一種加熱爐用低位汽包汽化冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種加熱爐用低位汽包汽化冷卻系統(tǒng)，通過將一個縱水管與一個橫水管分別分隔成兩部分，縱水管的兩端與下降管相連，橫水管的兩端與上升管相連，且兩個部分縱水管分別與兩個部分橫水管連通，使得原本一個縱水管與一個橫水管各自獨立參與循環(huán)的冷卻系統(tǒng)，變成部分縱水管與部分橫水管連通的聯(lián)合回路參與系統(tǒng)的自然循環(huán)，有效地減少了原縱水管自然循環(huán)回路的長度，從而降低了系統(tǒng)對循環(huán)回路內(nèi)物質(zhì)的阻力，使得低位汽包系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)仍可以自然循環(huán)。本發(fā)明實現(xiàn)了建立一種低位汽包的汽化冷卻系統(tǒng)的目的，有效解決了軋鋼加熱爐因環(huán)境因素影響，不能建立高位汽包而不能使用汽化冷卻方式冷卻加熱爐的問題，起到充分利用系統(tǒng)能量的作用。
【專利說明】一種加熱爐用低位汽包汽化冷卻系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軋鋼加熱爐用冷卻設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種加熱爐用低位汽包汽化冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]軋鋼加熱爐是軋鋼廠的主要加熱設(shè)備，它的作用是將鋼坯加熱到軋鋼機(jī)易于軋制的溫度。加熱爐內(nèi)的縱水梁和橫水梁因承擔(dān)鋼坯重量需要進(jìn)行冷卻，冷卻方式有兩種:一種是水冷卻、一種是汽化冷卻。兩種冷卻方式中采用汽化冷卻生產(chǎn)蒸汽方法可便于熱量回收，并且，汽化冷卻產(chǎn)生的蒸汽可以并入廠區(qū)蒸汽管網(wǎng)，用于發(fā)電、動力、采暖，起到節(jié)約能源，降低加熱鋼坯的能耗的作用。汽化冷卻裝置的循環(huán)方式有兩種，一種是自然循環(huán)，另一種是強制循環(huán)。由于強制循環(huán)需要設(shè)置循環(huán)水泵和備用水冷卻裝置，系統(tǒng)復(fù)雜，操作不便，容易造成停爐事故。因此目前基本采用自然循環(huán)的汽化冷卻裝置對加熱爐進(jìn)行降溫。
[0003]自然循環(huán)系統(tǒng)是由汽包、下降管、爐底管和上升管組成的簡單回路。在這個回路中，爐底管受熱后，一部分水變成蒸汽，在上升管中的汽水混合物向上流入汽包內(nèi)，下降管中的水向下流人爐底管內(nèi)，這樣就形成了定向的自然循環(huán)流動。自然循環(huán)是依靠下降管內(nèi)物質(zhì)(水)和上升管 內(nèi)物質(zhì)(汽水混合物)的重度(重量與體積之比)差實現(xiàn)的，而上升管中為水受熱變成的汽水混合物時，其體積增大，隨著汽包的升高上升管中的物質(zhì)與下降管中的物質(zhì)的重度差會增加。因此為了達(dá)到一定的重度差，必須使汽包具有一定的高度，因此，自然循環(huán)系統(tǒng)的汽包一般都是高位汽包，以保證上升管和下降管一定的重度差，使得管內(nèi)物質(zhì)受到足夠的自然循環(huán)動力而自然循環(huán)。
[0004]以中板廠為例一般有加熱爐3~4座，加熱爐的平面布置跨越軋鋼跨和原料跨，加熱爐上方分別有原料跨和軋鋼跨的車間行車，加熱爐汽化冷卻的汽包受車間行車影響，不能建立高位汽包，只能建在車間行車的下方，這樣由于汽包中心平面與軋鋼加熱爐滑軌面相對高度較低，不能滿足一定的重度差，即回路內(nèi)系統(tǒng)升力Λ h升小于系統(tǒng)阻力Λ h阻，而不能形成系統(tǒng)自然循環(huán)。這種情況下，一般的具有高位汽包的自然循環(huán)系統(tǒng)就無法進(jìn)行應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種加熱爐用低位汽包汽化冷卻系統(tǒng)，以解決軋鋼加熱爐因環(huán)境因素影響，不能建立高位汽包汽化冷卻系統(tǒng)而不能使用汽化冷卻系統(tǒng)來冷卻加熱爐的問題。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于改變以往加熱爐縱水管一端連接下降管進(jìn)水，另一端連接上升管出水，而橫水管只對縱水管承重，其內(nèi)物質(zhì)吸收的熱量未被充分利用的問題。
