JP4292830B2

JP4292830B2 - Uptake cooling jacket

Info

Publication number: JP4292830B2
Application number: JP2003061433A
Authority: JP
Inventors: 明義山城; 章金田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: JP2004271022A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製錬炉等の炉に設けられるアップテークを冷却するためのアップテーク冷却ジャケット（以下、単に冷却ジャケットとする）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アップテークは、炉とその後段に設けられるボイラーや排気処理装置等の装置との間に設けられて、炉内で発生した高温ガスを後段の装置へと導くものである。
アップテークは、後段の装置との接続部内に上方から遮蔽板を降ろして、炉を遮蔽することができるようになっている。このように炉を遮蔽することで、炉の操業期間中であっても、給鉱を一時的に停止して、炉を保温しながら、後段の装置に作業者が立ち入ってメンテナンス等の作業を行うことができ、また、炉修時において炉のメンテナンスが終了した場合、後段の装置のメンテナンス作業の終了を待たずに炉の昇温を先行して行うことができる。
【０００３】
ここで、アップテークの内壁は、高温ガスと接触している上、炉内の熔体からの放射熱も受けているので、高温となっている。このように内壁が高温になっていると、内壁には、高温ガス中の成分や高温ガスとともに炉内から流れ込んだスプラッシュや灰等が固着して鋳付きが生じる。
このような鋳付きが接続部の内壁にも生じてしまうと、この鋳付きが障害となって遮蔽板の昇降操作が困難となってしまうが、この鋳付きは、冷却することによって内壁との間に隙間が生じ、容易に剥離することができるので、接続部の内壁は、鋳付きを冷却することができるよう、水冷ジャケットによって構成されている。
【０００４】
従来のアップテークでは、このような水冷ジャケットとして、中空箱型の金属ケース内に冷媒を流通させる構成の水冷ジャケットが用いられている。また、後述する特許文献１には、アップテークに適用される技術ではないものの、内部に冷却水を流すための通路が蛇行して設けられた構成の水冷ジャケットが記載されている。なお、特許文献１に記載の水冷ジャケットは、セットラ角部（炉体角部）に設けられて炉体を冷却するためのものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１０３８７１号公報（第５欄第２４行から第２６行、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように接続部を水冷ジャケットによって構成すると、炉の操業を続けるにつれて水冷ジャケットに次第に腐食による損傷が生じてしまうという新たな問題が発生する。
炉内で発生する高温ガスには硫黄分が含まれているので、このような水冷ジャケットの損傷が進行して水冷ジャケットから冷却水が漏出してしまうと、漏れた冷却水と高温ガス中の硫黄分とが反応して硫酸が生成されてしまい、後段の装置内（例えばボイラー内）に腐食が生じてしまう。このような腐食によって例えばボイラーに穴があいてしまった場合には、メンテナンスのために数日間炉の操業を停止しなくてはならない。
また、水冷ジャケット自体を交換する場合には、接続部を分解する必要があるので、多大な労力を要する上、この作業のために炉の操業を長期間停止させなければならず、炉の操業効率が低下してしまう。
【０００７】
このように水冷ジャケットに腐食が生じるのは、炉内で発生する高温ガスに硫黄分と水分とが含まれていて、この高温ガスが低温の水冷ジャケットに接触することで結露してその硫黄分と水分とが化学反応を起こして硫酸が生成されてしまうからである。
【０００８】
この水冷ジャケットの腐食の問題を解消するためには、水冷ジャケットの全面にわたって、その表面温度を、高温ガス中の成分の結露が生じる温度（経験的に１５０〜２００°Ｃと思われる）よりも高温に保つ必要がある。また、当然ながら、水冷ジャケットの表面温度は鋳付きを十分に冷却できる温度に保つ必要がある。しかし、水冷ジャケットは、全体が一様に熱を受けているわけではなく、場所によって受ける熱量が異なる。また、各部が受ける熱量は一定ではなく、炉の操業条件等によって変動する。
【０００９】
そして、従来よりアップテークに用いられている水冷ジャケットは、上記のように中空箱型をなす水冷ジャケットに冷却水を通す構成とされているので、各部における冷却水の流量を管理することができない。このため、場所によって冷却水の流量に差が生じるので、表面温度にむらが生じやすく、各部の表面温度を高精度に制御することはできない。また、従来の水冷ジャケットは、冷却の強化のみに主眼を置いた設計であるため、表面温度をコントロールすることは困難であった。
さらに、水冷ジャケットにおいて冷却水の流れが滞っている場所は、錆が生じたり水垢が付着するなどしやすい。このように水冷ジャケットに錆が生じたり水垢が付着すると、その場所の伝熱が低下して冷却が不十分となるので、表面温度のむらが顕著になるだけでなく、高温腐食が生じてしまう。
【００１０】
一方、特許文献１に記載の水冷ジャケットは、腐食性ガスが存在する環境での使用は想定されていない。
これらの理由から、特許文献１の水冷ジャケットを、直ちにアップテークジャケットに応用することはできない。
【００１１】
そして、上記いずれの構成の水冷ジャケットも、錆や水垢によるトラブルが生じた場合には、接続部を分解して水冷ジャケットを取り外した上で、水冷ジャケットを分解清掃するか、水冷ジャケット自体を交換する必要がある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、腐食による損傷が生じにくい冷却ジャケットを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる冷却ジャケットは、炉から発生する高温ガスを後段の装置へ導くアップテークの、前記後段の装置との接続部に設けられるアップテーク冷却ジャケットであって、前記接続部の内壁を構成するとともに外面が接続部外に露出される第一熱伝導体板と、前記後段の装置の入口内に位置してこの入口部分と重複する第二熱伝導体板とを有し、前記第一および第二熱伝導体板には、該第一および第二熱伝導体板を前記高温ガスの結露が生じる温度よりも高温に保ちながら冷却する線状の冷媒流路が蛇行して形成され、前記第一熱伝導体板の外面には該外面の一部を覆って前記第一熱伝導体板との間に線状の第一の冷媒流路を形成する半割パイプからなる流路形成部材が設けられ、前記第二熱伝導体板には内部に線状の第二の冷媒流路が形成されていることを特徴としている。
