CN102149971A - 用于辐射管式燃烧器的热量回收器 - Google Patents

用于辐射管式燃烧器的热量回收器 Download PDF

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Abstract

用于辐射管式燃烧器的换热器(R)，所述辐射管具有燃烧器导道和排气导道(1)，换热器布置在排气导道(1)的出口，并且包括热交换器(E)，热交换器(E)包括：出离段(5)，用于将要预热的空气向布置在烟气进口侧的换热器的端部的套接管(6)导引；和回返段(7)，其朝燃烧器空气的供给管路(8)敞开。所述组装体被设置用于使得一部分烟气被燃烧空气带动并且与之进行混合；热交换器(E)占据排气管(1)的仅一部分横截面，另一部分(1a)保持空闲，用于烟气通过；燃烧空气通过烟气在出离段(5)和在出离段(5)外径向地偏移的回返段(7)中被加热并且浸没在烟气中。

Description

用于辐射管式燃烧器的热量回收器
技术领域
本发明涉及用于辐射管式燃烧器的热量回收器，辐射管包括燃烧器导道和排气导道，燃烧器布置在燃烧器导道的入口，热量回收器布置在排气导道的出口。
本发明针对的热量回收器的类型是：其包括热交换器，所述热交换器布置在连接导道内，所述连接导道被设置用于与所述排气导道相连接，以保证通过一部分烟气对燃烧空气进行逆流式预热，热交换器包括：
-  出离段，其用于将要预热的空气向一套接管导引，所述套接管被布置在所述热量回收器的在烟气进口侧的端部，
-  和回返段，其朝燃烧器的空气的供给管路敞开，所述套接管确定一路径，用于对燃烧空气流进行转向并且将其向所述回返段进行导引，
所述组装体被设置用于使得一部分烟气被燃烧空气带动并且与之进行混合，以减少燃烧产物的氮氧化物含量。
背景技术
FR-A-2780770示出该类型的一热量回收器。一般性地，带燃烧器的辐射管配备有对烟气热量进行换热的、散热片式热交换器类型的一换热系统。
WO 2008/022722也示出一热量回收器，其中出离段被回返段围绕。燃烧空气仅在返回路径时才被烟气加热。
至此所提出的热量回收器需要进行改进以：
-  提高其热性能和热量在烟气和燃烧空气之间的热传递，
-  提高烟气在燃烧空气中的再循环率以减少氮氧化物的排放并且改善辐射管温度的均匀性，
-  限制负载损失以减少燃烧空气所要求的压力和用于运输流体所需要的对烟气的抽取，
-  控制负载损失，
-  使得燃烧器的冷点火变得可靠，
-  并且降低制造成本。
发明内容
根据本发明，用于辐射管式燃烧器的热量回收器，所述辐射管具有燃烧器导道和排气导道，所述燃烧器布置在所述燃烧器导道的入口，所述热量回收器布置在所述排气导道的出口，并且所述热量回收器包括热交换器，所述热交换器布置在连接导道内，所述连接导道被设置用于与所述排气导道相连接，以保证通过一部分烟气对燃烧空气进行逆流式预热，所述热交换器包括：
-  出离段，其用于将要预热的空气向一套接管导引，所述套接管被布置在所述热量回收器的在烟气进口侧的端部，
-  和回返段，其朝燃烧器的空气的供给管路敞开，所述套接管确定一路径，用于对燃烧空气流进行转向并且将其向所述回返段进行导引，
热交换器占据所述连接导道的仅一部分横截面，另一部分保持空闲，用于让烟气通向排出口，
所述组装体被设置用于使得一部分烟气被燃烧空气带动并且与之进行混合，
其特征在于，
-  所述热交换器的出离段包括多根热交换器管，所述热交换器管平行于所述连接导道的轴线，用于燃烧空气的通过，所述烟气通过所述热交换器管与所述空气进行换热，所述两流体具有平行的、方向相反的流动，
-  所述热交换器管通向所述套接管的内部，
