專(zhuān)利名稱(chēng):氨發(fā)生器循環(huán)氣體和水間進(jìn)行熱交換的裝置的制作方法
此項(xiàng)發(fā)明是有關(guān)氨發(fā)生器放出的循環(huán)氣體和水之間進(jìn)行熱交換的裝置。此裝置有許多用來(lái)輸送循環(huán)氣體的熱交換管，這些熱交換管起碼和一個(gè)管板連接，此管板把一個(gè)耐壓通道從熱交換室隔離出來(lái)，管板上另有許多冷卻孔，水或水和蒸汽的混合物在其間流動(dòng)。
本申請(qǐng)人的歐州專(zhuān)利申請(qǐng)0130361號(hào)中公開(kāi)了在樣的一個(gè)裝置。它所描述的管板基本上是水平安裝的，上面也具有許多不貫穿管板的冷卻孔，它們和熱的那端是不通的，冷卻孔內(nèi)另有一根內(nèi)管，通過(guò)自然的流動(dòng)，熱交換器的水就被吸入到內(nèi)管中，水就在冷卻孔里蒸發(fā)形成了水和蒸氣的混合物，流回?zé)峤粨Q器。
這種至少在一端是熱的，厚壁型的冷卻結(jié)構(gòu)已經(jīng)提供了許多特殊的優(yōu)點(diǎn)，但至少有一個(gè)缺點(diǎn)，自然流動(dòng)要求這種冷卻結(jié)構(gòu)基本呈水平安裝，這樣，才能使一定量的循環(huán)水進(jìn)入冷卻孔，蒸發(fā)成水和蒸氣的混合物放出，以保證安全。
此項(xiàng)發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)方案，即使當(dāng)管板不在水平位置時(shí)，也能確保冷卻效果，即，循環(huán)氣體的有效地冷卻和管板的安裝位置無(wú)關(guān)。
如上所述，此發(fā)明解決了以前所存在的問(wèn)題，它是通過(guò)這樣的措施從熱交換室的一側(cè)看，冷卻孔並不完全貫穿管板，其底部經(jīng)冷卻水輸入孔道，通到冷卻水源管道。水經(jīng)冷卻孔送到熱交換室。
此發(fā)明采用了現(xiàn)有技術(shù)的冷卻孔，但是未采用冷卻水的自然流動(dòng)方式，另外，還采用了把水送往冷卻孔底面的輸送孔道。當(dāng)然，水的自然流動(dòng)方式可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，但是，采用輸送裝置更為有利。
從原理上看，這種熱交換器已有許多不同的設(shè)計(jì)，如DE-OS2007528或3022480。在這兩種設(shè)計(jì)中都采用了一個(gè)特制的復(fù)合通路來(lái)確定熱管板中流體的流向。
在任何情況下，此發(fā)明的冷卻孔必須是均勻分布的，尤其在管板的受熱面上。因?yàn)椴捎昧吮景l(fā)明的設(shè)計(jì)，在一定條件下也可以設(shè)計(jì)成只是冷卻熱區(qū)。此項(xiàng)發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，管板具有局部分布的冷卻孔，冷卻孔經(jīng)輸入孔道通至冷卻水源管路。
在設(shè)計(jì)中，把冷卻水源管路作為輸入水管路的一個(gè)分支是很有利的，也就是，輸入熱交換器中的冷卻水的一部分是直接通過(guò)冷卻孔的。
不采用輸入水管路和冷卻水源管路直接連通的方法，蒸汽發(fā)生器的循環(huán)水也可以直接連接冷卻水源管路，當(dāng)然這樣的措施并不由于采用了前述措施而被排除(兩種措施可同時(shí)采用)。
