專利名稱：用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通用的爐、窯、烘烤爐或蒸餾爐中利用余熱的裝置領(lǐng)域，具體為一種用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)爐窯是廣泛應(yīng)用于冶煉、化工行業(yè)的加熱設(shè)備，間接加熱式工業(yè)爐窯以輻射管為加熱元件，通常輻射管的數(shù)量眾多，而且排布非常緊湊，每個(gè)輻射管前的空間較為狹小，同時(shí)，由于和輻射管連接的管路包括空氣管路、燃?xì)夤苈贰煔夤苈返榷喾N管路，爐前管路顯得尤為復(fù)雜。目前輻射管前的管路大多采用如下布置方式空氣管路和燃?xì)夤苈吠ㄟ^(guò)各自的集管輸送到一組輻射管的上方，再?gòu)募苌戏殖鲋Ч懿⑹怪Ч芤撩總€(gè)輻射管前， 煙氣管路分別和每個(gè)輻射管的煙氣支管連接，匯集到一組輻射管上方的煙氣集管后再和煙道連接。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是每個(gè)輻射管前都布置了空氣支管、燃?xì)庵Ч芎蜔煔庵Ч?，一方面煙氣支管?nèi)高溫?zé)煔獾挠酂岵荒芗皶r(shí)回收利用，造成工業(yè)爐窯前煙氣管路的溫度過(guò)高，現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境惡劣；另一方面，煙氣管路長(zhǎng)期處于高溫環(huán)境中，管路的薄弱環(huán)節(jié)易出現(xiàn)裂縫， 外界空氣易被吸入到煙氣管路中，若遇到煙氣中未完全燃燒的可燃成分即有可能在煙氣管路中引起二次燃燒，甚至?xí)?dǎo)致爆炸事故，存在重大安全隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種熱量利用率高、操作環(huán)境友好、安全可靠的熱交換裝置，本實(shí)用新型公開了一種用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置。本實(shí)用新型通過(guò)如下技術(shù)方案達(dá)到發(fā)明目的一種用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置，包括輻射管，輻射管上設(shè)有排煙管，其特征是還包括集管、集管套管、支管、支管套管、進(jìn)氣環(huán)箱、進(jìn)氣管、出氣環(huán)箱和出氣管，集管套管套在集管外，支管套管套在支管外，支管穿過(guò)集管套管和集管貫通連接，排煙管穿過(guò)支管套管和支管貫通連接，集管套管的外側(cè)套有進(jìn)氣環(huán)箱，進(jìn)氣環(huán)箱和集管套管貫通連接，進(jìn)氣環(huán)箱上設(shè)有進(jìn)氣管，支管套管的外側(cè)套有出氣環(huán)箱，出氣環(huán)箱和支管套管貫通連接，出氣環(huán)箱上設(shè)有出氣管。所述的用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置，其特征是還包括集管膨脹節(jié)、 支管膨脹節(jié)、支管法蘭、支管套管法蘭和伸縮套管，集管上串聯(lián)集管膨脹節(jié)，支管上位于支管和集管貫通處的前端串聯(lián)一個(gè)支管膨脹節(jié)，支管膨脹節(jié)的一端通過(guò)支管法蘭和支管密封連接，支管套管上圍繞著支管膨脹節(jié)之處串聯(lián)一個(gè)伸縮套管，伸縮套管的一端通過(guò)支管套管法蘭和支管套管密封連接。所述的用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置，其特征是相鄰的集管膨脹節(jié)之間，和集管貫通連接的支管的數(shù)量為2 5個(gè)。所述的用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置，其特征是相鄰的進(jìn)氣環(huán)箱之間，和集管貫通連接的支管的數(shù)量為2 5個(gè)。[0009]本實(shí)用新型使用時(shí)，集管和煙道連接，從輻射管排出的高溫?zé)煔饨?jīng)排煙管進(jìn)入支管，經(jīng)支管進(jìn)入集管，最終匯入煙道并排入大氣。待預(yù)熱氣體從進(jìn)氣環(huán)箱上的進(jìn)氣管流入集管外壁和集管套管內(nèi)壁形成的環(huán)形間隙內(nèi)，隨后流入支管外壁和支管套管內(nèi)壁形成的環(huán)形間隙內(nèi)，在此流動(dòng)過(guò)程中，高溫?zé)煔夂痛A(yù)熱氣體隔著集管或支管發(fā)生熱交換，待預(yù)熱氣體被高溫?zé)煔饧訜?，并從出氣環(huán)箱的出氣管流出。待預(yù)熱氣體可以是空氣，也可以是燃?xì)?。本?shí)用新型將氣體的輸送管道全部采用雙層套管式結(jié)構(gòu)，集管和支管構(gòu)成煙氣管路，集管和集管套管之間的環(huán)形間隙以及支管和支管套管之間的環(huán)形間隙構(gòu)成待預(yù)熱氣體管路，煙氣管路位于內(nèi)層，待預(yù)熱氣體管路位于外層，煙氣管路和待預(yù)熱氣體管路既是氣體的輸送管道，又是回收煙氣余熱的熱交換場(chǎng)所，同時(shí)由于待預(yù)熱氣體的持續(xù)冷卻作用，高溫?zé)煔夤苈窡o(wú)需進(jìn)行外保溫，集管套管和支管套管的直徑都大為減小，這樣可以大幅度節(jié)約爐氣空間，優(yōu)化爐窯前的管道布置和操作環(huán)境。本實(shí)用新型可節(jié)約工業(yè)爐窯前1/3以上的操作空間，徹底解決爐氣管路太多無(wú)法合理布置的問題，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了高溫?zé)煔獾挠酂峄厥绽?，降低爐前管路表面溫度，能有效降低管壁溫度20°C 10(TC，減少安全隱患，優(yōu)化操作環(huán)境，節(jié)能率可達(dá)到5% 20%，大幅度提高能源利用率。由于煙氣管路的溫度高于待預(yù)熱氣體管路的溫度，因而煙氣管路的膨脹量也大于待預(yù)熱氣體管路的膨脹量，這樣雙層套管之間存在熱應(yīng)力，如不即使舒緩易損壞管路，為次設(shè)置了集管膨脹節(jié)和支管膨脹節(jié)，使得發(fā)生熱膨脹時(shí)可以即使將熱應(yīng)力釋放。為了提高熱交換效率，在待預(yù)熱氣體的入口處設(shè)置進(jìn)氣環(huán)箱，這樣一方面可以減少待預(yù)熱氣體的阻力損失，另一方面可以強(qiáng)迫待預(yù)熱氣體在進(jìn)氣環(huán)箱的套管內(nèi)旋流前進(jìn)， 強(qiáng)化熱交換作用。為了實(shí)現(xiàn)支管和集管的雙層的密封連接，在支管套管上串聯(lián)伸縮套管，安裝時(shí)，先將伸縮套管收縮，這時(shí)可方便地安裝串聯(lián)在支管上的支管膨脹節(jié)和支管法蘭，隨后將伸縮套管拉伸并和支管套管用支管套管法蘭密封連接。這樣能保證現(xiàn)場(chǎng)的裝拆方便。本實(shí)用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省操作空間，余熱利用率高，安全系數(shù)高， 使用壽命長(zhǎng)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是加設(shè)有膨脹節(jié)、法蘭和伸縮套管的本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。實(shí)施例1一種用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置，包括輻射管1、集管2、集管套管 21、支管3、支管套管31、進(jìn)氣環(huán)箱4、進(jìn)氣管41、出氣環(huán)箱5和出氣管51，如圖1所示，具體結(jié)構(gòu)是輻射管1上設(shè)有排煙管11，集管套管21套在集管2外，支管套管31套在支管3外， 支管3穿過(guò)集管套管21和集管2貫通連接，排煙管11穿過(guò)支管套管31和支管3貫通連接， 集管套管21的外側(cè)套有進(jìn)氣環(huán)箱4，進(jìn)氣環(huán)箱4和集管套管21貫通連接，進(jìn)氣環(huán)箱4上設(shè)有進(jìn)氣管41，支管套管31的外側(cè)套有出氣環(huán)箱5，出氣環(huán)箱5和支管套管31貫通連接，出氣環(huán)箱5上設(shè)有出氣管51。相鄰的進(jìn)氣環(huán)箱4之間，和集管2貫通連接的支管3的數(shù)量可以為2 5個(gè)，本實(shí)施例取2個(gè)。本實(shí)施例使用時(shí)，集管2和煙道連接，從輻射管1排出的高溫?zé)煔饨?jīng)排煙管11進(jìn)入支管3，經(jīng)支管3進(jìn)入集管2，最終匯入煙道并排入大氣。待預(yù)熱氣體從進(jìn)氣環(huán)箱4上的進(jìn)氣管41流入集管2外壁和集管套管21內(nèi)壁形成的環(huán)形間隙內(nèi)，隨后流入支管3外壁和支管套管31內(nèi)壁形成的環(huán)形間隙內(nèi)，在此流動(dòng)過(guò)程中，高溫?zé)煔夂痛A(yù)熱氣體隔著集管2 或支管3發(fā)生熱交換，待預(yù)熱氣體被高溫?zé)煔饧訜幔某鰵猸h(huán)箱5的出氣管51流出。待預(yù)熱氣體可以是空氣，也可以是燃?xì)?。?shí)施例2一種用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置，包括輻射管1、集管2、集管套管
