CN113195995A - 缠结盘管热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热交换器领域，尤其涉及具有形成为缠结盘管的多个管状流体通道且每个盘管中心路径都形成螺旋的热交换器，以及涉及一种包括此类热交换器的用于超临界水氧化法的反应器。

Description

缠结盘管热交换器
技术领域
本发明涉及热交换器领域，尤其涉及具有形成缠结盘管的多个管状流体通道且每个盘管中心路径都形成螺旋的热交换器，以及一种包括此类热交换器的用于超临界水氧化法的反应器。
背景技术
热交换器的机械结构是促进有效热量再分配的关键，例如用于在超临界水氧化反应器中回收能量。盘管热交换器提供了独特的优势：在两个以上的流之间同时热传递，热传递面积大，以及促进了流动湍流以增强热传递。因此，盘管热交换器是用于大型液化系统的三种经典的热交换器(即壳管式、套管式和盘管式)之一。螺旋盘管由于其可以在紧凑空间中容纳很大的热传递区域且具有高的热传递系数而被用于各种处理。螺旋盘管热交换器因为其结构紧凑、生产方便、且主要是因为与直管热交换器相比热传递率提升而被广泛使用。由于管的曲率所引起的离心力会导致在一次流(primary flow)上叠加名为迪安涡流(DeanVortex)的二次流(secondary flow)，这增强了热传递。一些现有技术文献业已将螺旋盘管热交换器结合到反应器中，以尝试实现一种达成热量再分配的正确平衡的结构。
举例来说，EP0074570公开了一种用于执行化学反应(尤其是针对高粘性介质)的混合器或反应器，其基本上由缠绕在芯管上的交替左旋和右旋的螺旋盘绕管盘管(helically coiled pipe coils)组成。由于螺旋盘绕管盘管缠绕在芯管上，因此盘管似乎共享了相同的中心路径或轴线，该中心路径或轴线似乎是穿过芯管中心的直线路径或轴线。根据一个优选实施例，盘管直径和盘管匝数以这种方式从内到外增大，该方式为盘管均匀填充整个横截面，即，盘管的填充密度在整个截面上是恒定的。热交换器需要相当数量的入口和出口连接来实现期望的热交换表面积和密度。此外，每一个盘管的流动长度、间距和直径都不相同，这使得每一个盘管的热传递条件都不均匀。
目前业已进行了很多研究来探究盘管的热传递特性，以及探索螺旋盘管热交换器(spiral coiled heat exchangers)相比于传统的并联式热交换器的优点。来自水盘管的对流热功率可被表示成是多个变量的函数，例如平均温差、总的盘管表面以及总的热传递系数。热传递系数可被表示成是多个变量的函数，例如盘管内表面的热传递系数，取决于管壁材料和厚度的盘管传导热阻，翅片表面的等效热传递系数、翅片与翅片表面之间的管面积、翅片效率以及翅片数量。
因此，人们普遍认为盘管式热交换器优于并联式热交换器。然而，迄今为止尚未公开一种用于优化热传递且适用于超临界水氧化反应器的多盘管热交换器的具体结构。
因此，如果具有适用于超临界水氧化反应器的改进的热交换器，那么将是非常有利的，特别地，如果具有一种更有效、易组装和可靠的螺旋盘管结构，那么将会是非常有利的。
发明目的
本发明的更进一步的目的是提供针对现有技术的替换方案。
具体来说，本发明的一个目的可被视为是提供一种适用于超临界水氧化反应器的多盘管热交换器，其在保持最佳热量再分配的同时解决了现有技术的上述问题，如有效提取来自超临界流体中的盐。理想的情况是具有一种在实现很高的热传递区域的同时流体连接最少的多盘管热交换器，其中多个盘管中的每一个盘管的流动条件都是相同的，其中热交换器的组装非常简单，并且最小化了热交换器内部的入口/出口流体连接的数量。
发明内容
因此，旨在通过提供具有多个管状流体通道的热交换器来在本发明的第一方面中实现上述目的和若干个其他目的，所述管状流体通道是形成为缠结盘管(如螺旋盘管)，其中每一个盘管的中心路径都是远隔的并形成螺旋。
与没有盘管或仅有一些盘管缠结的现有技术不同，这种结构布置通过让每一个盘管与其他盘管中的每个缠结而使盘管的交织最大化，由此使得盘管绕组的平面表示的重叠数量沿着盘管长度可以是相同的。
此外，由于与现有技术中的公共和/或线性中心路径或轴线相反，本发明的每个盘管中心路径都被表示成是独特和螺旋状的，因此允许盘管中心路径自身可以是缠结的螺旋，而这通常会导致产生提供更高传递系数(h)的流动模式。为了在概念上表达这一点，螺旋是在两个累积等级上发生的，其中第一个等级是螺旋盘管，第二个等级是螺旋中心路径或盘管轴线，由此导致放大了迪安涡流且增大了通过盘管的流体的湍流。
根据优选实施例，作为平面表示的替换，热交换器可被公开成是包围了每一个其他盘管绕组的中心路径的每一个盘管绕组的内部容积。
此外，在优选实施例中，每一个盘管的内部容积可以与热交换器中所有其他盘管的内部容积重叠，以使热交换器的最中心的轴线也可以被每一个盘管的内部容积包围。与现有技术相比，这样做提供了更为紧凑和密集的热交换器。
在本发明的优选实施例中，盘管的缠结同样是在两个累积等级上进行的，第一个等级是盘管本身的缠结，并且第二个等级是盘管的螺旋路径的缠结。这种累积螺旋和累积缠结的独特结构组合提供了(i)最优的表面积以及(ii)最优的流动模式，由此实现了能量的有效再分配，例如保持有利地安置在临界水氧化反应器中的“盐镜”。这样做还可以确保每一个盘管中具有相同的流动条件，例如相同的间距、曲率和长度。
热量再分配量可被表示成是与盘管内部的容积相对的盘管表面积以及热交换器的流动模式的函数。本发明特别有利于在超临界水氧化反应器中获得有效的热量再分配，但是并不局限于此。
根据本发明的第一实施例，一种热交换器可以包括多个管状流体通道，并且这些管状流体通道中的每一个可以具有管状外径或等效直径以及通向管状流体通道内部的两个开口，所述开口被布置在所述流体通道的远端位置。多个管状流体通道中的每一个可以在其长度的至少一部分上形成为螺旋盘管，并且每一个盘管可以作为间距大于其外部管径的多个绕组来提供。每一个盘管可以沿中心路径演变，并且多个管状流体通道的盘管可以绕彼此缠结在一起，其中每一个盘管的中心路径远离其他盘管的中心路径，并且每一个中心路径可以形成螺旋。优选形成螺旋的所述中心路径中的每一个可以具有基本相同的曲率。优选地，盘管的螺旋中心路径同样绕彼此缠结在一起。盘管自身的中心路径可以是缠结的，如缠结的螺旋。