根據(jù)此項(xiàng)發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，通道采用隔開(kāi)式的，它至少具有兩個(gè)為氨發(fā)生器放出的不同氣體而設(shè)置的循環(huán)氣體的進(jìn)氣室，還具有相應(yīng)的冷卻后循環(huán)氣體的集氣室。上述的安排提出了一種特別緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這種不同溫度的同一循環(huán)氣體的逐漸冷卻的方式也可以在一個(gè)共同的罩殼里進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，至少有一個(gè)進(jìn)氣室的輸入管路安裝在相應(yīng)的出口噴咀里，冷卻后的循環(huán)氣體通過(guò)環(huán)形空間，從外部冷卻輸入管路。這樣有助于部件的保護(hù)，尤其可以冷卻此裝置的進(jìn)口噴咀。
如上所述，有許多不同的熱交換器裝置。熱交換器可以設(shè)計(jì)成豎直的、水平的、或者傾斜的。它們可以僅裝一個(gè)管板，流通循環(huán)氣的管子可設(shè)計(jì)成長(zhǎng)的U型螺旋管，也就是說(shuō)，這些管子的始端和終端都在管板上，但是始端和終端分別在不同的部位。但是本發(fā)明不局限于這種設(shè)計(jì)，也可以制成具有兩個(gè)管板和兩個(gè)通道的裝置。本發(fā)明也提供了這樣一種設(shè)計(jì)為氨發(fā)生器放出的兩種不同的氣體，第二通道被分成隔離成兩個(gè)進(jìn)氣室，至少有一個(gè)管板具有冷卻孔。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例，在兩個(gè)管板里，都有局部分布的冷卻孔。
下面，參閱附圖，對(duì)此發(fā)明進(jìn)一步詳述。
圖1是具有冷卻管板的熱交換裝置。
圖2是具有兩個(gè)管板的另一實(shí)施例，至少有一個(gè)管板被冷卻;
圖3是圖2所示設(shè)計(jì)的改進(jìn)實(shí)施例;
圖4是具有方向相反的熱交換管，通道及轉(zhuǎn)向室的熱交換裝置，兩管板中的每一個(gè)管板都被局部地冷卻。
圖5是具有兩個(gè)管板的另一實(shí)施例，兩管板都被局部地冷卻。
圖1至圖5都是表示此裝置工作原理的剖視圖。
圖6是一個(gè)實(shí)施例的通道的截面圖。
圖7是另一種通道的截面圖。
圖8是圖6的管板的孔及冷卻孔的排布圖。
圖9是圖7所示實(shí)施例的孔的排布圖。
首先指出，在所有的附圖中，具備同樣的或相似功能的部件，均給予同樣的標(biāo)號(hào)，在某些情況下，若有變動(dòng)也用小號(hào)英文字母作記號(hào)。
在上述附圖中的熱交換裝置都有一個(gè)耐壓的外殼，該外殼內(nèi)具有兩個(gè)腔室，一個(gè)是熱交換室3，另一個(gè)是通道5，通道5由一個(gè)間壁分隔成兩個(gè)通道5a和5b。通道5和熱交換室3由管板6分隔。
圖示實(shí)施例的特征在于兩熱交換室都處于外殼2中，這就要求用間壁4分隔通道5。
必須注意，此項(xiàng)發(fā)明並不局限于這種實(shí)施例。管板設(shè)計(jì)是本發(fā)明的基本特征，下面將更詳細(xì)地?cái)⑹鏊?。首先介紹裝置1的基本設(shè)計(jì)。
如圖所示，通道5a和5b具有出口噴咀7a和7b。7a和7b內(nèi)分別具有一個(gè)輸入管路8a和8b。8a和8b位于出口噴咀7a和7b的中間。這樣就形成了環(huán)形空間9a和9b。循環(huán)氣體的輸入管路8a和8b與熱氣體的進(jìn)氣室10a和10b相通，兩進(jìn)氣室各向管板的一部分輸送循環(huán)氣體。在圖1的實(shí)施例中，熱交換管11a和11b是V形的，在熱交換室3里，它們起始于管板6經(jīng)弓形上端，然后回到管板6。冷卻后的氣體流回到通道5a和5b，並經(jīng)過(guò)環(huán)形空間9a和9b流出。這樣，出口噴咀7a和7b也可以保持和通道5的壁同樣的低溫。