【００１４】
このように構成される冷却ジャケットにおいては、アップテークの接続部の内壁が第一熱伝導体板によって構成されており、この第一熱伝導体板は全体で高温ガスや炉内の熔体からの熱を受けるのに対して、第一の冷媒流路は第一熱伝導体板の外面の一部にのみ接している。
すなわち、この冷却ジャケットは、従来の水冷ジャケットに比べて、受熱面積に対する冷媒との接触面積（流路面積）が少なく、単位時間に第一熱伝導体板から冷媒によって持ち去られる熱量が少ないため、その表面温度が高くなり、表面への高温ガスの成分の結露が生じにくくなって表面に硫酸による腐食が生じにくい。
【００１５】
ここで、第一熱伝導体板の受熱面積に対する流路面積の割合、及び第一熱伝導体板上に形成される第一の冷媒流路の形状等の各種の条件は、第一熱伝導体板の表面温度が全体にわたって高温ガスの結露が生じる温度よりも高温で、かつ高温腐食が生じにくく鋳付きが十分に冷却される温度範囲となるように適宜設定されるものである。
この設定事項について最適な条件を決定するにあたっては、コンピュータを用いた数値解析を用いることができる。
【００１６】
そして、流路形成部材は、第一熱伝導体板において接続部外に露出されている外面に設けられているので、接続部の内壁を構成している第一熱伝導体板を取り外すことなく、流路形成部材のみを着脱することができる。
このため、炉の操業期間中であっても、炉を一時的に保温状態にして、流路形成部材のみを取り外して第一の冷媒流路のメンテナンスを行うことができる。また、炉の操業条件が変わるなどして第一熱伝導体板の各部が受ける熱量が変動し、当初の第一の冷媒流路の形状では望ましい冷却を行うことができなくなった場合にも、流路形成部材の配置を変更したり、適切な形状のものと交換することで、炉の操業期間中であっても第一の冷媒流路の形状を変更して、望ましい冷却を行うことができる。
【００１７】
また、第一の冷媒流路は線状に形成されており、第一の冷媒流路の各部で冷媒の流量が均一となって冷媒の淀みが生じにくいので、錆の発生や水垢の付着が生じにくい。また、錆や水垢によるトラブルが発生した場合にも、上記のように炉を保温した状態のままで流路形成部材を取り外して第一の冷媒流路の清掃を行うことができ、迅速に対応して冷却性能を回復することができる。
【００１８】
また、接続部は、後段の装置の入口内に位置してこの入口部分と重複する重複部を有しており、この重複部は、内部に線状の第二の冷媒流路が形成された第二熱伝導体板によって構成されている。
【００１９】
このように、重複部を、内部に第二の冷媒流路が形成された第二熱伝導体板によって構成した場合には、重複部に冷却ジャケットとしての機能をもたせつつ、その外面を突起物のない平坦形状とすることができるので、重複部を冷却しつつ、重複部の外面と後段の装置の入口内面とを密着させてこれらの間の気密を確保することが容易となり、これらの間からの高温ガスの漏出を効果的に防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図を用いて説明する。
まず、本発明にかかる冷却ジャケットの設置対象であるアップテークの構成について説明する。
図１に示すように、アップテーク１は、製錬炉等の炉２と、炉２の後段に設けられる装置３（例えばボイラーや排気処理装置等）とを接続して、炉２から発生した高温ガスを後段の装置３へと導くものである。
具体的には、アップテーク１は、炉２の天井から略垂直に立ち上げられており、その上端には、側方に突出させて、後段の装置３との接続部４が設けられている。ここで、接続部４は、その一部が後段の装置３の入口３ａ内に位置して設けられている。以下、接続部４において、後段の装置３の入口部分と重複する部分を、重複部Ｄとする。
【００２１】
接続部４は、図２に示すように、側壁部６と、天井部７と、底部８とを有している。側壁部６には、作業者が接続部４の内壁の点検を行うためのマンホール６ａが設けられている。また、底部８において後段の装置３側の部分は、後段の装置３側に向かうにつれて下るよう傾斜して設けられた斜底板８ａによって構成されている。
【００２２】
そして、側壁部６及び斜底板８ａには、本発明にかかる冷却ジャケット１１が設けられている。
具体的には、側壁部６及び斜底板８ａにおいて、後段の装置３外に露出されている部分の内壁は、第一熱伝導体板１２によって構成されている。この第一熱伝導体板１２の外面１２ａは接続部４外に露出されており、この外面１２ａには、図３に示すように、外面１２ａの一部を覆って第一熱伝導体板１２との間に線状の第一の冷媒流路１３を形成する流路形成部材１４が設けられている。これら第一熱伝導体板１２と流路形成部材１４、及びこれらによって構成される第一の冷媒流路１３とが、本発明にかかる冷却ジャケット１１を構成している。
【００２３】
第一熱伝導体板１２の厚みは、第一熱伝導体板１２の内壁面の各部から第一の冷媒流路１３までの熱伝導距離の大小に関わるものであって、その厚みは、後述する第一の冷媒流路１３の配置、形状と同様、第一熱伝導体板１２の温度が適正範囲内に保たれるよう、適宜設定される。具体的には、第一熱伝導体板１２の厚みを確保することで、内壁面の各部間での第一の冷媒流路１３までの熱伝導距離の差が小さくなるので、第一熱伝導体板１２において、第一の冷媒流路１３と接していて直接冷却される領域とそうでない領域との間での温度むらを緩和して、第一熱伝導体板１２の表面温度を均一にすることができる。
また、第一熱伝導体板１２の厚みを増加させることで熱伝導距離を増加させて表面温度を上昇させることができ、厚みを低減させることで熱伝導距離を低減させて表面温度を低下させることができる。
さらに、第一熱伝導体板１２の厚みは、腐食による損傷も考慮して設定されるものであって、操業期間中は腐食による冷媒もれが生じないだけの厚みが確保されている。なお、第一熱伝導体板１２の耐食性を向上させるために、上記のように厚みを増加させる以外に、Ｎｉ（ニッケル）基合金等の耐食性材料によって第一熱伝導体板１２を被覆してもよい。
【００２４】
ここで、第一熱伝導体板１２は、厚みの増加に伴ってその重量が増加して施工性が低下し、また設置スペースも大きくなってしまうことから、第一熱伝導体板１２の厚みには上限がある。このため、第一熱伝導体板１２の厚みは、第一熱伝導体板１２の表面温度の分布が適正になるように、第一の冷媒流路１３の配置、形状、第一熱伝導体板１２の材質（熱伝導率、比熱等）とともに複合的に勘案されて設定されるものである。
【００２５】
また、第一の冷媒流路１３の一端には、冷却水等の冷媒を供給する冷媒供給源１５が接続されており、第一の冷媒流路１３内に、冷媒供給源１５から供給された冷媒が流通されるようになっている。
