ES2924519T3 - Un intercambiador de calor con una unión y método para fabricar el mismo - Google Patents

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Abstract

Un intercambiador de calor (10) que comprende un primer tubo de transferencia de calor (100) que tiene una primera parte recta primaria (101) y una primera parte recta secundaria (103), extendiéndose las partes rectas (101, 103) paralelas en un primer plano (P) en una dirección longitudinal (di). El intercambiador de calor (10) comprende una primera parte de unión primaria (510) que tiene una primera superficie primaria (511), una primera superficie secundaria opuesta (512) y una primera superficie terciaria (513), extendiéndose la primera superficie terciaria (513) desde la primera superficie primaria (511) a la primera superficie secundaria (512). En la primera superficie terciaria (513), se proporcionan un primer orificio primario (514) y un primer orificio secundario (515), que se extienden ambos a través de la primera parte de unión primaria (510) en la dirección longitudinal (dl). El intercambiador de calor (10) comprende una primera parte de unión secundaria (520) que tiene un segundo orificio principal (524) y un segundo orificio secundario (525), ambos se extienden a través de la primera parte de unión secundaria (520) en la dirección longitudinal (dl) en una segunda superficie terciaria (523) desde una segunda superficie primaria (521) hasta una segunda superficie secundaria (522). La primera parte de unión primaria (510) ha sido soldada a la primera parte de unión secundaria (520) para formar una primera unión primaria (530) que une partes del primer tubo intercambiador de calor (100). Así, la primera unión primaria (530) limita una primera abertura primaria (533) y una primera abertura secundaria (534) formada por los orificios (514, 515, 524, 525), en donde se extienden partes rectas (101, 103) a través del primera unión primaria (530) a través de las aberturas (533, 534). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Un intercambiador de calor con una unión y método para fabricar el mismo
Campo técnico
La invención se refiere a métodos para fabricar intercambiadores de calor de tubos. La invención se refiere a intercambiadores de calor particularmente adecuados para calderas de lecho fluidizado. La invención se refiere a intercambiadores de calor adecuados para calderas de lecho fluidizado circulante. La invención se refiere a intercambiadores de calor de lecho fluidizado. La invención se refiere a un intercambiador de calor para una junta de bucle de una caldera de lecho fluidizado circulante. La invención se refiere a enfriadores de partículas.
Antecedentes
A partir del documento US 2.843.363 se conoce un tubo intercambiador de calor y un colgador para instalar fácilmente un tubo intercambiador de calor en techos o paredes que forman un espacio de una habitación. A partir de la solicitud US 2011/0146598 se conoce un sistema de retención de tubos de calderas. Un intercambiador de calor de lecho fluidizado se conoce a partir de la patente US 9.371.987. Un tubo de transferencia de calor del intercambiador de calor de lecho fluidizado comprende partes rectas y partes curvas, por lo que el tubo de transferencia de calor está configurado para serpentear. Los tubos largos no son mecánicamente rígidos, por lo que necesitan ser soportados mecánicamente durante su uso. En el documento de la técnica anterior, las paredes de un espacio aislado del lecho fluidizado proporcionan soporte mecánico para los tubos. Como alternativa, los tubos podrían estar soportados en una pared de un horno. A partir del documento US 8.141.502 se conoce soportar los tubos desde abajo sustancialmente en toda su longitud.
Sin embargo, una estructura en la que las paredes soportan los tubos es difícil de fabricar. La pared que soporta los tubos puede estar provista de aberturas adecuadas para los tubos. Sin embargo, en dicho método de fabricación, el tubo debe ensamblarse a partir de múltiples piezas; al menos las partes rectas y las partes curvas, que se sueldan entre sí. La soldadura, aunque es un proceso bien conocido, es algo molesta, ya que el tubo de transferencia de calor necesita soportar una presión del orden de 120 bar y una temperatura del orden de 600 °C.
Sumario
La presente invención tiene como objetivo proporcionar un soporte mecánico para tubos de transferencia de calor de un intercambiador de calor, cuyo soporte pueda fabricarse fácilmente. El soporte, es decir, una unión, se divulga en la descripción. Un intercambiador de calor con dicha unión se divulga en la reivindicación independiente 1. Un método para fabricar un intercambiador de calor de este tipo se divulga en la reivindicación independiente 13. La unión es adecuada para usarse con un tubo o tubos de transferencia de calor que están doblados en algunos lugares. La unión es adecuada para usarse con un tubo o tubos de transferencia de calor que no necesitan ensamblarse o ensamblarse más.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1a muestra una caldera de lecho fluidizado circulante en una vista lateral,
la figura 1 b muestra una caldera de lecho fluidizado burbujeante en una vista lateral,
la figura 2a muestra un primer tubo de transferencia de calor en una vista lateral,
la figura 2b muestra el tubo de transferencia de calor de la figura 2a y una unión que une las partes rectas entre sí,
la figura 3a muestra la vista en sección MIa-MIa del tubo de transferencia de calor y la unión de la figura 2b, la figura 3b muestra la vista en sección MIb-NIb del tubo de transferencia de calor y la unión de la figura 2b, la figura 3c muestra la parte IIIc de la figura 3b con más detalle,
la figura 4a muestra, en una vista superior, una unión y un tubo de transferencia de calor, en el que una normal de las superficies primarias (511,521) es paralela a la dirección longitudinal del tubo de transferencia de calor, la figura 4b muestra, en una vista superior, una unión y un tubo de transferencia de calor, en el que una normal de las superficies primarias (511, 521) no es paralela a la dirección longitudinal del tubo de transferencia de calor,
la figura 5a muestra, en una vista superior, una unión y un tubo de transferencia de calor, en el que las partes de la unión se superponen parcialmente en la dirección de una normal N del plano P,
la figura 5b muestra, en una vista superior, una unión y un tubo de transferencia de calor que no entran dentro del alcance de esta invención, en el que las partes de la unión se superponen completamente en la dirección de una normal N del plano P,
la figura 5c muestra, en una vista superior, una unión y un tubo de transferencia de calor, en el que las partes de la unión no se superponen en la dirección de una normal N del plano P,
la figura 6a muestra, en una vista superior, una unión y un tubo de transferencia de calor con topes, la figura 6b muestra, en una vista de primer extremo, una unión y un tubo de transferencia de calor con topes, la figura 6c muestra, en una segunda vista de extremo, una unión y un tubo de transferencia de calor con topes, la figura 7a muestra una sección transversal de una parte recta de un tubo de transferencia de calor coaxial que tiene un tubo de transferencia de calor interior y un refractario exterior,
la figura 7b muestra una sección transversal de una parte curva de un tubo de transferencia de calor coaxial que tiene un tubo de transferencia de calor interior y un refractario exterior,
la figura 8a muestra, en una vista lateral, una disposición de dos tubos de transferencia de calor y una unión que soporta ambos tubos de transferencia de calor,
la figura 8b muestra la vista en sección VIIIb-VIIIb de la figura 8a,
la figura 9a muestra, en una vista lateral, una disposición de tres tubos de transferencia de calor y una unión que soporta los tubos de transferencia de calor,
la figura 9b muestra, en una vista lateral, una disposición de cuatro tubos de transferencia de calor y una unión que soporta los tubos de transferencia de calor,
la figura 10 muestra, en una vista en perspectiva, una primera disposición de cuatro tubos de transferencia de calor y dos uniones que soportan estos tubos de transferencia de calor, y una segunda disposición de cuatro tubos de transferencia de calor y dos uniones que soportan estos tubos de transferencia de calor, la figura 11 a muestra, en una vista lateral, una disposición de dos tubos de transferencia de calor y dos uniones que soportan ambos tubos de transferencia de calor,
la figura 11b muestra, en una vista en perspectiva, un conjunto de disposiciones de múltiples disposiciones de tubos de transferencia de calor de la figura 11 a,
la figura 11 c muestra, en una vista de extremo, el conjunto de disposición de la figura 11b, y
la figura 12 muestra una placa de la que se pueden cortar partes de las uniones y líneas de corte para el corte.
Para ilustrar diferentes vistas de las realizaciones, en las figuras se indican tres direcciones ortogonales Sx, Sy y Sz. Preferiblemente, en uso, la dirección Sz es sustancialmente vertical y hacia arriba. De esta forma, la dirección Sz es sustancialmente inversa a la gravedad. Una dirección Sh en la figura 10 se refiere a una dirección horizontal, que es perpendicular a Sz.
Descripción detallada
La figura 1a muestra una caldera de lecho fluidizado circulante 1 en una vista lateral. La caldera de lecho fluidizado circulante 1 comprende un horno 50, un ciclón 40, que es un medio 40 para separar el material del lecho del gas de combustión, y una junta de bucle 5. La junta de bucle 5 está configurada para recibir el material del lecho del ciclón 40. En la figura 1 a, un canal de gas de combustión se indica con el número de referencia 20. El gas de combustión se expulsa del horno 50 a través del canal de gas de combustión 20.
La figura 1 b muestra una caldera de lecho fluidizado burbujeante 1 en una vista lateral. La caldera de lecho fluidizado burbujeante 1 comprende un horno 50 y un canal de gas de combustión 20.
Típicamente, la caldera de lecho fluidizado 1 (burbujeante o circulante) comprende intercambiadores de calor de gases de combustión 26, 28 dentro del canal de gases de combustión 20. Los intercambiadores de calor de gases de combustión 26, 28 están configurados para recuperar calor de los gases de combustión. Algunos de los intercambiadores de calor de gases de combustión pueden ser sobrecalentadores 26 configurados para sobrecalentar vapor recuperando calor de los gases de combustión. Algunos de los intercambiadores de calor pueden ser economizadores 28 configurados para calentar y/o hervir agua recuperando el calor de los gases de combustión.
En una caldera de lecho fluidizado circulante (figura 1 a), el material del lecho se transporta desde la parte superior del horno 50 al ciclón 40 para separar el material del lecho de los gases. Desde el ciclón 40, el material del lecho cae a través de un canal 60 a una junta de bucle 5. En la junta de bucle 5, se forma una capa de material de lecho. El material del lecho se devuelve desde la junta en bucle 5 al horno 50 a través de una tubería 15. En la junta en bucle 5, las paredes 51 de la junta en bucle 5 limitan un volumen V en el que se dispone un lecho fluidizado del material del lecho circulante. En una caldera de lecho fluidizado burbujeante (figura 1b), el material del lecho se fluidiza en el horno 50. Así, las paredes 51 del horno 50 limitan un volumen V en el que se dispone un lecho fluidizado del material del lecho.