空气回路呈“别针”的形式布置，所述回返段相对于所述出离段的热交换器管径向地偏移，所述热交换器管的和所述回返段的横截面一个位于另一之外。
空气通过烟气的预热在该回返段中继续进行，其方式是，通过来自空气与更热的烟气的混合的一直接热交换，和通过与围绕所述回返段流通的烟气的一间接热交换。
有利地，所述热交换器管集组在包含在所述回返段和所述连接导道或所述排气导道之间的空间的一区域中。所述回返段由管体形成，所述管体的横截面足够用于来自所述热交换器管的空气和烟气的再循环部分的流动。
根据第一可能性，所述回返段的管体密封地与所述套接管相连接，所述管体的另一轴向端部被封闭，所述回返段通过一喷射器横向地敞开，所述喷射器与所述燃烧器的空气的供给管路相面对地布置。
根据另一可能性，所述回返段的管体在烟气的进口侧是敞开的；并且，所述套接管包括一出口，该出口弯曲呈钩形，集中收集管的流量，并且通向所述回返段的敞开端部中，在所述回返段中执行空气和一部分烟气的混合。回返段可被弯曲，特别地弯曲成一直度，以便从连接导道出离。
所述热量回收器包括进气管路，所述进气管路被管形罩套围绕，所述管形罩套在其内侧端部被封闭，在其另一端部被敞开到用于所述热交换器管的进气腔室中，所述管形罩套被烟气围绕，使得燃烧空气在进入所述热交换器管内前，执行预热的第一往返路径。
所述套接管包括圆柱形部分，所述圆柱形部分在上游由与所述混合用的管体相连接的漏斗状体延长，所述漏斗状体在其中央部分内包括管形的延伸部分，所述延伸部分形成用于燃烧空气的喷射器，该延伸部分被套筒支撑，所述套筒径向地被定向，并与一环形空间相连通，所述热交换器管和所述管形延伸部分的内部通向该环形空间。
有利地，热量回收器使用不锈钢制管形元件和不锈钢板构件以机械-焊接的方式制成。螺旋体可被布置在至少一热交换器管中。
所述热交换器管被套管围绕，所述燃烧空气在所述热交换器管中流通，而烟气在包含在所述热交换器管和所述套管之间的环形通道中流通。被所述套管密封地穿过的隔板被设置用于在所述连接导道的端部界定出腔室，腔室与烟气排出口相连，所述套管通向所述腔室中。
所述热量回收器包括旁通导道，只要所述辐射管没有达到燃料的自燃温度，所述旁通导道使得一部分冷空气直接地短接至所述燃烧器，而不经过所述热量回收器，并且所述旁通导道具有切分机件，所述切分机件被设置用于点燃所述燃烧器的空气。
所述热交换器管可具有不同的直径，例如在上部分其直径较大，而在下部分其直径较小。优选地，所述热交换器管仅在一端部——与所述套接管相连的热端部——被焊接，而在另一端部，其密封滑动地嵌接在一壁体中。
合理地分布热交换器管用，其分布方式是，优化流体的通道截面，例如根据在排气导道的轴线上定中心的一圆弧优化流体的通道截面，并且减少在自由截面中流通的烟气中的负载损失。
根据一变型，热交换器管有组装体被一套壁围绕，并且烟气在包含在热交换器管外表面和套壁之间的区域中流通。由于产生的烟气的体积大，该变型更为适用于钢铁冶金气体(焦炉气体和高炉气体)的运行。
附图说明
除了如前所述的布置，本发明包括一定数目的其它布置，其将在下文中参照附图就所描述的无任何限定性的实施示例进行明确地说明。附图中：
图1是配备一热量回收器燃烧器的一炉具的局部示意性垂直剖视图。
图2是根据本发明的一热量回收器，部分以外侧视角显示的示意性垂直轴向剖视图。
图3是相对于图2右侧的示意性放大图。
图4是位于根据图3的喷射器18的位置的示意性剖视图。
图5是一实施变型的与图4相似的视图。
图6是另一实施变型的与图4相似的视图。
图7是根据图8的线VII-VII，带有剪切部分的根据本发明的热量回收器的一变型的示意性垂直轴向剖视图。
图8是根据图7的线VIII-VIII放大的一截面，和
图9是根据本发明的热量回收器的另一变型的透视垂直轴向剖视图。