流路形成部材１４は、第一熱伝導体板１２の外面に対して、例えば溶接によって設けられている。流路形成部材１４としては、例えば半割パイプや山形鋼、溝形鋼等、第一熱伝導体板１２との間に第一の冷媒流路１３となる空間を形成することができるものであれば任意の形状のものを用いることができる。
【００２６】
ここで、第一熱伝導体板１２の、受熱面積に対する第一の冷媒流路１３との接触面積（流路面積）の割合、及び第一熱伝導体板１２上に形成される第一の冷媒流路１３の形状は、第一熱伝導体板１２の表面温度が全体にわたって高温ガス中の成分の結露が生じる温度よりも高温で、かつ高温腐食が生じにくく鋳付きが十分に冷却される温度範囲となるように（経験的に、目標温度範囲は２５０〜４００°Ｃ）適宜設定されるものである。
ここでは、第一の冷媒流路１３の各部における冷媒の流量がほぼ同一となるよう、第一の冷媒流路１３の各部における幅及び断面積がほぼ同一とされており、第一熱伝導体板１２の外面１２に沿って蛇行させて設けられている。
【００２７】
また、側壁部６の重複部Ｄ、及び斜底板８の重複部Ｄは、図２に示すように、内部に線状の第二の冷媒流路１６が形成された第二熱伝導体板１７によって構成されている。具体的には、第二の冷媒流路１６は、第二熱伝導体板１７をくり貫いて形成された穴によって形成されている。
第一の冷媒流路１３と第二の冷媒流路１６とは、それぞれ独立した系統としてもよく、またこれらを直列に接続して同一の系統としてもよい。本実施の形態では、これらはそれぞれ独立した系統としている。すなわち、冷却ジャケット１１は、側壁部６及び斜底板８ａで、それぞれ冷媒流路が二系統設けられている。
このように第二の冷媒流路１６が形成された第二熱伝導体板１７によって、重複部Ｄにおける冷却ジャケット１１が構成されている。
【００２８】
第二熱伝導体板１７において、接続部４の内壁となる面から第二の冷媒流路１６までの厚みは、第二熱伝導体板１７の内壁面の各部から第二の冷媒流路１６までの熱伝導距離に関わるものであって、その厚みは、後述する第二の冷媒流路１６の配置、形状と同様、第二熱伝導体板１７の温度を適正範囲内に保たれるよう、適宜設定される。具体的には、第二熱伝導体板１７において上記厚みを確保することで、内壁面の各部間での第二の冷媒流路１６までの熱伝導距離の差が小さくなるので、第二熱伝導体板１７において、第二の冷媒流路１６と接していて直接冷却される領域とそうでない領域との間での温度むらを緩和して、第二熱伝導体板１７の表面温度を均一にすることができる。
また、第二熱伝導体板１７の厚みを増加させることで熱伝導距離を増加させて表面温度を上昇させることができ、厚みを低減させることで熱伝導距離を低減させて表面温度を低下させることができる。
さらに、第二熱伝導体板１７の厚みは、腐食による損傷も考慮して設定されるものであって、操業期間中は腐食による冷媒もれが生じないだけの厚みが確保されている。なお、第一熱伝導体板１２の耐食性を向上させるために、上記のように厚みを増加させる以外に、Ｎｉ基合金等の耐食性材料によって第二熱伝導体板１７を被覆してもよい。
【００２９】
ここで、第二熱伝導体板１７は、厚みの増加に伴ってその重量が増加して施工性が低下し、また設置スペースも大きくなってしまうことから、第二熱伝導体板１７の厚みには上限がある。このため、第二熱伝導体板１７の厚みは、第二熱伝導体板１７の表面温度の分布が適正になるように、第二の冷媒流路１６の配置、形状、第二熱伝導体板１７の材質（熱伝導率、比熱等）とともに複合的に勘案されて設定されるものである。
【００３０】
また、第二の冷媒流路１６の一端には、冷媒供給源１５が接続されており、第二の冷媒流路１６内に、冷媒供給源１５から供給された冷媒が流通されるようになっている。
【００３１】
ここで、第二熱伝導体板１７の、受熱面積に対する第二の冷媒流路１６との接触面積（流路面積）の割合、及び第二熱伝導体板１７内に形成される第二の冷媒流路１６の形状は、第二熱伝導体板１７の表面温度が全体にわたって高温ガス中の成分の結露が生じる温度よりも高温で、かつ高温腐食が生じにくく鋳付きが十分に冷却される温度範囲となるように適宜設定されるものである。
ここでは、第二の冷媒流路１６の各部における冷媒の流量がほぼ同一となるよう、第二の冷媒流路１６の各部における幅及び断面積がほぼ同一とされており、第二熱伝導体板１７に沿って蛇行させて設けられている。
【００３２】
天井部７は、中空箱型の熱伝導体製ケース内に冷媒を流通させる構成の箱型冷却ジャケット１８を、接続部４の延在方向（高温ガスの流通方向）に複数連結させた構成とされている。また、これら箱型冷却ジャケット１８のうちの一部は、天井部７に対して着脱可能にして設けられており、この箱型冷却ジャケット１８を取り外すことによって、図２に示すように、天井部７の上方から接続部４内に遮蔽板Ｃを下ろして炉２を遮蔽することができるようになっている。ここで、この箱型冷却ジャケット１８は、強度の点で優れており、このように着脱を繰り返しても歪みが生じにくく、接続部４の気密を良好に保つことができる。
【００３３】
上記の第一熱伝導体板１２や流路形成部材１４、第二熱伝導体板１７、箱型冷却ジャケット１８としては、ステンレス鋼等の耐食性を有する材質を用いることが好ましいが、十分な耐熱性、耐食性を有していれば、任意の材質を用いることができる。例えば、第一熱伝導体板１２や流路形成部材１４や第二熱伝導体板１７として炭素鋼を用いた場合には、ステンレス鋼板を用いる場合に比べて材料コストを抑えることができる。
【００３４】
上記のように構成される冷却ジャケット１１においては、アップテーク１の接続部４の内壁を構成する第一熱伝導体板１２の外面１２ａと、この外面１２ａのうちの一部のみを覆う流路形成部材１４とによって第一の冷媒流路１３が形成されている。すなわち、この冷却ジャケット１１では、第一熱伝導体板１２は全体で高温ガスや炉２内の熔体から熱を受ける一方で、その一部のみが第一の冷媒流路１３と接しているので、従来の水冷ジャケットに比べて、受熱面積に対する冷媒との接触面積が少ない。
このため、この冷却ジャケット１１では、従来の水冷ジャケットに比べて単位時間に第一熱伝導体板１２から冷媒によって持ち去られる熱量が少なく、その表面温度が高くなるので、冷却ジャケット１１の表面への高温ガスの成分の結露が生じにくくなり、表面に硫酸が形成されにくい。
このように、本発明にかかる冷却ジャケット１１では、硫酸の発生を抑えることができるので、従来の水冷ジャケットに比べて、腐食による損傷が生じにくく、メンテナンスの頻度及びその規模を著しく低減することができ、炉２の操業効率を向上させることができる。
【００３５】
ここで、冷却ジャケット１１の性能を決定する設定事項は、第一熱伝導体板１２及び第二熱伝導体板１７の材質（熱伝導度、比熱、密度）、厚み、受熱面積に対する流路面積の割合や、第一、第二の冷媒流路１３、１６の形状や、第一、第二の冷媒流路１３、１６に供給する冷媒の流量、冷媒の温度である。
