[其他]換熱器

無效

• 申請號: 87107323
• 申請日: 1987-12-08
• 公開（公告）號: CN87107323A
• 公開（公告）日: 1988-06-29
• 發明（設計）人: 漢斯·約亞奇姆·赫伯特;海茵茨·格拉夫
• 申請（專利權）人: 尤德有限公司
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 馬江立

本發明涉及一種換熱器，特別是一種在合成氣和鍋爐給水之間進行熱交換的換熱器，它具有一個給水預熱區和一個蒸汽發生區。

這種換熱器通常設計成管束式換熱器，具有一個壓力容器（或壓力鍋）、一個管板和許多蛇管，這些蛇管大多是U形的，其進口和出口安裝在同一管板上。而定端式換熱器則由于存在著換熱器鍋壁和換熱器管子之間的溫差，通常會產生過高的應力，這一現象由于給水預熱區和蒸氣發生區之間的溫差而更為嚴重。因此，在設計這種換熱器時不宜將換熱器管子連接在兩個對置的管板上，也就是在設計中不宜將合成氣從一個腔室通過換熱器進入另一個對置的腔室以使其部分熱量釋放給水或蒸氣。這種溫差會使換熱器的管子和（或）鍋壁產生極為不同的膨脹，勢必采用復雜的技術措施來消除這類高壓裝置中的這種應力差及膨脹差。

本發明的目的是采用一種比較簡單的技術措施來防止產生上述過高的應力。

為實現這一目的，可在這類換熱器中，將通有氣體的換熱器管子匯集到兩個固定端板式管板上，并在爐水進口區用一護套將管束和給水進口圍住，并在護套與鍋壁之間留有一定間距。

本發明在給水預熱區采用了一個護套，使相當冷的鍋爐給水不致一開始就與鍋壁接觸而使鍋壁冷卻。這樣，循環的鍋爐給水就可流經護套和鍋壁之間的環形空間，在鍋壁的整個長度上產生一定的高溫。

因此，適當地選取護套的長度，就能使上述應力減至最小。因此在本發明中排除了在設計中采用U形管的必要性，因為這種設計，在同樣的氣體壓降下，所需管板上的管子數比定端式換熱器多一倍。因此，本發明的鍋壁和管板的厚度，可以顯著地減小。

本發明還在管板區域中設置了給水進口，并在進口和管板之間嚴密地設置了護套。

如上所述，本發明的目的是保持壓力鍋的壁溫在熱交換區的整個長度上盡可能恒定和盡可能高，以免產生上述應力。因此，在本發明的一個特定實施例中，在護套區域中設置了一個進口，用以將循環的爐水注入鍋壁和護套間的環形空間中。

采用這種設計，就能使換熱器在這一區域內的壁溫在循環的爐水的作用下保持在與循環的爐水完全相同的溫度水平上，這在工程技術上也是比較簡單的。護套用作爐水流進環形空間的導向裝置或導向隔板，可以確保鍋壁始終被浸濕，同時還確保進入鍋爐的冷的給水不致進入這一區域。

在本發明的又一實施例中設置了鍋爐給水的橫隔板，橫隔板位于通有氣體的蛇管之間，安裝在護套上，為待預熱的鍋爐給水提供最有利的通路。

為了防止圍繞護套循環流動的爐水受到護套的冷卻作用，護套可用絕熱材料制成。如上所述，當冷的鍋爐給水進入護套內部空間時，應防止其對圍繞護套流動的循環的爐水產生冷卻作用，否則將間接地冷卻鍋壁而使換熱器的效率降低。

本發明提供了一種保證護套具有絕熱性能的可行方案，這就是將護套設計成夾層結構，在兩層薄板之間夾有一層金屬格柵，格柵空穴中填入多孔混凝土或類似材料。這樣可將多孔混凝土或某種陶瓷材料作為主要的絕熱體。另外，盡管采用了夾層結構，再用多孔混凝土填充空穴，也可使護套足以承受相當大的應力，特別是壓力。

下面，將結合附圖對本發明進行詳細的說明，附圖示出本發明所述換熱器的一個經過簡化的橫截面。

裝置（1）包括一個壓力鍋（2），在鍋（2）內設置兩個稱作固定端板的管板（3）和（4），在管板上連接有換熱器管束（5）。管板（3）和（4）將換熱器內部空間（6）與進口通道（7）和出口通道（8）隔開，作為一例，進口通道（7）和出口通道（8）可用作來自蒸氣再生部分或一氧化碳轉化部分需要冷卻的生產氣體的進出口通道。

通過管板（3）區域內的一個管嘴（9），將冷的淡水供入換熱器空間。從功能上講，換熱器分為兩個區，即給水預熱區（以VZ表示）和蒸氣發生區（以DZ表示）。

本發明的一個實質性特征是：管束（5）在預熱區VZ中基本上用護套（10）圍住，在護套（10）與鍋壁（11）之間留有一定間距，形成一個環形空間（12）。

如圖所示，冷的鍋爐給水通過管嘴（9）流向管束（5）而不與環形空間（12）中的流體接觸，因此也不會與護套（10）區域內的鍋壁（11）接觸。在安裝在上述區域內的橫隔板（13）的作用下，鍋爐給水相對于流經換熱器管（5）的流體作交叉逆向流動，流動方向用箭頭（14）表示。