具体实施方式
参照图示，尤其是图1，可以看到辐射管T式燃烧器B。辐射管T包括燃烧器导道Tb，在燃烧器导道Tb的入口安装有燃烧器B。辐射管T穿过一炉具的一壁体P，在炉具的膛腔中延伸，并且通过一排气导道1穿过壁体露出。燃烧器B通过一导道Bc被供给燃料。燃烧器B的火焰在辐射管T中延展，并且烟气(燃烧气)行经该辐射管，以保证对炉具的加热。烟气在辐射管T中朝向排气导道1被导引。
一热量回收器R被布置在排气导道1的出口。如在图2上可见，热量回收器R包括一热交换器E，热交换器E布置在一连接导道1b内，连接导道1b被设置用于通过法兰(图2上未显示)连接到排气导道，以保证通过从排气导道出离的一部分烟气2对燃烧空气进行逆流式预热。
冷的燃烧空气根据箭头4的方向由热交换器E的一端部3进入，并且通过热交换器的一出离段5被导引向布置在热量回收器的烟气进口侧的端部的一套接管6。热交换器E包括一回返段7，其向燃烧器空气的一供给管路8敞开。套接管6确定一路径，用于对来自出离段5的燃烧空气流进行换向并且用于将其向回返段7进行导引。
所述组装体被设置用于使得一部分燃烧烟气9被供给燃烧器的空气带动并且与该空气在管路8中相混合。
热交换器E仅占据连接导道1b或排气导道1的横截面的一部分，如在图2上清晰地可见。所述横截面的另一部分1a保持自由。热交换器的回返段7相对于出离段5径向地偏移。出离段5和回返段7相应地彼此外置。回返段7浸没在烟气部分9中。
燃烧空气在经过出离路径5时通过被烟气围绕的出离段5的壁体被烟气加热。在返回路径时，烟气对空气的加热通过回返段7的壁体继续进行。
位于套接管6处的热量回收器的上游部分被设置用于将烟气分隔成将通过一出口10排出的部分2和将与燃烧空气相混合的部分9。如在图7上所示，出口10配有与一烟道(未显示)相连接的一连接法兰B2。烟气部分9在位于热交换器E和连接导道1b的或排气导道1的内表面之间的空闲截面1a中流通。
热量回收器包括一通道D，用于将烟气部分2自热交换器E的上游导引至出口10。
如通过图2和3所示，热交换器的出离段5包括多个热交换器管11，所述热交换器管11平行于所述连接导道1b的和所述排气导道1的几何轴线。根据第一实施方式，热交换器管11的直截面的中心布置在一圆弧上，所述圆弧定中心于排气导道1的轴线上，如在图3和4上可见，该圆弧以略大于180°的方式延伸。热交换器管11被设置用于以下流体之一的通过：燃烧空气或烟气。在图2到4上示出的示例中，热交换器管11被设置用于燃烧空气的通过，并且热交换器管11密封地穿过封闭连接导道1b的(根据烟气流动方向而言)下游部分的一横向底部壁体12。燃烧空气入口包括一分配箱(未显示)，分配箱与凸出于壁体12外部的热交换器管11的不同端部3相连通。在该位置密封性以在热交换器管11上滑动的方式得到保证，以便不抑制热膨胀。因此这允许热交换器管相互独立地延伸。
根据图2到4，热交换器管11各自被共轴的套管13围绕，套管13密封地穿过在出口10上游封闭连接导道1b的一隔板14。一排气腔室15在隔板14和壁体12之间形成，该排气腔室15与出口10相连通。套管13被布置在距排气导道1的内表面一定径向距离处，并且止于壁体12前，以通向排气腔室15内。在套管13的另一端部，套管13止于与所述套接管6的一横向底部壁体6a相隔一距离处，以在每个套管13的上游端部和套接管6之间形成一环形空间16，从而允许烟气部分2进入包含在热交换器管11的外表面和套管13的内表面之间的环形通道D中。烟气排出的部分2从套管13的下游端部离开，并且通过出口10排出。
根据图3的实施示例，套接管6具有呈圆弧形的一轮廓，与连接导道1b的内表面径向地间隔开。热交换器管11通向套接管6内。热交换器管11的端部优选地被焊接到壁体6a上，壁体6a正对着每个热交换器管11穿制有孔口。
