本实用新型涉及一种焦炉上升管荒煤气余热回收利用设备的技术领域，具体涉及一种焦炉荒煤气余热回收利用的换热式上升管。
背景技术：
上升管属于焦炉的一个设备，目前，炼焦企业普便使用炭化室法烧制焦炭这一传统工艺，加入炭化室内的焦煤被加热后产生大量的荒煤气，其温度在650℃-800℃左右，上升管的作用就是将炭化室产生的高温荒煤气导入集气管。每个焦化企业焦炭产能不同，炭化室的孔数也不同，每孔炭化室都设有一支上升管。 而众多上升管内的高温荒煤气余热却一直未能利用，只能在导入集气管时用循环氨水降温把热量白白浪费掉。
早在上世纪70年代，首钢、太钢采用夹套上升管，夹套内冷却水吸收荒煤气所携带的热量而汽化产生蒸汽，实现热能的回收利用，简称为“焦炉上升管汽化冷却装置”，曾一度被多家焦化企业采用，但因众多原因都没有做到安全稳定运行，最后只得拆除。北京焦化、武钢焦化等企业在上升管体卷边结构、焊接方法方面进行了多项改进，仍不能完全解决上升管的筒体焊缝拉裂、漏水、漏汽等问题，运行一段时间后终因系统安全稳定性、运行成本等方面原因纷纷停用。近些年来，也有采用热管技术和导热油技术来回收高温荒煤气的余热，但都不能长周期稳定运行，主要问题是：这些背景技术都没有克服焦炉荒煤气换热的困难，出现换热面粘结焦油，絮状物堵塞，换热面漏水影响焦炉生产，漏水后不能第一时间发现等问题。随着人们对高温荒煤气余热回收的重要性认识的进一步提高，越来越多的人开始研究一种能安全、稳定的回收高温荒煤气余热的设备。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单、安装、更换方便并设有防泄漏报警装置的换热式上升管。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种焦炉荒煤气余热回收利用的换热式上升管，它由上法兰、筒体、内衬保温材料、换热管元件外管、换热管元件内管、下法兰、热介质出口管、热介质集箱、导热材料、冷介质集箱、冷介质进口管组成；上法兰和下法兰分别设在筒体的上下两端，筒体内壁设有内衬保温材料，筒体内部设有由若干支换热管元件外管、换热管元件内管及导热材料构成的换热管元件，换热管元件外管的两端分别和筒体连接，换热管元件外管和换热管元件内管的两端连接，形成密封室，密封室内设有导热材料，冷介质进口管和热介质出口管分别设置在冷介质集箱和热介质集箱上，换热管元件内管分别连接冷介质集箱和热介质集箱。
进一步的，所述的换热管元件上设有保护气体接管一，保护气体接管一上设有保护气体总管，保护气体接管一上设有保护气压力报警器。
进一步的，所述的换热管元件层和层之间的保护气体由保护气体接管二连接。
进一步的，所述的换热管元件层和层之间通过密封板连接。
采用上述结构后，本实用新型的有益效果为：它使换热面不易产生粘结焦油或絮状物堵塞，不腐蚀，因换热管元件内管和外管之间的密封腔室内填充了导热系数大的导热材料和气体，可以起到提高传热效率的作用，根据所填充气体压力的变化会引起报警系统启动，起到了避免换热介质漏进炭化室的作用，所以对所填充的气体称之为保护气体，解决了本领域长期希望解决的技术问题。
采用上述结构后，本实用新型的工作原理为：换热介质通过冷介质进口管进入冷介质集箱内，由冷介质集箱再分别进入每支换热管元件的内管，换热介质被加热后由每支内管的另一端进入热介质集箱，再由与热介质集箱相连的热介质出口管引出；在上升管内的荒煤气将换热管元件的外管加热，外管所吸收的热量经内管和外管所形成的环隙中填充的导热材料和充入的气体将热量传给内管，内管再将热量传给内管里面的换热介质。荒煤气被冷却后流出上升管，实现荒煤气的余热回收。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
