物质吸收的热量未被充分利用的问题。

本发明目的通过以下技术方案实现：提供一种加热炉用低位汽包汽化冷却系统，包括汽包、若干下降管、若干上升管和若干组炉底管，其中每组炉底管包括一纵水管和一横水管，所述横水管支撑所述纵水管，且所述横水管的长度小于所述纵水管的长度；所述下降管的一端以及所述上升管的一端均与所述汽包相连通；还包括钢板，所述钢板将每组炉底管中的所述纵水管以及该组炉底管中的所述横水管分别分隔成两部分，并且所述纵水管的两部分分别与所述横水管的两部分相连通；所述纵水管的两部分分别与一下降管的另一端连通，所述横水管的两部分分别与一上升管的另一端连通；位于所述汽包内的冷却水通过所述下降管进入与其相连接的所述纵水管部分，随后进入与该部分纵水管相连通的横水管部分，并经该部分横水管进入所述上升管，通过所述上升管进入所述汽包。

较佳地，所述纵水管的两端作为一组炉底管的两个进水端，所述横水管的两端作为一组炉底管的两个出水端。

较佳地，所述纵水管为厚壁无缝钢管，所述横水管为钢板焊接件。

本发明的一种加热炉用低位汽包汽化冷却系统，其汽化冷却自然循环的一个回路按回路内的循环物质走向依次包括：汽包、下降管、部分纵水管、部分横水管、上升管再回到汽包。本发明通过将一个纵水管与一个横水管组成一组炉底管，与汽包、下降管和上升管组成两个自然循环回路，由于横水管的长度小于纵水管，减短了传统汽包汽化冷却系统自然循环回路内物质流动的路径长度。而在汽包汽化冷却系统中，循环回路路径的减短，可以减少循环回路内物质的吸热，从而降低流速，而流速的降低可以减少回路内的阻力，使得因汽包低位设置造成的重度差降低后的系统，依旧可以为回路内物质提供足够的动力供其自然循环。实现降低汽包的设置高度，弥补了高位汽包不能应用于某些加热炉的缺陷。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：