更进一步，在根据本发明的优选实施例的热交换器的横截面中，所述盘管中的第一盘管的绕组的平面表示可以与所述多个管状流体通道的其他每一个所述盘管的绕组的平面表示重叠。这也意味着对于热交换器横截面中的绕组的所有平面表示来说，所有平面表示都是相互重叠的。对于沿着热交换器截取的所有横截面或者至少对于其一个或多个截面来说，情况也是如此。
优选地，在热交换器的每一个所述横向横截面中，热交换器的最中心轴线可以被所述多个管状流体通道的每一个所述盘管的绕组的平面表示包围。
在一些优选实施例中，盘管的所有平面表示可以具有公共交集，由此，每一个平面表示的中心点可以完全处于公共交集以内，并且热交换器的最中心轴线优选处于公共交集内部。
在一些优选实施例中，所述盘管中的第一盘管的绕组的所述平面表示可以包括其他每一个盘管的中心路径。
在一些优选实施例中，所述盘管中的第一盘管的绕组的所述平面表示与每一个其他所述盘管的绕组的每一个所述平面表示的重叠量(例如通过面积百分比评估)可以是基本相等的。
在一些优选实施例中，所述盘管中的第一盘管的绕组的所述平面表示与每一个其他所述盘管的绕组的每一个所述平面表示的所述重叠量可以是所述盘管中的第一盘管的绕组的平面表示的总面积的至少30％，例如至少50％，优选是至少70％，并且优选小于90％。
在一些优选实施例中，所述盘管中的至少一个的中心路径(例如螺旋中心路径)可以完成至少一个整圈，由此在路径(例如螺旋中心路径)纵向行进穿过所述至少一个盘管中的每一个的绕组时旋转至少360度。
在一些优选实施例中，盘管的中心路径自身可以是缠结的，如缠结的螺旋。
在一些优选实施例中，每一个盘管可以被提供为多个绕组，并且其中每一个盘管的所述多个绕组的数量可以大于10，如大于30，优选大于40，并且优选小于200。
在整个说明书中使用以及在权利要求书保护的范围中，术语“远隔”被理解成是独特且不表示任何特定的距离，并且陈述“每一个盘管的中心路径远离其他盘管的中心路径”并不排除中心路径在空间中缠结的可能性。事实上，根据一个优选实施例，盘管的螺旋中心路径也可以是缠结的。
在整个说明书中使用以及在权利要求保护的范围中，术语“缠结”可以被理解成包括了部件的完全缠结和部分缠结。此外，术语“缠结”并没有暗示要缠结的部件之间的距离量或没有距离。
在整个说明书和权利要求书保护的范围中，在涉及反应器壁和反应器主体时，术语“壁”和“主体”是可以互换使用的。
术语“单个平面”被理解成是垂直于热交换器的纵向轴线的近似横截面平面，其包括了热交换器的所有盘管，以便从概念上理解平面表示的中心点形成的图案。同样，术语“平面表示”被理解成是绕组的平面近似，其在完全平面的视图中实际上并不是平坦的。
这里使用的术语“间距”以对技术人员而言常规的方式使用，以便指代用“间距”指示的绕组中的两个相同的位置(如图9所示)之间的距离。
在整个说明书以及权利要求书保护的范围中，在涉及松散衬里与反应器壁之间的区域时，术语“空间”和“间隙”是可以互换使用的。
热交换器的术语“最中心轴线”可被理解成是指热交换器中布置在热交换器中心的轴线。
术语等效直径D可被理解成是D＝4倍的横截面积/周长。
作为示例，术语“中心点”可以被理解成是作为平面表示中的所有的点的算术平均位置的平面表示的几何中心。
所使用的术语“内部容积”(例如在每一个盘管的内部容积中)可被理解成是指盘管限定的容积。
所使用的术语“中心路径”(例如盘管的中心路径)可被理解成是指中心点描述的路径。
在这其中的任一实施例中，管状流体通道的每一个盘管的绕组的平面表示可以是圆形的。盘管绕组的这种平面表示的中心点可以在单个平面中形成对称的形状或是直线。由于相邻绕组重叠，盘管绕组的平面表示有可能会重叠，并且绕组的平面表示的重叠量沿着盘管长度可以是相同的，或者可以沿着盘管长度遵从重复的图案。整个热交换器的平面表示的中心点同样可以位于每一个盘管的绕组的平面表示以内。对称形状可以是等边三角形或正多边形。在以上描述的任一实施例中，多个管状流体通道可以是两个、三个、四个、五个乃至六个。管状流体通道可以在其至少百分之六十的长度上形成为盘管。
此外，在这其中的任一实施例中，每一个管状流体通道的外部管径可以在15.0毫米和3毫米之间，例如在10.0毫米和5.0毫米之间。作为多个绕组提供的多个管状流体通道的每一个盘管的包围直径可以在200.0毫米和20.0毫米之间，例如在100.0毫米和50.0毫米之间。
在这其中的任一实施例中，每一个盘管的所述多个绕组的数量可以大于10个，例如大于30个，优选大于40个并且小于50个。管状流体通道的每一个盘管可以与其他盘管基本相同。多个管状流体通道中的每一个都可以用金属制成。
在本发明的更进一步的实施例中，所述盘管的中心路径之间的距离可被选择，以便提供贯穿所有盘管内部延伸的基本上为管状的中心空间；然而，每一个盘管优选与每一个其他盘管重叠。热交换器可以包括至少一个被布置在这种基本上为管状的中心空间中的非盘管式管状流体连接，并且所述多个流体通道的盘管可以既盘绕非盘管式管状流体连接又同时优选包围每一个盘管的内部容积以内的非盘管式管状流体连接。至少一个非盘管式管状流体连接可以延伸到绕彼此缠结的多个管状流体通道的盘管之外。作为替换，绕彼此缠结的多个管状流体通道的盘管可以延伸到所述至少一个非盘绕管状流体连接之外。
在一些优选实施例中，每一个盘管可以作为间距大于其所述外部管径的多个绕组来提供。
在一些优选实施例中，盘管的相邻绕组至少可以沿着盘管的一部分是重叠的。
在一些优选实施例中，每一个盘管可以作为间距优选小于其外部管径的两倍的多个绕组来提供。
在一些优选实施例中，盘管的相邻绕组可以至少沿着盘管的一部分是不重叠的。
根据本发明的第二个方面，所公开的是一种用于超临界水氧化的反应器。该反应器可以包括：
-形成反应器外壳的反应器壁，其可以被配置成在水的超临界区域中承受压力和温度，
-封闭在反应器外壳内部的根据前述任一实施例的热交换器。
该反应器可以进一步包括至少一个延伸到反应器外壳中的反应器流体连接，用于将流体引入反应器外壳中或者从反应器外壳中提取流体。这些反应器流体连接中的至少一个可以被流体连通到多个管状流体通道。
根据这其中的任一实施例，该反应器可以进一步包括处于所述反应器壁上的多个加热和冷却部件，用于参考热交换器的高度来控制所述流体的超临界点的水平。
该反应器可以进一步包括处于反应器外壳中的松散衬里。该松散衬里和所述反应器壁之间的空间可以与至少一个反应器流体连通。松散衬里和反应器壁之间的空间可以与至少一个管状流体通道流体连通。
在一些优选实施例中，松散衬里可以完全包围反应器外壳。
