一种碳管炉冷却及余热收集利用系统技术方案

本发明专利技术公开了一种碳管炉冷却及余热收集利用系统，用于碳管炉的炉管和炉体的冷却及余热收集利用，包括用于冷却碳管炉炉管内物料的主循环水系统和用于冷却碳管炉炉体并回收余热的辅助循环水系统，主循环水系统和辅助循环水系统独立运行，辅助循环水系统还包括蓄热利用的余热收集系统

【技术实现步骤摘要】
一种碳管炉冷却及余热收集利用系统


[0001]本专利技术涉及余热收集利用
，具体涉及一种碳管炉冷却及余热收集利用系统
。

技术介绍

[0002]碳管炉是一种用来生产碳化钨的碳化设备，通常情况下在
2000℃
以上的高温下连续
24
小时不间断运行
。
现有的碳管炉设置有一套水冷冷却系统对出料管道和炉体先后进行冷却，即水冷冷却系统的冷却水先用来冷却出料管道，然后再用来冷却炉体，使出料温度达到或接近环境温度的同时降低炉体温度
。
一方面由于出料管道外套设的出料水套较短，对物料的冷却不够充分，另一方面由于炉体上的铜套
(
电极
)、
端盖水套等采用循环冷却水低进高出带走热量的方式，经测量进出水温差最高达
15℃
以上，最高出水水温超过
55℃
，每台设备每天都会产生大量的余热，但是由于出水水温达不到余热收集利用的标准，这些热量最终会被散热风机散掉，因此这种传统的冷却方式将出料管道和炉体这两部分的冷却串联到一起，在前端浪费了大量的低品质余热
(50℃
以下
)
，在后端对物料的冷却又不够充分，因此如何在保证物料足够冷却的前提下有效收集碳管炉的余热并加以利用成为行业难题
。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种能够满足物料冷却需求并对碳管炉的余热进行收集利用的碳管炉冷却及余热收集利用系统
。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种碳管炉冷却及余热收集利用系统，用于碳管炉的炉管和炉体的冷却及余热收集利用，包括用于冷却碳管炉炉管内物料的主循环水系统和用于冷却碳管炉炉体并回收余热的辅助循环水系统，所述主循环水系统和所述辅助循环水系统独立运行，所述辅助循环水系统还包括蓄热利用的余热收集系统
。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进：
[0007]所述主循环水系统包括套设于炉管上的夹套式冷却长水套
、
主循环供水管及主循环回水管，所述冷却长水套的两端通过连接管路分别与主循环供水管和主循环回水管连接，所述冷却长水套进水口的连接管路上设有第一阀门，所述辅助循环水系统包括集热供水管
、
集热回水管
、
端盖水套及铜套水套，所述集热供水管上连接有第一进水管和第二进水管，所述集热回水管上连接有第一回水管和第二回水管，所述端盖水套的进水口与第一进水管连接，所端盖水套的回水口与第一回水管连接，所述铜套水套的进水口与第二进水管连接，所述铜套水套的回水口与第二回水管连接，所述第一进水管和第二进水管上均连接有第二阀门，所述集热回水管上连接有蓄水箱，所述集热回水管通过所述蓄水箱与余热收集系统连接，所述集热供水管上连接有集热泵，所述集热供水管中的水通过集热回水管全程闭式带压回到蓄水箱
。
[0008]所述蓄水箱为高于炉体设置的高位蓄水箱，所述集热供水管连接在蓄水箱的底
部
。
[0009]所述铜套水套与冷却长水套之间设有缓冷盘管，所述缓冷盘管的进水口与第二进水管连接，所述缓冷盘管的回水口与铜套水套的进水口连接
。
[0010]所述辅助循环水系统上设有用于由主循环供水管向辅助循环水系统供水并向主循环回水管回水的连通组件
。
[0011]所述连通组件包括与第一进水管和主循环供水管连接的第三阀门
、
与第二进水管和主循环供水管连接的第四阀门
、
与第一回水管和主循环回水管连接的第五阀门及与第二回水管和主循环回水管连接的第六阀门，所述第一回水管和第二回水管上均连接有第七阀门
。
[0012]所述端盖水套为环形结构，所述环形结构的中心设有用于供炉管穿过的通孔，所述端盖水套包括底板和盖板，所述底板和盖板之间设有多块半隔板，各所述半隔板
、
底板与盖板之间设有用于供水流穿过的环形通道
。
[0013]所述余热收集系统包括通过管路连接的储能水箱
、
余热转换设备
、
用户终端及送风机组，所述储能水箱与蓄水箱连接，所述储能水箱与余热转换设备之间的管路上设有供热泵，所述余热转换设备与用户终端之间的管路上设有冷热媒循环泵，所述送风机组的进出口管路上均连接有一自动调节阀用于自动切换送冷或不送冷运行
。
[0014]所述储能水箱上设有温度传感器，所述储能水箱的一侧设有上塔泵，所述储能水箱的另一侧设有冷却塔，所述温度传感器与上塔泵
