一种与高温气体接触的金属壁冷却方法

摘要

本发明公布了一种与高温气体接触的金属壁冷却方法，步骤为：在金属壁上开有若干离散孔，金属壁的一侧通有冷却介质，一部分冷却介质通过对流流动，对金属壁进行冷却；另一部分冷却介质通过离散孔进入高温气体中，通过液相蒸发和液/气膜对金属壁进行冷却。本发明综合了冷却介质对流换热冷却、蒸发冷却和气/液膜冷却的特点，对与高温气体接触的金属壁进行有效冷却，实现了流动和传热过程的耦合，降低了金属内部的温度梯度，避免了因金属壁两侧温差过大导致材料热应力持续增加从而损坏金属壁。本发明可用于火管式废热锅炉管板、烧嘴头部等与高温气体接触的金属壁冷却。

主权项

一种与高温气体接触的金属壁冷却方法，其特征在于，所述金属壁上设有高温气体分配管，且所述金属壁的一侧为高温气体、另一侧为对所述金属壁进行降温保护的冷却介质；所述冷却方法包括如下步骤：在所述金属壁上开通供所述冷却介质通过的多个离散孔，使所述冷却介质的一部分在所述金属壁的低温壁面上以对流换热方式冷却所述金属壁、另一部分在压差作用下通过所述离散孔；在流经所述离散孔的过程中，部分所述冷却介质吸热蒸发发生相变，通过对流冷却和蒸发冷却方式冷却所述金属壁；当所述冷却介质到达所述金属壁的高温壁面时，在所述离散孔的出口处形成气/液膜，所述气/液膜隔断高温气体与所述高温壁面之间的直接传热，对所述金属壁进行降温保护；所述低温壁面一侧的冷却介质的压力高于所述高温壁面一侧的高温气体的压力；所述离散孔的当量直径为1～5毫米，为圆柱形或非圆柱形；所述离散孔占所述金属壁(1)的面积百分比为5～50％。