このように多くの設定事項について最適な条件を決定するにあたっては、コンピュータを用いた数値解析を行うことが効率的である。具体的には、接続部４の各部と高温ガスとの間の輻射伝熱及び対流伝熱、接続部４の各部と炉２内の熔体からの輻射伝熱、冷却ジャケット１１と冷媒との間の熱伝達、冷却ジャケット１１から大気への放散熱に適切な境界条件を設定し、コンピュータシミュレーションによって、接続部４の各部の温度分布を求める。そして、このコンピュータシミュレーションにおいて、計算結果（接続部４の各部の温度分布）が最適となるように上記の各設定事項を調整してゆくことで、最適な条件を求める。このように、コンピュータシミュレーションを用いて求めた最適条件に基いて実際の冷却ジャケット１１の各設定事項を設定することで、炉２の操業開始直後から接続部４の冷却を最適な状態で行うことができる。
【００３６】
そして、流路形成部材１４は、第一熱伝導体板１２において接続部４外に露出されている外面１２ａに設けられているので、接続部４の内壁を構成している第一熱伝導体板１２を取り外すことなく、流路形成部材１４のみを着脱することができる。
このため、炉２の操業期間中であっても、炉２を一時的に保温状態にして、流路形成部材１４のみを取り外して第一の冷媒流路１３のメンテナンスを行うことができる。また、炉２の操業条件が変わるなどして第一熱伝導体板１２の各部が受ける熱量が変動し、当初の第一の冷媒流路１３の形状では望ましい冷却を行うことができなくなった場合にも、流路形成部材１４の配置を変更したり、適切な形状のものと交換することで、第一の冷媒流路１３の形状を変更して、望ましい冷却を行うことができる。
【００３７】
また、第一の冷媒流路１３は線状に形成されていて、第一の冷媒流路１３の各部で冷媒の流量が均一となって冷媒の淀みが生じにくいので、第一の冷媒流路１３内に錆の発生や水垢の付着が生じにくい。また、錆や水垢によるトラブルが発生した場合にも、上記のように炉２を保温した状態のままで流路形成部材１４を取り外して第一の冷媒流路１３の清掃を行うことができ、迅速に対応して冷却性能を回復することができる。
【００３８】
また、接続部４において、後段の装置３の入口部分と重複する重複部Ｄは、内部に線状の第二の冷媒流路１６が形成された第二熱伝導体板１７によって構成されている。これにより、重複部Ｄに冷却ジャケットとしての機能をもたせつつ、その外面を突起物のない平坦形状とすることができるので、重複部Ｄを冷却しつつ、重複部Ｄの外面と後段の装置３の入口３ａの内面とを密着させてこれらの間の気密を確保して、これらの間からの高温ガスの漏れを防止することができる。
【００３９】
ここで、上記の実施の形態では、重複部Ｄに設けられる第二の冷媒流路１６に、冷媒供給源１５を接続して、第二の冷媒流路１６内に冷媒として冷却水が供給される構成としたが、これに限られることなく、第二の冷媒流路１６には、冷媒として空気等の気体を供給する第二の冷媒供給源を接続可能な構成としてもよい。これにより、第二熱伝導体板１７の表面温度が目標温度よりも低くなってしまう場合には、第二の冷媒流路１６には、第二の冷媒供給源から、冷媒として冷却水よりも抜熱量の少ない気体を供給して、第二熱伝導体板１７の表面温度を高めることができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明にかかる冷却ジャケットによれば、従来の水冷ジャケットに比べてその表面温度を高くして、高温ガスの成分の結露を防止することができるので、表面に硫酸が形成されにくく、腐食による損傷が生じにくい。このため、従来の水冷ジャケットに比べて、腐食による損傷が生じにくく、メンテナンスの頻度及びその規模を著しく低減することができ、炉の操業効率を向上させることができる。そして、流路形成部材は、第一熱伝導体板において接続部外に露出されている外面に設けられているので、接続部の内壁を構成している第一熱伝導体板を取り外すことなく、流路形成部材のみを着脱することができる。
このため、炉の操業期間中であっても、炉を一時的に保温状態として、流路形成部材のみを取り外して冷媒流路のメンテナンスを行うことができる。また、炉の操業条件が変わるなどして第一熱伝導体板の各部が受ける熱量が変動し、当初の冷媒流路の形状では望ましい冷却を行うことができなくなった場合にも、流路形成部材の配置を変更したり、適切な形状のものと交換することで、冷媒流路の形状を変更して、望ましい冷却を行うことができる。
【００４１】
また、冷媒流路は線状に形成されているので、冷媒流路の各部で冷媒の流量が均一となって冷媒の淀みが生じにくいので、冷媒流路内に錆の発生や水垢の付着が生じにくい。また、錆や水垢によるトラブルが発生した場合にも、上記のように炉を保温した状態のままで流路形成部材を取り外して冷媒流路の清掃を行うことができ、迅速に対応して冷却性能を回復することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる冷却ジャケットが適用されるアップテークの構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態にかかる冷却ジャケットの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態にかかる冷却ジャケットの構成を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は縦断面図である。
【符号の説明】
１アップテーク２炉
３後段の装置３ａ入口
４接続部１１冷却ジャケット
１２第一熱伝導体板１２ａ外面
１３第一の冷媒流路１４流路形成部材
１６第二の冷媒流路１７第二熱伝導体板
Ｄ重複部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an uptake cooling jacket (hereinafter simply referred to as a cooling jacket) for cooling an uptake provided in a furnace such as a smelting furnace.
[0002]
[Prior art]
The uptake is provided between a furnace and an apparatus such as a boiler or an exhaust treatment apparatus provided at the subsequent stage, and guides high-temperature gas generated in the furnace to a subsequent apparatus.