En general, una caldera de lecho fluidizado 1 comprende tuberías para el medio de transferencia de calor. En uso, el medio de transferencia de calor circula en la tubería y se calienta mediante intercambiadores de calor, en particular, los intercambiadores de calor de gases de combustión 26, 28 y el intercambiador de calor de lecho fluidizado 10. La tubería forma una circulación para el medio de transferencia de calor. En la circulación, el mismo medio de transferencia de calor puede fluir entre los intercambiadores de calor de gases de combustión 26, 28 y el intercambiador de calor de lecho fluidizado 10. Por lo general, la circulación se forma de manera que el medio de intercambio de calor primero se calienta en los economizadores 28 y luego en los sobrecalentadores 26. Además, después de los sobrecalentadores 26, el medio de intercambio de calor se calienta en el intercambiador de calor de lecho fluidizado 10. Posteriormente, el medio (por ejemplo, vapor sobrecalentado) normalmente se transporta a una turbina de vapor.
La presente invención se refiere, en particular, a una estructura de un intercambiador de calor y a un método para fabricar dicho intercambiador de calor. En un uso preferido, el intercambiador de calor está dispuesto en un lecho fluidizado, tal como en la junta de bucle 5 de una caldera de lecho fluidizado circulante o en el horno de una caldera de lecho fluidizado burbujeante. En general, un intercambiador de calor comprende una serie de tubos, en los que está configurado para fluir un primer medio de transferencia de calor, tal como agua y/o vapor. Fuera de los tubos, el segundo medio de transferencia de calor, tal como el material del lecho, está configurado para fluir, por lo que el calor se transfiere desde el segundo medio de transferencia de calor al primer medio de transferencia de calor a través de una pared del tubo. El intercambiador de calor 10, que, cuando se instala en un lecho fluidizado, forma un intercambiador de calor de lecho fluidizado 10, puede fabricarse como parte de una caldera o como repuesto para la caldera. Así, una realización se refiere a un intercambiador de calor 10. Además, una realización se refiere a una caldera de lecho fluidizado 1.
En esta descripción, se utilizan los siguientes términos:
Un tubo de transferencia de calor se refiere a un tubo. El tubo de transferencia de calor puede estar hecho de un solo material sustancialmente homogéneo, por ejemplo, metal, tal como acero. Cuando se considere factible, un tubo de transferencia de calor puede denominarse "tubo de transferencia de calor simple" para distinguirlo de un "tubo de transferencia de calor coaxial". Un tubo de transferencia de calor simple puede consistir en algo de metal, ya que los metales en general conducen bien el calor.
Un tubo de transferencia de calor coaxial se refiere a una disposición de tubos de transferencia de calor, en la que un tubo de transferencia de calor lateralmente más externo rodea un tubo de transferencia de calor interno. Un tubo de transferencia de calor coaxial es una disposición de tubos de transferencia de calor (normalmente solo dos tubos de transferencia de calor) que son mutuamente coaxiales.
Una parte recta se refiere a esa parte de un tubo de transferencia de calor (tubo simple o tubo coaxial), que se ha obtenido de un fabricante de tubos y no se ha doblado. Por lo general, los fabricantes de tubos suministran tubos rígidos rectos. En términos de radio de curvatura, un radio de curvatura rs (véase la figura 2a) de una línea central de la parte recta es de al menos 1 metro (1 m). Un radio de curvatura rs de una parte recta puede ser infinita o sustancialmente infinita.
Una parte curva se refiere a una parte de un tubo de transferencia de calor (simple o coaxial) que se ha doblado. En términos de un radio de curvatura, un radio de curvatura ro (véase la figura 2a) de una línea central de la parte curva es inferior a 1 metro (1 m). Preferiblemente, un radio de curvatura re de una parte curva es al menos tres veces el diámetro del tubo de transferencia de calor.
La figura 2a muestra un tubo de transferencia de calor 100, es decir, un primer tubo de transferencia de calor 100 en una vista lateral. Un intercambiador de calor 10 de la presente invención comprende un primer tubo de transferencia de calor 100. Como se indica en la figura 2a, el primer tubo de transferencia de calor 100 comprende una primera parte recta primaria 101, una primera parte curva primaria 102, una primera parte recta secundaria 103, una primera parte curva secundaria 104, una primera parte recta terciaria 105, y también otra parte curva (es decir, terciaria) 106 y otra parte recta (es decir, cuaternaria) 107. Se deja al menos una parte curva entre dos partes rectas del tubo 100 en la dirección de extensión del tubo, de manera que las partes rectas del primer tubo de transferencia de calor 100 se extiendan paralelas en un primer plano P en una dirección longitudinal d l. En la figura 2a, la dirección del flujo del medio de transferencia de calor dentro del tubo 100 en la primera parte recta primaria 101 es inversa a la dirección del flujo del medio de transferencia de calor dentro del tubo en la primera parte recta secundaria 103. Esta también es inversa a la dirección del flujo del medio de transferencia de calor dentro del tubo en la primera parte recta terciaria 105. La figura 2a también muestra un cabezal distribuidor 142 configurado para alimentar el medio de transferencia de calor al primer tubo de transferencia de calor 100 y, opcionalmente, a otros tubos de transferencia de calor del intercambiador de calor 10. La figura 2a muestra también un cabezal colector 144 configurado para recoger el medio de transferencia de calor del primer tubo de transferencia de calor 100 y, opcionalmente, de otros tubos de transferencia de calor del intercambiador de calor 10.
Un intercambiador de calor 10 puede ser modular, es decir, insertable en, por ejemplo, una caldera 1 y extraíble de la misma. Por motivos de manejo de un intercambiador de calor 10 de este tipo, el tubo de transferencia de calor 100 preferiblemente está soportado mecánicamente. Por esta razón, un intercambiador de calor 10 está equipado con una primera unión primaria 530 como se muestra en la figura 2b. Preferiblemente, el intercambiador de calor 10 también está equipado con una primera unión secundaria 540 como se muestra en la figura 2b. Una distancia dunión queda entre la primera unión primaria 530 y la primera unión secundaria en la dirección longitudinal d i, como se indica en la figura 11a. La distancia dunión puede ser, por ejemplo, al menos 50 cm, tal como al menos 1 m. Una distancia suficientemente grande mejora la estabilidad mecánica del intercambiador de calor.
La primera unión primaria 530 y la primera unión secundaria 540 pueden fabricarse siguiendo los principios presentados más adelante en esta solicitud. Pueden ser estructuralmente idénticas. La primera unión primaria 530 une al menos dos partes de al menos un tubo de transferencia de calor para soportar el(los) tubo(s) de transferencia de calor. En una realización, la primera unión primaria 530 está soportada o configurada para estar soportada en una estructura de soporte de una caldera. Por ejemplo, la primera unión primaria 530 puede estar soportada, por ejemplo, conectada, a un suelo o a una viga de una caldera en el espacio V. En una realización, la primera unión primaria 530 soportada o configurada para ser soportada a una estructura de soporte debajo del (de los) tubo(s) de transferencia de calor 100, 200. En tal realización, la unión 530 debe soportar una parte del peso de los tubos de transferencia de calor.
La primera unión primaria 530 comprende una primera parte de unión primaria 510 y una primera parte de unión secundaria 520. La figura 3a muestra la vista en sección IlIa-IIIa de la figura 2b. Por lo tanto, en uso típico, la figura 3a es una vista superior de la primera unión primaria 530 y la primera parte recta primaria 101 del tubo 100.
Haciendo referencia a la figura 3a, la primera parte de unión primaria 510 comprende una primera superficie primaria 511. En una realización, toda la primera superficie primaria 511 es plana. En la realización de la figura 3a, la primera superficie primaria 511 está orientada hacia la dirección longitudinal d l de las primeras partes rectas (101, 103) del tubo 100. Sin embargo, como se indica en la figura 4b, esto no es necesario. La primera parte de unión primaria 510 comprende una primera superficie secundaria 512 opuesta a la primera superficie primaria 511. En una realización, toda la primera superficie secundaria 512 es plana. En la figura 3a, la primera superficie secundaria 512 está orientada hacia una dirección -dl, que es inversa a la dirección longitudinal d l. La primera parte de unión primaria 510 comprende una primera superficie terciaria 513. Como se explicará más adelante, la primera superficie terciaria 513 se puede fabricar mediante corte. Por lo tanto, un ángulo entre una normal de la primera superficie terciaria 513 y una normal de la primera superficie primaria 511 depende de cómo se haya fabricado la primera parte de unión primaria 510, por ejemplo, cortada de una placa.
La primera parte de unión primaria 510 y las primeras partes rectas (101, 103) del tubo 100 están dispuestas entre sí de tal manera que una parte de la primera superficie terciaria 513 está orientada hacia la primera parte recta primaria 101 y una parte la primera superficie terciaria 513 está orientada hacia la primera parte recta secundaria 103. En particular, las superficies de los orificios 514, 515 estarán orientadas hacia las partes rectas 101, 103, como se detalla a continuación. Esto tiene el efecto de que las partes del tubo 100 pueden encajar en los orificios 514, 515. Así, al menos una parte de la primera superficie terciaria 513 está orientada en una dirección normal N del primer plano P. La primera superficie terciaria 513 conecta la primera superficie primaria 511 y la primera superficie secundaria 512. Preferiblemente, en cada punto de la primera superficie terciaria 513, una dirección tangencial de la primera superficie terciaria 513 es una dirección dentro del plano P, como se indica en la figura 3a. Sin embargo, aparte de las superficies de los orificios 514, 515, la primera superficie terciaria puede disponerse en un ángulo diferente con respecto al plano P (no mostrado). Aun así, como se indica en las figuras 4a y 4b, preferiblemente, todas las partes planas de la primera superficie terciaria 513 están orientadas en una dirección de una normal N del primer plano P. Preferiblemente también, en todos los puntos, la primera superficie terciaria 513 tiene una normal que pertenece a un plano, cuya normal es unidireccional con la dirección longitudinal dl (véase las figuras 4a y 4b).
Con referencia ahora a las figuras 3b y 3c, un primer orificio primario 514 está dispuesto en la primera superficie terciaria 513. El primer orificio primario 514 está configurado para recibir una parte de la primera parte recta primaria 101. Por lo tanto, la forma del primer orificio primario 514 está adaptada, es decir, ajustada, a la superficie exterior de la primera parte recta primaria 101. De esta manera, la primera parte de unión primaria 510 limita, en la primera superficie terciaria 513, un primer orificio primario 514 que se extiende a través de la primera parte de unión primaria 510 desde la primera superficie primaria 511 a la primera superficie secundaria 512 en la dirección longitudinal d l. Además, una parte de la primera parte recta primaria 101 está dispuesta en el primer orificio primario 514, como se indica en la figura 3b. El primer orificio primario 514 forma parte de una primera abertura primaria 533.