在一些优选实施例中，反应器可以优选地进一步包括至少一个反应器流体出口连接(74，75)，其延伸到反应器外壳中，以便从所述反应器外壳中提取流体。
根据本发明的超临界水氧化反应器的一个替换实施例，该反应器可以包括处于反应器外壳内部的上部氧化腔室。上部氧化腔室可以与多个管状流体通道流体连通，并且热交换器可以位于该上部氧化腔室下方。上部氧化腔室可以占据所述热交换器上方的所述反应器外壳的容积的至少百分之八十。
在一些优选实施例中，根据第二个方面的用于超临界水氧化的反应器可以包括两个或更多个根据第一个方面的热交换器。
本发明的第一个和第二个方面各自可以与其他任何方面组合。参考下文描述的实施例将会清楚了解本发明的这些和其他方面，并且本发明的这些和其他方面是参考这些实施例而被阐明的。
附图说明
现在将对照附图来更详细地描述根据本发明的缠结盘管热交换器。这些附图显示了用于实施本发明的一种方式，并且不应该被解释成限制落入附加权利要求组的范围以内的其他可能的实施例。
图1A、1B和1C分别显示了与根据本发明的例示热交换器隔离且作为螺旋盘管形成并具有螺旋中心路径的单个管状流体通道的等距视图、侧视图以及俯视图。
图2A、2B和2C分别显示了具有缠结的螺旋中心路径的本发明的例示热交换器的两个缠结的螺旋管状流体通道的等距视图、侧视图和俯视图。
图3A、3B、3C和3D分别显示了具有形成缠结螺旋盘管的三个管状流体通道且具有缠结的螺旋中心路径的本发明的热交换器的替换例示实施例的等距视图、侧视图、俯视图以及透视图。
图4显示了进一步包括处于中心空间中的非盘管式管状流体连接的本发明的热交换器的替换例示实施例的剖面图(留有普通剖面线以使图更清楚)，。
图5显示了在沿着缠结螺旋盘管的长度的不同增量位置处具有不同方位的图3A-3D的热交换器的多个例示横向圆形剖面。
图6显示了包括了本发明的热交换器的替换实施例的根据本发明的例示超临界水氧化反应器。
图7显示了具有上部氧化腔室的根据本发明的替换例示超临界水氧化反应器。
图8显示了包括松散衬里的根据本发明的例示超临界水氧化反应器。
图9示意性地示出具有距离间距指示的这里描述的盘管的一个绕组，以及
图10示出了平面表示的公共交集。
具体实施方式
参考图1A、1B和1C，其中分别显示了与本发明的例示热交换器隔离的单个管状流体通道10的垂直、水平和俯视图，其中所述热交换器包括至少两个管状流体通道。单个管状流体通道10可以与根据图2A-2C的例示热交换器或者根据图3A-3D的例示热交换器隔离，并且在下文将会根据这些附图来对其进行更进一步的描述。由于热交换器结构的复杂性，优选的是先研究隔离的单管流体通道的结构。在该例图中，管状流体通道10在其大于百分之八十的长度上形成为螺旋盘管11。在替换实施例中，管状流体通道10优选在其还少百分之六十的长度上形成为螺旋或非螺旋盘管，以便优化盘管表面积。
管状流体通道10具有管状外径或等效直径14，以及通向管状流体通道内部的两个开口12和13，这些开口被布置在流体通道的远端位置，通常分别是流体入口和流体出口。外部管径或等效直径14可以介于15.0毫米和3毫米之间，例如介于10.0毫米和5毫米之间。在该图中，管状通道具有圆形截面，以使盘管的外部管径14为其外圆周除以Pi。
盘管11是作为具有间距19的多个绕组15提供的，所述间距被表示成是绕组之间的距离，其等于或大于外部管径14。这些相对尺寸顾及了绕组15之间的空间，以便缠结至少一个其他盘管以形成具有重叠绕组的缠结的多盘管热交换器。作为示例，在图3中可以很容易地识别出这种重叠。绕组15之间需要的空间会根据热交换器的盘管的数量而增大。由于盘管11可以与根据图3A-3D的具有三个盘管的热交换器隔离，因此，在盘管11的绕组15之间有足够空间来至少部分地将另外两个盘管插入该空间，从而允许三个盘管缠结以及与相邻的重叠绕组缠结。虽然该图中的每一个绕组之间的空间是相等的，但这仅仅是示例性的。作为示例，在本发明的一个替换布置中，一个或多个盘管可以包括较小的空间，以便容纳另一个盘管。
盘管11随着中心路径16演变以形成螺旋。应该指出的是，图1和2中的中心路径仅仅出于例证目的而被描述成具有直线段的线，但是它会演变形成螺旋。该图中的盘管11具有二十四个绕组15，但是根据本发明的一个替换实施例，每一个盘管可以具有30个以上的绕组，优选具有多于40个且少于50个绕组。在该图中，包围直径17是螺旋直径，它是整个盘管或螺旋的直径。该包围直径17可以介于200.0毫米和20.0毫米之间，例如介于100.0毫米和50毫米之间。在图1C中可以看出，盘管11在俯视图中被表示成是盘管11的绕组的圆形平面表示18，其沿着螺旋路径从盘管的一端前进到另一端。作为替换，绕组的平面表示可以是椭圆的。管状流体通道可以用对于促进热交换而言更为优越的金属制成，或者用被配置成承受流体通过的其他任何坚固的材料制成。
参考图2A、2B和2C，其中分别显示了具有两个盘管的本发明的例示热交换器1的两个管状流体通道10、20的两个缠结盘管11、21的等距视图、侧视图和俯视图。先前已经根据图1对管状流体通道10及其相应的螺旋盘管11进行了描述，并且管状流体通道20与螺旋状流体通道10具有很多相似之处，但其在空间中的定位和扭曲不同。因此，管状流体通道20跟随独特的轨迹，以使其中心路径26远隔盘管11的中心路径16。形成螺旋的中心路径16和26中的每一个沿着其长度具有基本相同的曲率。两盘管式热交换器的最中心纵轴同样包括在每一个盘管的内部容积内部。
如图1所示，管状流体通道10在其大部分长度上形成为螺旋盘管11。同样，管状流体通道20在其大部分长度上形成为螺旋盘管21。管状流体通道20具有与管状流体通道10的直径14相同尺寸的管状外径或等效直径24。由于管状流体通道10具有两个开口12和13，管状流体通道20具有通向布置在流体通道的远端位置的管状流体通道内部的两个开口22和23。盘管11是作为具有大于外部管径14的间距19的多个绕组15提供的，由此虑及了绕组之间的空间以缠结盘管21。该间距可以等于外部管径14。同样，盘管21具有多个绕组25，其间距29大于外径24，由此虑及了用于盘管11的缠结的空间。盘管11沿着中心路径16演变以形成螺旋，并且该螺旋与盘管21的中心路径26缠结。正如盘管11具有包围直径17，盘管21具有等效包围直径27。
在图2C中可以看出，盘管11和21的绕组的平面表示18和28是圆形的，其具有相同的尺寸，并且因为相邻盘管的重叠而重叠。绕组的圆形平面表示的盘管11的中心点100a和盘管21的中心点100b形成一条直线，其在图中被用虚线显示。由于中心路径16和26基本相同，因此，平面表示的重叠量沿着盘管的长度是相同的，由此，两个盘管所穿过的组合路径形成了一个具有中心圆形空间的环形形状。