In the uptake, the furnace can be shielded by lowering the shielding plate from above into the connecting portion with the subsequent apparatus. By shielding the furnace in this way, even during the operation period of the furnace, the mining is temporarily stopped and the furnace is kept warm, while the operator enters the subsequent apparatus and performs maintenance work etc. In addition, when the maintenance of the furnace is completed at the time of repairing the furnace, the furnace can be heated in advance without waiting for the completion of the maintenance work of the subsequent apparatus.
[0003]
Here, the inner wall of the uptake is in high temperature because it is in contact with the high temperature gas and also receives radiant heat from the melt in the furnace. As described above, when the inner wall is at a high temperature, the components in the high-temperature gas and the splash or ash flowing from the furnace together with the high-temperature gas are fixed to the inner wall to cause casting.
If such casting occurs also on the inner wall of the connecting portion, this casting becomes an obstacle and it is difficult to raise and lower the shielding plate. Since a gap is generated between them and can be easily peeled off, the inner wall of the connection portion is constituted by a water cooling jacket so that the casting can be cooled.
[0004]
In the conventional uptake, a water cooling jacket having a configuration in which a refrigerant is circulated in a hollow box type metal case is used as such a water cooling jacket. Further, Patent Document 1 described later describes a water cooling jacket having a configuration in which a passage for flowing cooling water is provided in a meandering manner, although it is not a technique applied to uptake. In addition, the water-cooling jacket described in Patent Document 1 is provided at a setter corner (furnace body corner) to cool the furnace body.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 10-103871 A (column 5, lines 24 to 26, FIG. 2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the connection portion is constituted by the water cooling jacket in this way, a new problem arises that the water cooling jacket is gradually damaged by corrosion as the operation of the furnace continues.
Since the high-temperature gas generated in the furnace contains sulfur, if such water-cooling jacket damage progresses and cooling water leaks out of the water-cooling jacket, Sulfuric acid is produced by reacting with the sulfur content, and corrosion occurs in the subsequent apparatus (for example, in the boiler). If, for example, the boiler is perforated by such corrosion, the furnace operation must be stopped for several days for maintenance.
Also, when replacing the water-cooling jacket itself, it is necessary to disassemble the connection part, which requires a lot of labor and for this work the furnace operation must be stopped for a long period of time. Efficiency will decrease.
[0007]
Corrosion occurs in the water-cooled jacket in this way because the high-temperature gas generated in the furnace contains sulfur and moisture, and when this high-temperature gas comes into contact with the low-temperature water-cooled jacket, condensation occurs and the sulfur content This is because sulfuric acid is produced due to a chemical reaction between water and moisture.
[0008]
In order to eliminate the corrosion problem of the water cooling jacket, the surface temperature of the entire surface of the water cooling jacket is set to be higher than the temperature at which condensation of components in the high temperature gas occurs (experiencedly 150 to 200 ° C.). Must be kept at a high temperature. Of course, the surface temperature of the water cooling jacket needs to be maintained at a temperature at which the casting can be sufficiently cooled. However, the water-cooled jacket does not receive heat uniformly, and the amount of heat received varies depending on the location. Further, the amount of heat received by each part is not constant and varies depending on the operating conditions of the furnace.
[0009]
And since the water-cooling jacket conventionally used for the uptake is configured to pass the cooling water through the water-cooling jacket having a hollow box shape as described above, the flow rate of the cooling water in each part cannot be managed. . For this reason, the flow rate of the cooling water varies depending on the location, so that the surface temperature is likely to be uneven, and the surface temperature of each part cannot be controlled with high accuracy. In addition, since the conventional water-cooled jacket is designed only to enhance cooling, it is difficult to control the surface temperature.
Furthermore, the place where the flow of the cooling water is stagnant in the water cooling jacket is liable to cause rust or scales. Thus, when rust is generated on the water-cooled jacket or dirt adheres to the water-cooling jacket, the heat transfer at the place is lowered and cooling becomes insufficient, so that not only uneven surface temperature becomes noticeable, but also high-temperature corrosion occurs.
[0010]
On the other hand, the water-cooled jacket described in Patent Document 1 is not assumed to be used in an environment where corrosive gas exists.
For these reasons, the water-cooled jacket of Patent Document 1 cannot be immediately applied to the uptake jacket.
[0011]
If any of the above-mentioned water-cooled jackets cause problems due to rust or scale, disassemble and clean the water-cooled jacket after disassembling the connection and removing the water-cooled jacket, or replace the water-cooled jacket itself. There is a need to.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a cooling jacket that is unlikely to be damaged by corrosion.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A cooling jacket according to the present invention is an uptake cooling jacket provided at a connection portion of an uptake for guiding a high-temperature gas generated from a furnace to a subsequent device, and the inner wall of the connection portion. And a first heat conductor plate whose outer surface is exposed outside the connection portion,A second heat conductor plate located in the inlet of the latter apparatus and overlapping with the inlet portion, and the first and second heat conductor plates include the first and second heat conductors. A linear refrigerant flow path for cooling the plate while maintaining a temperature higher than the temperature at which dew condensation of the high-temperature gas occurs is meandered, and the outer surface of the first thermal conductor plate covers a part of the outer surface. A flow path forming member consisting of a half pipe that forms a linear first refrigerant flow path is provided between the first heat conductor plate, and the second heat conductor plate has a linear shape inside. A second refrigerant flow path is formedIt is characterized by that.
[0014]
In the cooling jacket configured as described above, the inner wall of the connection portion of the uptake is configured by the first heat conductor plate, and this first heat conductor plate as a whole is formed from the hot gas or the melt in the furnace. The first refrigerant flow path is in contact with only a part of the outer surface of the first heat conductor plate.
That is, this cooling jacket has a smaller contact area (flow path area) with the refrigerant relative to the heat receiving area than a conventional water cooling jacket, and less heat is carried away by the refrigerant from the first heat conductor plate per unit time. The surface temperature becomes high, the condensation of the component of the high temperature gas on the surface hardly occurs, and the surface is hardly corroded by sulfuric acid.
[0015]
Here, various conditions such as the ratio of the channel area to the heat receiving area of the first heat conductor plate and the shape of the first refrigerant channel formed on the first heat conductor plate are the first heat conductivity. The surface temperature of the body plate is appropriately set so as to be higher than the temperature at which dew condensation of the high-temperature gas occurs throughout, and within a temperature range in which high temperature corrosion hardly occurs and the casting is sufficiently cooled.
In determining the optimum condition for this setting item, numerical analysis using a computer can be used.
[0016]
And since the flow-path formation member is provided in the outer surface exposed outside the connection part in the 1st heat conductor board, without removing the 1st heat conductor board which comprises the inner wall of a connection part Only the flow path forming member can be attached and detached.
