基于水冷套管泄漏的問題，運用創(chuàng)新理論，對水冷套管結(jié)構(gòu)進行分析，運用TRIZ發(fā)明原理，對其功能系統(tǒng)進行組件分析，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(jīng)濟、便捷、有效的改造方案。

1 裁剪

運用系統(tǒng)裁剪法（TRIMMING）得出方案1：裁剪掉外套筒、U形環(huán)形封頭、隔筒、上法蘭、下法蘭，直接用內(nèi)筒和外筒形成的循環(huán)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(zhì)凈化裝置，保證水質(zhì)干凈達標。

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(shù)矛盾、矛盾矩陣

根據(jù)阿奇舒勒的40個發(fā)明原理和39×39矛盾矩陣的一一對應(yīng)查找，得到如下方案。

方案5：發(fā)明原理30（柔性殼體或薄膜原理），制作成列管式換熱器，內(nèi)筒采用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(jié)來消除熱脹冷縮的應(yīng)力。

方案6：發(fā)明原理30（柔性殼體或薄膜原理），制作成列管式換熱器，內(nèi)筒采用DN100鋼管均布，每根管焊接1個膨脹節(jié)來消除熱脹冷縮的應(yīng)力，管程走熱焦粉，殼程走冷卻水。

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

方案8：發(fā)明原理17（空間維數(shù)變化原理），將原來三維的圓筒形結(jié)構(gòu)改變?yōu)槎S的板式換熱器結(jié)構(gòu)，在每側(cè)的冷卻側(cè)安裝下進高出的獨立閥門，既可以根據(jù)下灰的不均勻性調(diào)節(jié)每個冷卻腔的冷卻水量，還可以反洗排污。

根據(jù)方案的成本、復雜程度、制作周期、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(jié)構(gòu)進行改造，選用板式換熱器結(jié)構(gòu)。具有如下優(yōu)點。

（1）結(jié)構(gòu)簡單，易于制作。

（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。