热交换器,与热交换器的组合以及制造热交换器的方法技术

一种在第一流体和第二流体之间进行热交换的热交换器，包括圆筒形外壳（２）、设置在外壳内部的以便确定轴向延伸的管状空间（８）的圆筒形流体导管（５）、设置在管状空间内部的至少一个翅管或波管的螺旋线圈（９，１０）、配合和设置用于可调节地节流第一流体通过导管（５）的流动以调节第一流体通过导管的流动的可调节节流装置（１７，１７ａ，１８）和用于调节流过螺旋线圈（９，１０）的第一流体和第二流体之间的热交换的第一管状空间。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
,与的组合以及制造的方法
本专利技术涉及一种在第一流体和第二流体之间进行热交换的，包括一个带有第一入口和第一出口的大致为圆筒形的外壳，以使第一流体大致在轴向的方向上流过所述外壳，和至少一个设置在所述外壳内部翅管或波管的螺旋线圈。
技术介绍
第一流体被强迫从线圈内部向外流出或向内流入，这种类型的是已知的。在线圈内从第一流体向第二流体的热传递没有被很好地控制，因此效率不是最高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供这样一种，其中第一流体的流动，例如废气从以天然气作为燃料的涡轮、内燃机、炉子、燃烧器、焚化炉等的流动，围绕翅管以一种控制良好和有效的方式发生，达到从第一流体到第二流体，例如水的高效率的热传递。本专利技术的这一目的是这样实现的，即通过提供一个设置在所述外壳内部大致与之同轴的大致为圆筒形的流体导管以便一个沿轴向延伸的第一管状空间被确定在所述导管和所述外壳之间，所述导管具有第二入口和第二出口以使所述第一流体大致在轴向的方向上流过所述导管，所述第一管状空间具有第三入口和第三出口以使得所述第一流体大致在轴向的方向上流过所述第一管状空间，至少一个设置在所述第一管状空间内部大致与之同轴的翅管或波管的螺旋线圈，具有第四入口和第四出口以使得第二流体流过所述翅管。从而，第一流体被强迫以一种非常有效的方式围绕翅管线圈缠绕流动以进行热交换。这样也降低了对空间的要求，即所谓的“脚印”。本专利技术的进一步包括第一可调节节流装置和/或第二可调节节流装置，第一可调节节流装置用于可调节地节流所述第一流体通过所述导管的流动，第二可调节节流装置可调节地节流所述第一流体通过所述管状空间的流动。从而，第一流体的流动可以旁路通过翅管线圈，使得到第二流体的热传递可以按照对加热的第二流体的需求降低。此外，从外壳的入口到其出口的压力损失可以通过旁路通过翅管线圈而降低，这在例如从气体燃烧产生废气的形式的第一流体的天然气作为燃料的涡轮的启动过程中是所希望的。本专利技术的的目前优选的实施方式之一是，所述第一节流装置包括第一蝶形阀，优选地靠近所述第二入口或者所述第二出口设置，以及所述第二节流装置包括第二蝶形阀，优选地靠近所述第三入口或者所述第三出口设置。从而，提供了易于调节和调整的相当简单的机构。在另一实施方式中，所述第一节流装置包括第一蝶形阀，优选地靠近所述第二入口或者所述第二出口设置，以及所述第二节流装置包括一个环，该环具有对应于所述第一管状空间横截面的平面尺寸，并被设置以便从所述第一流体通过所述管状空间的所述流动基本上不受阻碍的加热位置被移置至所述流动基本上被堵住的旁通位置。在本实施方式中，空间要求被降低。另一目前优选的实施方式是，所述第一和第二节流装置包括上面设有第一和第二通孔的固定设置的固定板，其设置是使所述第二和第三入口或出口被所述板堵住，以使第一流体通过所述导管和所述第一管状空间的流动分别发生于所述固定板上的所述第一和第二通孔；以及上面设有第三和第四通孔的一个或两个活动板，其设置是使可从位于所述固定板上部的旁通位置移置到，优选可转动地移置到，位于所述固定板上部的加热位置，在旁通位置所述第三通孔和所述第一通孔相重合而所述第四通孔不和第二通孔相重合，在加热位置所述第四通孔和第二通孔相重合而所述第三通孔不和第一通孔相重合。第一和第二节流装置的这一实施方式需要最小的空间并且特别适合于精确调整相对于通过管状空间的热传递流动的通过导管的旁路流动。在目前优选的实施方式是，本专利技术的进一步优选地包括电动传动机构，用于调节所述第一和第二节流装置的节流效果，和优选地使所述节流装置和所述传动装置配合，以使所述第一流体通过所述第二入口和所述第三入口的流动基本上可获得最大和最小流速之间的任何流速。所述最小流速基本上等于零。从而，可以获得在旁路导管和管状空间之间的流体流动的任何分布，这可按照对从第一流体的热传递的需求实现的输出的简单和有效的调节。通过实现基本上的完全旁通，没有热被传递到第二流体，这在不需要把热传递到的外部地装置的情况下是好的，因此在翅管线圈中随着随后的蒸汽的形成没有温度的升高。本专利技术的的目前优选的实施方式包括两个或多个所述螺旋线圈同心设置以使彼此相邻的线圈沿径向分开，从而把沿轴向延伸的第二管状空间设置在彼此相邻的线圈之间，所述导管的外表面与与所述表面相邻的线圈沿径向分隔开，从而把沿轴向延伸的第三管状空间设置在所述表面和所述相邻的线圈之间，使所述第二和第三管状空间的径向尺寸配合，以便对于所述第一流体通过所述第一管状空间的给定流速获得一定的压力损失。从而，对于第一流体的给定流动，从所述第一入口到所述第一出口的压力损失可以保持为最小而的效率基本上没有降低。这对于天然气作为燃料的涡轮作为所述第一流体的来源特别重要，因为天然气作为燃料的涡轮对于其废气出口的背压特别敏感。优选的是，线圈的彼此相邻的各个缠绕彼此沿轴向分隔，从而螺旋状延伸空间被设置在所述相邻缠绕之间。从而在轴向方向上，相对于线圈，外壳和/或导管的任何差示热膨胀或收缩被螺旋状延伸的空间所吸收。本专利技术的的目前优选的实施方式包括三个或多个所述螺旋线圈被同心设置，构成线圈的翅管的内径优选地是相同的，第三节流装置设置在构成位于沿最外部线圈的径向向内的线圈的管子内，用于增加通过所述内部线圈的管子的压力损失，以便补偿相对于最外部线圈的管子的长度的所述管子的较短长度，从而所述第二流体通过所有线圈的管子的流速对于在所述第四入口的所述第二流体中的给定均匀压力基本上是相同的。从而，每个线圈的热传递效率基本上是相同的而不用改变每个线圈的管子的直径来获得这一效果。在本专利技术的的目前优选的实施方式中，所述第三节流装置是通过相对于所述管子的内横截面面积降低所述第二流体的流动的横截面面积而构成的，优选地进一步包括入口总管(inlet header tube)和出口总管(outlet header tube)，它们通过在所述总管内的相应通孔分别与所有所述管子的所述第四入口和第四出口成流体连接，所述流动横截面面积的降低由在所述入口总管和/或所述出口总管内的所述通孔的尺寸下降造成。这对于补偿不同线圈的不同长度是一种特别简单和便宜的方法。在本专利技术的用于产生蒸汽的情况下，优选的是，每个螺旋线圈包括两个或多个呈螺旋形缠绕的翅管，它们以相同的螺距彼此相邻延伸。从而流程的数目增加，这对于在线圈管子中由产生蒸汽造成的水的体积的巨大膨胀是有利的。另一方面，本专利技术涉及本专利技术的与如以天然气作为燃料的涡轮、以汽油、柴油或天然气作为燃料的内燃机、炉子、燃烧器、焚化炉等废气产生燃烧装置的组合，该组合包括相互连接装置，用于使燃烧装置的废气出口与的所述第二和第三入口相互连接，从而所述废气构成所述第一流体。本专利技术的组合的目前优选的实施方式进一步包括热交换装置，用于在所述第二流体和第三流体和/或所述热交换装置周围之间进行热交换，所述热交换装置与所述第四出口呈流体连接；测量装置，用于测量所述热交换装置的热交换速率；信号输出装置，用于发射表示被所述测量装置进行的测量的结果的信号；和第一控制装置，用于控制所述第一和第二节流装置的调节并适合于接收所述信号。优选的是，本专利技术的组合进一步包括第二控制装置，用于控制所述第一节流装置的调节，以便其节流效果在燃烧装置的启动阶段为最小。另一方面是，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在第一流体和第二流体之间进行热交换的热交换器，包括：一个带有第一入口和第一出口的大致为圆筒形的外壳，以使所述第一流体大致在轴向的方向上流过所述外壳；一个设置在所述外壳内部大致与之同轴的大致为圆筒形的流体导管以便一个沿轴向 延伸的第一管状空间被确定在所述导管和所述外壳之间，所述导管具有第二入口和第二出口以使所述第一流体大致在轴向的方向上流过所述导管，所述第一管状空间具有第三入口和第三出口以使得所述第一流体大致在轴向的方向上流过所述管状空间；至少一个设置 在所述第一管状空间内部大致与之同轴的翅管或波管的螺旋线圈，具有第四入口和第四出口以使得所述第二流体流过所述翅管。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔斯S约恩森，尼尔斯斯彭德安诺生，博迪尔IM尼尔森，
申请(专利权)人：奥尔堡工业公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]