回返段7由一圆柱形管体17形成，圆柱形管体17的几何轴线平行于连接导道1b的几何轴线。圆柱形管体17的横截面积优选地至少等于热交换器管11的横截面积之和。壁体6a包括与圆柱形管体17相连通的一连通孔口，圆柱形管体17密封地与该壁体6a连接，优选地通过焊接与该壁体6a连接。圆柱形管体17的另一轴向端部在隔板14附近被一壁体17a封闭。
在壁体17a的邻近端部上，圆柱形管体17配备有被预热的空气的一横向喷射器18。该喷射器通过一截锥形接头管形成，该接头管的直截面向外递减，旨在按燃烧器的方向经过管路8吹送被预热的空气。喷射器18止于距连接导道1b或排气导道1一定距离处，以便一环形区域19存在于喷射器18的出口和管路8的入口之间。从喷射器18出离的空气产生吸入烟气部分9的吸入效应，并且将其带动至供给管路8中。
热量回收器E可完全由不锈钢管和不锈钢板制成。
热量回收器R的运行如下。
用于燃烧的冷空气按与热烟气部分2逆流的方式在热交换器管11中流通和被加热，该热烟气部分2在位于热交换器管11和套管13之间的通道D中流动。被预热的空气的流通方向在套接管6中被转向，并且空气沿回返段7向喷射器8返回，回返段7位于热烟气部分9中。空气的预热在该回返段7中继续进行。被预热的空气通过喷射器18出离，并且与被带动到管路8中的烟气部分9相混合。
图5示出一实施变型，根据该实施变型，热交换器管11——要预热的燃烧空气在其中流通——整体被一公共的外部罩套20围绕。烟气在包含在外部罩套20和热交换器管11的外表面之间的通道D中流通。回返段7配备有喷射器18。图5的热交换器E整体被安装在连接导道1b或排气导道1中。该配置由于其负载损失小而接受更大容积的烟气，并且该配置良好地适合于与劣质的钢铁冶金燃料一起使用。
图6示出另一实施变型，其具有热交换器管的不同布置，以用于增大换热面积，而不加大回收的烟气的负载损失。热交换器管11、13被集组在包含在回返段7和排气导道1之间的空间的一区域中。该配置允许增加在排气导道中的热交换器管的数目，并且允许更大量的燃烧空气的预热，而不减少再循环烟气的比例。
对于根据本发明的所有实施变型，在热交换器管中流通的烟气和燃烧空气的流量是恒定的，这是因为其仅取决于燃烧器的运行工况。根据图6的变型，使用一附加管，气体在热交换器管中的流动速度略小，不过换热面更大。在我们的运行范围中，对于通过对流换热的层面，面积比速度有优势，因此，尽管烟气和燃烧空气的流动速度较小，它产生比根据图6的实施示例的热交换器更大的热效率。
因此可以容易地理解，为了得到在换热面积(热交换器管的数目、直径和长度)和流动速度之间的更好折衷，优化是必需的，以得到在体积和负载损失之间的良好平衡。
在根据图6的实施变型中，回返段7不再在排气导道中被定中心，而是向底部偏移，以使得热交换器管位于上部分中。
图5和6的热交换器的运行与图2到4的热交换器的运行相似。
有利地，可设计，只要辐射管没有达到燃料的自燃温度，将一部分冷空气直接地短接(by-passer)至燃烧器，而不经过热量回收器。该短接系统需要使用对用于点燃燃烧器的空气进行切分的切分机件(organe desectionnement)21(图1)。
参照图7和8，可以看到根据本发明的热量回收器的另一实施变型。具有与在前述实施方式中描述的元件相同作用的元件通过相同的数字标识表示，需要的地方加上一引号′。对这些元件的描述将不再重复进行或仅简略地进行。热交换器管11在连接导道1b中，自位于图7左侧的一端部壁体12′延伸，热交换器管密封地、带滑动可能性地穿过该端部壁体，以通向用于热交换器管11的一进气腔室G内。这些热交换器管11没有被共轴的套管围绕。根据图7，连接导道1b配有与排气导道1相连接的一连接法兰B1。热交换器E部分地凸出到法兰B1之外，并且该凸出的部分嵌接在与连接导道1b共轴的排气导道1中。如在图8上可见，热交换器管11被集组在呈新月形状的一空间中，该空间包含在排气导道1的壁体或者视情况而定是连接导道1b的壁体和形成回返段7的管体17′之间。