For this reason, even during the operation period of the furnace, the furnace can be temporarily kept warm, and only the flow path forming member can be removed for maintenance of the first refrigerant flow path. In addition, when the amount of heat received by each part of the first heat conductor plate fluctuates due to changes in the operating conditions of the furnace, etc., even when it is no longer possible to perform desirable cooling with the original shape of the first refrigerant flow path, By changing the arrangement of the flow path forming member or replacing it with an appropriate shape, the shape of the first refrigerant flow path can be changed even during the operation period of the furnace, and desirable cooling can be performed. it can.
[0017]
In addition, since the first refrigerant flow path is formed in a linear shape, the flow rate of the refrigerant is uniform in each part of the first refrigerant flow path, and it is difficult for the refrigerant to stagnate. Hard to occur. In addition, when troubles due to rust or scale occur, the first refrigerant flow path can be cleaned by removing the flow path forming member while keeping the furnace warm as described above. Cooling performance can be recovered.
[0018]
Further, the connecting portion has an overlapping portion that is located in the inlet of the subsequent apparatus and overlaps with the inlet portion, and this overlapping portion has a linear second refrigerant flow path formed therein. Constituted by the second heat conductor plateYes.
[0019]
As described above, when the overlapping portion is constituted by the second heat conductor plate in which the second refrigerant flow path is formed, the outer surface has a function as a cooling jacket, and the outer surface is projected. It is easy to secure the airtightness between the outer surface of the overlapping part and the inner surface of the inlet of the subsequent apparatus while cooling the overlapping part. It is possible to effectively prevent leakage of hot gas from the gas.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the structure of the uptake which is the installation object of the cooling jacket concerning this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 1, the uptake 1 is generated from the furnace 2 by connecting a furnace 2 such as a smelting furnace and an apparatus 3 (for example, a boiler, an exhaust treatment apparatus, etc.) provided at the rear stage of the furnace 2. The hot gas is guided to the subsequent apparatus 3.
Specifically, the uptake 1 is raised substantially vertically from the ceiling of the furnace 2, and at the upper end thereof, a projecting portion 4 is provided so as to project to the side, and a connecting portion 4 with the subsequent apparatus 3 is provided. . Here, a part of the connecting portion 4 is provided in the inlet 3 a of the subsequent apparatus 3. Hereinafter, in the connecting portion 4, a portion overlapping with the inlet portion of the subsequent apparatus 3 is referred to as an overlapping portion D.
[0021]
As shown in FIG. 2, the connecting portion 4 has a side wall portion 6, a ceiling portion 7, and a bottom portion 8. The side wall portion 6 is provided with a manhole 6a for an operator to inspect the inner wall of the connection portion 4. Further, a portion of the bottom portion 8 on the rear device 3 side is constituted by a slanted bottom plate 8a provided so as to be inclined downward toward the rear device 3 side.
[0022]
And the cooling jacket 11 concerning this invention is provided in the side wall part 6 and the oblique bottom board 8a.
Specifically, in the side wall portion 6 and the inclined bottom plate 8 a, the inner wall of the portion exposed to the outside of the subsequent device 3 is constituted by the first heat conductor plate 12. The outer surface 12a of the first heat conductor plate 12 is exposed to the outside of the connecting portion 4, and the outer surface 12a covers a part of the outer surface 12a and covers the first heat conductor plate 12 as shown in FIG. A flow path forming member 14 that forms a linear first refrigerant flow path 13 is provided between the first flow path 13 and the first flow path 13. The first heat conductor plate 12, the flow path forming member 14, and the first refrigerant flow path 13 constituted by these constitute the cooling jacket 11 according to the present invention.
[0023]
The thickness of the first heat conductor plate 12 relates to the magnitude of the heat conduction distance from each part of the inner wall surface of the first heat conductor plate 12 to the first refrigerant flow path 13, and the thickness thereof will be described later. Similarly to the arrangement and shape of the first refrigerant flow path 13, the temperature of the first heat conductor plate 12 is appropriately set so as to be maintained within an appropriate range. Specifically, by ensuring the thickness of the first heat conductor plate 12, the difference in the heat conduction distance to the first refrigerant flow path 13 between the portions of the inner wall surface is reduced, so that the first heat conduction In the body plate 12, the temperature unevenness between the region that is in direct contact with the first refrigerant flow path 13 and is directly cooled and the region that is not directly relaxed, and the surface temperature of the first heat conductor plate 12 is made uniform. can do.
Further, the surface temperature can be increased by increasing the heat conduction distance by increasing the thickness of the first heat conductor plate 12, and the surface temperature is decreased by decreasing the heat conduction distance by reducing the thickness. be able to.
Further, the thickness of the first heat conductor plate 12 is set in consideration of damage due to corrosion, and the thickness is secured so that the refrigerant does not leak due to corrosion during the operation period. In addition, in order to improve the corrosion resistance of the first thermal conductor plate 12, the first thermal conductor plate 12 is covered with a corrosion resistant material such as a Ni (nickel) based alloy in addition to increasing the thickness as described above. Also good.
[0024]
Here, the thickness of the first heat conductor plate 12 is increased because the weight of the first heat conductor plate 12 increases as the thickness increases, the workability is reduced, and the installation space is increased. Has an upper limit. For this reason, the thickness of the 1st heat conductor board 12 is arrangement | positioning of the 1st refrigerant | coolant flow path 13, shape, and the 1st heat conductor so that distribution of the surface temperature of the 1st heat conductor board 12 may become appropriate. It is set in consideration of the material of the plate 12 (thermal conductivity, specific heat, etc.) in combination.
[0025]
In addition, a refrigerant supply source 15 that supplies a refrigerant such as cooling water is connected to one end of the first refrigerant flow path 13, and is supplied from the refrigerant supply source 15 into the first refrigerant flow path 13. A refrigerant is circulated.
The flow path forming member 14 is provided on the outer surface of the first heat conductor plate 12 by, for example, welding. As the flow path forming member 14, for example, a space that becomes the first refrigerant flow path 13 can be formed between the first heat conductor plate 12, such as a half pipe, angle steel, and groove steel. Any shape can be used.
[0026]
Here, the ratio of the contact area (channel area) of the first heat conductor plate 12 with the first refrigerant channel 13 to the heat receiving area, and the first heat conductor plate 12 formed on the first heat conductor plate 12. The shape of the refrigerant flow path 13 is such that the surface temperature of the first heat conductor plate 12 is higher than the temperature at which dew condensation of components in the high temperature gas occurs throughout, and the casting is sufficiently cooled to prevent high temperature corrosion. The temperature range is appropriately set (empirically, the target temperature range is 250 to 400 ° C.).
Here, the width and the cross-sectional area of each part of the first refrigerant flow path 13 are substantially the same so that the flow rate of the refrigerant in each part of the first refrigerant flow path 13 is substantially the same, and the first heat conductor It is provided to meander along the outer surface 12 of the plate 12.
[0027]
Further, as shown in FIG. 2, the overlapping portion D of the side wall portion 6 and the overlapping portion D of the oblique bottom plate 8 are, as shown in FIG. 2, a second heat conductor plate 17 in which a linear second refrigerant flow path 16 is formed. It is constituted by. Specifically, the second refrigerant flow path 16 is formed by a hole formed through a second heat conductor plate 17.
The first refrigerant channel 13 and the second refrigerant channel 16 may be independent systems, or may be connected in series to form the same system. In the present embodiment, these are independent systems. That is, the cooling jacket 11 includes the side wall 6 and the inclined bottom plate 8a, and two refrigerant paths are provided respectively.
The cooling jacket 11 in the overlapping portion D is configured by the second heat conductor plate 17 in which the second refrigerant flow path 16 is thus formed.
[0028]
In the second heat conductor plate 17, the thickness from the surface serving as the inner wall of the connection portion 4 to the second refrigerant flow path 16 is from each part of the inner wall surface of the second heat conductor plate 17 to the second refrigerant flow path 16. The thickness is related to the heat conduction distance until the temperature of the second heat conductive plate 17 is kept within an appropriate range, as is the arrangement and shape of the second refrigerant flow path 16 described later. Is set as appropriate. Specifically, by ensuring the above thickness in the second heat conductor plate 17, the difference in the heat conduction distance to the second refrigerant flow path 16 between the portions of the inner wall surface is reduced. In the conductor plate 17, the temperature unevenness between the region that is in direct contact with the second refrigerant flow path 16 and directly cooled and the region that is not so is alleviated, and the surface temperature of the second heat conductor plate 17 is made uniform. Can be.
Further, the surface temperature can be increased by increasing the heat conduction distance by increasing the thickness of the second heat conductor plate 17, and the surface temperature is decreased by decreasing the heat conduction distance by reducing the thickness. be able to.
Furthermore, the thickness of the second heat conductor plate 17 is set in consideration of damage due to corrosion, and the thickness is secured so that the refrigerant does not leak due to corrosion during the operation period. In addition, in order to improve the corrosion resistance of the first heat conductor plate 12, the second heat conductor plate 17 may be covered with a corrosion resistant material such as a Ni-based alloy in addition to increasing the thickness as described above.
[0029]
Here, the thickness of the second heat conductor plate 17 is increased because the weight of the second heat conductor plate 17 increases as the thickness increases, the workability is reduced, and the installation space is increased. Has an upper limit. For this reason, the thickness of the second heat conductor plate 17 is determined so that the distribution of the surface temperature of the second heat conductor plate 17 is appropriate, the arrangement and shape of the second refrigerant flow path 16, and the second heat conductor. It is set in consideration of the material of the plate 17 (thermal conductivity, specific heat, etc.) in combination.
[0030]
In addition, a refrigerant supply source 15 is connected to one end of the second refrigerant flow path 16, and the refrigerant supplied from the refrigerant supply source 15 is circulated in the second refrigerant flow path 16. ing.
[0031]
Here, the ratio of the contact area (flow path area) of the second heat conductor plate 17 with the second refrigerant flow path 16 relative to the heat receiving area, and the second heat conductor plate 17 formed in the second heat conductor plate 17. The shape of the refrigerant flow path 16 is such that the surface temperature of the second heat conductor plate 17 is higher than the temperature at which dew condensation of components in the high temperature gas occurs throughout, and the casting is sufficiently cooled to prevent high temperature corrosion. It is appropriately set so as to be in the temperature range.
Here, the width and the cross-sectional area of each part of the second refrigerant channel 16 are substantially the same so that the flow rate of the refrigerant in each part of the second refrigerant channel 16 is substantially the same, and the second heat conductor It is provided to meander along the plate 17.
[0032]
The ceiling part 7 has a structure in which a plurality of box-shaped cooling jackets 18 configured to circulate a refrigerant in a hollow box-type heat conductor case are connected in the extending direction of the connection part 4 (the direction of high-temperature gas flow). Has been. Further, a part of the box-type cooling jacket 18 is provided so as to be detachable with respect to the ceiling portion 7. By removing the box-type cooling jacket 18, as shown in FIG. The furnace 2 can be shielded by lowering the shielding plate C into the connecting portion 4 from above 7. Here, this box-type cooling jacket 18 is excellent in terms of strength, and even when it is repeatedly attached and detached as described above, distortion is not easily generated, and the airtightness of the connection portion 4 can be kept good.
[0033]
As the first heat conductor plate 12, the flow path forming member 14, the second heat conductor plate 17, and the box-type cooling jacket 18, it is preferable to use a material having corrosion resistance such as stainless steel. Any material can be used as long as the material has corrosion resistance and corrosion resistance. For example, when carbon steel is used as the first heat conductor plate 12, the flow path forming member 14, and the second heat conductor plate 17, the material cost can be reduced compared to the case where a stainless steel plate is used.
[0034]
In the cooling jacket 11 configured as described above, the outer surface 12a of the first heat conductor plate 12 constituting the inner wall of the connecting portion 4 of the uptake 1 and a flow path covering only a part of the outer surface 12a. A first coolant channel 13 is formed by the forming member 14. That is, in this cooling jacket 11, the first heat conductor plate 12 receives heat from the high temperature gas or the melt in the furnace 2 as a whole, but only a part thereof is in contact with the first refrigerant flow path 13. Therefore, compared with the conventional water-cooling jacket, the contact area with the refrigerant with respect to the heat receiving area is small.
For this reason, in this cooling jacket 11, the amount of heat taken away by the refrigerant from the first heat conductor plate 12 per unit time is less than that in the conventional water cooling jacket, and the surface temperature becomes higher. Condensation of the hot gas component is less likely to occur, and sulfuric acid is not easily formed on the surface.
As described above, in the cooling jacket 11 according to the present invention, the generation of sulfuric acid can be suppressed. Therefore, compared to the conventional water cooling jacket, damage due to corrosion is less likely to occur, and the frequency and scale of maintenance can be significantly reduced. The operation efficiency of the furnace 2 can be improved.
[0035]
Here, the setting items that determine the performance of the cooling jacket 11 are the material of the first thermal conductor plate 12 and the second thermal conductor plate 17 (thermal conductivity, specific heat, density), thickness, and flow path area with respect to the heat receiving area. , The shape of the first and second refrigerant flow paths 13 and 16, the flow rate of the refrigerant supplied to the first and second refrigerant flow paths 13 and 16, and the temperature of the refrigerant.