参考图3A、3B、3C和3D，其中显示了具有形成缠结的螺旋盘管的三个管状流体通道且具有缠结的螺旋中心路径的本发明的热交换器2的替换例示实施方式。通过添加第三个盘管，进一步增大了表面积以优化热交换。盘管11和21与图2中一样是缠结的，并且现在第三管状通道30的第三盘管31与盘管11和21缠结。如图3C中的虚线所示，每一个盘管的绕组的圆形平面表示18、28、38的中心点100a、100b和100c形成一个等边三角形。虽然这些附图显示了三个管状流体通道，但是替换实施方式可以具有任何数量的管状流体通道，例如四个、五个乃至六个，其中每一个盘管的绕组的平面表示都与管状流体通道的每一个其他盘管的绕组的平面表示重叠。因此，圆形截面的中心点形成的形状可以依照盘管数量改变，并且可以是任何对称形状，例如正多边形。应该指出的是，为了提升附图的易读性，在该图中没有显示中心路径16、26和36。中心路径16和26与图2B中显示的那些中心路径是等价的，并且盘管31的中心路径36具有独特的螺旋中心路径，该中心路径远离另外两个盘管的中心路径16和26，并且盘管的中心路径16、26、36本身是缠结的螺旋。然而，中心路径16、26和36中的每一个都具有与其他中心路径的曲率相等的曲率。与图2A到2C中一样，热交换器的最中心的纵向轴线同样被包括在每一个盘管的内部容积以内。
图4显示了进一步包括处于中心空间41中的非盘管式管状流体连接40的本发明的热交换器2的替换例示实施例。该图示出了与图3A到3D中一样具有三个管状流体通道10、20、30的热交换器，但是本发明的替换实施例可以具有与任何数量的盘管式管状流体通道结合的非盘管式管状流体连接。盘管11、21、31的中心路径之间的距离被选定成提供贯穿所有盘管内部延伸的基本上是管状的中心空间41。非盘管式管状流体连接40是线性的，并且被布置在中心空间中，以及管状流体通道10、20、30的盘管11、21、31围绕非盘管式管状流体连接40盘绕，其中每一个盘管都与其他每一个盘管重叠。然而，虽然盘管是“围绕”非盘管式管状流体连接40盘绕的，但是值得注意的是，盘管11、21、31的中心路径各自保持螺旋状和独特的。在该图中，非盘管式管状流体连接40延伸到绕彼此缠结的多个管状流体通道的盘管之外，但在本发明的替换实施例中，绕彼此缠结的多个管状流体通道的盘管延伸到非盘管式管状流体连接40之外。所述非盘管式管状流体连接的每一个远端都具有开口，所述开口可以充当流体的入口或出口。与图2A到2C以及3A到3D中一样，非盘管管状流体连接所代表的热交换器的最中心纵向轴线同样被包括在每一个盘管的内部容积以内。
现在参考图5，其中显示了在缠结的螺旋盘管11、21、31的长度上的不同增量位置的图3A到3D的热交换器的绕组的多个例示平面表示18、28、38。在这些附图中可以清楚看到绕组的重叠。盘管的绕组的平面表示18、28、38的方位可以沿着盘管长度遵循重复图案。在这里，平面表示被显示成是沿着盘管长度从位置L1顺时针递增地旋转到位置L4，由此代表螺旋盘管的盘绕。由于平面表示是在沿着盘管长度向下前进的同时旋转的，因此，中心路径16、26和36(未显示)中的每一个在向下前进通过深度L1、L2、L3和L4时遵循的是独特的曲线。在该图中，单个平面中的绕组的平面表示18、28、38的重叠是对称的，由此，这些平面表示的中心点形成了一个等边三角形，并且该重叠被显示成在每一个等级L1到L4上都是相等的，由此，中心部分50在每一个深度都具有相同的尺寸。在本发明的替换实施例中，绕组的平面表示18、28、38的重叠量可以沿着盘管的长度同时遵循一个重复图案，而平面表示的方位则会沿着盘管的长度盘绕和/或遵循一个重复图案。由此，被所有的三个盘管环绕的盘管的平面表示的中心部分50可以在盘管缠结更多的部分变小，并且会随着缠结变得松散而变大。应该指出的是，每一个盘管的平面表示都与每一个其他盘管以及热交换器的最中心的轴线重叠。此外，应该指出的是，每一个绕组的中心点100全都落入每一个绕组的平面表示以内。在图10中对此进行了显示，其中该图示出了关于图5(L3)所显示的实施例的中心点100，热交换器1的最中心的轴线95以及公共交集97。如所示，所有平面表示相互重叠，由此定义了一个公共交集。此外，热交换器还被设计成致使最中心的轴线95位于公共交集97的内部，优选位于中心。公共交集97被定义成是所有平面表示的共同重叠。
图6显示了根据本发明的例示超临界水氧化反应器70，其中封闭了根据本发明的更进一步的例示实施方式的热交换器90。超临界水氧化(SCWO)反应器70包括被配置成在水的超临界区承受压力和温度的由一定的厚度和材料形成的反应器壁71，以及封闭在反应器外壳78内部的热交换器90。热交换器90可以充当用作馏出物输出连接，并且具有与根据图2A到2C描述的结构等效的缠结的螺旋盘管结构。开口83、84充当流体进入(离开)热交换器90的入口(或出口)。每一个管状通道都具有位于远离开口83、84的端部位置的开口，其中流体可以从所述开口进入延伸至SCWO反应器以外并形成出口75的单个直线区段。举例来说，开口81、83、84可以充当用于从反应器70去除超临界流体的馏出物入口。这一点可以通过在反应器中与流体的超临界区域相对应的高度布置一个或多个开口81、83、84来实现。虽然在图中没有显示，但反应器70可以进一步包括被配置成从反应器中提取残留物(例如盐)的处于流体的临界点或亚临界区域的残留物出口。残留物输出连接74可被布置在热交换器90内部，并且残留物输出连接74的入口81被布置在垂直高度h1，所述垂直高度h1在正常操作期间可以低于临界点的位置。对于没有残留物出口的反应器的实施例来说，残留物或污染物有可能会在反应器内部累积，然后会周期性地从反应器中被冲洗掉。流体(例如废物流)的预处理同样有助于减小残留物或污染物在反应器内部的累积。根据本发明的替换实施例，这里描述的任何热交换器都可以被引入此类超临界水氧化反应器中，包括具有两个、三个或更多管状流体通道的热交换器。
该反应器进一步包括一个或多个反应器流体连接73(图示了一个)，其延伸到反应器外壳中，以便将流体引入反应器外壳78或者从反应器外壳78中提取流体。本发明的反应器的替换实施例可以具有其他数量的反应器流体连接，但是至少有一个。
