专利名称：双联箱式套管换热器及其余热锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于一种双联箱式套管换热器及其余热锅炉。
背景技术：
目前，转炉炼钢煤气普遍采用的冷却方式为汽化冷却。配合图1所示，汽化冷却系统一般包括冷却烟道。转炉1’生产时的高温转炉煤气 经各段汽化冷却烟道，此处为辐射换热型汽化冷却烟道2’进行降温冷却，以将转炉煤气通 过辐射换热冷却到800°c iooo°c ；由于转炉煤气中含有浓度处于爆炸极限范围内的co， 采用对流换热面继续降温有产生火星、引发爆炸的可能性。故现有转炉炼钢煤气汽化冷却 系统仅设辐射换热面，不设对流换热面，只能将转炉煤气降温至800°c 1000°C。经过冷却烟道2’降温后的转炉煤气被送入转炉一次除尘装置3’中进行喷蒸汽和 水的急速降温方式使转炉煤气冷却降温到70°C或200°C以下，再进布袋或电除尘系统。其 中，如果采用湿式除尘就设置塔文(又叫洗涤塔)，通过向烟气里喷水将其降温到70°C ；如 果采用电除尘就设置蒸发冷却器，向烟气里喷蒸汽和水将其降温到200°C。以上两种烟气冷 却方式本质上都是喷水的急速降温方式，既没有回收转炉煤气中大量的显热，又增加了水 和蒸汽的消耗，产生大量工艺废水。因此，有必要提供一种新型的冷却系统，以克服上述缺陷。
实用新型内容本实用新型的目的是，提供一种双联箱式套管换热器，其能回收转炉煤气的显热。本实用新型的另一目的是，提供一种包括有上述双联箱式套管换热器的余热锅 炉。本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现，一种双联箱式套管换热器，其包括进水联箱，其至少一端为进液口 ；出水联箱， 其至少一端为出液口 ；一个以上的套管，每个套管包括外管和套设在外管内的内管，所述 内、外管之间具有环缝；所述内管的上端与所述进水联箱连通，所述内管的下端开口，并位 于外管内；所述外管的上端与所述出水联箱连通，所述外管的下端封闭。在优选的实施方式中，每个所述套管中，其内管和外管之间设置有定距柱。在优选的实施方式中，所述进水联箱套设在出水联箱的内部，所述进、出水联箱之 间具有间隙。在优选的实施方式中，所述进、出水联箱之间设置有定距柱。在优选的实施方式中，所述进水联箱的一端为进液口，出水联箱的一端为出液口， 所述进、出液口相对应，所述进、出水联箱在远离进、出液口的一端以弯管形式分别与所述 内、外管相连。在优选的实施方式中，所述进水联箱和出水联箱相互独立。在优选的实施方式中，所述内管的外壁与外管的内壁分别为具有凹槽的不光滑[0016]在优选的实施方式中，所述凹槽为螺纹结构、波纹结构、直线形或螺旋形的凹槽， 该凹槽的截面形状为半圆形、长方形、正方形或锯齿结构。本实用新型还提出了一种余热锅炉，所述余热锅炉包括烟道，所述烟道上插设有 换热器组，每个换热器组包括一个以上所述的双联箱式套管换热器。在优选的实施方式中，所述烟道采用炉墙设置。在优选的实施方式中，所述进水联箱和出水联箱分别为横向地插设在所述烟道的 内部，所述套管纵向地位于所述烟道内。在优选的实施方式中，所述进水联箱和出水联箱分别布置在所述烟道的外部，所 述套管横向或倾斜地位于所述烟道内。本实用新型的特点及优点是1、其克服了现有转炉煤气余热回收装置不能回收转炉煤气800°C 1000°C以下 烟气热量的缺陷，而是在现有的转炉汽化冷却烟道后继续回收转炉煤气显热，同时保证转 炉煤气安全可靠地回收。2、换热器的内、外管均仅有一端与联箱连接，因此具有一定自由度，抗爆能力强。3、余热锅炉中的烟气上进下出，外管为纵向冲刷，出水联箱为横向冲刷，避免转炉 煤气的局部堆积，减缓换热面的积灰。4、内管外壁与外管内壁之间的环缝的换热系数因壁面不光滑而得到有效的提高。5、换热器可采用自然循环的方式，每个套管回路的水循环计算中的当量长度(含 在上下进出联箱的行程)基本相同，可保证自然循环安全可靠。6、双联箱式套管换热器与前置转炉煤气高温段的汽化冷却烟道可共用一套汽包 及给水系统。7、其双联箱式套管换热器不仅能运用于转炉煤气的回收，也能运用在其它换热场
1=1 o8、其在保证炼钢生产和转炉煤气回收的前提下，无需喷入蒸汽或水，直接回收转 炉煤气中低温段的显热，产生蒸汽，降低了吨钢能耗，提高了经济效益。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例和现有技术 描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新 型和现有技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有转炉煤气冷却系统的结构示意图；图2是本实用新型的冷却系统的结构示意图；图3是本实用新型的双联箱式套管换热器的俯视示意图；图4是沿着图3的A-A线剖面示意图；图5是沿着图3的B-B线剖面示意图；图6是本实用新型的换热器插设于烟道中的一种方式示意图，图中的箭头显示烟 气流向；