In determining the optimum conditions for such many setting items, it is efficient to perform numerical analysis using a computer. Specifically, radiation heat transfer and convection heat transfer between each part of the connection part 4 and the high-temperature gas, radiation heat transfer from each part of the connection part 4 and the melt in the furnace 2, and between the cooling jacket 11 and the refrigerant Boundary conditions appropriate for heat transfer between the cooling jacket 11 and the heat dissipated from the cooling jacket 11 to the atmosphere are set, and the temperature distribution of each part of the connecting portion 4 is obtained by computer simulation. In this computer simulation, the optimum conditions are obtained by adjusting the above-mentioned setting items so that the calculation result (temperature distribution of each part of the connection part 4) becomes optimum. As described above, by setting each setting item of the actual cooling jacket 11 based on the optimum condition obtained by using the computer simulation, the connection portion 4 is cooled in an optimum state immediately after the operation of the furnace 2 is started. Can do.
[0036]
And since the flow path formation member 14 is provided in the outer surface 12a exposed outside the connection part 4 in the 1st heat conductor board 12, the 1st heat conductor which comprises the inner wall of the connection part 4 is provided. Only the flow path forming member 14 can be attached and detached without removing the plate 12.
For this reason, even during the operation period of the furnace 2, the furnace 2 can be temporarily kept warm, and only the flow path forming member 14 can be removed to perform maintenance of the first refrigerant flow path 13. In addition, when the operating condition of the furnace 2 changes, the amount of heat received by each part of the first heat conductor plate 12 fluctuates, and the desired cooling cannot be performed with the original shape of the first refrigerant flow path 13. In addition, it is possible to change the shape of the first refrigerant flow path 13 by changing the arrangement of the flow path forming member 14 or replacing the flow path forming member 14 with an appropriate shape, thereby performing desirable cooling.
[0037]
Further, the first refrigerant flow path 13 is formed in a linear shape, and the flow rate of the refrigerant is uniform in each part of the first refrigerant flow path 13 so that the refrigerant does not stagnate. 13 is less likely to generate rust and scale adhesion. In addition, even when troubles due to rust or scale occur, the first refrigerant flow path 13 can be cleaned by removing the flow path forming member 14 while keeping the furnace 2 warm as described above. The cooling performance can be recovered quickly.
[0038]
Moreover, in the connection part 4, the duplication part D which overlaps with the inlet part of the apparatus 3 of a back | latter stage is comprised by the 2nd heat conductor board 17 in which the linear 2nd refrigerant | coolant flow path 16 was formed inside. . Thereby, since the outer surface can be made into a flat shape without projections while the overlapping portion D functions as a cooling jacket, the outer surface of the overlapping portion D and the subsequent device 3 can be cooled while cooling the overlapping portion D. The inner surface of the inlet 3a can be brought into close contact with each other to ensure airtightness between them, and leakage of hot gas from between them can be prevented.
[0039]
Here, in the above embodiment, the coolant supply source 15 is connected to the second coolant channel 16 provided in the overlapping portion D, and cooling water is supplied as the coolant into the second coolant channel 16. However, the present invention is not limited to this, and the second refrigerant channel 16 may be connected to a second refrigerant supply source that supplies a gas such as air as a refrigerant. As a result, when the surface temperature of the second heat conductor plate 17 becomes lower than the target temperature, the second refrigerant flow path 16 is supplied from the second refrigerant supply source to the coolant as the refrigerant. The surface temperature of the second heat conductor plate 17 can be increased by supplying a gas with a small amount of heat removal.
[0040]
【The invention's effect】
According to the cooling jacket according to the present invention, the surface temperature can be increased compared to the conventional water-cooling jacket, and condensation of the components of the high-temperature gas can be prevented. Is unlikely to occur. For this reason, compared with the conventional water-cooled jacket, damage due to corrosion is less likely to occur, the frequency and scale of maintenance can be significantly reduced, and the operation efficiency of the furnace can be improved. And since the flow-path formation member is provided in the outer surface exposed outside the connection part in the 1st heat conductor board, without removing the 1st heat conductor board which comprises the inner wall of a connection part Only the flow path forming member can be attached and detached.
For this reason, even during the operation period of the furnace, it is possible to maintain the refrigerant flow path by removing only the flow path forming member while keeping the furnace in a warm state. Also, when the amount of heat received by each part of the first heat conductor plate fluctuates due to changes in the operating conditions of the furnace, etc., it becomes impossible to perform desirable cooling with the original refrigerant flow path shape. Desired cooling can be performed by changing the shape of the refrigerant flow path by changing the arrangement of the members or replacing the member with one having an appropriate shape.
[0041]
In addition, since the refrigerant flow path is formed in a linear shape, the flow rate of the refrigerant is uniform in each part of the refrigerant flow path, and it is difficult for the refrigerant to stagnate. Hard to occur. In addition, even when troubles due to rust or scale occur, the flow path forming member can be removed and the refrigerant flow path cleaned while the furnace is kept warm as described above. Performance can be restored.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an uptake to which a cooling jacket according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a cooling jacket according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are diagrams showing a configuration of a cooling jacket according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a perspective view, and FIG. 3B is a longitudinal sectional view.
[Explanation of symbols]
1 Uptake 2 Furnace
3 Rear stage equipment 3a Entrance
4 Connection 11 Cooling jacket
12 1st heat conductor board 12a outer surface
13 First refrigerant flow path 14 Flow path forming member
16 Second refrigerant flow path 17 Second heat conductor plate
D Overlapping part

Claims

An uptake cooling jacket provided at a connection portion of the uptake for guiding the high temperature gas generated from the furnace to the subsequent apparatus, and the latter apparatus,
A first thermal conductor plate that constitutes an inner wall of the connecting portion and whose outer surface is exposed to the outside of the connecting portion; and a second thermal conductor plate that is located in the inlet of the latter apparatus and overlaps with the inlet portion. Have
The first and second heat conductor plates meander with linear refrigerant channels that cool the first and second heat conductor plates while maintaining the temperature higher than the temperature at which the condensation of the high-temperature gas occurs. Formed,
On the outer surface of the first heat conductive plate, a flow path formed of a half pipe that covers a part of the outer surface and forms a linear first refrigerant flow path between the first heat conductive plate and the first heat conductive plate. Members are provided,
An uptake cooling jacket characterized in that a linear second refrigerant flow path is formed inside the second heat conductor plate .