套接管6′呈截锥形的形状，其具有由板体6′a组成的一大底，所述板体包括对应热交换器管11的截面的开口。这些热交换器管11被焊接在板体6′a上用于密封地通向套接管6′中。套接管6′的小底连接到呈弯钩形状的一接头管22上，接头管22构成弯曲成180°的一出口，该出口集中来自多个热交换器管11的空气流。
回返段7(管体17′)的端部23相面对于弯钩形接头管22的端部24是敞开的。从弯钩形接头管22出离的空气进入管体17′中，并且与来自上游、进入该管体17′中的烟气部分9相混合。空气与该部分烟气的混合允许降低在助燃剂中的氧气比例，具有减少在燃烧时形成的NOX的效果。该混合还贡献于对空气进行加热。
一部分烟气经过围绕套接管6′位于该套接管和排气导道1或连接导道1b的内表面之间的空闲空间2中。该部分烟气围绕热交换器管11流动，尤其是在空间1a中，在出口10的方向上，与热交换器管11的空气逆流地流动。管体17′也被流向出口10的烟气围绕。
管体17′从连接导道的侧面出离，同时按照一弯肘部25弯曲成直角，该弯肘部25通过一出口接头管26延长，该出口接头管在其自由端部配备有与燃烧器的空气接头管(未显示)相连接的一连接法兰27。
空气在热交换器管11中的进入可直接地在腔室G中产生。然而，在示出的实施示例中，进气通过一管路28执行，管路28穿过壁体12′并且在烟气所处的空间中被一管形罩套29围绕，该管形罩套在其内侧端部、邻近弯肘部25是封闭的。管路28在管形罩套29的内侧端部前终止，并且是敞开的，以允许进入的空气进行180°的方向变换，用以朝着壁体12′的一开口返回，管形罩套29围绕该开口被密封地固定。
由于管形罩套29被烟气围绕，在管路28和管形罩套29的内壁体之间回流的空气在进入腔室G前经历第一预热。
通过由进入双层管体中的空气进行的该往返是可选的，该双层管体由管路28和管形罩套29组成。当该往返存在时，它以负载损失增大作为代价，允许能量的节约和效率的改善。
为了改善效率和利于热交换，在如图8所示的热交换器管11内，可设置扭绞呈螺旋状的金属带条30。
图7和8的加热器的运行与关于前述图示所描述的运行相似。
在图7上标出的箭头允许示踪空气和烟气的路径。
根据可选的变型，通过管路28进入的空气，在进行一往返后，回到腔室G中，并且进入根据图8的示例的数目为13根的热交换器管11中。空气通过与烟气的热交换在这些热交换器管11中被加热，烟气按逆流方式触碰热交换器管11的外表面。因此加热的空气被汇集到套接管6′中并且在部分22内转过半圈，以进入管体17′内。是在该位置进行烟气的再循环。因此通过偏移位于热量回收器末端的弯钩形接头管22形成的喷射器，可获益于再循环作用的最大效率。
13根热交换器管11浸没在烟气中，该烟气很自然地经过下部分，该下部分由一优选通道构成。为了减小烟气的优选通道和更好地填充可用的空间，热交换器管11可具有不同的直径，例如在横截面的上部分中的热交换器管11的直径较大，而在下部分中的热交换器管11的直径较小。热交换器管11的数目也将根据热量回收器的尺寸进行匹配。
在热交换器11之间的差别膨胀能够被实行，这是因为热交换器管仅在对应板体6′a的热的单侧被焊接。自另一边侧，热交换器管11滑动地嵌接在壁体12′中，壁体12′优选地由三个板体组成，所述三个板体由隔离垫片相互隔开。
