一种具有超温保护功能的取热装置、取热系统及取热方法与流程

本发明涉及取热设备，特别涉及一种具有超温保护功能的取热装置、取热系统及取热方法。

背景技术：

1、在炭素、石墨制品、正负极材料、半导体、光伏、水泥、铝合金压铸等行业中，碳素炉、焙烧炉、预碳化窑炉、石墨化炉、铝合金熔炉等高温窑炉常被用来提供相关制品成形所需要的高温环境或温度场。在经过高温反应后，需要对炉内进行冷却降温，以加快后续工艺进度，通常都会配置取热装置进行取热以实现快速冷却。但现有的取热装置仍存在一个问题，取热装置的取热结构耐受温度有限，取热过程中存在超温风险，一旦超温则很容易损坏，因此亟需一种能实现超温保护的取热装置。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有超温保护功能的取热装置，能有效防止取热结构超温。

2、本发明还提供包括上述具有超温保护功能的取热装置的取热系统以及基于此取热系统的取热方法。

3、根据本发明第一方面实施例的具有超温保护功能的取热装置，用于高温窑炉，包括：

4、取热结构，设有用于伸入所述高温窑炉内的取热部；

5、耐高温外层，设于所述取热部外侧，并与所述取热部之间留有间距以形成冷却腔；

6、供气装置，用于向所述冷却腔输送冷却气流，以在所述取热部外壁形成冷却气膜。

7、根据本发明实施例的具有超温保护功能的取热装置，至少具有如下有益效果：

8、通过耐高温外层来接触料体，取热结构的取热部位于耐高温外层内侧，从而通过辐射传热的形式对取热部进行加热吸能，又通过供气装置向取热部与耐高温外层之间的冷却腔输入冷却气流，以在取热部外壁形成冷却气膜保护，从而能防止取热结构超温。

9、根据本发明的一些实施例，所述取热结构设置为热管。

10、根据本发明的一些实施例，所述取热部设置有介质通道。

11、根据本发明的一些实施例，所述取热部外壁设有若干翅片板，若干所述翅片板将所述冷却腔分隔成多个底部相互连通的腔室。

12、根据本发明的一些实施例，所述翅片板设有若干连通相邻两个所述腔室的过气孔。

13、根据本发明第二方面实施例的取热系统，用于高温窑炉，包括：

14、上述第一方面实施例所述的具有超温保护功能的取热装置；

15、换热装置，与所述供气装置向所述冷却腔输送所述冷却气流后的输出端连接。

16、根据本发明实施例的取热系统，至少具有如下有益效果：

17、本实施例的取热系统采用了上述第一方面实施例中的具有超温保护功能的取热装置，利用冷却气流在取热结构的取热部外壁形成冷却气膜保护，极大程度地降低了取热结构超温的风险，使得整个取热系统也更为稳定可靠，另外，通过设置换热装置与供气装置向冷却腔输送冷却气流后的输出端连接，从而能与吸收了取热部热量的冷却气流进行换热，进行热量储备或应用到其他地方，使能量得到最大化利用。

18、根据本发明的一些实施例，取热系统还包括换热腔体，其顶部设有蒸汽引出口，所述取热结构设有伸入所述换热腔体内的冷却部，所述取热结构内设有能在所述取热部与所述冷却部之间流动的取热介质，所述换热装置包括依次连接的供给源、驱动泵、第一换热器、雾化喷嘴，所述供给源存储有液态的换热介质，所述雾化喷嘴连通所述换热腔体，所述驱动泵用于从所述供给源抽取所述换热介质并输送至所述雾化喷嘴，由所述雾化喷嘴雾化喷出，所述第一换热器与所述供气装置向所述冷却腔输送所述冷却气流后的输出端连接，以利用所述冷却气流与流经所述第一换热器的所述换热介质进行换热。

19、根据本发明的一些实施例，所述冷却部外壁设有多个导热翅片。

20、根据本发明的一些实施例，所述换热装置还包括设于所述第一换热器与所述雾化喷嘴之间的第二换热器，所述第二换热器与所述蒸汽引出口连接，以利用所述蒸汽引出口排出的蒸汽与流经所述第二换热器的所述换热介质进行换热。

