基於TRIZ理論解決水冷套管洩漏的問題

基於水冷套管洩漏的問題，運用創新理論，對水冷套管結構進行分析，運用TRIZ發明原理，對其功能系統進行元件分析，共得到8種解決方案，從安全性、成本、效率這3個維度綜合評價，最終選取1種最經濟、便捷、有效的改造方案。

1 裁剪

運用系統裁剪法（TRIMMING）得出方案1：裁剪掉外套筒、U形環形封頭、隔筒、上法蘭、下法蘭，直接用內筒和外筒形成的迴圈冷卻水腔來完成換熱過程。

2 因果分析

方案2：冷卻水流道的橫截面積增加2倍，寬度由8 mm增加到50 mm，延緩淤堵時間。

3 資源分析

方案3：在冷卻水進水口之前加裝水質淨化裝置，保證水質乾淨達標。

方案4：在水冷套管前加裝管道泵，增加冷卻水流速，保證熱焦粉冷卻充分。

4 技術矛盾、矛盾矩陣

根據阿奇舒勒的40個發明原理和39×39矛盾矩陣的一一對應查詢，得到如下方案。

方案5：發明原理30（柔性殼體或薄膜原理），製作成列管式換熱器，內筒採用DN100鋼管均布，管程走熱焦粉，殼程走冷卻水，外筒焊接1個大柔性膨脹結來消除熱脹冷縮的應力。

方案6：發明原理30（柔性殼體或薄膜原理），製作成列管式換熱器，內筒採用DN100鋼管均布，每根管焊接1個膨脹節來消除熱脹冷縮的應力，管程走熱焦粉，殼程走冷卻水。

方案7：發明原理14（曲面化原理），內筒曲面是梅花狀的波紋管，內部走水，外部圓筒內走冷卻水，中間曲線區域部分走紅熱焦粉。

方案8：發明原理17（空間維數變化原理），將原來三維的圓筒形結構改變為二維的板式換熱器結構，在每側的冷卻側安裝下進高出的獨立閥門，既可以根據下灰的不均勻性調節每個冷卻腔的冷卻水量，還可以反洗排汙。

根據方案的成本、複雜程度、製作週期、可操作性等幾個維度綜合評價，最終選定方案8：對多管式水冷套管結構進行改造，選用板式換熱器結構。具有如下優點。

（1）結構簡單，易於製作。

（2）不需要其他附屬配套件。

（3）流道選用120 mm寬。

（4）換熱板厚度10 mm，保證換熱效率。

（5）冷卻腔獨立進水，如有損壞可以單獨切斷。

（6）冷卻腔上部接觸高溫焦粉處填充耐熱澆注料50 mm。

（7）換熱面積比管式換熱裝置多17.7%，流通面積比原來多135%，冷卻效果更佳。