、
冷却塔连接
。
[0015]所述用户终端与余热转换设备之间的管路上连接有备用冷源机组，所述备用冷源机组与温度传感器连接
。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的碳管炉冷却及余热收集利用系统，主循环水系统能够降低管内物料温度，保证出料温度能够达到或接近环境温度，保证对物料的足够冷却，而温度较高的炉体部分由辅助循环水系统进行降温并进行余热回收，设置独立运行的主循环水系统和辅助循环水系统，循环往复完成采热，提高进入辅助循环水系统的冷却水温度，将进水温度设置到
60℃
左右，从而使辅助循环水系统的出水温度能够达到
75℃
以上，将
50℃
以下的低品质余热有效转换为
75℃
以上的高品质余热，使出水温度达到余热收集利用的标准，然后通过余热收集系统蓄热利用，该种碳管炉冷却及余热收集利用系统既能够对物料进行足够的冷却，又能够对碳管炉余热进行回收利用，有效破解了行业难题，对温度较高的炉体的余热进行了充分的利用
。
附图说明
[0017]图1为碳管炉冷却及余热收集利用系统的整体结构示意图
。
[0018]图2为端盖水套的正视结构示意图
。
[0019]图3为图2中
A
‑
A
剖面的剖视结构示意图
。
[0020]图4为图2中
B
‑
B
剖面的剖视结构示意图
。
[0021]图例说明：
[0022]1、
炉体；
2、
炉管；
3、
主循环水系统；
31、
冷却长水套；
32、
主循环供水管；
33、
主循环回水管；
34、
第一阀门；
4、
辅助循环水系统；
41、
集热供水管；
410、
蓄水箱；
411、
缓冷盘管；
412、
第三阀门；
413、
第四阀门；
414、
第五阀门；
415、
第六阀门；
416、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种碳管炉冷却及余热收集利用系统，用于碳管炉的炉管
(2)
和炉体
(1)
的冷却及余热收集利用，其特征在于：包括用于冷却碳管炉炉管
(2)
内物料的主循环水系统
(3)
和用于冷却碳管炉炉体
(1)
并回收余热的辅助循环水系统
(4)
，所述主循环水系统
(3)
和所述辅助循环水系统
(4)
独立运行，所述辅助循环水系统
(4)
还包括蓄热利用的余热收集系统
(5)。2.
根据权利要求1所述的碳管炉冷却及余热收集利用系统，其特征在于：所述主循环水系统
(3)
包括套设于炉管
(2)
上的夹套式冷却长水套
(31)、
主循环供水管
(32)
及主循环回水管
(33)
，所述冷却长水套
(31)
的两端通过连接管路分别与主循环供水管
(32)
和主循环回水管
(33)
连接，所述冷却长水套
(31)
进水口的连接管路上设有第一阀门
(34)
，所述辅助循环水系统
(4)
包括集热供水管
(41)、
集热回水管
(42)、
端盖水套
(43)
及铜套水套
(44)
，所述集热供水管
(41)
上连接有第一进水管
(45)
和第二进水管
(46)
，所述集热回水管
(42)
上连接有第一回水管
(47)
和第二回水管
(48)
，所述端盖水套
(43)
的进水口与第一进水管
(45)
连接，所端盖水套
(43)
的回水口与第一回水管
(47)
连接，所述铜套水套
(44)
的进水口与第二进水管
(46)
连接，所述铜套水套
(44)
的回水口与第二回水管
(48)
连接，所述第一进水管
(45)
和第二进水管
(46)
上均连接有第二阀门
(49)
，所述集热回水管
(42)
上连接有蓄水箱
(410)
，所述集热回水管
(42)
通过所述蓄水箱
(410)
与余热收集系统
(5)
连接，所述集热供水管
(41)
上连接有集热泵，所述集热供水管
(41)
中的水通过集热回水管
(42)
全程闭式带压回到蓄水箱
(410)。3.
根据权利要求2所述的碳管炉冷却及余热收集利用系统，其特征在于：所述蓄水箱
(410)
为高于炉体
(1)
设置的高位蓄水箱，所述集热供水管
(41)
连接在蓄水箱
(410)
的底部
。4.
根据权利要求2所述的碳管炉冷却及余热收集利用系统，其特征在于：所述铜套水套
(44)
与冷却长水套
(31)
之间设有缓冷盘管
(411)
，所述缓冷盘管
(411)
的进水口与第二进水管
(46)
连接，所述缓冷盘管
(411)
的回水口与铜套水套
...

【专利技术属性】
技术研发人员：康菊平，皮志明，刘虎，何继坤，刘斌，李剑锋，
申请(专利权)人：株洲硬质合金集团有限公司，
类型：发明
国别省市：