热交换器制造技术

一种带有供一次二次介质流通的初级次级室（２、３）的热交换器，两室通过气密导热壁（４）分隔开。次级室由壁（４）与跟壁隔开的外壳板（５）限定，并通过设在壁（４）与外壳板之间的成型板（６）分成内外分室（３ａ、３ｂ）。成型板件只在上端固定在热交换器上部并自由地悬挂在壁（４）与外壳板之间，从而其热膨胀不影响热交换器的功能。成型板的成型构形使壁（４）跟外壳板保持均一的距离。次级室通过成型板分隔成管状槽道。这个结构不需用昂贵的加热用管。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种热交换器，它带有一个供一次介质流通的初级室和一个供二次介质流通的次级室，两个室由一个气密的导热壁互相分隔开。热交换器的作用在于将热能从一种热的一次介质向一种冷的二次介质传送，但是这两种介质不会混合在一起。这种热交换器已知道的就有多种结构形式。其中一种结构形式设有一个容器，容器里面装有多根平行放置的管道。在相邻的管子之间设有作为横撑的跨接件。这些平行管子是气密地穿过容器壁的次级回路的组成部分。管子的内部构成次级室，接受热的二次介质在其中流过。容器中的余下的内部空间是初级回路的一部分。它构成初级室，热的一次介质在其中流过。这样的热交换器也可以装入一种按EP-PS 0 302 310设计的干馏-燃烧-设备中。热的烟气的热能通过二次介质被送入到一个热解鼓的内含物中。在一个公知的热交换器的这样的结构中，导送二次介质的管子必须用耐高温的材料制成。这样就需要在管子上被覆耐火材料。为此，管子上就必须设置有金属销子，以便使耐火的陶瓷材料能被夹持在其间。用平行管子构成次级室的热交换器制造花费大并且成本高。所需用的管子已经是很昂贵，通过跨接件来连接这些管子还需要昂贵的焊接工作。在一个装备在干馏-燃烧-设备内的具有这样的平行管道结构的热交换器中，一次介质是热的烟气，管子的表面必须用耐火材料被覆。由于管子的弯曲表面，花费很大。所需用的销子的焊接就由于弯曲的表面而不能用机械操作，而需要昂贵的手工操作。本专利技术的目的在于提供一种热交换器，它可以用简单而廉价的材料很快地制成，而且仍能可靠地操作。特别是热交换器内并没有因为各构件的热膨胀不同而产生材料应力或者甚至如脱焊的损伤。这目的根据本专利技术是这样达到的，即次级室由壁和跟该壁间隔开一段距离的外壳板来限定，并且该次级室还通过设置在壁与外壳板之间的成型板分成一个内分室和一个外分室。通过设置这成型板形成多条起次级室作用的管状槽道。本专利技术的热交换器的制造只需用廉价的成型板和更为廉价的非成型板来作外壳板以代替昂贵的管子。利用这种廉价就可得到的材料就能根据本专利技术制成供二次介质流通的平行伸展的槽道，其作用相应于昂贵的通过跨接件连接的平行管子。情况确实是如此，虽然槽道经常并不是相互界限分明的。通过在壁和外壳板之间设置成型板以构成两个分室，每个分室通过该成型板被再分成多条平行伸展的槽道。内分室的槽道直接由将次级室从初级室分开的壁来限定。在内分室流动的二次介质首先被加热。这被加热了的二次介质随着可以将热能通过成型板传给外分室内的二次介质。例如，成型板沿一次介质的流动方向设置并在一个垂直于一次介质流动方向的平面内限定其横截面形状。因而，由于二次介质可以通过内槽道与一次介质同方向或相反方向流动，通过导热的壁使初级室和次级室之间的良好热传导得到了保证。例如，成型板设置成使它交替地跟限定初级室的壁和跟外壳板接触，从而构成许多个再分室，并使外壳板对壁的间隔保持均一。成型板可以被夹住，其优点是不需要焊接连接。壁、成型板和外壳板在径向的方向上、也就是在垂直于气流的方向上、保持相互间固定的位置是很有利的，而它们在热交换器的轴向方向上，也就是在气流的方向上、却可以随着热膨胀各自自由地移动。例如，成型板只是在其上段固定住，而在壁与外壳板之间自由地悬挂着。这样所得到的好处是外壳板、壁及成型板的不同的热膨胀对结构的其余部分不会造成影响。相互刚性连接的构件的不同热膨胀则可能造成弯曲或甚至出现裂痕。例如，次级室的两个分室在其一个端侧处、例如在热交换器的底端、是相互连通的。在其另一个端侧处、例如在热交换器的顶端、外分室与一个输入管相连通，而内分室与一个输出管相连通。