[發(fā)明專利]一種持液流水冷卻裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011556456.8
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112880462A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張余;郝明月;宋璟罡;鄭守東;姜海洋;馬文成
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧忠旺機械設(shè)備制造有限公司
• 主分類號: F28F1/02
• 分類號: F28F1/02;F28F13/00;F28F27/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 張雪林

本發(fā)明屬于煙氣冷卻領(lǐng)域，涉及一種持液流水冷卻裝置及方法，包括1個以上的換熱管以及設(shè)置在換熱管上部外圍的持液區(qū)，該換熱管上開設(shè)有1個以上與該持液區(qū)連通的通孔。本發(fā)明煙氣走管外，冷卻水通過換熱管上的通孔沿換熱管內(nèi)壁自上而下自然流淌帶走熱量。有效減少水在整個運行系統(tǒng)中的重量，使整個設(shè)備重量更小；整個系統(tǒng)處于常壓狀態(tài)，即使換熱管壁有小的破損也不會影響整個設(shè)備的運行，降低焊接和密封要求，根據(jù)這個原理制作的設(shè)備可以獲得更長的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煙氣冷卻領(lǐng)域，涉及一種持液流水冷卻裝置及方法。

背景技術(shù)

間接水冷是高溫?zé)煔馔ㄟ^換熱管壁將熱量傳出，由冷卻器或夾層中流動的水將熱量帶走的一種冷卻裝置，常用的煙氣水冷卻裝置有水冷套管、密排管式水冷器。水冷的優(yōu)勢在于高溫?zé)煔庠诶鋮s煙氣的同時充分利用其熱能，可以實現(xiàn)余熱的回收利用。

套管式冷卻器不適用煙氣量大、降溫幅度大的情況；目前市場上常見的煙氣水冷卻器大多采用密排管式冷卻器，水走管程，煙氣走殼程，依靠管內(nèi)流動的水帶走熱量，換熱效率高，但大量管束和管束內(nèi)的水造成設(shè)備整體運行質(zhì)量較大，對于換熱管和設(shè)備整理密封性要求較高，一旦出現(xiàn)漏水將導(dǎo)致整臺冷卻器不能使用，甚至?xí)蟛吭O(shè)備的運行造成影響。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種持液流水冷卻裝置及方法，減少水在整個運行系統(tǒng)中的重量，降低焊接和密封要求。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種持液流水冷卻裝置，包括1個以上的換熱管以及設(shè)置在換熱管上部外圍的持液區(qū)，該換熱管上開設(shè)有1個以上與該持液區(qū)連通的通孔。

可選的，持液區(qū)為開放環(huán)境。

可選的，換熱管設(shè)計為扁圓狀，2個以上的換熱管并列布置。

可選的，換熱管的內(nèi)壁設(shè)置為凹凸的網(wǎng)狀。

可選的，持液區(qū)通過管路連通有水泵，該管路上設(shè)置有流量控制閥。

可選的，持液區(qū)內(nèi)還設(shè)置有與流量控制閥配合使用的液面檢測裝置。

一種持液流水冷卻方法，應(yīng)用如上述的一種持液流水冷卻裝置，包括以下步驟：

S1，已知水的進口溫度，設(shè)置水泵出水溫度，通過煙氣的熱流量計算出需要換熱器的換熱面積和冷卻水流量，并確定總共需要的換熱管數(shù)量；

S2，水通過流量控制閥，在換熱管通孔上方形成固定的持液高度，持液高度與單個通孔流量的關(guān)系為其中L為持液高度，d為通孔直徑，g為重力加速度，h為通孔上方的液面高度；

S3，換熱起中的水流通過通孔射到換熱管內(nèi)壁上，換熱管內(nèi)水沿管壁自上而下在管內(nèi)壁形成一層水膜，煙氣走管外，從而起到冷卻作用。

可選的，換熱管上的單個通孔流速通過公式ρgh＝1/2ρV²，得出通孔流速單個通孔流量為M＝1/4πd²V；

其中d為通孔直徑，ρ為水的密度，g為重力加速度，h為通孔上方的液面高度。

可選的，在S2步驟中，在持液區(qū)內(nèi)設(shè)置有浮球閥，通過浮球閥使液位處于固定的范圍，液位高度不變，對應(yīng)的水流量也是固定的。

可選的，在S2步驟中，在管道與持液區(qū)之間設(shè)置有進水閥，根據(jù)管道流量或液位高度調(diào)整進水閥的開度，從而控制持液區(qū)液面高度。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明一種持液流水冷卻裝置及方法，持液區(qū)為開放環(huán)境，通過液位計和流量閥的配合可以使系統(tǒng)處于常壓動態(tài)平衡狀態(tài)，換熱管內(nèi)壁水處于自然流淌狀態(tài)，即使換熱管壁有小的破損也不會影響整個設(shè)備的運行，降低焊接和密封要求，常壓運行可以使設(shè)備獲得更長的使用壽命。