参照图9，可以看到根据本发明的一热量回收器的另一实施示例。与在前文描述中相同或相似的元件通过相同的数字标识表示，需要的地方加上引号″，并且对这些元件的描述将不再重复进行或仅简略地进行。
在图9上，明显的是，热量回收器R包括一圆柱形本体31，所述圆柱形本体31同与该本体相连接的排气导道1共轴。燃烧空气的入口3——其被设置在位于垂直剖面的另一侧的本体的不可见的部分上——具有一水平的几何轴线，该水平的几何轴线与本体31和排气导道1的几何轴线相正交。多余燃烧产物的出口10具有一垂直的几何轴线并且向底部被定向，而由燃烧空气和一部分燃烧产物组成的混合物的出口8与所述出口10直径相对。入口3和出口8和10配备有一环箍，该环箍形成与一管路相连接的连接法兰。
如在图9上可见，本体31包括隔开不同区域的内隔板，所述不同区域与入口3和出口8和10相连通。入口3与为一圆柱形隔板32确定的一内腔室3a相连通，该圆柱形隔板具有一横向底部32a，该横向底部32a充分密封地被回返段7″穿过，回返段7″通过在下游延伸越出底部32a之外的混合管17形成。与混合管17共轴的一罩盖33被固定在本体31上，尤其是通过未显示的一法兰来固定，用于盖封混合管17的下游端部。包含在混合管17的外表面和罩盖33的内表面之间的环形空间与所述燃烧空气和燃烧产物的混合物的出口孔口8相连通。该混合物的流动方向在混合管17的出口处以180°进行换向，用于引导向出口8。
套接管6″(图9)包括一圆柱形部分34。该圆柱形部分34的下游端部由环形冠状件35形成，所述环形冠状件35在混合管17上紧固并且由部分34紧固地围绕。热交换器管11围绕混合管17分布，平行于混合管，并且通过设置在冠状件35中的开口通向套接管6″中。在其另一端部，热交换器管11经过一环形冠状件36通向进气腔室3a中。圆柱形部分34的上游端部配备有一漏斗状体37，其上游周沿边部37a被弯曲成180°。漏斗状体37的壁体形成自弯曲边部37a始的基本截锥形的一裙部，并且保证在部分34的上游边部和直径较小的混合管17之间的一连接。组成回返段的混合管17相对于其所围绕的热交换器管11径向地向内偏移。
在混合管17中凸出的形成喷射器的一管形延伸部分38与漏斗状体37共轴，该管形延伸部分通过空心套筒39与漏斗状体相连在一起，空心套筒39径向地定向，在每个端部敞开。套筒39通过伸长形的开口向外通向热交换器管11通向的空间中，向内通向延伸部分38中。管形的延伸部分38通过一尖拱部40自上游边侧封闭，尖拱部将燃烧产物的再循环部分通过通道向混合管17导引，所述通道围绕套筒39并且包含在漏斗状体37的内表面和管形元件38的外表面之间。
热交换器管11可仅在其冷端部被焊接，套接管6″可通过内部管体17被保持。
图9的热量回收器的运行与用于前述图示所描述的运行相似。
燃烧空气逆流式地在平行于混合管17的热交换器管11中流通，进入圆柱形部分34中，继而通过套筒39径向地向内流入管形元件38中，并且在与在热交换器管11中流动相反的方向上轴向地被喷射进混合管17内。
燃烧产物一部分经过环形空间2，朝向出口10排出，另一部分，按最小的负载损失方式，直接地经过位于套筒39之间的通道，以便在混合管17中与燃烧空气相混合。在图9的示例中，套接管6″包括呈120°布置的三个套筒39。
在喷射器38的端部的截面缩窄引起空气速度的加快，这引发燃烧产物的吸入。
燃烧空气在热交换器管11中按与在管段2中流通的燃烧产物相反的方向上流通，并且因此通过减少在一端部和相对的端部之间的温度差，改善在两流体之间的热交换和热量回收器的温度分布型态。
由于逆流回收模式引起热冲击强度较小，在经典的热量回收器上遇到的损坏风险从逻辑上而言被减小。
最后，不再使用铸件的事实允许减小损坏的风险。