对于临界点位置(盐镜位置)来说，高于该位置的流体是超临界的，低于该临界点的流体是亚临界的，在图6中并未显示该临界点位置。反应器可以包括处于反应器壁上的多个加热和冷却元件300，用于参考热交换器的高度来控制流体的超临界点的水平。该反应器还可以包括被配置成感测其位置处的温度的多个热部件301，所述温度可被用作反应器70内部的流体在热部件301的位置处的温度估计。
在内衬77的内侧还布置了可以充当馏出物输出连接的热交换器90，所述热交换机90的开口83和84被布置在垂直高度h1。该热交换器配备了一个基本上是管状的中心空间，该空间延伸穿过由通道91、92形成的盘管的内部。在该空间中可以布置作为管状连接的残留物输出连接，并且该连接可以是盘管或非盘管式的。热交换器包括一个由两个缠结的螺旋盘管组成的区段。在SCWO反应器70的底部，热交换器90的盘管部分进入两个出口，这两个出口可以将流体引向延伸至SCWO反应器外部并形成热交换器90的馏出物出口75的直线区段。
在正常操作期间，水性液体通过水性流体入口连接73被馈送到反应器70中，并且由此进入内部腔室78。该水性流体被热部件301和/或在热交换器90内部向下流动的流体以及在残留物连接74内部向下流动的流体加热(或冷却)。如这里所述，水性流体可被加热，以使所述流体在高于h1且低于h2的垂直位置变成临界状态，由此产生流入残留物输出接口74的残留物。馏出物(由变成超临界的流体产生)在超临界区域中向上移动。该馏出物具有两个流出SCWO反应器70的流动路径，即通过热交换器90和通过残留物输出连接74。应该指出的是，通过热交换器90的流动路径是作为一个流动路径论述的，但是如图7所示，热交换器90是具有两个管状流动通道的，由此允许在热交换器包括两个以上的管状流动通道(例如三个或更多)的实施例中将流动路径作为一个流动路径来论述。
更进一步，虽然图6公开了位于相同高度的热交换器90的入口83、84和残留物输出连接74的入口81，但本发明并不局限于这种配置。在本发明的范围以内还存在这样的实施例，其中热交换器的不同入口位于相同或不同的垂直位置，并且残留物输出连接的入口81可以位于与热交换器90的入口不同的其他垂直位置。
该反应器还可以包括一个或多个盐过滤器和/或一个或多个催化剂，其可以被布置在热交换器90的入口83和84前方和/或下方，和/或残留物输出连接74的入口81的前方。“前方”指的是流体在流入所论述的部件之前流经盐过滤器和/或接触催化剂的位置。作为示例，盐过滤器可以采用以下各项的形式或者包括以下各项：筛网，旋风分离器，移动床过滤器，板式过滤器或是其组合。如果实施催化剂，那么可以优选地从增强反应器中的氧化过程的催化剂组中选择催化剂。
在本发明的任一实施例中，催化剂可以以一种致使通过入口83和84离开反应器的流体与催化剂接触的方式而被布置在热交换器90的入口83和84的前方和/或下方。该催化剂通常是非均相催化剂，例如采用丸粒或多孔结构的形式，由此提供经过催化剂去往入口83和84的流动路径。作为替换或结合，催化剂可被施加于流动结构(例如过滤器)的表面。该催化剂是从增强反应器中的氧化过程的催化剂组中选择的。
此外，图6显示的实施例还可以包括氧化流体输入连接(未示出)。此外还可以布置盐浓度传感器，以便测量残留物和/或馏出物中的盐浓度(如这里公开的那样)。
在具有形成为多个缠结的螺旋盘管的馏出物输出连接的实施例中，可以存在多个并联的残留物输出连接。作为替换，在具有形成为多个缠结的螺旋盘管的残留物输出连接的实施例中可以存在多个并联的馏出物输出连接。
图7显示了根据本发明的替换的例示超临界水氧化反应器70，所述反应器具有处于反应器外壳78内部的上部氧化腔室93。由于上部氧化腔室70占据了热交换器1上方的反应器外壳78的大部分容积，因此，上部氧化腔室93迫使流体的大部分氧化反应都在该腔室内部发生，因为氧化过程中的大部分停留时间都是在该腔室93内部。由此，氧化过程期间释放的任何腐蚀性化合物最有可能在上部氧化腔室93内部出现，而不是在该腔室以外的反应器外壳78内部出现，从而最大限度地减小了对反应器壁的内表面的腐蚀。在具有如图8所示的衬里79的实施例中，对于衬里的腐蚀同样被最小化。在这个图中，上部氧化腔室占据了热交换器1上方的反应器外壳78的容积的至少80％，但在本发明的替换实施例中，上部氧化腔室可以占据热交换器90上方的反应器外壳78的容积的至少60％、70％、80％或90％。
根据图2A到2C的缠结螺旋盘管热交换器90位于上部氧化腔室93的下方，并且上部氧化腔室与热交换器的两个管状流体通道及其相应的盘管11和21流体连通。除了具有两个螺旋盘管11和21之外，如根据图4所示，热交换器具有处于中心空间41的非盘管式中心管状流体连接40，由此形成了出口75。通过反转流动方向，所述出口75可以被可替换地用作入口。
水性流体入口连接73允许流体进入反应器，而反应器流体连接74和75则充当了馏出物或残留物的专用出口。应该指出的是，流动方向是可以反转的。流体通过水性流体入口连接73进入反应器70，并且通过上部氧化腔室93与反应器外壳78之间的小空间94向上行进。然后，流体通过上部氧化腔室93顶部的一个或多个开口96进入，通过上部氧化腔室向下行进，并且进入位于热交换器80的盘管11和12的远端的开口83和84。然后，馏出物和/或残留物会通过出口74、75和76离开反应器。虽然该图中显示的热交换器90具有两个螺旋盘管式流体通道，但是本发明的替换反应器可以包括这里描述的任何热交换器，例如具有两个以上的管状流体通道的热交换器以及具有两个以上缠结螺旋盘管的热交换器。该反应器70可以进一步包括加热和冷却部件300以及如根据图6描述的热部件。
在图7显示的实施例中还可以实施盐过滤器和/或一个和多个催化剂(如结合图7所公开的那样)。作为示例，盐过滤器和/或催化剂可被布置在上部氧化腔室93顶部的一个或多个开口96的前方，和/或开口83和/或84的前方，以及通向中心管状流体连接40的开口的前方。在更进一步的实施例中，形成上部氧化腔室93的腔室可以被盐过滤器和/或催化剂占据。
图8示出的是在图6中示出的反应器，其中所述反应器进一步包括被布置在反应器外壳78内部的松散衬里77以及另外的入口/出口76。该松散衬里77是开口端朝着反应器上端的开放式腔室。该松散衬里77被称为“松散”是因为它形成的是未被附着到反应器内侧壁的部件。更进一步，在一些实施例中，松散衬里77是可更换的部件，例如维修零件。
如图8所示，松散衬里77与反应器壁71之间的空间Δ1，Δ2与反应器流体连接76直接流体连通。
取决于反应器的使用，流体可以在反应器壁71与松散衬里77之间限定的空间中向上或向下流动。
此外，应该指出的是，虽然图8示出了衬里79，但是该部分(如在图6和7的实施例中)是可选的。更进一步，松散衬里77还可以被应用于其他实施例，例如图7中公开的实施例。
在其他实施例中，松散内衬77与反应器壁71之间的空间Δ1，Δ2与热交换器90的管至少一个管状流体通道流体连通；在图8显示的实施例中，热交换器的管状流体通道延伸到反应器以外。
在下文中以逐项列举的方式给出了优选实施例：
项目1.一种热交换器(1)，包括：
多个管状流体通道(10，20，30)，每一个管状流体通道具有：
外部管径(14，24)或等效直径；
进入管状流体通道内部的两个开口(12，13，22，23)，所述开口被布置在流体通道的远端位置；
其中：
所述多个管状流体通道(10，20，30)中的每一个在其长度的至少一部分上形成为盘管(11，21，31)，例如螺旋盘管(11，21，31)，每一个盘管(11，21，31)是作为多个绕组(15，25)提供的，每一个所述盘管(11，21，31)沿中心路径(16，26，36)演变；
所述多个管状流体通道(10，20，30)的盘管(11，21，31)绕彼此缠结，每一个盘管的中心路径(16，26，36)远离其他盘管(11，21，31)的中心路径(16、26、36)，并且每一个所述中心路径(16，26，36)形成螺旋。
项目2.根据项目1所述的热交换器(1)，其中所述盘管(11，21，31)的螺旋中心路径(16，26，36)是缠结的。
项目3.根据项目1或项目2中任一项所述的热交换器(1)，其中管状流体通道(10，20，30)的每一个所述盘管11、21、31的绕组的平面表示(18，28，38)是圆形的。
项目4.根据项目3所述的热交换器(1)，其中所述盘管(11，21，31)的圆形截面(18，28，38)的中心点(100a，100b，100c)形成对称的形状或直线。
项目5.根据项目3或4中任一项所述的热交换器(1)，其中形成螺旋的所述中心路径(16，26，36)中的每一个具有基本相同的曲率。
项目6.根据项目4所述的热交换器(1)，其中所述对称形状是等边三角形或正多边形。
项目7.根据前述项目中的任一项目所述的热交换器(1)，其中所述多个管状流体通道(10，20，30)是两个、三个、四个、五个乃至六个。
项目8.根据前述项目中的任一项目所述的热交换器(1)，其中所述管状流体通道(10，20，30)在其至少百分之六十的长度上形成为盘管(11，21，31)。
项目9.根据前述项目中的任一项目所述的热交换器(1)，其中每一个管状流体通道(10，20，30)的外部管径(14、24)介于15.0毫米与3毫米之间，例如介于10.0毫米与5.0毫米之间。
项目10.根据前述项目中的任一项目所述的热交换器(1)，其中作为多个绕组(15，25)提供的所述多个管状流体通道(10，20，30)的每一个盘管的包围直径(17，27)介于200.0毫米与20.0毫米之间，例如介于100.0毫米与50.0毫米之间。
项目11.根据前述项目中的任一项目所述的热交换器(1)，其中每一个盘管(11，21，31)的所述多个绕组(15，25)的数量大于10，例如大于30，优选大于40且小于50。
项目12.根据前述项目中的任一项目所述的热交换器(1)，其中所述管状流体通道(10，20，30)的每一个盘管(11，21，31)与其他盘管(11、21，31)基本相同。
项目13.根据前述项目中的任一项目所述的热交换器(1)，其中所述多个管状流体通道(10，20，30)中的每一个是由金属制成的。
项目14.根据前述项目中的任一项目所述的热交换器(1)，其中所述盘管(11，21，31)的中心路径(16，26，36)之间的距离被选定成提供贯穿所有盘管(11，21，31)内部的基本上为管状的中心空间(41)。
项目15.根据项目14所述的热交换器(1)，进一步包括被布置在所述基本上管状的中心空间(41)中的至少一个非盘管式管状流体连接(40)，以及其中所述多个流体通道(10，20，30)的所述盘管(11，21，31)中的一个围绕所述非盘管式管状流体连接(40)盘绕。
项目16.根据项目15所述的热交换器，其中所述至少一个非盘管式管状流体连接(40)延伸到绕彼此缠结的所述多个管状流体通道(10，20，30)的盘管(11，21，31)以外。
项目17.根据项目15所述的热交换器，其中绕彼此缠结的所述多个管状流体通道的盘管(11，21，31)延伸到所述至少一个非盘管式管状流体连接(40)以外。
项目18.根据前述项目中的任一项目所述的热交换器，其中每一个盘管(11，21，31)是作为多个绕组(15，25)提供的，其间距(19，29)等于或大于其所述外部管径(14，24)。
项目19.根据前述项目中的任一项目所述的热交换器，其中所述盘管的相邻绕组至少沿着所述盘管的一部分是重叠的。
项目20.根据前述项目1-17中的任一项目所述的热交换器，其中每一个盘管(11，21，31)是作为多个绕组(15，25)提供的，其间距(19，29)小于其所述外部管径(14，24)的两倍。
项目21.根据项目1-18或20中的任一项目所述的热交换器，其中所述盘管的相邻绕组至少沿着所述盘管的一部分是不重叠的。
项目22.一种用于超临界水氧化的反应器(70)，所述反应器包括：
形成反应器外壳(78)的反应器壁(71)，所述反应器壁(71)被配置成承受水的超临界区域中的压力和温度，
封闭在所述反应器外壳(78)的内部的根据前述项目中的任一项目的热交换器(1)。
项目23.根据项目22所述的反应器(70)，其中所述反应器(70)进一步包括至少一个反应器流体连接(73，74，75，76)，其延伸到反应器外壳(78)中，以便将流体引入所述反应器外壳(78)或者从所述反应器外壳(78)中提取流体。
项目24.根据项目23所述的反应器(70)，其中所述反应器流体连接(73，74，75，76)中的至少一个与所述多个管状流体通道(10，20，30)流体连通。
项目25.根据项目22到项目24中的任一项目所述的反应器(70)，其中所述反应器(70)进一步包括位于所述反应器壁(71)上的多个加热和冷却部件(300)，用于参考热交换器(1)的高度来控制所述流体(80)的超临界点的水平。
项目26.根据项目22到项目25中的任一项目所述的反应器(70)，进一步包括处于所述反应器外壳(78)中的松散衬里(77)。
项目27.根据项目26所述的反应器(70)，其中所述松散衬里(77)和所述反应器壁(71)之间的空间(Δ1，Δ2)与所述反应器流体连接(73，74，75，76)中的至少一个流体连通。
项目28.根据项目26或项目27中的任一项目所述的反应器(70)，其中所述松散衬里(77)和所述反应器壁(71)之间的空间(Δ1，Δ2)与所述管状流体通道(10，20，30，40)中的至少一个流体连通。
项目29.根据项目22到项目28中的任一项目所述的反应器(70)，其中所述反应器(70)进一步包括处于所述反应器外壳(78)内部的与所述多个管状流体连接(10，20，30)流体连通的上部氧化腔室(93)，所述热交换器(1)位于所述上部氧化腔室(93)的下方。
项目30.根据项目29所述的反应器(70)，其中所述上部氧化腔室(93)占据所述热交换器(1)上方的所述反应器外壳(78)的至少百分之七十的容积，例如百分之八十。
虽然已经结合特定实施例对本发明进行了描述，但不应将其解释成以任何方式局限于所给出的示例。本发明的范围是由附加权利要求书确定的。在权利要求的上下文中，术语“包括”或“包括”并不排除其他可能的要素或步骤。此外，这里使用的“螺旋”和“螺旋状的”优选以广义理解，并且优选不局限于数学定义。此外，在提到诸如“一”或“一个”等参考符号时，其不应被解释成排除多个。在权利要求中使用与附图所示部件相关的参考符号不应被解释成是对本发明的范围进行限制。此外，不同权利要求中提及的各个特征可以有利地组合在一起，并且在不同权利要求中提及这些特征并不排除特征的组合是不可能和有利的。

Claims (40)

1.一种热交换器(1)，包括：
多个管状流体通道(10，20，30)，每个管状流体通道具有：
外部管径(14，24)或等效直径；
进入所述管状流体通道的内部的两个开口(12，13，22，23)，所述开口被布置在所述流体通道的远端位置；
其中：
所述多个管状流体通道(10，20，30)中的每个在其长度的至少一部分上形成为盘管(11，21，31)，如螺旋盘管(11，21，31)，每个盘管(11，21，31)被提供作为多个绕组(15，25)，每个所述盘管(11，21，31)沿中心路径(16，26，36)演变；
所述多个管状流体通道(10，20，30)的所述盘管(11，21，31)绕彼此缠结，每个盘管的中心路径(16，26，36)远离其他盘管(11，21，31)的中心路径(16、26、36)，并且每个所述中心路径(16，26，36)形成螺旋，以及
在所述热交换器(1)的横向截面中，所述盘管(11，21，31)中的第一盘管的绕组的平面表示(18，28，38)与所述多个管状流体通道(10，20，30)的每个其他所述盘管(11，21，31)的绕组的平面表示(18，28码8)重叠。
2.根据权利要求1所述的热交换器(1)，其中所述管状流体通道(10，20，30)的所述盘管(11，21，31)中的每个的绕组的平面表示(18，28，38)是圆形的。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器(1)，其中在所述热交换器的优选每个且每一个的横向截面中，所述域热交换器(1)的最中心的轴线被所述多个管状流体通道(10，20，30)的每个、优选是每一个所述盘管(11，21，31)的绕组的平面表示(18，28，38)包围。
4.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器(1)，其中所述盘管的所有平面表示具有公共交集，由此，每个平面表示的中心点(16)完全处于公共交集以内，并且所述热交换器的最中心轴线(95)处于所述公共交集内部。
5.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器(1)，其中所述盘管中的所述第一盘管的所述绕组的所述平面表示(18，28，38)包括每个其他盘管的中心路径(16，26，36)。
6.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器(1)，其中所述盘管(11，21，31)中的所述第一盘管的绕组的所述平面表示(18，28，38)与每个其他所述盘管(11，21，31)的绕组的所述平面表示(18，28，38)中的每个的重叠量，如通过面积百分比评估，是基本相等的。
7.根据权利要求6所述的热交换器(1)，其中所述盘管(11，21，31)中的所述第一盘管的绕组的所述平面表示(18，28，38)与每个其他所述盘管(11，21，31)的绕组的每个所述平面表示(18，28，38)的所述重叠量是所述盘管(11，21，31)中的第一盘管的绕组的平面表示的总面积的至少30％，如至少50％，优选是至少70％，并且优选小于90％。
8.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器(1)，其中所述盘管(11，21，31)中的至少一个的螺旋中心路径(16，26，36)完成至少一个整圈，由此在螺旋中心路径纵向行进穿过所述至少一个盘管中的每个的绕组时旋转至少360度。
9.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器(1)，其中盘管的中心路径自身是缠结的，如缠结的螺旋。
10.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器(1)，其中每个盘管作为多个绕组来提供，以及其中每个盘管的所述多个绕组的数量大于10，如大于30，优选大于40，并且优选小于200。
11.根据前述权利要求2-10中任一权利要求所述的热交换器(1)，其中所述盘管的圆形截面(18，28，38)的中心点(100a，100b，100c)形成对称形状或之间。
12.根据前述权利要求2-11中任一权利要求所述的热交换器(1)，其中形成螺旋的所述中心路径(16，26，36)中的每个具有基本相同的曲率。
13.根据权利要求11或12所述的热交换器(1)，其中所述对称形状是等边三角形或正多边形。
14.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器(1)，其中所述多个管状流体通道(10，20，30)是两个、三个、四个、五个乃至六个。
15.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器(1)，其中所述管状流体通道(10，20，30)在其至少百分之六十的长度上形成为盘管(11，21，31)。
16.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器(1)，其中每个管状流体通道(10，20，30)的外部管径(14、24)介于15.0毫米与3毫米之间，如介于10.0毫米与5.0毫米之间。
17.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器(1)，其中作为多个绕组(15，25)提供的所述多个管状流体通道(10，20，30)的每个盘管的包围直径(17，27)介于200.0毫米与20.0毫米之间，如介于100.0毫米与50.0毫米之间。
18.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器(1)，其中每个盘管(11，21，31)的所述多个绕组(15，25)的数量大于10，如大于30，优选大于40且小于200。
19.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器(1)，其中所述管状流体通道(10，20，30)的每个盘管(11，21，31)与其他盘管(11、21，31)基本相同。
20.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器(1)，其中所述多个管状流体通道(10，20，30)中的每个是由金属制成的。
21.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器(1)，其中所述盘管(11，21，31)的中心路径(16，26，36)之间的距离被选定成提供贯穿所有盘管(11，21，31)内部的基本上为管状的中心空间(41)。
22.根据权利要求21所述的热交换器(1)，进一步包括被布置在所述基本上管状的中心空间(41)中的至少一个非盘管式管状流体连接(40)，以及其中所述多个流体通道(10，20，30)的所述盘管(11，21，31)中的一个围绕所述非盘管式管状流体连接(40)盘绕。
23.根据权利要求22所述的热交换器，其中所述至少一个非盘管式管状流体连接(40)延伸到绕彼此缠结的所述多个管状流体通道(10，20，30)的盘管(11，21，31)以外。
24.根据权利要求22或23所述的热交换器，其中所述绕彼此缠结的多个管状流体通道的盘管(11，21，31)延伸到所述至少一个非盘管式管状流体连接(40)以外。
25.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器，其中每个盘管(11，21，31)是作为多个绕组(15，25)提供的，其间距(19，29)等于或大于其所述外部管径(14，24)。
26.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器，其中所述盘管的相邻绕组至少沿着所述盘管的一部分是重叠的。
27.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器，其中每个盘管(11，21，31)是作为多个绕组(15，25)提供的，其间距(19，29)小于其所述外部管径(14，24)的两倍。
28.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的热交换器，其中所述盘管的相邻绕组至少沿着所述盘管的一部分是不重叠的。
29.一种用于超临界水氧化的反应器(70)，所述反应器包括：
形成反应器外壳(78)的反应器壁(71)，所述反应器壁(71)被配置成承受水的超临界区域中的压力和温度，
封闭在所述反应器外壳(78)的内部的根据前述权利要求中的任一权利要求的热交换器(1)。
30.根据权利要求29所述的反应器(70)，其中所述反应器(70)进一步包括至少一个反应器流体连接(73，74，75，76)，其延伸到反应器外壳(78)中，以便将流体引入所述反应器外壳(78)或者从所述反应器外壳(78)中提取流体。
31.根据权利要求30所述的反应器(70)，其中所述反应器流体连接(73，74，75，76)中的至少一个与所述多个管状流体通道(10，20，30)流体连通。
32.根据权利要求29-31中的任一权利要求所述的反应器(70)，其中所述反应器(70)进一步包括位于所述反应器壁(71)上的多个加热和冷却部件(300)，用于参考热交换器(1)的高度来控制所述流体(80)的超临界点的水平。
33.根据权利要求29-31中的任一权利要求所述的反应器(70)，进一步包括处于所述反应器外壳(78)中的松散衬里(77)。
34.根据权利要求32所述的反应器(70)，其中所述松散衬里(77)和所述反应器壁(71)之间的空间(间隙)(Δ1，Δ2)与所述反应器流体连接(73，74，75，76)中的至少一个流体连通。
35.根据权利要求32或33所述的反应器(70)，其中所述松散衬里(77)和所述反应器壁(71)之间的空间(间隙)(Δ1，Δ2)与所述管状流体通道(10，20，30，40)中的至少一个流体连通。
36.根据权利要求32-34中的任一权利要求所述的反应器(70)，其中所述松散衬里完全包围反应器外壳。
37.根据权利要求30-33中的任一权利要求所述的反应器(70)，进一步包括至少一个反应器流体出口连接(74，75)，其延伸到所述反应器外壳(78)中，以便从所述反应器外壳(78)中提取流体。
38.根据权利要求29-36中的任一权利要求所述的反应器(70)，其中所述反应器(70)进一步包括处于所述反应器外壳(78)内部的与所述多个管状流体连接(10，20，30)流体连通的上部氧化腔室(93)，所述热交换器(1)位于所述上部氧化腔室(93)的下方。
39.根据权利要求37所述的反应器(70)，其中所述上部氧化腔室(93)占据所述热交换器(1)上方的所述反应器外壳(78)的至少百分之七十的容积，如百分之八十。
40.一种根据权利要求29-38的用于超临界水氧化的反应器(70)，包括两个或更多的根据权利要求1-28中的任一权利要求所述的热交换器。
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