21、支管3、支管套管31、進(jìn)氣環(huán)箱4、進(jìn)氣管41、出氣環(huán)箱5和出氣管51，還包括集管膨脹節(jié)
22、支管膨脹節(jié)32、支管法蘭33、支管套管法蘭34和伸縮套管35，如圖2所示，具體結(jié)構(gòu)是 集管2上串聯(lián)集管膨脹節(jié)22，支管3上位于支管3和集管2貫通處的前端串聯(lián)一個(gè)支管膨脹節(jié)32，支管膨脹節(jié)32的一端通過(guò)支管法蘭33和支管3密封連接，支管套管31上圍繞著支管膨脹節(jié)2之處串聯(lián)一個(gè)伸縮套管35，伸縮套管35的一端通過(guò)支管套管法蘭34和支管套管31密封連接。相鄰的集管膨脹節(jié)22之間，和集管2貫通連接的支管3的數(shù)量可以為 2 5個(gè)，本實(shí)施例取2個(gè)。其他結(jié)構(gòu)和使用方法都和實(shí)施例1同。
權(quán)利要求1.一種用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置，包括輻射管(1)，輻射管(1)上設(shè)有排煙管(11)，其特征是還包括集管O)、集管套管(21)、支管(3)、支管套管(31)、進(jìn)氣環(huán)箱(4)、進(jìn)氣管(41)、出氣環(huán)箱(5)和出氣管(51)，集管套管套在集管( 外，支管套管(31)套在支管C3)外，支管(3)穿過(guò)集管套管和集管( 貫通連接，排煙管(11)穿過(guò)支管套管(31)和支管C3)貫通連接，集管套管的外側(cè)套有進(jìn)氣環(huán)箱G)，進(jìn)氣環(huán)箱(4)和集管套管貫通連接，進(jìn)氣環(huán)箱(4)上設(shè)有進(jìn)氣管(41)，支管套管(31)的外側(cè)套有出氣環(huán)箱(5)，出氣環(huán)箱(5)和支管套管(31)貫通連接，出氣環(huán)箱(5)上設(shè)有出氣管(51)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置，其特征是還包括集管膨脹節(jié)(22)、支管膨脹節(jié)(32)、支管法蘭(33)、支管套管法蘭(34)和伸縮套管(35)，集管( 上串聯(lián)集管膨脹節(jié)02)，支管C3)上位于支管C3)和集管( 貫通處的前端串聯(lián)一個(gè)支管膨脹節(jié)(32)，支管膨脹節(jié)(3 的一端通過(guò)支管法蘭(3 和支管( 密封連接，支管套管(31)上圍繞著支管膨脹節(jié)( 之處串聯(lián)一個(gè)伸縮套管(35)，伸縮套管(35) 的一端通過(guò)支管套管法蘭(34)和支管套管(31)密封連接。
3.如權(quán)利要求2所述的用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置，其特征是相鄰的集管膨脹節(jié)02)之間，和集管(2)貫通連接的支管(3)的數(shù)量為2 5個(gè)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置，其特征是相鄰的進(jìn)氣環(huán)箱⑷之間，和集管⑵貫通連接的支管⑶的數(shù)量為2 5個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及通用的爐、窯、烘烤爐或蒸餾爐中利用余熱的裝置領(lǐng)域，具體為一種用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置。一種用于工業(yè)爐窯的緊湊型輻射管熱交換裝置，包括設(shè)有排煙管(11)的輻射管(1)，其特征是還包括集管(2)、集管套管(21)、支管(3)、支管套管(31)、進(jìn)氣環(huán)箱(4)、進(jìn)氣管(41)、出氣環(huán)箱(5)和出氣管(51)，支管(3)穿過(guò)集管套管(21)和集管(2)貫通連接，排煙管(11)穿過(guò)支管套管(31)和支管(3)貫通連接，進(jìn)氣環(huán)箱(4)和集管套管(21)貫通連接，出氣環(huán)箱(5)和支管套管(31)貫通連接。本實(shí)用新型節(jié)省操作空間，余熱利用率高，安全系數(shù)高，使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F23L15/00GK202221101SQ20112032292
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者孫志斌, 李國(guó)杰, 王林建, 谷碩 申請(qǐng)人:上海寶鋼工業(yè)檢測(cè)公司