對(duì)通道以及氣體通路的設(shè)計(jì)當(dāng)然可做很多修改。此發(fā)明可進(jìn)行很多變動(dòng)，下面將詳細(xì)介紹本發(fā)明的某些變型，然而本發(fā)明又不局限于這些變型，以下實(shí)施例的基本特征是相同的。
此發(fā)明最重要的是管板6的設(shè)計(jì)。從上述說(shuō)明中可知，管板具有一系列的冷卻孔12，它們的開(kāi)口朝向熱交換室3，這些孔並不完全貫穿管板6，這些孔的孔底和輸入孔道13相貫通，輸入孔道13又和外部的冷卻水源管路14相通，冷卻水源管路，例如，可呈半圓形的冷卻環(huán)圍繞著裝置1。
為了產(chǎn)生蒸汽或蒸汽與水的混合物，要進(jìn)行熱交換的液體，例如水經(jīng)過(guò)熱交換室3的輸入水管路16被引入，經(jīng)加熱后的液體，或蒸汽，或其混合物經(jīng)噴口17離開(kāi)熱交換室3。
冷卻管板6的液體和由輸入水管路16進(jìn)入熱交換室3的熱交換液體應(yīng)該是同樣的，這對(duì)本發(fā)明是十分重要的，因?yàn)檫@些液體要直接混合。冷卻水源管路14中的水，經(jīng)冷卻孔12直接送入熱交換室3。
圖2所示實(shí)施例與裝置1的設(shè)計(jì)基本相同，不同的是兩個(gè)管板6和18具有兩個(gè)通道5a和5b，以及兩個(gè)轉(zhuǎn)向室19a和19b。
圖3也是具有兩個(gè)管板6和18的又一實(shí)施例，但需冷卻的氣體通過(guò)熱交換室3，沒(méi)有轉(zhuǎn)向。在這種情況下，輸出噴咀7a和7b是依靠從管咀20a和20b流入冷卻劑分別冷卻的，當(dāng)然冷卻劑也可以是從21a和21b中出來(lái)經(jīng)管咀22a和22b的冷卻后的氣體，或是任何其它流體。
然而在圖2和圖3所示兩實(shí)施例中，兩個(gè)管板6和18中，僅有一個(gè)被冷卻(即管板b)，圖4是另一個(gè)實(shí)施例，其中兩個(gè)管板都起碼部分地被冷卻。因此兩個(gè)管板都被注上同樣的標(biāo)號(hào)6a，在這種情況下，兩個(gè)熱交換室的耐壓罩里輸入的是方向相反的水流。通道5a和5b都具有自己的轉(zhuǎn)向室19a和19b。由于這種特殊的管板冷卻方式，設(shè)有兩個(gè)冷卻水源管路14a和14b。
圖5所示實(shí)施例，其熱交換室處于水平位置，當(dāng)然其它上述實(shí)施例也適用于水平位置，對(duì)于此發(fā)明來(lái)說(shuō)，這並非關(guān)鍵。
按照?qǐng)D5的設(shè)計(jì)，通道和轉(zhuǎn)向室並不是分隔式的。輸入熱交換室3的兩個(gè)氣流是以相反的方向分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)熱氣輸入管口8c和8d進(jìn)入的，並且在進(jìn)入管板6b的熱交換管以前，經(jīng)過(guò)進(jìn)氣室10c和10d，管板6b至少部分地被水所冷卻。
如果熱循環(huán)氣體要經(jīng)過(guò)輸入管口8c進(jìn)入進(jìn)氣室10c旁通管路23完全穿過(guò)熱交換室，如果需要，也可以裝有控制裝置，以保證通過(guò)圍繞管口8d的環(huán)形空間24的冷卻流。環(huán)形空間24又由在它的外部的環(huán)形空間25中的流動(dòng)的經(jīng)過(guò)冷卻的循環(huán)氣體冷卻。
圖6是圖1所示的通道5的Ⅵ-Ⅵ截面圖，管板6中孔的詳細(xì)的位置顯示在圖8中，輸入孔道13較長(zhǎng)，因?yàn)橐B到安排在中心位置的冷卻孔12。