4[0037]图7是本实用新型的换热器插设于烟道中的另一种方式示意图，图中的箭头显示 烟气流向；图8是本实用新型的换热器插设于烟道中的再一种方式示意图，图中的箭头显示 烟气流向；图9是本实用新型的换热器插设于烟道中的又一种方式示意图，图中的箭头显示 烟气流向。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。配合图2至图5所示，本实用新型提出的余热锅炉包括烟道1，所述烟道1上插设 有换热器组，此处具有三个换热器组，每个换热器组包括一个以上的上下联箱式套管换热 器2。每个换热器2包括进水联箱21，出水联箱22和一个以上的套管23。进水联箱21的 至少一端为进液口，出水联箱22的至少一端为出液口 ；每个套管23包括外管24和内管25， 内管25套设在外管24内，所述内、外管25、24之间具有环缝，以供冷却介质流通；所述内管 25的上端与进水联箱21连通，所述内管25的下端开口，并位于外管24内；所述外管24的 上端与出水联箱22连通，所述外管24的下端封闭。本实用新型实施例在使用时，其放置在冷却烟道3(此处可为辐射换热型汽化 冷却烟道)的末端，转炉4所产生的高温烟气进入辐射换热型汽化冷却烟道3，被冷却到 800°C 1000°C，被冷却后的烟气接着进入余热锅炉的烟道1，烟气至上而下地冲刷双联箱 式换热器2;同时，冷却介质(此处为水，进一步可为软水)从进水联箱21的进液口流入， 接着从内管25的上端进入内管25，由于内管25的下端开口，且位于外管24内，因此冷却介 质接着从内管25的下端流入内、外管25、24之间的环缝，之后流入出水联箱22，并从其出液 口流出，也就是说，水在换热器2中与烟道1中的烟气进行热交换，产生蒸汽，蒸汽可被回收 利用。采用本实用新型的双联箱式套管换热器2可将煤气温度降低到300°C左右。其中，所述烟道1可采用炉墙设置，具体可为轻型炉墙，进一步可为绝热的轻型炉 墙。炉墙的设置可更方便地供换热器安装。此外，余热锅炉的烟道1包括入口段烟道、过渡段烟道和出口段烟道，所述换热器 主要安装在过渡段烟道上。根据本实用新型的一个实施例，每个套管23中，其内管25和外管24之间设置有 定距柱26，内、外管25、24通过两者之间的定距柱26定位，定距柱26的数量可依内、外管的 长度而定。如此，能使内管25和外管24之间的环缝的宽度比较固定。根据本实用新型的一个实施例，配合图4所示，每个换热器2中，所述进水联箱21 套设在出水联箱22的内部，所述进、出水联箱21、22之间具有间隙。其中，进水联箱21和 出水联箱22之间可同心布置，使进、出水联箱21、22之间的间隙的宽度相同。进一步地，进 水联箱21和出水联箱22之间可设置定距柱，使进、出水联箱21、22之间相对定位。冷却介 质通过内、外管25、24之间的环缝后，则流经进水联箱21和出水联箱22之间的间隙，再从
5出水联箱22的出液口流出。在此处，进、出水联箱21、22分别是横向地插设在烟道1内部，套管23纵向地位于 烟道1内部，使得烟气冲刷处包括出水联箱22的外表面，外管24的外表面。也就是说，烟 道1中的烟气上进下出，套管23为纵向冲刷，联箱为横向冲刷，如此可避免转炉煤气的局部 堆积，减缓换热面的积灰，保证了设备的换热效率及安全性。在此实施例中，还可在出水联 箱22远离出液口的一端设置排水口，如图4所示。其中，进、出水联箱21、22可水平地，也可倾斜地插设在烟道1内部。如果倾斜设 置，可以仅将进、出水联箱21、22较高的一端作为进、出液口 ；如果是水平设置，则可以将进 水联箱21的两端均作为进液口，将出水联箱22的两端均作为出液口。另外，配合图6所示，进、出水联箱21、22还可整体布置在烟道1的外部，套管23 则横向地位于烟道1内部，如此使得烟气冲刷处包括外管24的外表面，图6中的箭头显示 烟气流向。此外，如图7所示，套管23也可倾斜地位于烟道1内部。根据本实用新型的一个实施例，配合图8所示，在进水联箱21套设在出水联箱22 内部的情况下，所述进水联箱21的一端为进液口，出水联箱22的一端为出液口，所述进、出 液口相对应，所述进、出水联箱21、22在远离进、出液口的一端以弯管形式分别与所述内、 外管25、24相连。