一种石墨化炉的快速冷却与余热回收装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115962658A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202211676940.3(22)申请日2022.12.26(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人刘训良孙海涛豆瑞锋何浩周文宁方娟张四宗(74)专利代理机构北京希夷微知识产权代理事务所(普通合伙)16079专利代理师张乾桢(51)Int.Cl.F27D9/00(2006.01)F27D17/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称一种石墨化炉的快速冷却与余热回收装置(57)摘要本发明提供一种石墨化炉的快速冷却与余热回收装置，包括：预置热交换装置，位于石墨化炉的所述侧面保温料层中，距离石墨化炉炉墙内侧一定距离的位置，所述预置热交换装置内包括工质，用于与所述保温料层进行热交换；换热介质管路，包括过热蒸汽发生器和预热器，所述换热介质管路中包括换热介质，通过换热介质与所述预置热交换装置内的工质进行热交换，使换热介质升温；水‑蒸汽循环管路，包括过热蒸汽发生器和预热器，所述水‑蒸汽循环管路中的水与升温后的换热介质在所述预热器和过热蒸汽发生器中换热，产生过热蒸汽，使换热介质降温；其中，降温后的换热介质再次与所述预置热交换装置内的工质进行热交换，使换热介质升温，形成循环。CN115962658ACN115962658A权利要求书1/2页1.一种石墨化炉的快速冷却与余热回收装置，其特征在于，包括：预置热交换装置，位于石墨化炉的所述侧面保温料层中，距离石墨化炉炉墙内侧一定距离的位置，所述预置热交换装置内包括工质，用于与所述保温料层进行热交换；换热介质管路，包括过热蒸汽发生器和预热器，所述换热介质管路中包括换热介质，通过换热介质与所述预置热交换装置内的工质进行热交换，使换热介质升温；水‑蒸汽循环管路，包括所述过热蒸汽发生器和所述预热器，通过管道连接形成循环回路，所述水‑蒸汽循环管路中的水与升温后的换热介质在所述预热器和过热蒸汽发生器中换热，产生过热蒸汽，使换热介质降温；其中，所述换热介质管路中降温后的换热介质再次与所述预置热交换装置内的工质进行热交换，使换热介质升温，形成循环。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述预置热交换装置为换热盘管，沿着石墨化炉的所述炉墙长度方向布置多组，所述换热盘管与所述换热介质管路连通，所述换热盘管内的工质与所述换热介质管路的换热介质相同，所述换热介质为熔盐或导热油，换热介质在所述换热盘管和所述换热介质管路中循环，以实现与所述保温料层进行热交换。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述换热盘管敷设在所述侧面保温料层内，距离石墨化炉的所述炉墙内侧240‑550mm范围内的温度为800‑1500℃的保温料层内。4.根据权利要求所述的装置，其中，所述换热介质管路还包括：第一介质循环泵、高温介质储罐、第二介质循环泵、低温介质储罐，换热介质管路通过管道连接换热盘管形成循环回路；所述水‑蒸汽循环管路还包括蒸汽轮机、凝汽器和凝结水泵，通过管道连接形成循环回路。5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述换热介质管路还包括：换热管进口总管和换热管出口总管，布置于炉墙外侧并沿着炉墙长度方向延伸，每组换热盘管都分别通过换热管进口阀门和换热管出口阀门连接所述换热管进口总管和换热管出口总管。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述预置热交换装置为高温热管，沿着石墨化炉的所述炉墙长度方向均匀布置并分成多组，所述高温热管内的工质为碱金属或者其合金，所述换热介质管路的换热介质为熔盐或导热油；所述高温热管包括热端和冷端，热端内的液态碱金属工质通过热端管壁与保温料换热，使液态金属蒸发转化为气态后进入热管冷端，在冷端金属蒸气冷凝成液态，将热量通过冷端管壁传递给换热介质。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述高温热管敷设在所述侧面保温料层内，距离石墨化炉的所述炉墙内侧240‑550mm范围内的温度为800‑1500℃的保温料层内。8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述换热介质管路还包括：第一介质循环泵、高温介质储罐、第二介质循环泵、低温介质储罐、冷端换热箱，换热介质管路通过与冷端换热箱连接形成循环回路，每组热管冷端的金属蒸气与换热介质管路的换热介质在所述冷端换热箱中换热，金属蒸气冷凝后转化为液态金属返回热管热端。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述换热介质管路还包括：换热介质进口总管和换热介质出口总管，所述冷端换热箱包括多个，每个冷端换热箱与每组高温热管的冷端连接，每组高温热管将冷端集中安装在封闭的每个冷端换热箱中，每个冷端换热箱通过换热介质进口阀门、换热介质出口阀门分别与换热介质进口总管、换热介质出口总管连接。2CN115962658A权利要求