在圖7和圖9所示的另一實(shí)施例中，進(jìn)氣室10a和10b較靠近管板周邊，因此只需要較短的輸入孔道13a(圖9)，這樣可以便于加工並降低成本。
對(duì)于上面例舉的本發(fā)明的各實(shí)施例，當(dāng)然可以做出許多修改而並不背離本發(fā)明的基本構(gòu)思。上面已經(jīng)指出，本發(fā)明並不一定限于用水冷卻，也可采用其它流體。另外，對(duì)冷卻孔等也可做出變更。
權(quán)利要求
1.用于氨發(fā)生器放出的循環(huán)氣體和水之間進(jìn)行熱交換的裝置，它有許多輸送循環(huán)氣體的熱交換管，這些熱交換管至少和一個(gè)管板密封聯(lián)接，管板把一個(gè)耐壓通道從熱交換室中隔離出來(lái)，這個(gè)管板還有許多冷卻孔，水或水和蒸汽的混合物在其間流動(dòng)，該熱交換裝置的特征在于從熱交換室的一側(cè)看，冷卻孔(12)並沒(méi)有完全貫穿管板(6)，它們的底部經(jīng)輸入孔道(13)通至冷卻水源管路(14)，冷卻水經(jīng)冷卻孔(12)送至熱交換室(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于管板(6)局部裝有許多冷卻孔(12)，此冷卻孔經(jīng)冷卻水輸入孔道(13)連通到冷卻水源管路(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的裝置，其特征在于將冷卻水源管路(14)作為輸入水管路(16)的分支(圖4)。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求
所述的裝置，其特征在于冷卻水源管路(14)與蒸汽發(fā)生器的循環(huán)水連通。
5.根據(jù)上述任一權(quán)利要求
所述的裝置，其特征在于通道(5)是隔離式的，它至少具有兩個(gè)為氨發(fā)生器放出的不同氣體而設(shè)置的循環(huán)氣體的進(jìn)氣室(10a、10b)，還有相應(yīng)的若干冷卻后循環(huán)氣體的集氣室。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的裝置，其特征在于至少一個(gè)進(jìn)氣室(10)的輸入管路(8)裝在相應(yīng)的出口噴咀(7)中，冷卻后的循環(huán)氣體從環(huán)形空間(9)中通過(guò)，以便從外部冷卻輸入管路(8)。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明涉及氨發(fā)生器循環(huán)氣體和水間進(jìn)行熱交換的裝置。它有許多輸送循環(huán)氣的熱交換管。該管至少和一管板密封聯(lián)接。管板使一耐壓通道與熱交換室隔離，它有許多冷卻孔，水或水和蒸汽的混合物在其中流動(dòng)。本發(fā)明的目的是提供一可靠的冷卻方案，該方案并不要求管板水平安裝，即冷卻效果和管板安裝位置無(wú)關(guān)。為實(shí)現(xiàn)此方案，在本發(fā)明裝置中，從熱交換室一側(cè)看，冷卻孔不完全貫穿管板，其底部經(jīng)輸入孔道通到冷卻水源管路。水經(jīng)冷卻孔送到熱交換室。
文檔編號(hào)C01C1/04GK87108080SQ87108080
公開(kāi)日1988年6月22日 申請(qǐng)日期1987年12月1日
發(fā)明者漢斯·古恩特·布里克, 漢斯·迪特·馬施 申請(qǐng)人:尤德有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan