CN114008404A - 使用冲击波清洁锅炉的热交换器的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明主要涉及清洁系统(1)，清洁系统(1)设计为从加压气体生成冲击波并且将冲击波引导至交换器的表面，系统(1)包括至少一个清洁装置(10)，清洁装置(10)包括高压第一室(2)、低压第二室(4)和触发装置(7)，高压第一室(2)旨在与加压气体储存器(3)流体连接，以便向所述第一室(2)供应高压气体，低压第二室(4)包括用于冲击波(6)的排放孔口(5)，触发装置(7)可以在防止所述第一室(2)和所述第二室(4)之间的流体连通的关闭位置和将所述室(2、4)放置为流体连通的打开位置之间可逆地操作。
Description
技术领域
本发明涉及冲击波清洁系统，该冲击波清洁系统旨在安装在排放灰尘、灰分或堵塞沉积物的任何系统上。特别地，本发明涉及旨在安装在工业锅炉类型的热系统上并且开口与蒸发器或过热器类型的至少一个热交换器相对的冲击波清洁系统。
本发明还涉及包括热交换器和用于清洁所述热交换器的多个系统的锅炉。
本发明还涉及由清洁系统实施的用于清洁锅炉的至少一个热交换器的方法。
背景技术
在现有的工业锅炉中，一些能够回收热量，并且实际上安装在生成含颗粒的烟气的燃烧装置的下游。例如，这种类型的锅炉可以安装在生活垃圾焚烧设施的出口处。
烟气承载有颗粒，该颗粒沉积在锅炉的热交换器的壁上，颗粒在这些热交换器壁的表面上生成沉积物。
热交换器壁的清洁对于确保热交换器的最佳操作是必不可少的。为此，有使用爆炸性气体生成投射到热交换器壁的表面的冲击波的清洁系统。这具有分解和去除热交换器壁上的沉积物的效果。
冲击管系统是已知的，它通常包括经由快速释放装置连接至低压室的高压气室并且通常称为空气炮。低压室优选地为具有开口端的管的形式，该开口端设计为指向待清洁的表面。然而，这些快速释放系统生成冲击波，冲击波的压力不足以破坏和去除热交换器的壁上的粘附沉积物，只要这些沉积物与气枪保持距离，具有几m2截面的管道的大容量工业蒸汽发生器(几个热兆瓦)很快就会出现这种情况。
对于不满足有效清洁所需的压力条件的声波生成系统来说，情况也是如此。
为了达到足够高的压力以分解和去除热交换器的壁上的沉积物，还存在爆炸冲击管(包括具有燃料和氧化剂的气体混合物)，以及用于点燃气体混合物以产生爆炸的装置。这种爆炸会生成冲击波，该冲击波会传播到待清洁的热交换器，以分解并且去除热交换器的壁上的沉积物。
然而，这些最后的爆炸装置具有缺点：太高的运行成本和与使用安全相关的强限制。
发明内容
因此，本发明旨在通过提出用于锅炉的至少一个热交换器的冲击波清洁系统来解决上述现有技术的问题，该系统具有最佳清洁效率、产生合理的运行成本并且在最佳安全条件下运行。
为此，首先，本发明针对用于热交换器的清洁系统，清洁系统能够从气体生成超音速冲击波并且将超音速冲击波引导至交换器的表面，系统包括至少一个清洁装置，清洁装置包括高压第一室、低压第二室和触发装置，高压第一室旨在流体连接至加压气体储存器以向所述高压第一室供应气体，低压第二室包括冲击波排放孔口，触发装置能够在防止所述第一室和所述第二室之间流体连通的关闭位置和将所述室放置为流体连通的打开位置之间可逆地操作。
本发明的系统还可以包括以下单独考虑或根据任何可能的技术组合考虑的可选特征：
-在一巴的压力下气体的密度小于或等于0.8kg/m3。
-气体是非爆炸性的。
-供应给清洁系统的各个元件的气体是氦气。
-第一个室形成用于在50巴和300巴之间加压的气体的储存室。
-清洁装置包括与所谓的泄漏区域流体连通的泄漏气体回收装置，泄漏区域在所述泄漏气体可能从中逸出的高压第一室和所述装置的外部之间延伸。
-气体回收装置流体连接至用于所述泄漏气体的回收储存器。
-气体回收装置包括回收室。
-系统包括中间储存器，该中间储存器流体连接至由所述储存器供应高压气体的加压气体储存器，并且流体连接至清洁装置的高压第一室。
-系统包括至少一个附加储存器，用于与加压气体储存器流体连接以从所述加压气体储存器供应，并且流体连接至清洁装置的高压第一室。
-中间储存器流体连接至回收装置以形成泄漏气体回收储存器。
-低压第二室为管，管的第一自由端形成冲击波排放孔口，并且高压第一室与管同轴布置，当触发装置(7)处于打开位置时，管的相对的第二端与第一室流体连通。
-触发装置包括与管和第一室同轴布置的活塞，第一室形成围绕处于关闭位置的活塞的至少部分的环形腔，并且致动装置能够分别在活塞的打开和关闭的两个位置之间驱动活塞，活塞可根据活塞的纵轴在关闭位置和打开位置之间移动，在关闭位置时，活塞的自由端部容纳在管中，在打开位置时，活塞从管完全脱离并且允许第一室和管之间流体连通。
-环形腔的内径De和管的内径Dp使得0.5Dp<De<3Dp。
-管4的长度L在管的外径Dex的八倍和十二倍之间。
-泄漏区域是在活塞和高压第一室之间提供平移引导的滑动连接。
-活塞致动装置包括附接至活塞的第二自由端的第一机械构件以及附接至高压第一室的壁的第二机械构件，第一机械构件配置为朝着活塞的打开位置驱动活塞，第二机械构件配置为将活塞带向并且保持在活塞的关闭位置。
-触发装置的打开速度大于或等于1.5m2/s。
本发明还涉及一种锅炉，包括多个热交换器如前所述并且包括多个清洁装置的清洁系统，每个清洁装置的低压第二室的排放孔口与锅炉的至少一个热交换器相对。
本发明还涉及一种用于生成如前所述的清洁系统的冲击波的方法，其特征在于它包括以下连续步骤：
i.朝着触发装置的关闭位置致动触发装置，然后向至少一个清洁装置的第一室供应气体，直到所述第一室达到确定的阈值压力，在一巴的压力下气体的密度小于0.8kg/m3。
ii.朝着触发装置的打开位置致动相应的清洁装置的触发装置，使第一室和第二室流体连通并且导致朝着第二室的排放孔口在第二室中传播的冲击波的生成。
iii.朝着触发装置的关闭位置致动清洁装置的触发装置。
本发明的方法还可包括以下单独考虑或根据任何可能的技术组合考虑的可选特征：
-方法包括用供应气体净化第一室和用比供应气体密度更大的另一种气体净化第二室的初始步骤，触发装置处于触发装置的打开位置。
-在步骤i中进行的第一室的以秒计的填充时间小于或等于第一室的以升表示的体积的值的十倍。
-在步骤i结束时达到的第一室的阈值压力P4在50巴和300巴之间，并且在第二室的排放孔口5处的冲击波6的压力P2大于5巴。
-根据给定的频率循环重复步骤i至iii。
-该方法包括：在至少步骤i和iii期间，通过回收装置连续回收从高压第一室逸出的泄漏气体的步骤。
-触发装置包括与第一室和第二室同轴布置的活塞以及能够根据活塞的纵轴分别在活塞的打开和关闭的两个位置之间驱动活塞的致动装置，致动装置包括第一机械构件和第二机械构件，当第一机械构件被激活时，第一机械构件设置为将活塞带向活塞的打开位置，当第二机械构件被激活时，第二机械构件设置为将活塞带向活塞的关闭位置，其特征在于，步骤ii包括：
·通过致动工具致动第一机械构件以便在活塞上生成机械力的子步骤，机械力趋于将活塞带向活塞的打开位置，活塞由致动的第二机械构件保持在活塞的关闭位置；
·一旦机械力达到阈值，第一机械构件和第二机械构件的伴随的解除激活引起活塞朝着活塞的打开位置的突然位移；
并且步骤iii包括：
·致动致动工具以将活塞从活塞的打开位置带至活塞的关闭位置的子步骤，然后致动第二机械构件以将活塞保持在活塞的关闭位置，第一机械构件保持在非激活状态。
-在步骤i之前执行激活第一机械构件18的子步骤。
附图说明
本发明的进一步特征和优点将从以下描述并参考附图而变得显而易见，附图示出：
-图1：图1示出了根据本发明的清洁系统的清洁装置的纵向截面图。
-图2：图2显示了根据本发明的清洁系统的示意图。
-图3：图3示出了根据第二实施例的清洁系统的示意图。
-图4：图4示出了根据第二实施例的变体的清洁系统的示意图。
-图5a至图5e：图5a至图5e示出了通过图1的清洁装置生成冲击波的动力学。
-图6：图6示出了包括多个热交换器和本发明的清洁系统的立式对流锅炉的示意性截面图。
为清楚起见，相同或相似的元件在所有附图中都标有相同的参考标记。
通过阅读以下描述和检查附图将更好地理解本发明。这些图仅用于提供信息的目的，而不限制本发明。
具体实施方式
参考图1和图2，清洁系统1包括至少一个清洁装置10，该清洁装置10根据纵轴X延伸并且包括所谓的高压第一室2，高压第一室2能够在50和300巴之间的压力下储存气体，优选70巴和150巴之间。清洁装置10还包括所谓的低压第二室4，低压第二室4包括压力接近大气压的朝外部开口的孔口5。该孔口是冲击波6排放孔口5，它允许清洁热交换器22，如稍后将解释的。
第二室是管4，管4的第一自由端形成冲击波排放孔口5。管4的横截面优选为圆柱形，但在不背离本发明的范围的情况下横截面也可以是多边形。该部分的表面积优选在30cm2和70cm2之间。管4还包括容纳在高压第一室2中的相对的第二自由端14。在以下描述中，术语“低压管”将用于指代低压第二室4。
高压第一室2包括第一中空圆柱形元件25，第一中空圆柱形元件25包括端壁26，管4穿过端壁26的中心，使得所述低压管4的第二自由端14通向该第一元件25。管4的外壁和端壁26之间的连接优选是密封的。优选地，管4和第一元件25形成单件。第一元件25还包括位于第一元件25的圆柱形壁28的边缘处的环形唇缘27，环形唇缘27的功能将在下面说明。
高压第一室2还包括具有与第一中空元件25相同直径的第二中空圆柱形元件29，第二中空圆柱形元件29还包括与所述第二元件29的圆柱形壁31接壤的底壁32和环形唇缘30。第一元件25和第二元件29在它们相应的环形唇缘处根据X轴同轴连接在一起，优选地通过螺栓或通过任何其他已知的紧固工具。可选地，第一元件25和第二元件29可以形成单件。
清洁装置10包括触发装置7，触发装置7的作用是允许生成在低压管4中朝向排放孔口5传播的冲击波6(见图5e)。为了允许在管4中形成平面冲击波6，管4的长度L在它的外径Dex的八到十二倍之间，并且优选地具有所述管的外径Dex的十倍的长度L。
冲击波是由导致压力突然转变和/或不连续的事件产生的机械波。因此，在气压突然变化期间，例如在爆炸期间，可能会生成冲击波。
在当前情况下，冲击波是在两种介质(例如气态)的连通之后生成的，呈现非常不同的初始压力，冲击波是在没有爆炸的情况下生成的。然后冲击波前以必然的超音速传播。
触发装置7包括具有T形横截面的活塞13，活塞13包括穿过第二元件29的底壁32的中心圆柱体130，所述中心圆柱体130穿过与中心体130的直径相同直径的孔，使得活塞13、高压第一室2和管4的第一元件25和第二元件29都沿着X轴同轴。在其中心体130的任一侧，活塞13包括第一圆柱形自由端部16和第二圆柱形自由端部17。
活塞13可沿其纵轴在两个位置(分别为关闭和打开)之间移动。
在如图1所示的关闭位置，活塞的第一自由端部16容纳在低压管4中以防止所述低压管4和高压第一室2之间的流体连通。如图1所示，活塞13包括第一肩部33，第一肩部33限定活塞的中心体130和活塞13的第一自由端部16之间的界限，中心体130的直径等于低压管4的外径，第一自由端部16的直径Dp等于管4的内径。活塞13还包括界定中心体130和第二自由端部17的第二肩部34，第二自由端部17的直径大于中心体130的直径。
因此，在图1所示的关闭位置，活塞13的第一肩部33与低压管4的第二自由端14的外周边缘邻接，并且活塞13的第二肩部34与第一室2的第二元件29的底壁32的外表面邻接。因此，当活塞13处于其关闭位置时，高压第一室2形成环形腔20。
在其打开位置(见图5e)，活塞13的第一自由端部16从低压管4脱离，使得高压第一室2和低压管4置于流体连通中。
因此，当活塞13从其关闭位置移动到其打开位置时，假设高压第一室2处于足够压力下，则生成冲击波6并且在低压管4中以1.5到5倍马赫数的超音速传播。为了确保生成足以确保交换器22(图6)的清洁的冲击波6，当活塞13处于关闭位置时，冲击波P2的压力与低压管4中的初始压力P1之间的比率必须在5和25之间。该比率越高，冲击波压力P2将越高，并且所述冲击波6在清洁中将越有效。压力P2高于五巴，并且通常在五巴和二十五巴之间，优选地在十巴和二十巴之间。
该P2/P1比率可以根据许贡纽(Hugoniot)方程计算，该方程在流体力学中描述了等熵流体的行为。这个方程的形式如下：
P4为活塞13处于关闭位置时环形腔20(即高压第一腔2)中的压力，并且c1和c4分别对应于压力P1和压力P4下的气体中的声速。系数K1、K2、K3和K4取决于γ，γ本身是多变系数；一阶近似，γ对应于拉普拉斯系数。
该方程的解表明，为了获得在5和25之间的P2/P1比率，P4/P1比率必须在10和300之间。P1处于大气压附近，这意味着当活塞13仍处于关闭位置时，环形腔20中占优势的压力P4必须在10巴和300巴之间，优选地大于50巴。此外，为了限制活塞上的压力，环形腔20的内径De和管4的内径Dp使得0.5Dp<De<3Dp。
这样的压力可以通过合适的流体工具35将高压第一室2连接至高压气体储存器3来获得。根据本发明，所使用的气体是非爆炸性的、低密度的并且当压力为1巴时呈现的密度小于0.8kg/m3。作为示例，气体储存器3包括200巴或300巴的氦气瓶36、360、361(图2、图3和图4)。
为了避免所述气瓶逐渐排空所固有的氦气瓶36的压力逐渐降低，有利的是在图2所示的第一可选方案中在供应储存器3和每个清洁装置10的高压第一室2之间进行流体连接(中间储存器100)，中间储存器100的操作压力为几巴，通常在2巴和5巴之间。控制压缩机37然后在该中间储存器100和每个清洁装置10的高压第一室2之间流体连接12、35，以使得该高压第一室2能够被供应高达300巴的压力的气体。最后，控制阀39连接至中间储存器100的入口，以控制对所述中间储存器100的气体供应。
在图3和图4所示的第二可选方案中，仍然为了避免氦气瓶360、361的压力随着所述气瓶的逐渐排空固有的逐渐降低，有利的是提供至少一个附加储存器200、201，附加储存器200、201通过流体工具35流体连接在供应储存器3和每个清洁装置10的高压第一室2之间。
根据图3中所示的该第二可选方案的第一变体，清洁系统1包括单个互补储存器200，该单个互补储存器200包括多个气瓶360，当之后充满气体且活塞13处于关闭位置时，气瓶360的压力保持为比高压第一室2的压力P4高至少1.2倍，理想地1.5倍。该压力通过流体连接在供应储存器3和互补储存器200之间的压缩机47保持。
根据图4中所示的第二变体，清洁系统1包括与清洁装置10一样多的互补储存器201，每个互补储存器201包括至少一个加压气瓶361。每个互补储存器201流体连接在供应储存器3和相关清洁装置10之间。此外，清洁系统1包括多个压缩机47，每个压缩机47流体连接在相关互补储存器201的上游，以确保气瓶361中的压力至少等于压力P4的1.2倍，理想地至少等于该压力P4的1.5倍。当供应储存器3和清洁装置10之间的距离较大时，该第二变体是优选的，因为在清洁装置10附近集成多个互补储存器201使得可以减少所考虑的清洁设备10的第一室2的填充时间。
仍然参考图1，触发装置7包括活塞13的致动装置15，致动装置15能够在活塞的打开和关闭的两个位置之间驱动所述活塞。
该致动装置15包括同轴圆板40，同轴圆板40设有垂直于所述板40延伸的中心杆46，杆46容纳在设置在活塞13中的纵向孔42中。致动装置15还包括第一机械构件18，优选为螺旋弹簧，第一机械构件18的端部分别与板40和活塞的第二自由端部17的外表面170成为一体。因此，当板40通过控制机械工具24(例如一个或多个气缸)远离活塞13移动时，弹簧18拉伸并且在活塞13上生成力F1，该力F1趋于将活塞13带向其打开位置。
根据第一可选方案，该装置包括第二机械构件19，或者可能是气动构件19，它容纳在形成在第一室2的第二元件29的底壁32中的相应形状的开口中。当该第二构件19被致动时，它生成用于将活塞13的第二肩部34保持抵靠第一室2的第二元件29的力，并且因此趋于将活塞13带回其关闭位置并且使活塞13保持在该位置。
根据第二可选方案，致动装置15包括电磁构件，该电磁构件由连接至电源装置(未示出)并且容纳在设置在第一室2的第二元件29的底壁32中的相应形状的开口中的环形电磁体形成。当电磁体通电时，它在活塞13的第二肩部34上生成吸引力，这趋于将第二肩部34压靠在第一室2的第二元件29上，因此趋于将活塞13带回到其关闭位置并且将活塞13保持在该位置。
如上所述，为了生成有效的冲击波6，即在高于5巴的压力下并且具有在马赫数的1.5倍和5倍之间的传播速度，必须在高压第一室2中达到50巴至300巴的高气压。这种压力与轻质气体(诸如氦气)的使用相结合，通过从所述第一室2延伸到外部的所谓的泄漏区域9从第一室2生成气体泄漏。该区域9由活塞13和高压第一室2之间的滑动连接限定，允许这两个部件13、2相对于彼此的平移引导。在图1中，这是活塞的中心体130和高压第一室2的第二元件29之间的环形接触表面9，在底壁32的外表面和活塞17的第二自由端的内表面之间的接触表面增加到该环形接触表面9。
为了避免由于这些泄漏造成的气体损失，根据通过清洁系统1生成冲击波的方法适配第一室2的填充时间以及所述第一室2的填充结束与冲击波6的生成之间的时间延迟，该方法将在下面详细描述。
虽然填充时间和定时的这种适配示出了优选且充分的解决方案，但是根据本发明，清洁装置10还可以包括当活塞13处于其关闭位置时用于从高压第一室2回收所述泄漏气体23的装置8。
泄漏气体回收装置8包括与泄漏区域9流体连通的回收室11。这样，来自高压第一室2并且通过泄漏区域9逸出的气体被回收并且储存在该回收室11中。
该回收室11包括贯穿孔口，贯穿孔口的外周边缘以密封方式连接至第二中空元件29的底壁32的外周边缘。因此，考虑到上游和下游术语是相对于冲击波6在低压管4中的传播方向，位于第二中空元件29的底壁32和回收室11之间的接合处的上游的清洁装置10的整个部分容纳在所述回收室11中。最后，为了受益于尽可能大的回收室11，第二中空元件29的底壁32比所述第二中空元件29的圆柱形壁31宽。
参考图2，每个清洁装置10(图2中示出了两个)的回收室11通过合适的管道41流体连接至中间储存器100。因此中间储存器100也形成用于泄漏气体23的回收储存器。在回收室11中回收的这些泄漏气体23因此被重新注入中间储存器100中，以便用于将来填充高压第一室2。因此回收装置8确保泄漏气体23的再循环。
可选地，未示出，回收储存器不同于中间储存器100，并且可以是例如待填充的多个圆柱体。
参考图5a至图5e，描述了用于通过清洁系统1生成冲击波的方法。
在第一步骤(图5a)期间，从供应储存器3提供气体循环的阀39被控制为打开以允许气体在高压第一室2中积聚。在该步骤中，活塞13被保持或者之前被致动到其关闭位置，弹簧18处于其静止位置并且第二机械构件19被致动。为了尽可能地限制高压第一室2外部的泄漏气体23，填充时间很短，理想地，以秒表示的这个时间小于等于以第一室2的升数表示的体积值的10倍。例如，如果第一室2的体积为一升，则所述室2的填充时间小于或等于十秒。
在第二步骤(图5b和图5c)期间，一旦第一室2中的压力达到确定的阈值，例如由集成在清洁系统1中的压力传感器测量的，阀39就被控制为关闭以阻止气体从供应储存器3到达。在第一确定的延迟之后，通常少于5秒以避免气体23泄漏出第一室2，气缸24被激活(图5b)以移动板40远离活塞13。这具有张紧存储在活塞13和板40之间的弹簧18并且生成趋于将活塞13驱动到其打开位置的张力F1的效果。一旦弹簧18达到所需的伸长量以生成确定值的力(图5c)，该力的值通常在2000牛顿和10000牛顿之间，气缸24就停止。
在特别有利的方式中，在第二步骤之后进行第一步骤。这样，在第一室2的填充结束和气缸24的致动之间不需要施加时间延迟。填充结束和冲击波6的生成之间的时间将减少，这具有进一步限制气体从第一室2泄漏的效果。
在第三步骤(图5d和图5e)期间，当阀39保持关闭或被控制为关闭时，第二机械构件19不再被致动，使得不再有抵抗由弹簧18生成的机械力Fl的任何阻力。这导致活塞13(图5d中的箭头45)快速移动到其打开位置(图5e)，并且第一室2和管4之间突然连通。对于横截面积为30cm2和70cm2之间的管4，打开速度大于1.5m2/s，并且通常在1.5m2/s和3.5m2/s之间。这意味着活塞13在其两个位置之间的位移时间在0.2毫秒和15毫秒之间，优选地在2毫秒和4毫秒之间，这对应于在使第一室2和管4流体连通时活塞13的纵向速度为每秒10米的数量级，允许生成冲击波6的活塞13的最小速度为每秒8米。活塞13的快速运动允许生成超音速冲击波6，而无需任何燃烧或爆炸。
以特别有利的方式，当所述活塞13处于其关闭位置时，容纳在管4中的活塞13的自由端16具有至少等于2厘米的足够长度。因此，活塞13在其由于弹簧18的致动而朝向其打开位置的位移期间，在第一室2和管4之间的流体连通之前加速，以当其自由端16从管脱离并且允许第一室2和管4流体连通时达到高于每秒8米的足够速度。
这导致冲击波6的生成，冲击波6通过低压管4传播到冲击波从其逸出的排放孔口5(图5e)。
最后，在第四步骤期间，在第二确定的延迟之后致动气缸24以将板40和气缸24带回到其关闭位置。然后致动第二机械构件19以将活塞13保持在其关闭位置。
这四个步骤根据确定的频率循环重复，例如每个清洁装置10和每小时两次喷射。
有利地且优选地，该方法包括用来自储存器3的进料气体净化高压第一室2和用另一种密度更大的气体(通常是压缩空气)净化管4的预备步骤。然后，当活塞13处于其打开位置时，第一室2用体积对应于所述第一室2的体积的一到三倍的体积的氦气冲洗。同时，管4用体积对应于所述管4的体积的二至四倍的压缩空气净化。该预备步骤提高了清洁系统1的效率。
最后，当清洁系统包括泄漏气体回收装置8时，该方法包括连续泄漏气体回收步骤23，该步骤在该工艺期间实施，以允许回收室11中的泄漏气体的回收，只要随着第一室2被加压，即只要活塞13处于其关闭位置并且用气体供应高压第一室2。
参考图4，本发明的清洁系统1包括多个清洁装置10，这些清洁装置10与已知类型的对流立式锅炉21的热交换器22相对安装。该锅炉包括用于高温工业烟气44的循环的导管43，其中安装了多个热交换器22。与烟气44接触时，这些热交换器22从烟气中回收热量，但颗粒的沉积物最终会堵塞交换器22的壁，这降低了热交换器22的效率。
为了清洁热交换器22，清洁装置10布置为使得它们的管4的排放孔口5与待清洁的热交换器22相对。清洁装置10的巧妙布置可以在所有热交换器22的壁上生成冲击波6。
每个清洁装置10包括结合低密度气体的使用的活塞13的机械触发系统，因此允许生成高压冲击波6以允许分解和去除热交换器壁上的沉积物。此外，由于气体为非爆炸性的，所述清洗系统1的使用期间的安全条件是最佳的，并且降低了运行成本。
上述实施例不是限制性的，并且在不背离本发明的范围的情况下可以对其进行修改。例如，可以想象清洁装置10的触发装置7的另一种配置，后者能够包括将高压第一室2和管4分隔开的控制闸刀式阀。此外，一巴处的密度小于0.8kg/m3的任何类型的气体与本发明的清洁系统1兼容。
Claims (23)
1.一种用于热交换器的清洁系统(1)，能够从气体生成超音速冲击波并且将超音速冲击波引导至交换器的表面，系统(1)包括至少一个清洁装置(10)，清洁装置(10)包括高压第一室(2)、低压第二室(4)和触发装置(7)，高压第一室(2)旨在流体连接至加压气体储存器(3)以向所述高压第一室(2)供应气体，低压第二室(4)包括用于冲击波(6)的排放孔口(5)，触发装置(7)能够在防止所述第一室(2)和所述第二室(4)之间流体连通的关闭位置和将所述室(2、4)放置为流体连通的打开位置之间可逆地操作，其特征在于，触发装置(7)的打开速度大于或等于1.5m2/s。
2.根据前述权利要求所述的系统(1)，其特征在于，在一巴的压力下，气体的密度小于或等于0.8kg/m3。
3.根据权利要求1或2所述的系统(1)，其特征在于，气体是非爆炸性的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统(1)，其特征在于，供应清洁系统(1)的各种元件的气体是氦气。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统(1)，其特征在于，第一室(2)形成用于在50巴和300巴之间加压的气体的储存室。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统(1)，其特征在于，低压第二室是管(4)，管(4)的第一自由端形成冲击波排放孔口(5)，并且高压第一室(2)与管(4)同轴布置，当触发装置(7)处于打开位置时，管(4)的相对的第二端(14)与第一室(2)流体连通。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，触发装置(7)包括与管(4)和第一室(2)同轴布置的活塞(13)，第一室(2)形成围绕处于关闭位置的活塞(13)的至少部分的环形腔(20)，并且致动装置(15)能够分别在活塞(13)的打开和关闭的两个位置之间驱动活塞(13)，活塞(13)可根据活塞(13)的纵轴在关闭位置和打开位置之间移动，在关闭位置时，活塞(13)的自由端部(16)容纳在管(4)中，在打开位置时，活塞(13)从管(4)完全脱离并且允许第一室(2)和管(4)之间流体连通。
8.根据权利要求6或7所述的系统(1)，其特征在于，管(4)的长度L比管(4)的外径Dex大八倍和十二倍之间。
9.根据权利要求8所述的系统(1)，其特征在于，活塞(13)的致动装置(15)包括与活塞的第二自由端(17)成为一体的第一机械构件(18)以及与高压第一室(2)的壁成为一体的第二机械构件(19)，第一机械构件(18)配置为将活塞(13)带向活塞(13)的打开位置，第二机械构件(19)配置为将活塞(13)带向并且保持在活塞(13)的关闭位置。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，清洁装置包括与所谓的泄漏区域(9)流体连通的泄漏气体回收装置(8)，泄漏区域(9)在高压第一室(2)和所述装置(10)的外部之间延伸，所述泄漏气体(23)易于从高压第一室(2)逸出。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，气体回收装置(8)流体连接至用于所述泄漏气体的回收储存器(10)。
12.根据权利要求10或11所述的系统(1)，其特征在于，气体回收装置(8)包括回收室(11)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，系统(1)包括至少一个互补储存器(200、201)，互补储存器(200、201)旨在流体连接至加压气体储存器(3)以由所述加压气体储存器(3)供应，并且流体连接至清洁装置(10)的高压第一室(2)。
14.根据权利要求10至13和权利要求7中任一项所述的系统(1)，其特征在于，泄漏区域(9)是在活塞(13)和高压第一室(2)之间提供平移引导的滑动连接。
15.一种锅炉(21)，包括多个热交换器(22)和包括多个清洁装置(10)的根据权利要求1至14中任一项所述的清洁系统(1)，其特征在于，每个清洁装置(10)的低压第二室(4)的排放孔口(5)与锅炉(21)的至少一个热交换器(22)相对。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的用于生成清洁系统(1)的冲击波的方法，其特征在于，方法包括以下连续步骤：
i.朝着触发装置(7)的关闭位置致动触发装置(7)，然后向至少一个清洁装置(10)的第一室(2)供应气体，直到所述第一室(2)达到确定的阈值压力P4，在一巴的压力下气体的密度小于0.8kg/m3；
ii.朝着触发装置(7)的打开位置致动所述清洁装置(10)的触发装置(7)，将第一室(2)和第二室(4)放置为流体连通并且导致在第二室(4)的排放孔口(5)的方向上在第二室(4)中传播的冲击波(6)的生成；
iii.朝着触发装置(7)的关闭位置致动触发装置(7)。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，方法包括用供应气体净化第一室(2)和用比供应气体密度更大的另一种气体净化第二室(3)的初始步骤，触发装置(7)处于触发装置(7)的打开位置。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，在步骤i中执行的第一室的以秒计的填充时间小于或等于第一室(2)的以升表示的体积的值的十倍。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤i结束时达到的第一室(2)的阈值压力P4在50巴和300巴之间，并且在第二室(4)的排放孔口(5)的水平处的冲击波(6)的压力P2大于5巴。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，其特征在于，以确定的频率循环重复步骤i至iii。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的方法，其特征在于，方法包括：在至少步骤i和iii期间，通过回收装置(8)连续回收从高压第一室(2)逸出的泄漏气体(23)的步骤。
22.根据权利要求16至21中任一项所述的方法，触发装置(7)包括与第一室(2)和第二室(4)同轴布置的活塞(13)以及能够根据活塞(13)的纵轴分别在活塞(13)的打开和关闭的两个位置之间驱动活塞(13)的致动装置(15)，致动装置(15)包括第一机械构件(18)和第二机械构件(19)，当第一机械构件(18)被激活时，第一机械构件(18)设置为朝着活塞(13)的打开位置驱动活塞(13)，当第二机械构件(19)被激活时，第二机械构件(19)设置为朝着活塞(13)的关闭位置移动活塞(13)，其特征在于，步骤ii包括：
·通过激活工具(24)激活第一机械构件(18)以便在活塞(13)上生成机械力F1的子步骤，机械力F1趋于将活塞(13)带向活塞(13)的打开位置，活塞(13)由激活的第二机械构件(19)保持在活塞(13)的关闭位置；
·一旦机械力F1达到阈值，第一机械构件(18)和第二机械构件(19)的伴随的解除激活引起活塞(13)朝着活塞(13)的打开位置的突然位移；
并且步骤iii包括：
·激活驱动工具(24)以将活塞(13)从活塞(13)的打开位置带至活塞(13)的关闭位置的子步骤，然后激活第二机械构件(19)以将活塞(13)保持在活塞(13)的关闭位置，第一机械构件(18)保持在非激活状态。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤i之前执行激活第一机械构件(18)的子步骤。
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