De una manera similar, un primer orificio secundario 515 está dispuesto sobre la primera superficie terciaria 513. El primer orificio secundario 515 está configurado para recibir una parte de la primera parte recta secundaria 103. Así, la forma del primer orificio secundario 515 está adaptada, es decir, ajustada, a la superficie exterior de la primera parte recta secundaria 103. De esta manera, la primera parte de unión primaria 510 limita, en la primera superficie terciaria 513, un primer orificio secundario 515 que se extiende a través de la primera parte de unión primaria 510 desde la primera superficie primaria 511 a la primera superficie secundaria 512 en la dirección longitudinal d l. Además, una parte de la primera parte recta secundaria 103 está dispuesta en el primer orificio secundario 515, como se indica en la figura 3b. El primer orificio secundario 515 forma parte de una primera abertura secundaria 534.
Los orificios 514 y 515, y también 524, 525, que se definirán más adelante, son muescas en la superficie 513 (o 523), que definen aberturas de la unión 530 para recibir una parte de un tubo de transferencia de calor; en particular, una parte de una parte recta del mismo. La(s) forma(s) del(los) orificio(s) está(n) adaptada(s), es decir, ajustada(s) a la(s) parte(s) correspondiente(s) de un tubo o tubos, de tal manera que, en uso, esencialmente no quede espacio entre la superficie terciaria 513, 523 y una superficie exterior del tubo. Por razones de tolerancia de fabricación, se puede dejar un espacio con un ancho máximo de 0,5 mm en algunos puntos entre la superficie de un orificio (514, 515, 524, 525) y la superficie exterior de una pieza (101, 103) De un tubo 100. Por lo tanto, incluso si la figura 3b muestra un espacio entre las partes del tubo (101, 103) y los orificios (514, 515, 524, 525) por razones de presentación, preferiblemente dicho espacio no está presente en el intercambiador de calor. Un espacio pequeño o ningún espacio mejora la resistencia al desgaste del tubo 100, ya que en tal caso se reducen los movimientos entre las partes de unión 510, 520 y las partes del tubo 101, 103, lo que reduce el desgaste del tubo 100 o tubos 100, 200, 300, 400.
Para unir las primeras partes rectas (101, 103), la primera parte de unión primaria 510 se extiende desde el primer orificio secundario 515 hasta el primer orificio primario 514.
Haciendo referencia a la figura 3a, la primera parte de unión secundaria 520 comprende una segunda superficie primaria 521. En una realización, toda la segunda superficie primaria 521 es plana. En la figura 3a, la segunda superficie primaria 521 está orientada hacia la dirección longitudinal d i de las primeras partes rectas (101, 103) del tubo 100. Sin embargo, como se indicó anteriormente, esto no es necesario. La primera parte de unión secundaria 520 comprende una segunda superficie secundaria 522 opuesta a la segunda superficie primaria 521. En una realización, toda la segunda superficie secundaria 522 es plana. Por lo tanto, en la figura 3a, la segunda superficie secundaria 522 está orientada hacia una dirección -dl, que es inversa a la dirección longitudinal dl. La primera parte de unión secundaria 520 comprende una segunda superficie terciaria 523. La primera parte de unión secundaria 520 y las primeras partes rectas (101, 103) del tubo 100 están dispuestas entre sí de tal manera que al menos partes de la segunda superficie terciaria 523 está orientada hacia las primeras partes rectas (101, 103). Al menos partes de la segunda superficie terciaria 523 también están orientadas en la dirección de una normal N del primer plano P. La segunda superficie terciaria 523 conecta la segunda superficie primaria 521 y la segunda superficie secundaria 522. Preferiblemente, en cada punto de la segunda superficie terciaria 523, una dirección tangencial de la segunda superficie terciaria 523 es una dirección dentro del plano P, como se indica en la figura 3a. En cuanto a la primera superficie terciaria 513, preferiblemente, todas las partes planas de la segunda superficie terciaria 523 están orientadas en la dirección de una normal N del primer plano P. Preferiblemente también, en todos los puntos, la segunda superficie terciaria 523 tiene una normal que pertenece a un plano, cuya normal es unidireccional con la dirección longitudinal d l (véase las figuras 4a y 4b).
Con referencia ahora a las figuras 3b y 3c, un segundo orificio primario 524 está dispuesto en la segunda superficie terciaria 523. El segundo orificio primario 524 está configurado para recibir una parte de la primera parte recta primaria 101. Por lo tanto, la forma del segundo orificio primario 524 está adaptada a la superficie exterior de la primera parte recta primaria 101. De esta manera, la primera parte de unión secundaria 520 limita, en la segunda superficie terciaria 523, un segundo orificio primario 524 que se extiende a través de la primera parte de unión secundaria 520 desde la segunda superficie primaria 521 a la segunda superficie secundaria 522 en la dirección longitudinal d l. Además, una parte de la primera parte recta primaria 101 está dispuesta en el segundo orificio primario 524, como se indica en la figura 3b. El segundo orificio primario 524 forma parte de la primera abertura primaria 533.
De una manera similar, un segundo orificio secundario 525 está dispuesto en la segunda superficie terciaria 523. El segundo orificio secundario 525 está configurado para recibir una parte de la primera parte recta secundaria 103. Por lo tanto, la forma del segundo orificio secundario 525 está adaptada a la superficie exterior de la primera parte recta secundaria 103. De esta manera, la primera parte de unión secundaria 520 limita, en la segunda superficie terciaria 523, un segundo orificio secundario 525 que se extiende a través de la primera parte de unión secundaria 520 desde la segunda parte de la superficie primaria 521 a la segunda superficie secundaria 522 en la dirección longitudinal d l. Además, una parte de la primera parte recta secundaria 103 está dispuesta en el segundo orificio secundario 525, como se indica en la figura 3b. El segundo orificio secundario 525 forma parte de una primera abertura secundaria 534.
Para unir las primeras partes rectas (101,103), la primera parte de unión secundaria 520 se extiende desde el segundo orificio secundario 525 hasta el segundo orificio primario 524.
En el intercambiador de calor 10, la primera parte de unión primaria 510 se ha soldado a la primera parte de unión secundaria 520 para formar una primera unión primaria 530 que une las partes del primer tubo del intercambiador de calor 100. Cuando se sueldan juntas, el primer orificio primario 514 y el segundo orificio primario 524 en combinación forman la primera abertura primaria 533 de la primera unión primaria 530, a través de la cual se extiende la primera parte recta primaria 101 en particular del tubo de transferencia de calor 100. Una forma de la primera abertura primaria 533 está adaptada a la forma de una superficie exterior de la parte recta 101 del tubo de transferencia de calor 100. De una manera similar, el primer orificio secundario 515 y el segundo orificio secundario 525 en combinación forman un primer orificio abertura secundaria 534 de la primera unión primaria 530, a través de la cual se extiende la parte recta 103 del tubo de transferencia de calor 100. La forma de la primera abertura secundaria 534 está adaptada a la forma de la superficie exterior de la parte recta 103 del tubo de transferencia de calor 100. De esta manera, en una realización, una parte curva (por ejemplo, 102) del primer tubo de transferencia de calor 100 no se extiende a través de la primera unión primaria 530. De esta manera, en una realización, una parte curva (por ejemplo, 102) del primer tubo de transferencia de calor 100 no se extiende dentro de la unión 530.
Como se indicó anteriormente y en la figura 4a, en la realización, la primera superficie primaria 511 tiene una N normal511 que es paralela a la dirección longitudinal d l de las primeras partes rectas (101, 103) del tubo 100. Dicha estructura puede fabricarse, por ejemplo, formando la primera superficie terciaria 513 cortando de una placa 500 en una dirección normal en la placa 500. Sin embargo, la primera superficie terciaria 513 se puede cortar en un ángulo diferente. Además, o alternativamente, si la primera superficie terciaria 513 se corta usando un chorro de fluido, la primera superficie terciaria 513 no es perpendicular a la superficie principal 501 de la placa 500 (véase la figura 12). Con referencia a la figura 4b, en tal caso, la primera superficie primaria 511 tiene una normal N511 que forma un ángulo 9 con la dirección longitudinal d l de las primeras partes rectas (101, 103) del tubo 100. Sin embargo, preferiblemente la normal N511 de la primera superficie primaria 511 es sustancialmente paralela con la dirección longitudinal dl de las primeras partes rectas (101, 103) del tubo 100. Más específicamente en una realización, [i] la superficie normal N511 es paralela a la dirección longitudinal d l o [ii] la superficie normal N511 forma un ángulo $ con la dirección longitudinal dl, en el que el ángulo $ es inferior a 45 grados, tal como inferior a 30 grados o inferior a 15 grados, preferentemente inferior a 5 grados. Un pequeño ángulo facilita el montaje de la unión 530.
Como se muestra en la figura 2b, preferiblemente el intercambiador de calor 10 comprende una primera unión secundaria 540. la primera unión secundaria 540 se puede fabricar de manera similar a la primera unión primaria 530. Además, la primera unión secundaria 540 está configurada para unirse en al menos la primera parte recta primaria 101 y la primera parte recta secundaria 103. En la figura 2b, la primera unión secundaria 540 une también la primera parte recta terciaria 103 y la primera parte recta cuaternaria 107 entre sí.
Cuando se fabrica un intercambiador de calor 10 de este tipo, se dispone de un primer tubo de transferencia de calor 100 como se detalla anterior y/o posteriormente. El tubo 100 se puede fabricar, por ejemplo, doblando o el tubo 100 puede ser, por ejemplo, comprado. La primera parte de unión primaria 510 y la primera parte de unión secundaria 520 se pueden cortar de una placa 500, como se indica en la figura 12. La placa 500 tiene un espesor tp . El espesor tp está orientado en una dirección dtp del espesor tp de la placa 500, como se muestra en la figura 12. Las líneas de corte se muestran en la figura 12 en color gris. Cuando se cortan las líneas, se forman la primera parte de unión primaria 510 y la primera parte de unión secundaria 520. Estas partes se muestran en la figura 12. Como se indicó anteriormente, las líneas de corte pueden extenderse a través de la placa 500 en una dirección del espesor tp de la placa 500, o las líneas de corte pueden estar dispuestas en un ángulo relativo a la dirección del espesor tp . Naturalmente, sería posible cortar la primera parte de unión primaria 510 de la placa 500 y la primera parte de unión secundaria 520 de otra placa.
Inicialmente, la placa 500 tiene una superficie principal 501, que tiene una superficie normal que es paralela a la dirección dtp de espesor de la placa 500. Típicamente, la superficie principal 501 de la placa 500 es plana. Además, normalmente una superficie opuesta a la superficie principal 501 también es plana. Dado que la unión 530 debe tener suficiente resistencia mecánica, la primera parte de unión primaria 510 se corta de la placa 500 de modo que una parte de la superficie principal 501 forme la primera superficie primaria 511 o la primera superficie secundaria 512. Al menos una parte de la primera superficie terciaria 513 se forma mediante dicho corte. En una realización, la primera superficie terciaria resultante mira en una dirección que es perpendicular o sustancialmente perpendicular a la dirección dtp de espesor de la placa 500. El término "sustancialmente perpendicular" puede referirse a un ángulo de (como máximo 90 grados y) más de 45 grados, tal como más de 60 grados o más de 75 grados, preferiblemente más de 85 grados; en línea con el mencionado ángulo $. Mientras se forma al menos una parte de la primera superficie terciaria 513, también el primer orificio primario 514 y el primer orificio secundario 515 se forman mediante el corte. Como resultado, el método comprende formar un primer orificio primario 514 que está configurado para recibir una parte de la primera parte recta primaria 101 del primer tubo de transferencia de calor 100. La forma del orificio 514 está adaptada a la superficie de la parte 101 como se discutió anteriormente. Además, el método comprende formar un primer orificio secundario 515 que está configurado para recibir una parte de la primera parte recta secundaria 103 del primer tubo de transferencia de calor 100. La forma del orificio 515 está adaptada a la superficie de la parte 103 como se discutió anteriormente.
La primera parte de unión secundaria 520 se corta de la placa 500 (o una segunda placa) de manera similar. La primera parte de unión secundaria 520 se corta de la placa 500 de manera que una parte de la superficie principal 501 (o una superficie principal de la segunda placa) forma la segunda superficie primaria 521 o la segunda superficie secundaria 522. Además, al menos una parte de la segunda superficie terciaria 523 está formada por dicho corte. En una realización, la segunda superficie terciaria resultante mira en una dirección que es perpendicular o sustancialmente perpendicular a la dirección dtp de espesor de la placa 500 o la segunda placa. El término "sustancialmente perpendicular" puede referirse a un ángulo de (como máximo 90 grados y) más de 45 grados, tal como más de 60 grados o más de 75 grados, preferiblemente más de 85 grados; en línea con el mencionado ángulo $. Mientras se forma al menos una parte de la segunda superficie terciaria 523, también el segundo orificio primario 524 y el segundo orificio secundario 525 se forman mediante el corte. Como resultado, el método comprende formar un segundo orificio primario 524 que está configurado para recibir una parte de la primera parte recta primaria 101 del primer tubo de transferencia de calor 100. La forma del orificio 524 está adaptada a la superficie de la parte 101 como se discutió anteriormente. Además, el método comprende formar un segundo orificio secundario 525 que está configurado para recibir una parte de la primera parte recta secundaria 103 del primer tubo de transferencia de calor 100. La forma del orificio 515 está adaptada a la superficie de la parte 103 como se discutió anteriormente.
Después de formar dichos orificios 514, 515, 524, 525, partes de las partes rectas 101,103 se disponen en los orificios como se indica en la figura 3b. En consecuencia, en una realización, el tubo 100 y las partes 510, 520 están dispuestos de tal manera que la dirección del espesor de la primera parte de unión primaria 510 y la dirección longitudinal d l son paralelas o forman el mencionado ángulo $. Además, una dirección de espesor de la primera parte de unión secundaria 520 y la dirección longitudinal d l son paralelos o forman un ángulo de, por ejemplo, menos de 45 grados en consonancia con lo indicado para el ángulo $. Como se indica en la figura 12, durante el corte, la dirección del espesor de la primera parte de unión primaria 510 es paralela a la dirección dtp de la placa 500. Además, durante el corte, la dirección del espesor de la primera parte de unión secundaria 520 es paralela a la dirección dtp de la placa 500 de la segunda placa.
A continuación, la primera parte de unión primaria 510 se suelda a la primera parte de unión secundaria 520 para formar la primera unión primaria 530. La primera unión primaria 530 une al menos las partes rectas (101, 103) del primer tubo intercambiador de calor 100 entre sí. Una primera unión secundaria 540 puede fabricarse de manera similar.
La placa 500 se puede cortar usando un láser. Además, o alternativamente, la placa 500 se puede cortar utilizando un chorro de fluido, por ejemplo, un chorro de líquido o un chorro de gas. El efecto de un chorro de fluido se puede mejorar utilizando partículas abrasivas, tal como arena. El uso de un chorro de fluido para cortar puede tener el efecto de que la superficie terciaria 513 no sea perpendicular a la primera superficie 511.
Preferiblemente, la placa 500 comprende metal soldable que tiene un punto de fusión de al menos 1000 °C. Estos metales suelen ser mecánicamente fuertes. Ejemplos de tales metales adecuados incluyen acero, tal como acero austenítico. En un intercambiador de calor 10, las partes de unión 510, 520 comprenden un material tal como se discutió para la placa 500.
Tener una estabilidad mecánica suficiente, preferentemente, el espesor tp de la placa es de 15 mm a 40 mm. De manera correspondiente y con referencia a la figura 5a, en una realización del intercambiador de calor 10, la primera parte de unión primaria 510 tiene un primer espesor primario tu en una dirección de una normal N511 de la primera superficie primaria 511, en el que el primer espesor primario tu es de 15 mm a 40 mm. Cuando la primera parte de unión primaria 510 está hecha de una placa 500, el primer espesor primario tu es constante. Además, la primera parte de unión secundaria 520 tiene un segundo espesor primario t l2 en la dirección de una normal N521 de la segunda superficie primaria 521, en el que el segundo espesor primario t l2 es de 15 mm a 40 mm. Cuando la primera parte de unión secundaria 520 está hecha de la placa 500 u otra placa, el segundo espesor primario t l2 es constante. Cuando las partes de unión 510, 520 están hechas de la misma placa 500, el primer espesor primario tn es igual al segundo espesor primario t l2. Sin embargo, como se indicó anteriormente, las partes 510, 520 no necesitan estar hechas de la misma placa 500.
La estabilidad mecánica también puede verse afectada al seleccionar el espesor y otras dimensiones de las partes unidas 510, 520. Sin embargo, si las partes unidas 510, 520 son grandes, las diferentes partes de los tubos de transferencia de calor deben estar dispuestas lejos unas de otras, por lo que aumenta el tamaño del intercambiador de calor 10. Típicamente, la relación del área superficial de los tubos de transferencia de calor 100, 200, 300, 100b, 200b y el volumen del intercambiador de calor 10 se maximiza para una buena recuperación de calor. Desde el punto de vista de estas consideraciones, el espesor antes mencionado se ha encontrado particularmente adecuado, en particular, cuando el aglomerante 530 comprende acero.
En cuanto a las otras dimensiones de las partes de unión 510, 520, también las otras dimensiones deben ser razonablemente grandes para tener la función de soporte mecánico y razonablemente pequeñas para un intercambiador de calor compacto. En particular, en algunos usos, las uniones 530 y/o 540 se usan para soportar mecánicamente los tubos 100, 200, 300, 400 desde abajo y contra las fuerzas gravitatorias de los tubos. Por lo tanto, una unión delgada, por ejemplo, en forma de placa no proporcionaría suficiente apoyo. Sin embargo, si se usa(n) la(s) unión(es) 530, 540 para colgar los tubos, una unión o uniones más finas podrían ser suficientes. Por lo tanto, y con referencia a la figura 5, en una realización preferible, entre el primer orificio primario 514 y el primer orificio secundario 515, la primera parte de unión primaria 510 tiene un primer espesor secundario tt1 en una dirección que es perpendicular a una normal N511 de la primera superficie primaria 511 y forma un ángulo mínimo con una normal N del primer plano P. Se observa que todas las direcciones de la primera superficie primaria 511 son perpendiculares a la normal N511. Además, cada una de las direcciones de la primera superficie primaria 511 forma un ángulo (opcionalmente de cero grados) con una normal N del primer plano P. Así, solo una dirección de la primera superficie primaria 511 forma un ángulo mínimo (opcionalmente de cero grados) con una normal N del primer plano P. Las direcciones de los espesores se aclaran en las figuras 4b y 5a.
El primer espesor secundario tt1 no tiene por qué ser constante, sino que puede depender, por ejemplo, en el nivel (por ejemplo, altura) de medición del espesor; como se indica, por ejemplo, en la figura 3c. Desde el punto de vista del soporte mecánico, un mínimo tt1, mín del primer espesor secundario tt1, es decir, un primer espesor secundario mínimo th.min puede determinar la capacidad de soporte de la unión 530. Por lo tanto, en una realización, el primer espesor secundario mínimo tt1, mín es de 10 mm a 50 mm, preferiblemente de 15 mm a 50 mm. El primer espesor secundario tt1 puede depender de la ubicación, como se ve en la figura 3c. Por lo tanto, en una realización, entre el primer orificio primario 514 y el primer orificio secundario 515, la primera parte de unión primaria 510 tiene solo los primeros espesores secundarios tt1 que son de 10 mm a 50 mm. En otras palabras, un máximo tt1, máx del primer espesor secundario tt1 puede ser como máximo de 50 mm. Esto ayuda a mantener los costes de fabricación a un nivel razonable y el intercambiador de calor razonablemente pequeño.
De una manera similar, en una realización preferida, entre el segundo orificio primario 524 y el segundo orificio secundario 525, la primera parte de unión secundaria 520 tiene un segundo espesor secundario tt2 en una dirección que es perpendicular a una normal N521 de la segunda superficie primaria 521 y forma un ángulo mínimo con una normal N del primer plano P. El segundo espesor secundario tt2 tiene un valor mínimo, segundo espesor secundario mínimo tt2, mín y un valor máximo tt2, máx. En una realización, el segundo espesor secundario mínimo tt2, mín es de 10 mm a 50 mm, preferiblemente de 15 mm a 50 mm. El segundo espesor secundario tt2 puede depender de la ubicación. Por lo tanto, en una realización, entre el segundo orificio primario 524 y el segundo orificio secundario 525, la primera parte de unión secundaria 520 tiene solo espesores secundarios tt2 que son de 10 mm a 50 mm. En otras palabras, un máximo del segundo espesor secundario tt2, máx puede ser como máximo de 50 mm.
Independientemente de si las partes de unión 510, 520 están hechas de la misma placa 500 o de diferentes placas, los segundos espesores (tt1, tt2) pueden ser diferentes entre sí. Sin embargo, preferiblemente el segundo espesor primario tt1 es igual al segundo espesor secundario tt2 al menos localmente, es decir, en un lugar determinado (por ejemplo, nivel en la dirección Sz, véase la figura 3c). Esto evita que la unión 530, 540 se deforme durante el uso; o al menos disminuye la tendencia o la deformación en un ambiente caliente.
Lo más preferiblemente, las partes de unión 510, 520 se sueldan juntas como se indica en las figuras 3a, 3b, 3c, 4a, 4b, 5a y 6a. Preferiblemente, el intercambiador de calor 10 comprende una primera unión de soldadura 531 que une la segunda superficie terciaria 523 a la primera superficie primaria 511 (véase la figura 4a) o la primera superficie secundaria 512 (véase la figura 3a). Preferiblemente, el intercambiador de calor 10 comprende una segunda unión de soldadura 532 que une la primera superficie terciaria 513 a la segunda superficie secundaria 522 (véase la figura 4a) o la segunda superficie primaria 521 (véase la figura 3a). Las uniones de soldadura 531, 532 son evidencia de soldadura. Así, una realización del método comprende soldar la segunda superficie terciaria 523 a la primera superficie primaria 511 o a la primera superficie secundaria 512. Además, una realización del método comprende soldar la primera superficie terciaria 513 a la segunda superficie secundaria 522 o a la segunda superficie primaria 521. Se ha descubierto que la soldadura de esta manera también evita que la unión 530, 540 se deforme durante el uso; o al menos disminuye la tendencia o la deformación en un ambiente caliente.
Para tener una unión suficientemente fuerte entre las partes de unión 510, 520, las uniones de soldadura 531, 532 deben ser suficientemente largas. Por lo tanto, y con referencia a la figura 3c, en una realización, la primera unión de soldadura 531 se extiende en una dirección dext que es una dirección dentro del primer plano P y perpendicular a la dirección longitudinal d l. En una realización, la primera unión de soldadura 531 se extiende entre la primera parte recta primaria 101 y la primera parte recta secundaria 103. Preferiblemente, la primera unión de soldadura 531 se extiende en esta dirección, y opcionalmente también en la ubicación antes mencionada, al menos 5 cm. De manera similar, en una realización, la segunda unión de soldadura 532 se extiende en la dirección dext. En una realización, la segunda unión de soldadura 532 se extiende entre la primera parte recta primaria 101 y la primera parte recta secundaria 103. Preferiblemente, la segunda unión de soldadura 532 se extiende en esta dirección, y opcionalmente también en la ubicación antes mencionada, al menos 5 cm. En una realización preferible, las uniones de soldadura 531,532 no se extienden completamente a ninguna de las partes rectas 101, 103 del tubo 100. En consecuencia, preferiblemente, se deja una distancia de al menos 1 mm entre la primera unión de soldadura 531 y ambas partes rectas 101, 103 y se deja una distancia de al menos 1 mm entre la segunda unión de soldadura 532 y ambas partes rectas 101, 103. Esto tiene el efecto de que la soldadura de las partes unidas 510, 520 juntas no afecta a las propiedades mecánicas, en particular, a la capacidad de soportar alta presión, del tubo de transferencia de calor 100.
Como se indicó anteriormente, dicha soldadura disminuye la deformación de la unión. Además de las medidas de las partes unidas y del tipo de soldadura, la tendencia a la deformación puede verse afectada por el posicionamiento relativo de la primera parte de unión primaria 510 y la segunda parte de unión primaria 520. Con referencia a la figura 5a, una longitud Itot de la primera unión primaria 530 en una dirección de una normal N511 de la primera superficie primaria 511 está definida por el primer espesor primario tu, el segundo espesor primario t l2, y la distancia de superposición do . Matemáticamente: ltot = tu t l2-do. Típicamente las normales N511 y N512 de las superficies primarias 511,521 son unidireccionales.
Cuando hay al menos una superposición parcial, como en las figuras 5a y 5b, una parte de la primera superficie terciaria 513 está orientada hacia una parte de la segunda superficie terciaria 523. Si hubiera una superposición completa, como en la figura 5b, la distancia de superposición do sería igual a ltot. En tal caso, las superficies antes mencionadas no estarían soldadas entre sí. Por el contrario, en tal caso, por ejemplo, la superficie 512 estaría soldada a la superficie 522 y la superficie 511 estaría soldada a la superficie 521 (véase la figura 4a para las superficies). Sin embargo, dicha soldadura sería más difícil de realizar de forma fiable. Por lo tanto, se incrementaría al menos un riesgo de deformación. Además, se ha descubierto que, si se suelda de esta manera, se produciría la deformación de la unión 530. La deformación de la unión 530 en uso puede ser el resultado de la expansión térmica de las partes de unión 510, 520 y los tubos 100, 200, 300, 400.
Si no hubiera superposición, como en la figura 5c, la distancia de superposición do sería cero, y correspondientemente el espesor ltot de la unión 530 sería la suma de los espesores de sus partes. Además, como se indica en la figura 5c, ni siquiera una parte de la primera superficie terciaria 513 está enfrentada a una parte de la segunda superficie terciaria 523. En tal caso, las superficies mencionadas estarían soldadas entre sí. Esta solución es tan fácil de fabricar como la de la figura 5a. Sin embargo, se ha encontrado que la deformación de la unión se minimiza con una superposición parcial (figura 5a), y es peor con una superposición completa (figura 5b). Por lo tanto, preferiblemente la distancia de superposición do no es cero En otras palabras, preferentemente un espesor total ttot de la primera unión primaria 530 en la dirección longitudinal d l es menor que la suma tn+tl2 de los espesores tu , t l2 de las primeras partes de unión 510, 520 en la dirección de la normal N511 de la primera superficie primaria 511. Preferiblemente, la distancia de superposición do es del 10 % al 90 % del menor de los espesores tu y t l2 de las partes de unión 510, 520. Más preferiblemente, la distancia de superposición do es del 25 % al 75 %, tal como del 33 % al 66 % del menor de los espesores tu y t l2 de las partes de unión 510, 520.
Como se indicó anteriormente, el movimiento de las partes del tubo 101, 103 con respecto a la unión 530 se reduce principalmente por el ajuste apretado de las partes del tubo 101,103 a las aberturas 533, 534 formadas por los orificios 514, 515, 524, 525. Además , en segundo lugar, el movimiento se puede disminuir aún más proporcionando topes en algunas de las superficies de las partes del tubo. Por esta razón, y con referencia a las figuras 6a a 6c, en una realización la primera parte recta primaria 101 del tubo 100 está equipada con un primer tope primario 131 y un primer tope secundario 132. Como se indica en la figura 6a para la parte del tubo 101, al menos parte de la primera la unión primaria 530 se deja entre el primer tope primario 131 y el primer tope secundario 132. De esta manera, los topes 131, 132 evitan el movimiento de la parte del tubo 101 con respecto a la unión 530; al menos cuando los topes 131, 132 están dispuestos de tal manera que el primer tope primario 131 contacta con la primera unión primaria 530 y/o el primer tope secundario 132 contacta con la primera unión primaria 530. De una manera similar, la primera parte recta secundaria 103 puede bloquearse a la unión 530. Así, en una realización, la primera parte recta secundaria 103 del tubo 100 está equipada con un segundo tope primario 133 y un segundo tope secundario 134, como se ve en las figuras 6b y 6c. Al menos parte de la primera unión primaria 530 se deja entre el segundo tope primario 133 y el segundo tope secundario 134. Sin embargo, no es necesario que todas las partes rectas del (de los) tubo(s) estén equipadas con un tope. Así, por ejemplo, la primera parte recta secundaria 103 no necesita estar bloqueada a la unión 530 mediante los topes 134, 134. En caso de que el intercambiador de calor comprenda un segundo tubo de transferencia de calor 200, al menos una de sus partes rectas puede estar equipada con topes (no mostrados) .
Haciendo referencia a la figura 3c, la primera parte de unión primaria 510 tiene una primera superficie cuaternaria 514 que forma un ángulo con la primera superficie primaria 511. Este ángulo puede ser recto, pero no necesariamente. La primera superficie cuaternaria 514 también forma un ángulo con la primera superficie terciaria 513. Este ángulo puede ser recto, pero no necesariamente. La primera superficie cuaternaria 514 puede ser plana. La primera superficie cuaternaria 514 también se aleja del primer tubo de transferencia de calor 100. De manera similar, la primera parte de unión secundaria 520 tiene una segunda superficie cuaternaria 524 que forma un ángulo con la segunda superficie primaria 521 y con la segunda superficie terciaria 523 y se aleja del primer tubo de transferencia de calor 100. En una realización, las superficies cuaternarias 514 y 524 no están soldadas entre sí. Esto tiene el efecto de que cuando se usa un puente 551, 552 (véase la figura 11c) para conectar dos uniones diferentes, la unión 530 se puede fijar más fácilmente a un puente 551,552 desde un extremo de la unión 530, cuando un extremo de la unión 530 está libre de una unión de soldadura. Por ejemplo, un puente 551,552 puede estar equipado con orificios configurados para recibir la unión 530, en particular, las superficies cuaternarias 514, 524.
Haciendo referencia a las figuras 2b y 3b, en una realización, el primer tubo de transferencia de calor 100 comprende una o más partes rectas (105, 107), que incluyen, por ejemplo, la primera parte recta terciaria 105. En una realización, la primera parte recta primaria 101, la primera parte recta secundaria 103 y las otras partes rectas (105, 107) se extienden paralelas en el primer plano P en la dirección longitudinal dl. Preferiblemente, el tubo 100 está diseñado de tal manera que tanto el cabezal distribuidor 142 como el cabezal colector 144 quedan en el mismo lado del intercambiador de calor 10, por ejemplo, en el mismo lado de los tubos (100, 200, 300, 400), como se indica, por ejemplo, en la figura 11b. Haciendo referencia a la figura 3b, en tal caso, la primera superficie terciaria 513 de la primera parte de unión primaria 510 está provista de uno o más orificios 516, 517 que se extienden a través de la primera parte de unión primaria 510 en la dirección longitudinal dl. Además, una parte o partes de la otra parte o partes rectas 105, 107 están dispuestas en el otro orificio u orificios 516, 517 de la primera parte de unión primaria 510. De una manera similar, la segunda superficie terciaria 523 de la primera la parte de unión secundaria 520 está provista de uno o más orificios 526, 527 que se extienden a través de la primera parte de unión secundaria 520 en la dirección longitudinal dl. Además, una parte o partes de la otra parte o partes rectas 105, 107 están dispuestas en el otro orificio u orificios 526, 527 de la primera parte de unión secundaria 520. Los otros orificios forman otras aberturas de la manera discutida, por ejemplo, para la primera abertura primaria 533, y una parte recta de una de las otras partes rectas (105, 107) se extiende a través de una de estas otras aberturas.
Sin embargo, puede ser factible usar más de un tubo de transferencia de calor uno al lado del otro de tal manera que se use la misma unión 530 para unir más de un tubo de transferencia de calor. Con referencia a la figura 8a, en una realización, el intercambiador de calor 10 comprende un segundo tubo de transferencia de calor 200. El segundo tubo de transferencia de calor 200 comprende una segunda parte recta primaria 201, una segunda parte curva primaria 202 y una segunda parte recta secundaria. 203. También las segundas partes rectas 201, 203 se extienden mutuamente en paralelo y en el primer plano P, donde también se extienden las primeras partes rectas 101, 103. Además, las segundas partes rectas 201, 203 se extienden en paralelo con las primeras partes rectas 101, 103 en la dirección longitudinal d l. Haciendo referencia a la figura 8b, cuando se utilizan dichos tubos 100, 200, la primera superficie terciaria 513 de la primera parte de unión primaria 510 está provista de dos o más orificios 516, 517 que se extienden a través de la primera parte de unión primaria 510 en la dirección longitudinal d l. Además, una parte de la segunda parte recta primaria 201 está dispuesta en uno (516) de los otros orificios 516, 517 y una parte de la segunda parte recta secundaria 203 está dispuesta en otro (517) de los otros orificios 516, 517 de la primera parte de unión primaria 510. De manera similar, la segunda superficie terciaria 523 de la primera parte de unión secundaria 520 está provista de uno o más orificios 526, 527 que se extienden a través de la primera parte de unión secundaria 520 en la dirección longitudinal dl. Además, una parte de la segunda parte recta primaria 201 está dispuesta en uno (526) de los otros orificios 526, 527 y una parte de la segunda parte recta secundaria 203 está dispuesta en otro (527) de los otros orificios 526, 527 de la primera parte de unión secundaria 520. Los otros orificios 516, 517, 526, 527 están adaptados a la superficie del segundo tubo de transferencia de calor 200 como se detalla en conexión con los orificios 514, 515, 524, 525 y el primer tubo de transferencia de calor. Los otros orificios forman otras aberturas de la manera discutida, por ejemplo, para la primera abertura primaria 533, y partes rectas del otro tubo 200 se extienden a través de estas otras aberturas.
Haciendo referencia a las figuras 9a y 9b, puede ser factible unir incluso más tubos de transferencia de calor con una unión 530. Por lo tanto, en una realización, el intercambiador de calor 10 comprende los primeros 100 y los segundos 200 tubos de transferencia de calor como se discutió anteriormente, y además comprende un tercer tubo de transferencia de calor 300. El tercer tubo de transferencia de calor 300 comprende una tercera parte recta primaria 301, una tercera parte curva primaria 302 y una tercera parte recta secundaria 303. También las terceras partes rectas 301, 303 se extienden mutuamente en paralelo y en el primer plano P, en el que también se extienden la primera y segunda partes rectas 101, 103, 201,203. Además, las terceras partes rectas 301,303 se extienden en paralelo con la primera y segunda partes rectas 101, 103, 201, 203 en la dirección longitudinal d l. Se puede usar una unión 530 para unir las partes rectas 101, 201, 301, 103, 203, 303 de los tres tubos 100, 200, 300 de la manera discutida anteriormente para uno o dos tubos.
Con referencia a la figura 9b, en una realización, el intercambiador de calor 10 comprende el primer 100, segundo 200 y tercer 300 tubos de transferencia de calor, como se explicó anteriormente, y además comprende un cuarto tubo de transferencia de calor 400. El cuarto tubo de transferencia de calor 400 comprende una cuarta parte recta primaria 401, una cuarta parte curva primaria 402 y una cuarta parte recta secundaria 403. También las cuartas partes rectas 401, 403 se extienden mutuamente en paralelo y en el primer plano P, en el que también se extienden la primera, segunda y tercera partes rectas 101,103, 201,203, 301,303. Además, las cuartas partes rectas 401,403 se extienden en paralelo con la primera, segunda y tercera partes rectas 101, 103, 201, 203, 301, 303 en la dirección longitudinal dl. Se puede usar una unión 530 para unir las partes rectas 101,201,301,401, 103, 203, 303, 403 de los cuatro tubos 100, 200, 300, 400 de la manera discutida anteriormente para uno o dos tubos.
El numero Ntubo de tubos de transferencia de calor, de los cuales las partes rectas se extienden en un plano P pueden ser uno, como se indica en la figura 2a, dos, como se indica en la figura 8a, tres, como se indica en la figura 9a, cuatro, como se indica en la figura 9b, cinco (no mostrado), seis (no mostrado) o más de seis (no mostrado). Preferiblemente, el número Ntubo de tales tubos de transferencia de calor es al menos dos, dos, al menos tres, tres o cuatro. Preferiblemente, se utiliza tal número de tubos y sus partes curvas que la superficie terciaria 513, 523 de cada una de las partes de unión 510, 520 está provista de 8 a 24 orificios, tal como de 12 a 18 orificios, y una parte de en cada uno de los orificios se dispone una parte recta de un tubo de transferencia de calor. También preferiblemente, la superficie terciaria 513, 523 de cada una de las partes de unión 510, 520 está provista de un número par (es decir, un múltiplo entero de dos) de orificios, y se proporciona una parte recta de un tubo de transferencia de calor en cada uno de los orificios.
Con referencia ahora a la figura 7a, la primera parte recta primaria 101 del primer tubo de transferencia de calor 100 puede comprender una primera parte recta primaria 111 de un primer tubo de transferencia de calor interno 110 y una primera parte recta primaria 121 de un primer refractario externo 120. Opcionalmente, la primera parte recta primaria 101 puede comprender algún material aislante térmico 140 entre el tubo de transferencia de calor interno 110 y el refractario externo 120. Con referencia a la figura 7b, también la primera parte curva primaria 102 del primer tubo de transferencia de calor 100 puede comprenden una primera parte curva primaria 112 del primer tubo de transferencia de calor interno 110 y una primera parte curva primaria 122 del primer refractario externo 120. Opcionalmente, la primera parte curva primaria 101 puede comprender algún material aislante térmico 140 entre el tubo de transferencia de calor interno 110 y el refractario exterior 120. Esto tiene el efecto beneficioso como se describe en la publicación de la técnica anterior US 9.371.987. De una manera similar, cualquiera o todos del segundo tubo de transferencia de calor 200, el tercer tubo de transferencia de calor 300 y el cuarto tubo de transferencia de calor 400 pueden comprender un tubo interior y un refractario exterior.
Tener un refractario exterior 120 tiene el efecto beneficioso adicional de que, en uso, la temperatura de una superficie exterior del refractario 120 es mucho más alta que la temperatura de un tubo de transferencia de calor 100, si consiste en un tubo de transferencia de calor simple. Además, la temperatura de la primera unión primaria 530 también es alta durante el uso. Así, tener un refractario exterior disminuye la diferencia de temperatura, en uso, entre la unión 530 y la superficie exterior del tubo 100. Esto mejora el ajuste entre la unión 530 y el tubo 100 también en uso. Además, esto también disminuye la deformación de la unión 530 en uso.
Un intercambiador de calor 10 normalmente comprende una primera disposición de tubos de transferencia de calor que comprende el primer 100 (y opcionalmente también el segundo, tercero, cuarto, quinto y sexto 200, 300, 400) tubos de transferencia de calor que se extienden en el mismo plano P; y la primera unión primaria 530, y opcionalmente la primera unión secundaria 540 que une estos tubos entre sí. Haciendo referencia a las figuras 10, 11b y 11c, un intercambiador de calor 10 normalmente comprende una segunda disposición de tubos de transferencia de calor que comprende al menos un primer tubo de transferencia de calor secundario 100b que se extiende en un segundo plano P', que es paralelo al primer plano P. El segundo tubo de transferencia de calor La disposición puede comprender además un segundo tubo de transferencia de calor secundario 200b que se extiende en el segundo plano P', opcionalmente también un tercer tubo de transferencia de calor secundario 300b que se extiende en el segundo plano P', y opcionalmente también un cuarto tubo de transferencia de calor secundario 400b (y opcionalmente también un quinto y sexto tubos de transferencia de calor secundarios) que se extienden en el segundo plano P'. Haciendo referencia a las figuras 10 y 11c, los tubos de la segunda disposición de tubos de transferencia de calor pueden unirse usando una segunda unión primaria 530b; y opcionalmente también una segunda unión secundaria 540b. Como se indica en la figura 10, el primer tubo de transferencia de calor secundario 100b comprende partes rectas 101b, 103b similares al primer tubo de transferencia de calor 100. De una manera similar, el segundo tubo de transferencia de calor secundario 200b comprende partes rectas 201b, 203b, el tercer tubo de transferencia de calor secundario 300b comprende partes rectas 301b, 303b, y el cuarto tubo de transferencia de calor secundario 400b comprende partes rectas 401b, 403b. De una manera similar, se puede unir una tercera disposición de tubos de transferencia de calor usando una tercera unión primaria 530c (véase la figura 11c).
La segunda disposición de tubos de transferencia de calor (100b, 200b, 300b, 400b) está soportada por la segunda unión primaria 530b de la misma manera que la primera disposición de tubos de transferencia de calor (100, 200, 300, 400) está soportada por la primera unión primaria 530. Así, en una realización, el intercambiador de calor 10 comprende una segunda unión primaria 530b que está configurada para soportar al menos otras dos partes rectas (101 b, 103b, 201 b, 203b, 301 b, 303b, 401 b, 403b) de al menos otro tubo de transferencia de calor (100b, 200b, 300b, 400b), es decir, un tubo de transferencia de calor secundario. Además, las otras al menos dos partes rectas del tubo o tubos de transferencia de calor secundarios (100b, 200b, 300b, 400b) se extienden paralelas entre sí en un segundo plano P'. El segundo plano P' es paralelo al primer plano P. Además, el segundo plano P' está dispuesto a una distancia del primer plano P.
Haciendo referencia a la figura 11c, en una realización, la primera unión primaria 530 está conectada a la segunda unión primaria 530b mediante un primer puente 551. En la realización de la figura 11c, un extremo de la primera unión primaria 530 está fijado al primer puente 551 y un extremo de la segunda unión primaria 530b está fijada al primer puente 551. Además, todos los tubos de transferencia de calor 100, 200, 100b, 200b del intercambiador de calor 10 están dispuestos en un mismo lado del primer puente 551. Por ejemplo, en la figura 11c, todos los tubos de transferencia de calor están dispuestos sobre el primer puente 551. Además, la realización de la figura 11 c comprende un segundo puente 552. Otro extremo de la primera unión primaria 530 está fijado al segundo puente 552 y otro extremo de la segunda unión primaria 530b está fijado al segundo puente 552. Además, todos los tubos de transferencia de calor 100, 200, 100b, 200b del intercambiador de calor 10 están dispuestos entre el primer puente 551 y el segundo puente 552. El propósito de los puentes 551,552 es unir las uniones primarias 530, 530b juntas. Los puentes 551,552 sirven de soporte mecánico a los tubos 100, 200, 100b, 200b en una dirección normal N del primer plano P; que, en uso, puede ser horizontal. Las uniones 530, 530b proporcionan soporte mecánico para los tubos 100, 200, 100b, 200b en otra dirección que, en uso, puede ser vertical.
Haciendo referencia a la figura 11c, en una realización, al menos en un punto entre [i] dos partes rectas de un tubo que están separadas por una parte curva del tubo o [ii] dos partes rectas de tubos diferentes, en una dirección del primer plano P, la segunda unión primaria 530b contacta con la primera unión primaria 530 para formar un bloqueo mecánico 537 entre la primera unión primaria 530 y la segunda unión primaria 530b. Esto ayuda a bloquear los tubos entre sí también en una dirección normal N del primer plano P y también en una parte central del intercambiador de calor. Esto es particularmente factible en el caso de un intercambiador de calor modular. En el bloqueo mecánico 537, una superficie de la primera unión primaria 530 que se aleja del primer tubo de transferencia de calor 100 en una dirección normal N del primer plano P contacta con una superficie de la segunda unión primaria 530b que se aleja del primer tubo de transferencia de calor secundario 100b en una dirección normal al segundo plano P'. El bloqueo mecánico 537 puede, en algunas configuraciones de tubo, hacerse con un elemento de puente central 553. El elemento de puente central 553 se puede fijar tanto a la primera unión primaria 530 como a la segunda unión primaria 530b. El bloqueo mecánico (537, 553) se hace en un punto que queda en una dirección dentro del primer plano P y perpendicular a la dirección longitudinal dl (es decir, la dirección dext de la figura 3c) entre [i] dos partes rectas de un tubo que están separadas por una parte curva del tubo o [ii] dos partes rectas de tubos diferentes.
Además, preferiblemente en algunas regiones, se deja un espacio 538 (es decir, una distancia) entre la segunda unión primaria 530b y la primera unión primaria 530, como se indica mediante el número de referencia 538 en la figura 11c. Como se indica en la figura 11c, se deja un espacio 538 de este tipo entre la segunda unión primaria 530b y la primera unión primaria 530 en la dirección de una normal N del primer plano P.
No es necesario que el intercambiador de calor 100 comprenda el primer puente 551, ya que se puede usar un elemento de puente central 553 (es decir, un primer elemento de puente central 533) con el fin de unir las uniones 530, 530b juntas cerca de un extremo de las uniones. No es necesario que el intercambiador de calor 100 comprenda el segundo puente 552, ya que se puede usar un elemento de puente central 553 (es decir, un segundo elemento de puente central) con el fin de unir las uniones 530, 530b juntas cerca de otro extremo de las uniones. Sin embargo, preferiblemente se utilizan dos elementos (puentes y/o elementos puente centrales) para conectar las uniones 530, 530b entre sí.
Haciendo referencia a la figura 10, desde el punto de vista de la modularidad, es beneficioso que el intercambiador de calor 10 tenga una forma sustancialmente rectangular. Más precisamente, en una realización, el intercambiador de calor 10 comprende el cabezal distribuidor 142 y el cabezal colector 144 de manera que el cabezal distribuidor 142 se extiende en una primera dirección ddistribuidor. Desde el punto de vista de la modularidad, es beneficioso que la normal N del primer plano P sea paralela a la primera dirección d istribuidor o forme un ángulo a de 60 grados como máximo con la primera dirección ddistribuidor. También es preferible que el primer plano P sea, en uso, sustancialmente vertical. Así, en una realización, una normal N del primer plano P está configurada para ser horizontal en uso para formar un ángulo p de como máximo 45 grados con una dirección horizontal Sh en uso. Al menos en tal caso, el intercambiador de calor forma un conjunto modular que puede insertarse en el espacio V y retirarse del mismo a través de una abertura en la pared 51. Dicho procedimiento se describe con más detalle en la solicitud de patente internacional PCT/FI2016/050760.
Preferiblemente, el intercambiador de calor 10 se usa en una caldera de lecho fluidizado como un intercambiador de calor de lecho fluidizado 10. Más preferiblemente, el intercambiador de calor de lecho fluidizado 10 se usa en una junta de bucle 5 de una caldera de lecho fluidizado circulante. Así, en una realización, la caldera de lecho fluidizado 1 comprende medios 40 para separar el material del lecho de los gases de combustión. Haciendo referencia a la figura 1a, en una realización, la caldera de lecho fluidizado 1 comprende un ciclón 40 para separar el material del lecho del gas de combustión. La caldera de lecho fluidizado comprende una junta de bucle 5 configurada para recibir material del lecho de los medios 40 para separar el material del lecho del gas de combustión (por ejemplo, del ciclón). Además, al menos una parte del intercambiador de calor de lecho fluidizado 10 está dispuesta en la junta de bucle 5. Haciendo referencia a las figuras 2b, 2c, 7a, 7b y 8, por ejemplo, el cabezal distribuidor 142 y el cabezal colector 144 pueden disponerse fuera de la junta de bucle. Sin embargo, al menos la mayoría de los tubos de transferencia de calor (100, 200) o los tubos de transferencia de calor (110, 120, 210, 220) están dispuestos en la junta de bucle como se indicó anteriormente. Por ejemplo, en una realización, al menos el 90 % de los tubos de transferencia de calor (100, 200) o los tubos de transferencia de calor (110, 120, 210, 220) del intercambiador de calor de lecho fluidizado 10, medidos longitudinalmente, están dispuestos en la junta de bucle 5 como se indica anteriormente.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un intercambiador de calor (10) que comprende
- un primer tubo de transferencia de calor (100) que tiene una primera parte recta primaria (101), una primera parte curva primaria (102) y una primera parte recta secundaria (103), extendiéndose las partes rectas (101, 103) paralelas en un primer plano (P) en una dirección longitudinal (di),
- una primera parte de unión primaria (510) que tiene
• una primera superficie primaria (511),
• una primera superficie secundaria (512) opuesta a la primera superficie primaria (511), • una primera superficie terciaria (513), de la que al menos una parte está orientada en la dirección de una normal (N) del primer plano (P), extendiéndose la primera superficie terciaria (513) desde la primera superficie primaria (511) hasta la primera superficie secundaria (512), y que conecta la primera superficie primaria (511) y la primera superficie secundaria (512),
• en la primera superficie terciaria (513), un primer orificio primario (514) y un primer orificio secundario (515), ambos extendiéndose a través de la primera parte de unión primaria (510) en la dirección longitudinal (di),
- una primera parte de unión secundaria (520) que tiene
• una segunda superficie primaria (521),
• una segunda superficie secundaria (522) opuesta a la segunda superficie primaria (521), • una segunda superficie terciaria (523), de la que al menos una parte está orientada en la dirección de una normal (N) del primer plano (P), extendiéndose la segunda superficie terciaria (523) desde la segunda superficie primaria (521) hasta la segunda superficie secundaria (522), y que conecta la segunda superficie primaria (521) y la segunda superficie secundaria (522),
• en la segunda superficie terciaria (523), un segundo orificio primario (524) y un segundo orificio secundario (525), ambos extendiéndose a través de la primera parte de unión secundaria (520) en la dirección longitudinal (di), en el que
- la primera parte de unión primaria (510) ha sido soldada a la primera parte de unión secundaria (520) para formar una primera unión primaria (530) que une partes del primer tubo intercambiador de calor (100), limitando la primera unión primaria (530)
• una primera abertura primaria (533) formada por el primer orificio primario (514) y el segundo orificio primario (524), en el que la primera parte recta primaria (101) se extiende a través de la primera unión primaria (530) en la dirección longitudinal (di) a través de la primera abertura (533), y
• una primera abertura secundaria (534) formada por el primer orificio secundario (515) y el segundo orificio secundario (525), en el que la primera parte recta secundaria (103) se extiende a través de la primera unión primaria (530) a través de la primera abertura secundaria (534), en el que
- una forma de la primera abertura primaria (533) se ha adaptado a una forma de una superficie exterior de la primera parte recta primaria (101) y
- una forma de la primera abertura secundaria (534) se ha adaptado a una forma de una superficie exterior de la primera parte recta secundaria (103),
caracterizado por que el intercambiador de calor (10) comprende
- una primera unión de soldadura (531) que une la segunda superficie terciaria (523) con la primera superficie primaria (511) o la primera superficie secundaria (512), y
- una segunda unión de soldadura (532) que une la primera superficie terciaria (513) con la segunda superficie secundaria (522) o la segunda superficie primaria (521), respectivamente.
2. El intercambiador de calor (10) de la reivindicación 1, en el que
- entre el primer orificio primario (514) y el primer orificio secundario (515), la primera parte de unión primaria (510) tiene un primer espesor secundario mínimo (tt1, mín) en una dirección que es perpendicular a una normal (N511) de la primera superficie primaria (511) y forma un ángulo mínimo con una normal (N) del primer plano (P), en el que
- el primer espesor secundario mínimo (tt1, mín) es de 10 mm a 50 mm, y
- entre el segundo orificio primario (524) y el segundo orificio secundario (525), la primera parte de unión secundaria (520) tiene un segundo espesor secundario mínimo (tt2, mín) en una dirección que es perpendicular a una normal (N521) de la segunda superficie primaria (521) y forma un ángulo mínimo con una normal (N) del primer plano (P), en el que
- el segundo espesor secundario mínimo (tt2, mín) es de 10 mm a 50 mm; preferiblemente
- el primer espesor secundario mínimo (tt1, mín) es igual al segundo espesor secundario mínimo (tt2, mín).
3. El intercambiador de calor (10) de la reivindicación 1 o 2, en el que
- una parte de la primera superficie terciaria (513) está orientada hacia una parte de la segunda superficie terciaria (523);
preferiblemente,
- un espesor total (ttot) de la primera unión primaria (530) en una dirección normal (N511) de la primera superficie primaria (511) es menor que la suma (tn+fe) de los espesores (tu, t2 de las primeras partes de unión (510, 520) en la dirección de la normal (N511) de la primera superficie primaria (511).
4. El intercambiador de calor (10) de la reivindicación 3, en el que
- la primera unión de soldadura (531) se extiende en una dirección (dext) que está dentro del primer plano (P) y perpendicular a la dirección longitudinal (di), por ejemplo, entre la primera parte recta primaria (101) y la primera parte recta secundaria (103), y
- la segunda unión de soldadura (532) se extiende en una dirección (dext) que está dentro del primer plano (P) y perpendicular a la dirección longitudinal (di), por ejemplo, entre la primera parte recta primaria (101) y la primera parte recta secundaria (103);
preferiblemente,
- se deja una distancia de al menos 1 mm entre la primera unión de soldadura (531) y las dos partes rectas (101, 103) y
- se deja una distancia de al menos 1 mm entre la segunda unión de soldadura (532) y ambas partes rectas (101, 103);
preferiblemente también,
- las uniones de soldadura (531, 532) se extienden en dicha dirección (dext), por ejemplo, entre partes rectas (101, 103), al menos 5 cm.
5. El intercambiador de calor (10) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que
- la primera parte de unión primaria (510) tiene un primer espesor primario (tu) en la dirección de una normal (N511) de la primera superficie primaria (511), siendo el primer espesor primario (tu) de 15 mm a 40 mm y - la primera parte de unión secundaria (520) tiene un segundo espesor primario (t2 en la dirección de una normal (N521) de la segunda superficie primaria (521), siendo el segundo espesor primario (t2 siendo de 15 mm a 40 mm;
preferiblemente
- el primer espesor primario (tu) es igual al segundo espesor primario (tl2).
6. El intercambiador de calor de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende
- en la primera parte recta primaria (101), un primer tope primario (131) y un primer tope secundario (132) de manera que al menos parte de la primera unión primaria (530) queda entre el primer tope primario (131) y el primer tope secundario (132);
preferiblemente
- el primer tope primario (131) contacta con la primera unión primaria (530) y/o el primer tope secundario (132) contacta con la primera unión primaria (530).
7. El intercambiador de calor de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que
- el primer tubo de transferencia de calor (100) comprende una o más partes rectas (105, 107), extendiéndose las partes rectas primaria y secundaria (101, 103) y las otras partes rectas (105, 107) paralelas en el primer plano (P) en la dirección longitudinal (di),
- la primera parte de unión primaria (510) comprende en la primera superficie terciaria (513) uno o más orificios (516, 517) que se extienden a través de la primera parte de unión primaria (510) en la dirección longitudinal (di), de manera que una parte o partes de la otra parte o partes rectas (105, 107) están dispuestas en el otro orificio u orificios (516, 517) de la primera parte de unión primaria (510),
- la primera parte de unión secundaria (520) comprende en la segunda superficie terciaria (523) uno o más orificios (526, 527) que se extienden a través de la primera parte de unión secundaria (520) en la dirección longitudinal (di), de manera que una parte o partes de la otra parte o partes rectas (105, 107) están dispuestas en el otro orificio u orificios (526, 527) de la primera parte de unión secundaria (520).
8. El intercambiador de calor de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende
- un segundo tubo de transferencia de calor (200) que tiene una segunda parte recta primaria (201), una segunda parte curva primaria (202) y una segunda parte recta secundaria (203), extendiéndose las partes rectas (201,203) paralelas en el primer plano (P) en la dirección longitudinal (di), en el que
- la primera parte de unión primaria (510) comprende en la primera superficie terciaria (513) al menos otros dos orificios (516, 517) que se extienden a través de la primera parte de unión primaria (510) en la dirección longitudinal (di), de manera que una parte de la segunda parte recta primaria (201) y una parte de la segunda parte recta secundaria (203) están dispuestas en los otros orificios (516, 517) de la primera parte de unión primaria (510) y
- la primera parte de unión secundaria (520) comprende en la segunda superficie terciaria (523) al menos otros dos orificios (526, 527) que se extienden a través de la primera parte de unión secundaria (520) en la dirección longitudinal (di), de manera que una parte de la segunda parte recta primaria (201) y una parte de la segunda parte recta secundaria (203) están dispuestas en los otros orificios (516, 517) de la primera parte de unión secundaria (520).
9. El intercambiador de calor (10) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende
- una primera unión secundaria (540) configurada para unir al menos la primera parte recta primaria (101) y la primera parte recta secundaria (103); preferiblemente,
- una distancia (dunión) de al menos 50 cm entre la primera unión secundaria (540) y la primera unión primaria (530) en la dirección longitudinal (di).
10. El intercambiador de calor (10) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende
- una segunda unión primaria (530b) configurada para soportar al menos otras dos partes rectas (101b, 103b, 201b, 203b) de otro tubo de transferencia de calor u otros tubos de transferencia de calor (100b, 200b, 300b, 400b), en el que
- las otras dos partes rectas (101b, 103b, 201b, 203b) del otro tubo o tubos de transferencia de calor (100b, 200b, 300b, 400b) se extienden paralelas entre sí en un segundo plano (P'), y
- el segundo plano (P') es paralelo al primer plano (P) y está dispuesto a una distancia del primer plano (P); preferiblemente,
- la segunda unión primaria (530b) está conectada a la primera unión primaria (530) por al menos dos de los siguientes:
- un primer puente (551),
- un segundo puente (552),
- un primer elemento puente central (553);
- un segundo elemento puente central;
más preferiblemente,
- se proporciona un bloqueo mecánico (537, 533) en un punto que queda entre dos partes rectas de al menos un tubo de transferencia de calor en una dirección (dext) que es una dirección dentro del primer plano (P) y perpendicular a la dirección longitudinal (di) para proporcionar soporte mecánico para el tubo o tubos de transferencia de calor (100, 200, 100b, 200b) en una dirección normal (N) del primer plano (P); preferiblemente también,
- se deja un hueco (538) entre la segunda unión primaria (530b) y la primera unión primaria (530) al menos en algún punto.
11. Una caldera de lecho fluidizado (1), que comprende
- un horno (50),
- un intercambiador de calor de gas de combustión (26, 28) configurado para recuperar el calor del gas de combustión expulsado del horno (50),
- paredes (51) que limitan un espacio (V) en el que se configura un lecho fluidizado para formarse en uso de la caldera de lecho fluidizado (1), y
- un intercambiador de calor (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que
- al menos una parte del intercambiador de calor (10) está dispuesta en el espacio (V).
12. La caldera de lecho fluidizado (1) de la reivindicación 11, que comprende
- medios (40) para separar el material del lecho del gas de combustión y
- una junta de bucle (5) configurada para recibir material del lecho de los medios (40) para separar el material del lecho del gas de combustión, en el que
- al menos una parte del intercambiador de calor (10) está dispuesta en la junta de bucle (5).
13. Un método para fabricar un intercambiador de calor (10), comprendiendo el método
- colocar disponibles
• un primer tubo de transferencia de calor (100) que tiene una primera parte recta primaria (101), una primera parte curva primaria (102) y una primera parte recta secundaria (103), extendiéndose las partes rectas (101, 103) paralelas en un primer plano (P) en una dirección longitudinal (di), y
• una placa (500) de material adecuado para una unión (530) de los tubos de transferencia de calor (100, 200, 300, 400) del intercambiador de calor (10), teniendo la placa (500) un espesor (tp) en una dirección (dtp) y una superficie principal (501), cuya superficie normal es paralela a la dirección (dtp) de espesor (tp),
- cortar de la placa (500) una primera parte de unión primaria (510) que tiene
• una primera superficie primaria (511) y una primera superficie secundaria (512) opuesta, de manera que una parte de la superficie principal (501) forma la primera superficie primaria (511) o la primera superficie secundaria (512),
• una primera superficie terciaria (513),
• en la primera superficie terciaria (513), un primer orificio primario (514) que se extiende a través de la primera parte de unión primaria (510) desde la primera superficie primaria (511) hasta la primera superficie secundaria (512) y configurado para recibir una parte de la primera parte recta primaria (101) del primer tubo de transferencia de calor (100),
• en la primera superficie terciaria (513), un primer orificio secundario (515) que se extiende a través de la primera parte de unión primaria (510) desde la primera superficie primaria (511) hasta la primera superficie secundaria (512) y configurado para recibir una parte de la primera parte recta secundaria (103) del primer tubo de transferencia de calor (100),
- cortar de la placa (500) o de una segunda placa una primera parte de unión secundaria (520) que tiene
• una segunda superficie primaria (521) y una segunda superficie secundaria (522) opuesta, de manera que una parte de la superficie principal (501) o una parte de una superficie principal de la segunda placa forma la segunda superficie primaria (521) o la segunda superficie secundaria (522),
• una segunda superficie terciaria (523),
• en la segunda superficie terciaria (523), un segundo orificio primario (524) que se extiende a través de la primera parte de unión secundaria (520) desde la segunda superficie primaria (521) hasta la segunda superficie secundaria (522) y configurado para recibir una parte de la primera parte recta primaria (101) del primer tubo de transferencia de calor (100),
• en la segunda superficie terciaria (523), un segundo orificio secundario (525) que se extiende a través de la primera parte de unión secundaria (520) desde la segunda superficie primaria (521) hasta la segunda superficie secundaria (522) y configurado para recibir una parte de la primera parte recta secundaria (103) del primer tubo de transferencia de calor (100),
- disponer una parte de la primera parte recta primaria (101) del primer tubo de transferencia de calor (100) en el primer orificio primario (514), de manera que una superficie exterior de la primera parte recta primaria (101) se adapte a la superficie del primer orificio primario (514),
- disponer una parte de la primera parte recta primaria (101) del primer tubo de transferencia de calor (100) en el segundo orificio primario (524) de manera que una superficie exterior de la primera parte recta primaria (101) se adapte a la superficie del segundo orificio primario (524),
- disponer una parte de la primera parte recta secundaria (103) del primer tubo de transferencia de calor (100) al primer orificio secundario (515),
- disponer una parte de la primera parte recta secundaria (103) del primer tubo de transferencia de calor (100) al segundo orificio secundario (525), y
- soldar la primera parte de unión primaria (510) a la primera parte de unión secundaria (520) para formar una primera unión primaria (530) que une las partes rectas (101,103) del primer tubo intercambiador de calor (100) caracterizado por
- formar la primera superficie terciaria (513) mediante dicho corte de la placa (500) la primera parte de unión primaria (510),
- formar la segunda superficie terciaria (523) mediante dicho corte de la placa (500) o una segunda placa la primera parte de unión secundaria (520),
- soldar la segunda superficie terciaria (523) a la primera superficie primaria (511) o la primera superficie secundaria (512) y
- soldar la primera superficie terciaria (513) a la segunda superficie secundaria (522) o la segunda superficie primaria (521).
14. El método de la reivindicación 13, en el que
- la placa (500) comprende metal, tal como acero, preferiblemente acero austenítico; y/o
- el espesor (tp) de la placa es de 15 mm a 40 mm.
15. El método de la reivindicación 13 o 14, que comprende
- soldar las partes de unión (510, 520) de manera que una parte de la primera superficie terciaria (513) esté orientada hacia una parte de la segunda superficie terciaria (523).
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