这样，二次介质就能够通过次级室引入，二次介质首先在外分室、也就是在其槽道内流动，然后转向流入内分室内、也就是在其槽道内沿相反的方向流动。为输入二次介质，外分室连接有一个输入管。为输出二次介质，内分室连接有一个输出管。这样安排的好处是同一的二次介质两次通过次级室。二次介质相对方向的流动可以获得这样的好处，即在内分室流动的较热的介质能对在外分室流动的较冷的介质通过成型板给予预热。例如，外壳板在热交换器的一个端侧处通过底板气密地与初级室的壁相连，而成型板终止于离底板一段距离处。这样的结构可以使次级室的分室相互连通，而气流就能有利地在成型板的底端处围绕着底端通过。气体从一个分室到达另一个分室，例如从外分室进入内分室。而且还保证没有气体从次级室中逸出。所述底板可设计成例如具有弹性。这样做的好处在于，由于壁和外壳板的不同热膨胀而产生的应力可以由此抵消。成型板的热膨胀不会产生应力，因为它在离开底板一段距离处就终止了，只是在其上部被固定住。在与底板相对的端侧、也就是在热交换器的顶端，次级室的外分室通过一个在外壳板和成型板之间伸展的封闭板封闭住。在封闭板的朝下一侧设置有一个向内分室开口的第二集气通道，该通道连接有一个输出管。一个向外分室开口的第一集气通道设置在封闭板的另一侧。这第一集气通道连接有一个输入管。这个结构确保二次介质在热交换器的一个端侧的范围内只能到达次级室的外分室内。通过第一集气通道保证了二次介质分配到由成型板形成的各再分室中。这第一集气通道将所有的外再分室相互连通。二次介质可以从输入管通过第一集气通道到达每一个单独的外再分室。由于已没有其它的路径通过该封闭板，二次介质在成型板与外壳板之间沿同一方向流动。在初级室的壁与外壳板相连的底板处，二次介质的流向发生倒转。它绕过成型板的底端然后在成型板与第一室的壁之间流过，到达第二集气通道。通过第二集气通道，次级室的内再分室彼此连通。从而所有内再分室的二次介质都汇集在一起通过输出管向外输出。这个结构的好处是，在运转一个短时间后，在外分室内的二次介质由在内分室内已经加了热的介质通过成型板进行热交换而被预热。例如，第一集气通道套设地设置在外壳板的外表面上，外壳板具有朝向第一集气通道的连续的开口。采用这样的结构形式就能保证，即使成型板接触外壳板，所有的外再分室通过这第一集气通道也是互相连通的。例如，成型板只是在其上部悬挂地固定着。它通过第二集气通道与初级室的壁相连。由此给出一个简单而有效的结构，而成型板由于它像一块帘幕似地悬挂着，所以可以向下膨胀伸展，这就不会在材料内产生应力或甚至裂缝。成型板有例如一个角形的横截面形状。这横截面形状可以成矩形或是梯形。成型板可以以平面贴靠在外壳板上与/或贴靠在初级室的壁上。横截面形状还可以成三角形。根据另一个实例，成型板可以是一块带有圆的、特别是正弦形横截面形状的波纹板。这样的波纹板可以按照所需的形状在市场上购得。使用一种公知的波纹板的好处在于热交换器的造价可以进一步降低。这是因为波纹板的价格明显地低于管子的价格。成型板与/或外壳板与/或次级室的其它部件可以用例如钢来制造。在这里只需用低价的钢就足够了，因为在本专利技术的热交换器内，成型板和外壳板都不与热的一次介质接触。热的一次介质只接触初级室的壁。在带有管子和跨接件的公知结构形式中，所有的部件都与热的一次介质接触，因而必须用耐热的材料制成。而在本专利技术的热交换器中，成型板和外壳板却可以用一种单一的、廉价的钢来制造。它的有利之处在于，几乎每一种商业上的常规的波纹板都可以使用。只有初级室的壁必须用能耐例如800℃高温的材料来制造。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有为一次介质设立的初级室（２）和为二次介质设立的次级室（３）的热交换器（１），初级室跟次级室通过气密的、导热的壁（４）相互分隔开，其特征在于，次级室（３）由壁（４）和跟这个壁（４）间隔开的外壳板（５）限定，并且次级室（３）通过设置在壁（４）与外壳板（５）之间的成型板（６）分成内分室（３ａ）与外分室（３ｂ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：H赫尔姆，K梅，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]