热交换器制造技术

本发明专利技术涉及一种包括第一圆柱形管(2)和在第一圆柱形管(2)中同轴地延伸的螺杆(3)的热交换器；第一圆柱形管(2)的内表面具有引导沟槽(22)，且清洁元件(12)被固定至螺杆(3)，使得螺杆(3)的转动使清洁元件(12)沿引导沟槽(22)在轴向上运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热交换器
本专利技术涉及一种特别是以天然气作为工作介质的热交换器，用来干燥并清洁天然气。
技术介绍
用于加热或冷却工作介质的热交换器在本领域中是已知的。不失一般性地，下文将更详细地考虑工作介质天然气。来自土地存储器的天然气通常具有特别高百分比的非期望的附加杂质、特别是高含水量。期望的是在为其他目的使用天然气之前，从天然气中移除这些附加杂质和含水量。做到这一点的一种选择是以一个或多个步骤将天然气冷却至合适的低温。特别地，此处使天然气液化可能是有意义的。随着天然气被冷却，所提及的热交换器中的附加杂质常常在热交换器表面上产生沉淀，其中，这种沉淀随着时间的发展取决于操作状况和相应的天然气成分。因而，热交换表面必须以一定间隔地被清洁。然而，出于上述原因，难以对于各个热交换器确定普遍有效的清洁间隔。例如，已知的气体干燥器系统用包括诸如硅胶之类的多孔材料的充填物来操作。另一方法使用三甘醇来为工作气体除湿，其中，该工艺通常需要多个阶段，从而可达到所期望的纯度。潮湿的气体引起水合物的生成和腐蚀。因而，气体输送网络中对于含水量有限制。压缩器工位和诸如管线、阀之类的下游元件基本上被设计成通过干燥工作气体来操作，从而水也应与附加杂质一起从工作介质移除。例如，气体干燥过程可涉及机械步骤(游离水的机械分离)和热力步骤(通过降压来分离)，且最终是吸收步骤，例如经由诸如所提及的三甘醇之类的稀释物质来吸收。三甘醇可被喷撒到气流中并吸收剩余的水。如水、CO2和碳氢化合物之类的冷凝和冷冻的附加杂质被沉淀到传热表面上，且因此减小热传递。即使是在高于水的冰点的操作温度下，在传热表面上形成甲烷水合物。原则上，根据现有技术的干燥设备中的多孔充填物需要非常大的体积。此外，充填物仅从工作气体吸收液体部分、主要是水分。当例如通过使干燥且不饱和的惰性气体流过和/或加热和/或处理(setting)充填物而对充填物进行再生时，工作气体的较大部分未被使用就被排出。当将充填物放回根据现有技术已知的干燥器中时，容器必须打开，使得充填物可完全被放回。这是成本和劳动密集的，且导致生产循环的中断。干燥并清洁作为工作介质的气体的上述工艺被证明是昂贵的。期望的是减小程序步骤的数量，而无需接受上述缺点。
技术实现思路
本专利技术提出了一种带有第一圆柱形管和在第一圆柱形管中同轴地延伸的螺杆的热交换器，其中，第一圆柱形管的内表面具有引导沟槽，且其中，清洁元件被固定至螺杆，使得对螺杆的转动会使清洁元件沿引导沟槽在轴向上运动。该清洁元件用于清洁在第一圆柱形管的内表面与螺杆之间的传热表面上的沉淀物。该清洁元件呈挺杆形式地被直接固定在螺杆上，或者被紧固至本身直接固定于螺杆的这种挺杆。如在一开始所阐述的，特别是在冷却过程中，为了传热而在第一圆柱形管与螺杆之间的间隙中流动的工作介质将在传热表面上留下沉淀物。如果天然气是工作介质，则这些沉淀物特别地包含附加杂质和水。上述沉淀物可从清洁元件移除和/或被运输离开或被带走。因而，螺杆被致动以用于清洁，其使清洁元件沿轴向在第一圆柱形管内部运动，从而允许其从传热表面移除沉淀物。特别地，这些沉淀物生成在螺杆上，以及生成在热交换器的轴向延伸的引导沟槽上。清洁元件清洁这些表面。清洁元件可优选地包含钢、特别是Q&T钢和有色金属合金，以及低温镍合金(诸如因科镍合金)，还有铸造材料。在热交换器的正常操作期间，清洁元件处于待用位置中，在该待用位置中，清洁元件尽可能地不影响、或者甚至完全不影响工作介质与冷却剂之间的热交换。当然，如果要加热工作介质，则也可使用热介质来代替冷却剂。例如，根据由经验确定的一段时间或一旦达到外部测量的最大允许压力差而进行清洁，该压力差使得有可能推断出由沉淀物引起的工作介质的自由流动面积的减小。根据本专利技术的带有清洁元件的热交换器允许有效地清洁传热表面而无需被人工打开。所描述的清洁过程易于执行。为此，需要做的仅是转动螺杆以使清洁元件沿轴向运动。无需附加的程序步骤。特别地，有利的是，清洁元件带走或运走所存在的沉淀物。由此，清洁元件可避免更换，并因而避免磨损或老化。专利技术的优点和构造不失一般性地，用于热交换的冷却剂围绕第一圆柱形管的外表面流动。为此，对热交换器有利的是具有与第一圆柱形管同轴地布置的第二圆柱形管。有关于此，存在用于冷却剂的入口开口和出口开口是有意义的，从而使冷却剂进入第二圆柱形管与第一圆柱形管之间的间隙或从第二圆柱形管与第一圆柱形管之间的间隙排出。类似地，存在用于工作介质的入口开口和出口开口是有意义的，从而使工作介质进入第一圆柱形管与螺杆之间的间隙或从第一圆柱形管与螺杆之间的间隙排出。有利的是，清洁元件被设计成基本中空的圆柱形清洁元件，其中，清洁元件的内表面具有对应于螺杆螺纹的母螺纹，且其中，清洁元件的外表面具有对应于第一圆柱形管的内表面的引导沟槽的外沟槽。以此方式，清洁元件可容易地(不借助分离的挺杆)被固定至螺杆，并尽可能完全地移除传热内表面上在第一圆柱形管的内表面与螺杆之间的间隙中所存在的沉淀物。合理的是，在清洁元件的基本圆柱形周界中，清洁元件具有凹部，其中，这些凹部平行于轴向延伸。特别地，这些凹部沿周向等距地布置在清洁元件中。凹部或铣槽在清洁元件中产生“齿”或“爪”，这些“齿”或“爪”特别有助于防止清洁元件在清洁过程中变得卡住或阻塞。从螺杆脱下的沉淀物可进入所述凹部或铣槽中，并至少在清洁阶段中在热交换器的竖直操作期间从凹部或铣槽落下(沿清洁元件的运动方向)。这使得有可能有效地防止清洁元件被所积聚的沉淀物堵塞。进一步合理的是，清洁元件的母螺纹的直径沿轴向增加。由于该配置，螺纹沟槽不像如沿轴向在整个展长上搁置在螺纹沟槽上的清洁元件那样被突然地清洁。这防止了清洁元件变成楔形。与清洁元件具有轴向凹部的上述实施例配合，所产生的单独的“爪”或“齿”变得更具弹性并更有效地压靠着外壁或螺纹沟槽。另一优点涉及由此形成的自由空间，该自由空间相当于机加工方法的出屑槽。有利的是，第一圆柱形管的外表面具有沿轴向地螺旋延伸的盘管。该盘管是第一圆柱形管的外表面的一部分，且被施加至该外表面或通过铣削产生。于是，冷却剂可沿轴向在这些盘管之间的间隙中螺旋地流动。带有该盘管的第一圆柱形管因而还可被称作为冷却盘管。有利的是，用于被清洁元件冲走的沉淀物/污染物的沉淀物储存件特别地是以热去耦的方式连接于螺杆与第一圆柱形管/冷却盘管的内表面之间的间隙。在该有利的实施例中，清洁元件将污染物输送至沉淀物储存件中，即螺杆与第一圆柱形管的内表面之间的间隙，该沉淀物储存件特别地与所述传热表面热去耦。该热去耦允许对积聚在沉淀物储存件中的附加杂质或其他沉淀物进行热处理，而不影响热交换器的进一步操作。为此，有利地在热交换器之中或之上设有加热元件，且加热元件被布置成使得存在于沉淀物储存件中的附加杂质/污染物可被加热。当工作介质被冷却时，存在于工作介质中的诸如附加杂质和水之类的污染物冷凝出来。清洁元件可将冷凝的污染物输送至沉淀物储存件中，沉淀物储存件也可被称作例如冷凝物存储器。所积聚的冷凝物可随后借助所述加热元件而被加热。通过打开下游的阀，融化了的被加热冷凝物可通过冷凝物泄放口被排出。以此方式，在规定的时间内，沉淀物储存件可在其部分上不存在污染物。在清洁过程期间，获知清洁元件的位置是有意义本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器，包括：第一圆柱形管(2)和在所述第一圆柱形管(2)中同轴地延伸的螺杆(3)，其中，所述第一圆柱形管(2)的内表面具有引导沟槽(22)，且其中，清洁元件(12)被固定于所述螺杆(3)，使得转动所述螺杆(3)使所述清洁元件(12)在轴向上沿所述引导沟槽(22)运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.11 DE 102015010455.11.一种热交换器，包括：第一圆柱形管(2)和在所述第一圆柱形管(2)中同轴地延伸的螺杆(3)，其中，所述第一圆柱形管(2)的内表面具有引导沟槽(22)，且其中，清洁元件(12)被固定于所述螺杆(3)，使得转动所述螺杆(3)使所述清洁元件(12)在轴向上沿所述引导沟槽(22)运动。2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，带有同轴于所述第一圆柱形管(2)布置的第二圆柱形管(1)。3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，所述第一圆柱形管(2)的外表面具有沿轴向地螺旋延伸的盘管(21)。4.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述清洁元件(12)被设计为基本中空的圆柱形清洁元件(12)，其中，所述清洁元件(12)的内表面具有母螺纹(121)，所述母螺纹对应于所述螺杆(3)的螺纹，且其中，所述清洁元件(12)的外表面具有外沟槽(122)，所述外沟槽对应于所述第一圆柱形管(2)的内表面的所述引导沟槽(22)。5.根据权利要求4所述的热交换器，其特征在于，所述清洁元件(12)具有在基本上圆柱形周界中的凹部(123)，所述凹部平行于所述轴向延伸。6.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，所述凹部(123)沿周向等距地布置在所述清洁元件(12)中。7.根据权利要求4至6中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述清洁元件(12)的所述母螺纹(121)的直径沿所述轴向增加。8.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，存在有用于冷却剂的入口开口(16)和出口开口(17)，从而使冷却剂进入所述第二圆柱形管(1)与所述第一圆柱形管(2)之间的间隙或从所述第二圆柱形管(1)与第一圆柱形管(2)之间的所述间隙排出。9.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，存在有用于工作介质的入口开口(14)和出口开口(15)，从而使所述工作介质进入所述第一圆柱形管(2)与所述螺杆(3)之间的间隙或从所述第一圆柱形管(2)与所述螺杆(3)之间的所述间隙排出。10.根据前述权利要求中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·阿德勒，E·克莱恩，C·纳格尔，A·波拉克，
申请(专利权)人：林德股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE