CN1112564C - 小尺寸热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种热交换器包括悬挂连接在箱体内的至少一个第一管道片(3A)与第二管道片(3B)。两管道片并置于一垂直平面内，第一管道片连通位于箱体侧下部的第一流体输入管(4A)与位于箱体中上部的排出管(5)；第二管道片连通位于箱体侧下部的第二流体输入管(4B)与排出管(5)。每个管道片各包括一些水平延伸于箱体下部的第一种管道(31)、垂直延伸于箱体下部与中部、且与第一种管道(31)连接的第二种管道(32)和位于箱体中部与上部、且与第二种管道(32)连接的第三种弯曲管道(34)。这种布置能使小尺寸的热交换器获得较大的热交换面。这种热交换器用于安装在循环流化床炉的外部浓流化床内。

Description

小尺寸热交换器
技术领域
本发明涉及一种热交换器，特别是用来安装在循环流化床炉的外部浓流化床内的热交换器。
背景技术
通常，这种热交换器包括流体输入管与排出管，至少一组在输入管与排出管之间的垂直平面内延伸的“Z”形管把流体输入管与排出管连接起来。所述“Z”形形成一些发夹形状，其相邻的支管相互倾斜(约8°到15°)，相互间留下一定的自由空间。为使流体的汽泡在导管里自然流通，这种倾斜度必不可少。
大功率的设备需有较大的热交换面。这就需要增加热交换器的数量，或者，配备一个根据固体横向流动原理设计的大尺寸的热交换器。
发明内容
本发明的目的是提供一种小尺寸的热交换器，即它的大小类似于“Z”形管的热交换器，但具有大的热交换面。
为此，本发明提供一种热交换器，其特征在于，它包括至少一组在一垂直平面内延伸，形成第一管道片的第一组管道，用于连接位于一个箱体侧下部的第一个流体输入管与位于箱体中上部的排出管；所述热交换器还包括至少一组在上述垂直平面内、形成第二管道片的第二组管道，用于连通位于所述箱体侧下部的第二个流体输入管与排出管；其特征还在于，第一管道片和第二管道片各包括三种管道：第一种位于箱体下部，基本水平排列，相互平行；第二种位于箱体下部与中部，基本垂直排列，相互平行，通过多个分支和第一种管道相连；第三种是弯曲管道，通过多个分支和第二种管道相连，位于箱体中部与上部之间，相互平行，在此，它们和排出管相连；第一管道片和第二管道片的第三种管道形成横截面为“O”形的固体流动管；所述第一、第二管道片通过在相邻管道间安放的连续散热片在下部被加固。
根据本发明的一个特定实施例，第一、第二组管道片的管道数目不同，这样，这两组管道片可以沿与箱体的中垂线错开的一条垂线并置于所述垂直平面内。
根据本发明的另一个特定实施例，热交换器包括交替安放在相互平行的垂直平面间的第一、第二管道片构成的第一组合，连接第一个输入管与排出管；及交替安放在相互平行的垂直平面间的第一、第二管道片构成的第二组合，连接第二个输入管与排出管；此外，第一组合的管道片与第二组合的管道片还交错排列，使得第一管道片组合的管道数目较少的一个管道片与第二管道片组合的管道数目较多的一个管道片并列放置；另外还有一个联接系统，以将两管道片组合中有较多管道的管道片在其下部连接起来。
附图说明
下面参照附图详细地描述本发明的一个特定实施例。
图1是安装在流化床中的根据本发明的热交换器的示意图。
图2是图1中装有多个管道片的热交换器的沿II-II线的剖视示意图。
具体实施方式
图1以横剖面非常简单地示出浓流化床的一部分，更确切地说，是由加强件予以加固的金属板和内部水泥层构成的箱体1，它限定了一个室2，固体在从固体接收室下游的挡壁上流过之后注入室2，又从中流出。
通常，室2装配有一个用以提供液态空气的下部盒子(未示出)和液态空气喷口(未示出)，后者安在室2的底壁2A上。根据本发明的热交换器3安装在室2内。
热交换器3包括一组管道，用以在箱体侧下部的两个流体F输入管4A、4B和箱体中上部的热流体排出管5之间运输载热流体，如水蒸汽。在室2里，所述固体发生浓流化，使得可以加热热交换器管道里的流体。
两个流体输入管4A、4B各由一个沿箱体1侧边缘线水平放置的导管构成，图1中，左边是输入管4A，右边是输入管4B。
排出管5由一根沿室2中上部水平放置的导管构成，准确地说，该导管位于室2顶壁2B的下面。排出管5和穿透室2顶壁2B上的缝隙7的短管6相连。短管6包裹在缝隙7里的混凝土8里，这样，排出管5就悬挂在室2顶壁2B的下面。
狭义上讲，热交换器3包括一个在一垂直平面上、形成第一管道片3A的第一组管道，和一个在同一垂直面上、形成第二管道片3B的第二组管道，前者连接第一个输入管4A与排出管5，后者连接第二个输入管4B与排出管5。
如图1所示，每个管道片3A或3B都有第一种管道31，它们位于箱体下部，基本水平排列，相互间平行。管道31穿过箱体两侧板里的混凝土缝隙，图1中，管道片3A的管道31穿过左边板，管道片3B的管道31穿过右边板。
每个管道片3A或3B同样有第二种管道32，它们通过多个分支33和第一种管道相连，并位于箱体下部与中部，基本垂直排列，相互平行。
每个管道片3A或3B同样还有第三种弯曲管道34，它们通过多个分支35和第二种管道相连，位于箱体中部、上部，相互平行，在此，它们和排出管5相连。管道34的弯曲确定了浓流化床的轮廓，特别是第一管道片3A和第二管道片3B的管道34形成固体流通通道，其横剖面呈“O”形，这有利于固体横向流动，因为它们几乎遇不到任何阻碍。
在图1上可以看到管道31与管道32相对比较靠近，在箱体下部形成一个热交换面，在垂直平面里，它是较连续的，且容许固体在相邻近的管道间能有所活动。因此，这种布局可以令尺寸相对缩小的热交换器获得较大的热交换面。尽管热交换器包括如管道31的横管道，但是借助竖直管道32，仍可获得热交换器载热流体的良好循环，所述竖直管道32有助于自然循环的良好供给功能。
每一管道片由安置在相邻管道间连续的散热片36在其管道31处的下部和管道32底部加固，图1中的阴影部分代表这些散热片36。
在热交换器3的下部，管道片3A的管道31通过以集流管形式出现、垂直的短管9A和输入管4A相通；管道片3B的管道31通过以集流管形式出现、垂直的另一短管9B和输入管4B相通。
此外，在热交换器3的上部，管道片3A的管道34通过瓶状、水平的另一短管10A和排出管5相连；管道片3B的管道3也通过瓶状、水平的另一短管10B和排出管5相通。
如上述的热交换器管道装置，可以设计出有好几组第一与第二管道片的构型，这样就能增大热交换面，却不过度增加热交换器的尺寸大小。
图1中，可以看到管道片3A和管道片3B里管道31(32或34)的管道数目不等，比如，管道片3A有7个管道31，而管道片3B则有5个管道31。根据此种设计，两个管道片3A和3B沿与箱体的中垂线11错开的一条垂线C并置于垂直平面内。这样的装置有利于在箱体里安装数个管道片3A和3B。
图2沿图1中箱体的II-II剖面简略示出了根据本发明的、有数个管道片3A和3B的热交换器构型。从图中可以看到，数个管道片3A和3B沿箱体的纵向插入。
特别地，这个构型包括管道片3A和3B的第一组合，管道片交替(即一个管道片3A，再一个管道片3B)设置在一些相互平行的垂直平面内，它们在图2的左边。管道片3A和3B的第一组合连接输入管4A和排出管5。这个构型还包括管道片3A和3B的第二组合，管道片交替设置在一些相互平行的垂直平面内，它们在图2的右边。这个管道片3A和3B的第二组合连接输入管4B和排出管5。
如图2所示，第一管道片组合中的管道片3A和3B与第二管道片组合中的管道片3A和3B交错排列，以使第一组合中的管道数目少的管道片、即管道片3B与第二组合中的管道数目多的管道片、即管道片3A同时并列放置于同一垂直平面内。于是，两管道片组合中的管道片3A和3B就这样交错嵌套在一起。
管道片3A和3B这样交错的布置利于它们在箱体内的安装。另外，还有一个联接系统，以将两管道片组合中管道较多的管道片、即管道片3A在其下部加以连接，以便在垂直方向上热交换器的结构比较稳固，同时允许管道片与管道片之间的水平移动。作为该联接系统的例子，图2中示出了穿过安放在这些管道片下面的散热片36的两个拉杆12。这两个拉杆12在图1中也标出了。
作为非限制性的例子，图2示出了根据本发明的热交换器的结构，在这一结构内部，如上面定义的一个管道片组合的管道片3A和3B与焊接在输入管(分别为4A和4B)上的一个短管9相连接，这个短管9使管道片3A和3B在它们的下部连成一体。
图2还示出根据本发明的热交换器构型，它有几个如9所示的短管，因而就有多个安置在一些相邻垂直平面内的管道片组合的三重管道片3A或3B。因此，可通过增加短管9的数量而增加管道片的数量，从而很容易地增大热交换面。
为了把与同一短管(如9)相连的管道片在上部固定，在管道34处安装一个附加的卡箍，如图1中所示的13。
象10A与10B这样的短管也焊接在排出管5上。本发明的热交换器可以自支承。