在制造时，热量回收器/燃烧器可被热隔离，使得在现场不需要预备热隔离。在现场的组装被减少至三个连接法兰27、B1、B2。
根据本发明的热量回收器同时允许增大空气/烟气的热交换以及经过供给管路8中的再循环的烟气的比例。对于热交换器，直管的使用带来减小和受控的负载损失。
管的不同直径的选择同时由热性能、在线的负载损失(管的厚度)，也由管被供给的便利性决定。为此，选择商用的标准器管是适宜的。
烟气部分9分布于一大的空闲截面1a，从而烟气的速度在此保持减慢。然而，无论回返管路的几何结构如何，在燃烧烟气上的整体负载损失变化较小，但是，通过修改在在空闲截面1a中流通的烟气部分上的负载损失，回返管路的几何结构直接地对烟气的再循环率起作用。
再循环的烟气的体积越大，在辐射管中气体的速度越快。然而，该速度的加快引起在辐射管中的负载损失的较小变化。
根据本发明的设计允许在热交换器的上游隔开烟气，这带来：
-  烟气在围绕热交换器管11的通道中的增速，用以提高热交换的效率；
-  减小在再循环的烟气中的负载损失，并提高喷射器18效率。
根据本发明的管体11、13、17、17′的使用允许控制流体的速度并且因此可重复地调整热交换和负载损失，这并非通常的以铸件制造的、具有由于制造误差而在通道截面上有显著差别的经典热量回收器的情形。
逆流式的流动改善在流体间的热交换，同时通过在热量回收器入口处减小在烟气和燃烧空气之间的温度梯度来减小机械应力。
管形的设计理念此外允许加长热量回收器，这体现为更大的换热面和更好的热回收。
本发明的热量回收器——其通过机械-焊接(mécano-soudage)的方式制造——比以铸件制造的一热量回收器更轻。此外，对于热量回收器整体的每个组成件，根据其所经受的温度程度，可以调整耐高温的不锈钢的品级，这允许从整体上降低热量回收器材料的价格。

Claims (16)

1.用于辐射管式燃烧器的热量回收器，所述辐射管具有燃烧器导道和排气导道(1)，所述燃烧器布置在所述燃烧器导道的入口，所述热量回收器布置在所述排气导道的出口，并且所述热量回收器包括热交换器(E)，所述热交换器(E)布置在连接导道(1b)内，所述连接导道(1b)被设置用于与所述排气导道(1)相连接，以保证通过一部分烟气(2)对燃烧空气进行逆流式预热，所述热交换器(E)包括：
- 出离段(5)，其用于将要预热的空气向一套接管(6，6′，6″)导引，所述套接管被布置在所述热量回收器的在烟气进口侧的端部，
- 和回返段(7，7″)，其朝燃烧器的空气的供给管路(8)敞开，所述套接管(6，6′，6″)确定一路径，用于对燃烧空气流进行转向并且将其向所述回返段进行导引，
所述组装体被设置用于使得一部分烟气被燃烧空气带动并且与之进行混合，
热交换器占据所述连接导道的仅一部分横截面，另一部分保持空闲，用于让烟气通向排出口，
其特征在于：
- 所述热交换器的出离段(5)包括多根热交换器管(11)，所述热交换器管(11)平行于所述连接导道(1b)的轴线，用于燃烧空气的通过，所述烟气通过所述热交换器管与所述空气进行换热，所述两流体具有平行的、方向相反的流动，
- 所述热交换器管(11)通向所述套接管(6，6′，6″)的内部，
- 空气回路呈“别针”的形式布置，所述回返段(7，7″)相对于所述出离段(5)的热交换器管径向地偏移，所述热交换器管的和所述回返段的横截面一个位于另一之外。
2.根据权利要求1所述的热量回收器，其特征在于，所述热交换器管(11)集组在包含在所述回返段(7，7″)和所述连接导道(1b)或所述排气导道(1)之间的空间的一区域中。
3.根据权利要求1或2所述的热量回收器，其特征在于，所述回返段(7，7″)由管体(17，17′)形成，所述管体(17，17′)的横截面足够用于来自所述热交换器管(11)的空气和烟气的再循环部分的流动。
4.根据权利要求3所述的热量回收器，其特征在于，所述回返段的管体(17)密封地与所述套接管相连接，所述管体(17)的另一轴向端部被封闭，所述回返段(7)通过一喷射器(18)横向地敞开，所述喷射器(18)与所述燃烧器的空气的供给管路(8)相面对地布置。
5.根据权利要求3所述的热量回收器，其特征在于，所述回返段的管体(17′)在烟气的进口侧是敞开的(23)；并且，所述套接管(6′)包括一出口(22)，该出口(22)弯曲呈钩形，集中收集管的流量，并且通向所述回返段的敞开端部(23)中，在所述回返段中执行空气和一部分烟气的混合。
6.根据权利要求5所述的热量回收器，其特征在于，所述回返段(7)在所述连接导道的出口处被弯曲(25)。
7.根据权利要求5或6所述的热量回收器，其特征在于，所述热量回收器包括进气管路(28)，所述进气管路(28)被管形罩套(29)围绕，所述管形罩套在其内侧端部被封闭，在其另一端部被敞开到用于所述热交换器管的进气腔室(G)中，所述管形罩套(29)被烟气围绕，使得燃烧空气在进入所述热交换器管(11)内前，执行预热的第一往返路径。
8.根据权利要求1到3任一项所述的热量回收器，其特征在于，所述套接管(6′)包括圆柱形部分(34)，所述圆柱形部分(34)在上游由与所述混合用的管体(17)相连接的漏斗状体(37)延长，所述漏斗状体在其中央部分内包括管形的延伸部分(38)，所述延伸部分(38)形成用于燃烧空气的喷射器，该延伸部分被套筒(39)支撑，所述套筒(39)径向地被定向，并与一环形空间相连通，所述热交换器管(11)和所述管形延伸部分(38)的内部通向该环形空间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的热量回收器，其特征在于，所述热量回收器使用不锈钢制的管形元件和板构件以机械-焊接的方式制成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的热量回收器，其特征在于，螺旋体(30)被布置在至少一热交换器管(11)中。
11.根据权利要求1到4任一项所述的热量回收器，其特征在于，所述热交换器管(11)被套管(13)围绕，所述燃烧空气在所述热交换器管(11)中流通，而烟气在包含在所述热交换器管(11)和所述套管(13)之间的环形通道(D)中流通。
12.根据权利要求11所述的热量回收器，其特征在于，被所述套管(13)密封地穿过的隔板(14)被设置用于在所述连接导道的端部界定出腔室(15)，腔室(15)与烟气排出口相连，所述套管(13)通向所述腔室中。
13.根据权利要求1到4中任一项所述的热量回收器，其特征在于，所述热交换器管(11)的组装体被套壁(20)围绕，并且烟气在包含在所述热交换器的管外表面和所述套壁之间的区域中流通。
14.根据前述权利要求中任一项所述的热量回收器，其特征在于，所述热量回收器包括旁通导道，只要所述辐射管没有达到燃料的自燃温度，所述旁通导道使得一部分冷空气直接地短接至所述燃烧器，而不经过所述热量回收器，并且所述旁通导道具有切分机件(21)，所述切分机件(21)被设置用于点燃所述燃烧器的空气。
15.根据前述权利要求中任一项所述的热量回收器，其特征在于，所述热交换器管具有不同的直径，在上部分其直径较大，而在下部分其直径较小。
16.根据前述权利要求中任一项所述的热量回收器，其特征在于，所述热交换器管仅在一端部——与所述套接管相连的热端部——被焊接，而在另一端部，其密封滑动地嵌接在一壁体中。
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