一种持液流水冷却装置的制作方法

1.本实用新型属于烟气冷却领域，涉及一种持液流水冷却装置。


背景技术：

2.间接水冷是高温烟气通过换热管壁将热量传出，由冷却器或夹层中流动的水将热量带走的一种冷却装置，常用的烟气水冷却装置有水冷套管、密排管式水冷器。水冷的优势在于高温烟气在冷却烟气的同时充分利用其热能，可以实现余热的回收利用。
3.套管式冷却器不适用烟气量大、降温幅度大的情况；目前市场上常见的烟气水冷却器大多采用密排管式冷却器，水走管程，烟气走壳程，依靠管内流动的水带走热量，换热效率高，但大量管束和管束内的水造成设备整体运行质量较大，对于换热管和设备整理密封性要求较高，一旦出现漏水将导致整台冷却器不能使用，甚至会对后部设备的运行造成影响。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种持液流水冷却装置，减少水在整个运行系统中的重量，降低焊接和密封要求。
5.为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种持液流水冷却装置，包括1个以上的换热管以及设置在换热管上部外围的持液区，该换热管上开设有1个以上与该持液区连通的通孔。
6.可选的，持液区为开放环境。
7.可选的，换热管设计为扁圆状，2个以上的换热管并列布置。
8.可选的，换热管的内壁设置为凹凸的网状。
9.可选的，持液区通过管路连通有水泵，该管路上设置有流量控制阀。
10.可选的，持液区内还设置有与流量控制阀配合使用的液面检测装置。
11.可选的，液面检测装置为浮球阀或液位计。
12.本实用新型的有益效果在于：
13.1、本实用新型一种持液流水冷却装置，持液区为开放环境，通过液位计和流量阀的配合可以使系统处于常压动态平衡状态，换热管内壁水处于自然流淌状态，即使换热管壁有小的破损也不会影响整个设备的运行，降低焊接和密封要求，常压运行可以使设备获得更长的使用寿命。
14.2、本实用新型一种持液流水冷却装置，换热管内水沿管壁自然流淌，在管内壁形成一层水膜，相比传统的冷却器水充满换热管，大大降低了设备的运行水量，设备运行重量较小。
15.3、本实用新型一种持液流水冷却装置，本装置打破了传统水冷器的结构束缚，强制管内壁上的水分蒸发吸热，进而增强冷却装置换热能力。
16.本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐
述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
17.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：
18.图1为本实用新型一种持液流水冷却装置的具体实施例1附图；
19.图2为本实用新型一种持液流水冷却装置的具体实施例2附图；
20.图3为本实用新型一种持液流水冷却装置的换热管内壁示意图；
21.图4为本实用新型一种持液流水冷却装置的换热管局部示意图。
22.附图标记：换热管1、持液区2、通孔3、流量计4、进水阀5、液位计6、浮球阀7。
具体实施方式
23.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
25.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
26.具体实施例1，
27.请参阅图1、图3～4，为一种持液流水冷却装置，包括1个以上的换热管1以及设置在换热管1上部外围的持液区2，该换热管1上开设有1个以上与该持液区2连通的通孔3，持液区2通过管路连通有水泵。
28.在本实施例中，持液区2为开放环境，通过液面检测装置和流量控制阀的配合可以使系统处于常压动态平衡状态，换热管1内壁水处于自然流淌状态，即使换热管壁有小的破损也不会影响整个设备的运行，降低焊接和密封要求，常压运行可以使设备获得更长的使用寿命。
29.在本实施例中，换热管1采用不锈钢材质，由于常压运行，换热管1可采用较薄的钢
板焊接制作成型；同时为方便气体的流通，也为了增加单位体积的热交换面积，将换热管1制作成扁圆状进行排列布置。
30.在本实施例中，内壁在焊接之前辊压成网状，凹凸的网状不但能增加内壁的换热面积，对水流也会起到导向均布作用，避免水流汇聚成直线流线，影响内壁的换热。
31.在本实施例中，持液区2内设置有浮球阀7，与水泵连通的管路上设置有流量计4。
32.一种持液流水冷却方法，应用如上述的一种持液流水冷却装置，包括以下步骤：
33.s1，已知水的进口温度，设置水泵出水温度，通过烟气的热流量计4算出需要换热器的换热面积和冷却水流量，并确定总共需要的换热管1数量；
34.s2，水通过流量控制阀，在换热管1通孔3上方形成固定的持液高度，持液高度与单个通孔3流量的关系为其中l为持液高度，d为通孔3直径，g为重力加速度，h为通孔3上方的液面高度；
35.s3，换热起中的水流通过通孔3射到换热管1内壁上，换热管1内水沿管壁自上而下在管内壁形成一层水膜，烟气走管外，从而起到冷却作用。
36.在本实施例中，换热管1上的单个通孔3流速通过公式ρgh＝1/2ρv2，得出通孔3流速单个通孔3流量为m＝1/4πd2v；
37.其中d为通孔3直径，ρ为水的密度，g为重力加速度，h为通孔3上方的液面高度
38.在本实施例中，在s2步骤中，通过浮球阀7使液位处于固定的范围，液位高度不变，对应的水流量也是固定的。
39.具体实施例2，
40.请参阅图2、图3～4，与具体实施例1不同在于，在本实施例中，持液区2内设置有液位计6，与水泵连接的管路上设置有流量计4与进水阀5，在s2步骤中，根据管道流量或液位高度调整进水阀5的开度，从而控制持液区2液面高度。
41.本实用新型烟气走管外，冷却水通过换热管1上的通孔3沿换热管1内壁自上而下自然流淌带走热量。有效减少水在整个运行系统中的重量，使整个设备重量更小；整个系统处于常压状态，即使换热管1壁有小的破损也不会影响整个设备的运行，降低焊接和密封要求，根据这个原理制作的设备可以获得更长的使用寿命。
42.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。