Claims (3)

1.用于浓流化床的热交换器，其特征在于，它包括至少一个设置在一垂直平面内、形成第一管道片(3A)的第一组管道，用于连通位于箱体侧下部的第一个流体输入管(4A)与位于箱体中上部的排出管(5)；还包括至少一个设置在所述垂直平面内、形成第二管道片(3B)的第二组管道，用于连通位于箱体侧下部的第二个流体输入管(4B)与排出管(5)；所述管道片各有三种管道：第一种管道(31)位于箱体两侧下部，基本水平且平行排列，第二种管道(32)位于箱体下部与中部，基本垂直且平行排列，通过多个分支(33)和第一种管道相连，弯曲的第三种管道(34)通过多个分支(35)和第二种管道(32)相连，所述第三种管道位于在箱体中部与上部之间，相互平行排列，在此，它们和排出管(5)相连；第一管道片和第二管道片的第三种管道(34)排列成横截面呈“O”形的固体流通管；所述第一与第二管道片(3A，3B)在底部由安放在相邻管道间的连续散热片(36)予以加固。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，第一与第二管道片(3A，3B)具有数目不等的管道(31，32，34)，以便两个管道片沿与箱体的中垂线(11)错开的一条垂线并置于所述垂直平面内。
3.根据权利要求2所述的热交换器，它包括第一与第二管道片(3A，3B)的第一组合，所述管道片交替设置在一些相互平行的垂直平面内，连接输入管(4A)和排出管(5)，并包括第一与第二管道片(3A，3B)的第二组合，所述管道片交替设置在一些相互平行的垂直平面内，连接输入管(4B)和排出管(5)，此外，第一管道片组合中的管道片与第二管道片组合中的管道片交错排列，以使第一组合中的管道数目少的一个管道片与第二组合中的管道数目多的一个管道片同时并列放置于同一垂直平面内，还设有一个联接系统(12)，以将两管道片组合中管道较多的管道片在其下部加以连接。
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