其中，进、出水联箱21、22的直径可不变，也可从进、出液口的一端到另一 端逐渐变小，视情况需要而定。根据本实用新型的一个实施例，配合图9所示，每个换热器2中，所述进水联箱21 和出水联箱22相互独立，即进水联箱21位于出水联箱22的外部，进水联箱21和出水联箱 22之间平行或基本平行。如此，冷却介质通过内、外管25、24之间的环缝后，则流经出水联 箱22，再从其出液口流出。此时，烟气冲刷处包括进水联箱21的外表面，出水联箱22的外 表面，外管24的外表面，即，烟气冲刷面积较大，其换热效果较佳。所述内管25的外壁以及外管24的内壁分别可为光滑面或具有凹槽的不光滑面， 所述凹槽可为螺纹结构、波纹结构、直线形或螺旋形的凹槽，该凹槽的截面形状可为半圆 形、长方形、正方形或锯齿结构。其中，换热系数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换热效果更好。另外，由于换热器与烟气热量的交换中，大 部分都是由套管23进行的，因此，可以仅使得内管的外壁及外管的内壁为不光滑面；当然， 进、出水联箱21、22的内壁也可为不光滑面，视需要进行设置。本实用新型实施例还提出了一种双联箱式套管换热器，所述换热器的结构及技术 效果在图3至图5所示的实施例中已经进行描述，在此不再详细说明。以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的 可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。
权利要求一种双联箱式套管换热器，其特征在于，所述换热器包括进水联箱，其至少一端为进液口；出水联箱，其至少一端为出液口；一个以上的套管，每个套管包括外管和套设在外管内的内管，所述内、外管之间具有环缝；所述内管的上端与所述进水联箱连通，所述内管的下端开口，并位于外管内；所述外管的上端与所述出水联箱连通，所述外管的下端封闭。
2.根据权利要求1所述的双联箱式套管换热器，其特征在于，每个所述套管中，其内管 和外管之间设置有定距柱。
3.根据权利要求1所述的双联箱式套管换热器，其特征在于，所述进水联箱套设在出 水联箱的内部，所述进、出水联箱之间具有间隙。
4.根据权利要求3所述的双联箱式套管换热器，其特征在于，所述进、出水联箱之间设 置有定距柱。
5.根据权利要求3所述的双联箱式套管换热器，其特征在于，所述进水联箱的一端为 进液口，出水联箱的一端为出液口，所述进、出液口相对应，所述进、出水联箱在远离进、出 液口的一端以弯管形式分别与所述内、外管相连。
6.根据权利要求1所述的双联箱式套管换热器，其特征在于，所述进水联箱和出水联 箱相互独立。
7.根据权利要求1所述的双联箱式套管换热器，其特征在于，所述内管的外壁与外管 的内壁分别为具有凹槽的不光滑面。
8.根据权利要求7所述的双联箱式套管换热器，其特征在于，所述凹槽为螺纹结构、波 纹结构、直线形或螺旋形的凹槽，该凹槽的截面形状为半圆形、长方形、正方形或锯齿结构。
9.一种余热锅炉，其特征在于，所述余热锅炉包括烟道，所述烟道上插设有换热器组， 每个换热器组包括一个以上如权利要求1-8任一项所述的双联箱式套管换热器。
10.根据权利要求9所述的余热锅炉，其特征在于，所述烟道采用炉墙设置。
11.根据权利要求9所述的余热锅炉，其特征在于，所述进水联箱和出水联箱分别为横 向地插设在所述烟道的内部，所述套管纵向地位于所述烟道内。
12.根据权利要求9所述的余热锅炉，其特征在于，所述进水联箱和出水联箱分别布置 在所述烟道的外部，所述套管横向或倾斜地位于所述烟道内。
专利摘要本实用新型公开了一种双联箱式套管换热器及其余热锅炉，余热锅炉包括烟道，所述烟道上插设有一个以上双联箱式套管换热器。每个换热器包括进水联箱，其至少一端为进液口；出水联箱，其至少一端为出液口；一个以上的套管，每个套管包括外管和套设在外管内的内管，所述内、外管之间具有环缝；所述内管的上端与所述进水联箱连通，所述内管的下端开口，并位于外管内；所述外管的上端与所述出水联箱连通，所述外管的下端封闭。本实用新型在现有的转炉汽化冷却烟道后继续回收转炉煤气显热，同时保证转炉煤气安全可靠地回收。
文档编号F22B1/18GK201582774SQ200920278260
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者李国盛, 杨源满, 石瑞松 申请人:北京京诚科林环保科技有限公司