21、根据本发明第三方面实施例的取热方法，用于高温窑炉，基于上述第二方面实施例的取热系统，所述取热方法包括：

22、s1、炉内处于加热阶段时，换热装置停机，当取热部温度达到预设温度t1时，供气装置工作向冷却腔输送冷却气流；

23、s2、炉内处于冷却阶段初期，炉内温度大于预设温度t2时，换热装置工作，向换热腔体内输入换热介质以吸收冷却部的热量，同时提高冷却气流输入压力；

24、s3、炉内处于冷却阶段中期，炉内温度处于预设温度t3～t2时，供气装置停止向冷却腔输送冷却气流；

25、s4、炉内处于冷却阶段末期，炉内温度小于预设温度t3时，供气装置再次向冷却腔输送冷却气流；

26、其中，t2>t1>t3。

27、本发明实施例的取热方法具有取热效果好，安全性高的优点。

28、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种具有超温保护功能的取热装置，用于高温窑炉，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的具有超温保护功能的取热装置，其特征在于：所述取热结构(100)设置为热管。

3.根据权利要求1所述的具有超温保护功能的取热装置，其特征在于：所述取热部(110)设置有介质通道。

4.根据权利要求1所述的具有超温保护功能的取热装置，其特征在于：所述取热部(110)外壁设有若干翅片板(111)，若干所述翅片板(111)将所述冷却腔(201)分隔成多个底部相互连通的腔室。

5.根据权利要求4所述的具有超温保护功能的取热装置，其特征在于：所述翅片板(111)设有若干连通相邻两个所述腔室的过气孔(112)。

6.一种取热系统，用于高温窑炉，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的取热系统，其特征在于：还包括换热腔体(500)，其顶部设有蒸汽引出口(501)，所述取热结构(100)设有伸入所述换热腔体(500)内的冷却部(120)，所述取热结构(100)内设有能在所述取热部(110)与所述冷却部(120)之间流动的取热介质，所述换热装置(400)包括依次连接的供给源(410)、驱动泵(420)、第一换热器(430)、雾化喷嘴(440)，所述供给源(410)存储有液态的换热介质，所述雾化喷嘴(440)连通所述换热腔体(500)，所述驱动泵(420)用于从所述供给源(410)抽取所述换热介质并输送至所述雾化喷嘴(440)，由所述雾化喷嘴(440)雾化喷出，所述第一换热器(430)与所述供气装置(300)向所述冷却腔(201)输送所述冷却气流后的输出端连接，以利用所述冷却气流与流经所述第一换热器(430)的所述换热介质进行换热。

8.根据权利要求7所述的取热系统，其特征在于：所述冷却部(120)外壁设有多个导热翅片(121)。

9.根据权利要求7所述的取热系统，其特征在于：所述换热装置(400)还包括设于所述第一换热器(430)与所述雾化喷嘴(440)之间的第二换热器(450)，所述第二换热器(450)与所述蒸汽引出口(501)连接，以利用所述蒸汽引出口(501)排出的蒸汽与流经所述第二换热器(450)的所述换热介质进行换热。

10.一种取热方法，用于高温窑炉，其特征在于：基于如权利要求7所述的取热系统，所述取热方法包括：

技术总结
本发明公开了一种具有超温保护功能的取热装置、取热系统及取热方法，包括：取热结构，设有用于伸入高温窑炉内的取热部；耐高温外层，设于取热部外侧，并与取热部之间留有间距以形成冷却腔；供气装置，用于向冷却腔输送冷却气流，以在取热部外壁形成冷却气膜。本发明实施例的具有超温保护功能的取热装置，通过耐高温外层来接触料体，取热结构的取热部位于耐高温外层内侧，从而通过辐射传热的形式对取热部进行加热吸能，又通过供气装置向取热部与耐高温外层之间的冷却腔输入冷却气流，以在取热部外壁形成冷却气膜保护，从而能防止取热结构超温。

技术研发人员：李顺隆,袁红,唐鑫,陈焱,何建辉
受保护的技术使用者：湖南优热科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29