[0007]本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):提供一種加熱爐用低位汽包汽化冷卻系統(tǒng)，包括汽包、若干下降管、若干上升管和若干組爐底管，其中每組爐底管包括一縱水管和一橫水管，所述橫水管支撐所述縱水管，且所述橫水管的長度小于所述縱水管的長度；所述下降管的一端以及所述上升管的一端均與所述汽包相連通；還包括鋼板，所述鋼板將每組爐底管中的所述縱水管以及該組爐底管中的所述橫水管分別分隔成兩部分，并且所述縱水管的兩部分分別與所述橫水管的兩部分相連通；所述縱水管的兩部分分別與一下降管的另一端連通，所述橫水管的兩部分分別與一上升管的另一端連通；位于所述汽包內(nèi)的冷卻水通過所述下降管進(jìn)入與其相連接的所述縱水管部分，隨后進(jìn)入與該部分縱水管相連通的橫水管部分，并經(jīng)該部分橫水管進(jìn)入所述上升管，通過所述上升管進(jìn)入所述汽包。
[0008]較佳地，所述縱水管的兩端作為一組爐底管的兩個進(jìn)水端，所述橫水管的兩端作為一組爐底管的兩個出水端。
[0009]較佳地，所述縱水管為厚壁無縫鋼管，所述橫水管為鋼板焊接件。
[0010]本發(fā)明的一種加熱爐用低位汽包汽化冷卻系統(tǒng)，其汽化冷卻自然循環(huán)的一個回路按回路內(nèi)的循環(huán)物質(zhì)走向依次包括:汽包、下降管、部分縱水管、部分橫水管、上升管再回到汽包。本發(fā)明通過將一個縱水管與一個橫水管組成一組爐底管，與汽包、下降管和上升管組成兩個自然循環(huán)回路，由于橫水管的長度小于縱水管，減短了傳統(tǒng)汽包汽化冷卻系統(tǒng)自然循環(huán)回路內(nèi)物質(zhì)流動的路徑長度。而在汽包汽化冷卻系統(tǒng)中，循環(huán)回路路徑的減短，可以減少循環(huán)回路內(nèi)物質(zhì)的吸熱，從而降低流速，而流速的降低可以減少回路內(nèi)的阻力，使得因汽包低位設(shè)置造成的重度差降低后的系統(tǒng)，依舊可以為回路內(nèi)物質(zhì)提供足夠的動力供其自然循環(huán)。實現(xiàn)降低汽包的設(shè)置高度，彌補了高位汽包不能應(yīng)用于某些加熱爐的缺陷。
[0011]與現(xiàn)有技 術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果:
通過利用橫水管，使得原本一個縱水管獨立循環(huán)和一個橫水管各自獨立循環(huán)的回路，變成一個縱水管與一個橫水管連通后成為兩個部分縱水管與部分橫水管聯(lián)合的獨立回路參與自然循環(huán)。充分利用橫水管長度小于縱水管的特點，建立縱水管和橫水管聯(lián)合回路。有效地減少了原縱水管自然循環(huán)回路的長度，從而降低了系統(tǒng)對原縱水管循環(huán)回路內(nèi)物質(zhì)的阻力，使得低位汽包的系統(tǒng)仍可以提供足夠的動力使回路內(nèi)的物質(zhì)實現(xiàn)自然循環(huán)。解決了現(xiàn)有技術(shù)中，因環(huán)境影響一些加熱爐不能建立高位汽包實施汽化冷卻，而只能采用水冷卻的方式冷卻加熱爐水管的問題，使得熱量可以被有效地回收和再利用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的一種加熱爐用低位汽包汽化冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]標(biāo)號說明:1-汽包，2_上升管,3_下降管,4_縱水管,5_橫水管,6_鋼板。
【具體實施方式】
[0014]為更好地說明本發(fā)明，茲以一優(yōu)選實施例，并配合附圖1對本發(fā)明作詳細(xì)說明，具體如下:
請參閱圖1，為本發(fā)明提供一種加熱爐用低位汽包汽化冷卻系統(tǒng)，包括:汽包1，上升管2，下降管3，縱水管4，橫水管5，鋼板6。其中，上升管2與下降管3的一端與汽包I相連通。一縱水管4與一縱水管5組成一組爐底管，一組爐底管交叉處設(shè)有鋼板6，此處的縱水管被鋼板61分隔成兩段相互獨立的部分，此處的橫水管被鋼板62分隔成兩段相互獨立的部分。其中，被分隔后的一部分縱水管4與一部分橫水管5在交叉處連通，另一部分縱水管4與另一部分橫水管5也在交叉處連通?？v水管4的兩部分分別與下降管3的另一端相連通，橫水管5的兩部分分別與上升管2的另一端相連通。一組爐底管便分別與兩個上升管2和兩個下降管3形成了兩個相互獨立管道通路。此時，汽包汽化冷卻系統(tǒng)回路內(nèi)物質(zhì)依次流經(jīng)汽包1、下降管3、部分縱水管4、部分橫水管5、上升管2，再回到汽包1，如此完成一次自然循環(huán)。其中，橫水管5的長度小于縱水管4的長度,縱水管4為厚壁無縫鋼管,橫水管5為鋼板焊接件。
[0015] 本實施例中，縱水管4的數(shù)量為2個，橫水管5的數(shù)量也為2個，共組成兩組爐底管，形成了 4個相互獨立的管道通路，即本實施例的汽包汽化冷卻系統(tǒng)共有4個自然循環(huán)回路。圖中箭頭所示方向為循環(huán)回路內(nèi)物質(zhì)(水或汽水混合物)的流動方向，其中縱水管4兩端均為進(jìn)水端，橫水管5兩端均為汽水混合物出口端。當(dāng)然，本發(fā)明不以此為限，縱水管的數(shù)量可以為2個或多個，與縱水管相連通的橫水管的數(shù)量也可以為2個或多個，可以根據(jù)實際中軋鋼加熱爐的降溫需求具體設(shè)置。
[0016]下面結(jié)合圖1所示的實施例，對本發(fā)明的加熱爐用低位汽包汽化冷卻系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明。具體如下:
本實施例中，一個縱水管4與一個橫水管5組成一組爐底管，與汽包1、下降管3和上升管2組成兩個自然循環(huán)回路。汽包I內(nèi)的水，從下降管3經(jīng)縱水管4的兩個進(jìn)水端進(jìn)入縱水管4，經(jīng)縱水管4流至鋼板6分隔處，然后分別流向與該縱水管4連通的兩段橫水管5。在此過程中，水經(jīng)過加熱后形成汽水混合物，隨后汽水混合物經(jīng)橫水管5的出口端進(jìn)入上升管2，后進(jìn)入汽包I。如此，完成了該汽化冷卻系統(tǒng)中兩個自然循環(huán)回路的一次自然循環(huán)。
[0017]首先由于橫水管5的長度小于縱水管4，半段橫水管5與半段縱水管4連通后，減少了傳統(tǒng)汽包汽化冷卻系統(tǒng)自然循環(huán)回路(冷卻水在流經(jīng)縱水管時，縱水管一端為進(jìn)水端，另一端為出水端)的長度。而在汽包汽化冷卻系統(tǒng)中，循環(huán)回路路徑的減短，可以減少循環(huán)回路內(nèi)冷卻水的吸熱，降低汽化水的比例，減少汽水混合物的體積，從而降低流速，而流速的降低與路徑的減短可以減少回路內(nèi)汽水混合物受到的阻力。如此，將原本一個縱水管獨立循環(huán)和一個橫水管獨立循環(huán)的回路，變?yōu)閮蓚€各包含一部分縱水管4和一部分橫水管5的回路，使得一個較長的縱水管4可以參與兩個循環(huán)回路。而系統(tǒng)上升管2中汽水混合物的重度與下降管3中水的重度之差雖然因汽包I高度降低而有所減少，但系統(tǒng)阻力的降低，使得重度差仍能滿足自然循環(huán)的動力需求。實現(xiàn)建立低位汽包，彌補高位汽包不能應(yīng)用于某些應(yīng)用環(huán)境特殊的加熱爐的目的。
[0018]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明所做的變形或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述的權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種加熱爐用低位汽包汽化冷卻系統(tǒng)，包括汽包、若干下降管、若干上升管和若干組爐底管，其中每組爐底管包括一縱水管和一橫水管，所述橫水管支撐所述縱水管，且所述橫水管的長度小于所述縱水管的長度；所述下降管的一端以及所述上升管的一端均與所述汽包相連通，其特征在于，還包括鋼板，所述鋼板將每組爐底管中的所述縱水管以及該組爐底管中的所述橫水管分別分隔成兩部分，并且所述縱水管的兩部分分別與所述橫水管的兩部分相連通； 所述縱水管的兩部分分別與一下降管的另一端連通，所述橫水管的兩部分分別與一上升管的另一端連通； 位于所述汽包內(nèi)的冷卻水通過所述下降管進(jìn)入與其相連接的所述縱水管部分，隨后進(jìn)入與該部分縱水管相連通的橫水管部分，并經(jīng)該部分橫水管進(jìn)入所述上升管，通過所述上升管進(jìn)入所述汽包。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱爐用低位汽包汽化冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述縱水管的兩端作為一組爐底 管的兩個進(jìn)水端，所述橫水管的兩端作為一組爐底管的兩個出水端。
3.如權(quán)利要求1所述的加熱爐用低位汽包汽化冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述縱水管為厚壁無縫鋼管，所述橫水管為鋼板焊接件。
【文檔編號】C21D9/70GK103966418SQ201410220810
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】黃恩民 申請人:上海寶鋼節(jié)能環(huán)保技術(shù)有限公司