1、上法兰； 2、筒体；3、内衬保温材料；4、换热管元件外管；5、换热管元件内管；6、密封板；7、下法兰；8、保护气压力报警器；9、保护气体接管一；10、保护气体总管； 11、热介质出口管；12、热介质集箱；13、导热材料；14、保护气体接管二；15、冷介质集箱；16、冷介质进口管；17、保护气体接管三。
具体实施方式
实施例
参看图1所示，本实施例采用的技术方案是：一种焦炉荒煤气余热回收利用的换热式上升管，包含上法兰 1、筒体2、内衬保温材料3、换热管元件外管4、换热管元件内管5、密封板6、下法兰7、保护气压力报警器8、保护气体接管一9、保护气体总管10、热介质出口管11、热介质集箱12、导热材料13、冷介质集箱15、保护气体接管二14、冷介质进口管16、保护气体接管三17；上法兰1、下法兰7分别设置在筒体2的上下两端，构成上升管，上升管筒体2内壁设有内衬保温材料3，上升管筒体内设有若干支由换热管元件外管4、导热材料13、换热管元件内管5组成的换热管元件，换热管元件外管4的两端与筒体2连接，换热管元件的外管4和换热管元件的内管5的两端分别连接在一起，形成密封腔室，在密封腔室内填充导热材料13和保护气体，换热管元件的冷介质进口管16和热介质出口管11分别设置在冷介质集箱15和热介质集箱12上，换热管元件的外管4与上升管内的荒煤气接触，换热管元件的传热介质区域与上升管壳体内荒煤气区域是两个相互独立、封闭的空间。
所述的冷介质由冷介质进口管16进入冷介质集箱15内，由冷介质集箱15再分配给若干根换热管元件的内管5，再由换热管元件的内管5流进热介质集箱12汇集，经热介质出口管11导出，高温荒煤气由下法兰7进入上升管内与换热管元件的外管4接触，换热管元件的外管4被高温荒煤气加热后经导热材料13和气体将热量经换热管元件内管5传给换热介质，介质被加热，荒煤气被降温后经上法兰1流出。
所述的保护气体经保护气体总管10进入保护气体接管一9，经保护气体接管一9进入由换热管元件内管5和换热管元件外管4之间的环隙所形成的密封腔室内，换热管元件层与层之间的保护气体由保护气体接管二14连接，保护气体接管三17起到排气等作用，在保护气体接管一9上设有保护气压力报警器8。
所述的换热管元件层与层之间的间隙通过密封板6连接在一起。
所述的换热介质可以是水、水蒸气或者是它们的混合物，也可以是其他气体或液体，且高温下不与换热面产生氧化、腐蚀等化学或者物理性变化，在传热状态下是稳定的介质。
本实施例有益效果为：使换热面不易产生粘结焦油或絮状物堵塞，不腐蚀；因换热管元件内管5和换热管元件外管4之间的密封腔室内填充了导热系数大的导热材料和气体，可以起到提高传热效率的作用；另外，腔室内填充的气体，正常情况下压力是稳定的，当内管损坏时，压力较高的换热介质会进入换热管元件内管5和换热管元件外管4之间的环隙，引起所填充气体压力的升高，使监控腔室内气体压力的保护气压力报警器8启动，操作工会根据报警马上判断出是哪一台上升管换热器出现了问题，立即将这一台上升管换热器的换热介质进出口阀门关掉，换热介质因此不会漏入炭化室；当外管损坏时，因管外荒煤气压力低于内外管形成的腔室内所填充的气体压力，因此，所填充的气体会漏出，使监控腔室内保护气压力报警器8系统启动，同样，操作工也会很快判断出是哪台上升管换热器出了问题，并对其采取措施，因根据所填充气体压力的变化会引起保护气压力报警器8启动，起到了避免换热介质漏进炭化室的作用，所以对所填充的气体称之为保护气体，解决了本领域长期希望解决的技术问题。
以上所述，仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。