[发明专利]一种无缝小夹套式焦炉上升管荒煤气汽化冷却装置

说明书

本发明公开了一种无缝小夹套式焦炉上升管荒煤气汽化冷却装置，属于上升管换热器领域。本发明的无缝小夹套式焦炉上升管荒煤气汽化冷却装置，其内筒体的外壁上以去除材料加工工艺成型有环形汽液槽和螺旋形的汽液连通槽，内筒体的环形汽液槽与外筒体围合形成环形腔室，内筒体的汽液连通槽、内筒体的外壁和外筒体三者围合形成螺旋均流通道，换热介质进入环形腔室后沿内筒体周向迅速分布均匀，然后沿各个螺旋均流通道向内筒体径向扩散流向下一个环形腔室内，内筒体采用去除材料加工工艺一体成型，整体强度较现有技术的上升管换热器更高，承压性更好；水夹套螺旋结构一体加工而成，制作简单方便，减少了焊点数量，使用寿命更长，安全性好。

技术领域

本发明涉及一种换热装置，更具体地说，涉及一种无缝小夹套式焦炉上升管荒煤气汽化冷却装置及其制作方法。

背景技术

众所周知，焦炉炭化室上升管逸出的荒煤气温度为650～850℃，带出的热量占炼焦耗热总量的35％左右。常规工艺下，在桥管处喷洒大量70～75℃的循环氨水，将高温荒煤气温度降至95～105℃，再进入回收煤气净化系统，不仅消耗大量氨水，而且增加了系统中的动力消耗，也恶化了焦炉的操作环境，同时也导致大量余热浪费。长期以来，针对荒煤气余热利用，国内外研究人员均作了大量工作，为提高上升管结构的承压能力，目前除了水夹套形式的上升管外，还有在螺旋盘管与内筒外侧腔体内整体浇铸加工上升管筒体的技术方案，但由于大型薄壁空心铸件，当铁液浇入散热面积大的宽窄小型腔时，伴随型壁阻力，型内膨胀压力，前沿铁液不断冷却降温后流动性变差，在两侧周围铁液汇拢时，由于低温铁液难以熔融为一体，容易形成冷隔或浇不足等缺陷。对于浇铸超过1米长的管件，铁液密度高，底部压强大还会侵蚀熔化挤压底部胆管，产生变形，导致制成的上升管换热器管路局部阻力大，且浇铸成型的工件未经过细化晶粒的过程，强度低同样存在安全隐患。

螺旋盘管式焦炉上升管具有由内外筒体组成的水夹套，荒煤气直接通入内筒体中，与水夹套内的介质进行换热。因此，内筒体的工作环境非常恶劣，加之水夹套内需要设置螺旋形汽液通道等结构，并且工作过程中需要承受水夹套内的压力，因此对于上升管内筒体的结构强度具有较高的要求。如中国专利号ZL201320764908.0，授权公告日为2014年3月26日，发明创造名称为：上升管余热回收器，该申请案涉及一种上升管余热回收器，包括空气喷射入口、热媒体进口、换热器内壁、冷媒体换热通道、换热器冷媒体通道外壁、外筒、换热器外壁隔热涂层、换热后冷媒体出水分布、换热后冷媒体出口、热媒体出口和冷媒体入口，焦炉上升管烟气从热媒体进口进入，与从冷媒体入口进入的除盐水，通过冷媒体换热通道，经过换热器内壁进行冷热交换；进入换热后冷媒体出水分布通过换热后冷媒体出口输出，从而回收了焦炉荒煤气的热量后，经过与除盐水的换热处理，汽水混合物进入汽包通过汽水分离产生蒸汽后使用，节约了大量的标煤。在该申请中，其通过特殊型式和特种结构的设计，既保证了换热效果，同时又保证了在恶劣工况下，焦炉设备和换热器的安全经济运行；然而其并没有给出如何解决上升管换热器内筒体存在结构强度低、水夹套结构设置复杂、易漏水等问题的技术方案。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有盘管式上升管内筒体存在强度低、水夹套结构设置复杂而造成使用寿命低、制作难度大等不足，提供一种无缝小夹套式焦炉上升管荒煤气汽化冷却装置及其制作方法，采用本发明的技术方案，内筒体的外壁上以去除材料加工工艺成型有环形汽液槽和螺旋形的汽液连通槽，内筒体的环形汽液槽与外筒体围合形成环形腔室，内筒体的汽液连通槽、内筒体的外壁和外筒体三者围合形成螺旋均流通道，换热介质进入环形腔室后沿内筒体周向迅速分布均匀，进入环形腔室内的换热介质沿各个螺旋均流通道向内筒体径向扩散流向下一个环形腔室内，不仅内筒体的传热面积大，换热效率高，而且内筒体采用去除材料加工工艺一体成型，整体强度较现有技术的整体浇注成型的上升管换热器和采用卷板焊接成的上升管换热器更高，承压性更好；并且水夹套螺旋结构一体加工而成，制作更加简单方便，减少了焊点数量，使用寿命更长，安全性更好。

2.技术方案