專利名稱：用于回轉(zhuǎn)再生式熱交換器的浮動旁路密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及減少或消除氣流旁路流過回轉(zhuǎn)再生式熱交換器加熱元件的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。特別是涉及減少和消除煙氣和空氣旁路流過空氣預熱器加熱元件的結(jié)構(gòu)。
在回轉(zhuǎn)再生式空氣預熱器中，轉(zhuǎn)動體被分成餅狀的扇形區(qū)域，并依序再分成轉(zhuǎn)動體隔間。各個轉(zhuǎn)動體隔間設計用來放置一個或多個加熱元件總成，其包括籃狀容器和熱交換表面。因為制造誤差和/或在各種熱工條件下長期工作帶來的轉(zhuǎn)動體結(jié)構(gòu)的扭曲變形，在加熱元件的設計中，通常有必要圍繞各個籃狀容器留有間隙，以防止在安裝時出現(xiàn)干涉。
當存在制造誤差時，轉(zhuǎn)動體扭曲和/或設計間隙造成在籃狀容器邊和轉(zhuǎn)動體隔間對應側(cè)壁或相鄰籃狀容器之間有過大的間隙(旁路間隙)，一部分空氣和煙氣流將流過間隙，繞過熱交換表面，導致熱傳輸效率的損失。
旁路間隙過去在一種稱為“貼標簽”的實際工作中被認識，“貼標簽”需要將一個旁路條帶焊接到被認為已經(jīng)大到不得不封閉的間隙上或采用安裝到其尺寸已足夠大間隙中的彈性密封裝置。所有這些方法在現(xiàn)場勞動和/或材料上成本都是很高的。一般來說每一層的加熱元件都要針對性的進行固定或密封。
優(yōu)選實施例在介紹本發(fā)明的過程中，用于將熱量從煙氣傳遞到供燃燒使用空氣的回轉(zhuǎn)再生式空氣預熱器將作為示例。但應當指出本發(fā)明可以應用于任何回轉(zhuǎn)的或靜止的再生式熱交換器。附圖中的

圖1是這種傳統(tǒng)空氣預熱器帶有局部剖開的透視圖，顯示外殼12當中有轉(zhuǎn)動體14固定到驅(qū)動軸或立柱16以便進行如箭頭18所示的旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動體有外殼20和多個放射狀延伸的將轉(zhuǎn)動體分隔成餅狀扇形24區(qū)域的隔板22。切向板26將各個扇形24分隔成一般是梯形不規(guī)則四邊形的隔間28。最外的隔間通常有被轉(zhuǎn)動體外殼20限定的彎曲外端。雖然未在圖中顯示出，但各隔間都含有多個重疊的加熱元件?？諝忸A熱器外殼被板30分成煙氣側(cè)和空氣側(cè)。相應的中間部分位于加熱器的底部。熱煙氣通過入口管道32進入預熱器，軸向流過轉(zhuǎn)動體，在這里熱量傳遞到熱交換表面，然后通過氣體出口管道34流出。反向流動的空氣通過空氣入口管道36進入，流過轉(zhuǎn)動體14并吸收熱量，然后通過空氣出口管道38流出。
圖2是圖1的轉(zhuǎn)動體部分的剖面正視圖，主要顯示帶有在轉(zhuǎn)動體立柱16和轉(zhuǎn)動體外殼20之間延伸的放射狀隔板22的一個扇形區(qū)域。切向延伸板26與隔板22一起形成隔間28。圖2顯示位于一個隔間28的兩個重疊的加熱元件40。但是，應當指出在各個隔間都有加熱元件并且有或多或少于兩個加熱元件重疊于各隔間。圖2顯示出加熱元件和切向板26之間的切向間隙42。
為了進一步說明現(xiàn)有設計中的問題，圖3的平面圖顯示了被隔板22和切向板26界定在隔間板28當中的加熱元件40?？煽闯?，在加熱元件40的側(cè)面和隔板22之間有放射方向的間隙，在加熱元件的40的內(nèi)和外端和切向板29之間有切向間隙42。這些也可從圖2看出。
傳統(tǒng)的加熱元件40基本上有兩種類型。一種是一般稱作畫框型容器籃140，如圖10所示，只有一個圍繞四個垂直面的框架142。由很多個平行于內(nèi)和外端的板144構(gòu)成的熱交換表面安裝在籃中。對于這種類型的容器籃，空氣和煙氣可以通過加熱元件的側(cè)邊流入可能安裝的短突出部的上面或下面的旁路間隙。另外的加熱元件的普通類型可有代表性地稱作全包裝容器籃240，如圖11所示，四個垂直面被圍繞容器籃的連續(xù)板242封閉。由于邊和端部都被封閉，空氣和煙氣不能從各加熱元件的內(nèi)部流出到外部。另一種封閉的加熱元件的類型340是畫框型和全包裝型的混合型。如圖12所示，其具有畫框容器籃342，但四個垂直面上板344連接到框架封閉了各邊。對于這幾種類型的加熱元件，旁路間隙都是問題。對于本發(fā)明，任一種類型的容器籃都可以用，但是本發(fā)明使用如圖11的全包裝容器籃那樣的封閉型容器籃或圖12的帶有側(cè)板的畫框型容器籃都會產(chǎn)生優(yōu)選的結(jié)果。
圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的浮動旁路密封46。密封46一般有梯形不規(guī)則四邊形的框架，其尺寸被加工成以最小的間隙與給定的轉(zhuǎn)動體隔間28匹配。有不同尺寸的密封配合不同尺寸的隔間。另外，最外的隔間的密封要有彎曲的外端來匹配彎曲的轉(zhuǎn)動體外殼20。對不同尺寸的間隔而選擇的浮動旁路密封的尺寸要能以最小的間隙插入間隔中。最小間隙的制定要考慮到隔間尺寸誤差和預期的扭曲。密封46的側(cè)邊48寬度的選擇要使與任何給定的加熱元件40的上面或下面周邊有連續(xù)的接合。密封46的厚度的選擇要能夠滿足操作，安裝到隔間里和承受相鄰加熱元件產(chǎn)生的載荷等要求。
圖5是轉(zhuǎn)動體的部分剖面正視圖，顯示本發(fā)明位于加熱元件40之間隔間內(nèi)適當位置的浮動旁路密封46。從圖中可看到，基本上浮動旁路密封延伸超過切向板26來封閉間隙42。圖6也顯示出位于重疊加熱元件40上適當位置的浮動旁路密封46。加熱元件40的周邊以點線顯示在密封40之下。可以看到密封以很小的間隙延伸到隔間的側(cè)邊并且密封重疊到加熱元件40上形成對流動的阻隔并基本上封閉了間隙。從圖5可以看出，浮動旁路密封46是在兩個加熱元件40之間的夾層結(jié)構(gòu)。因此，當施加煙灰吹除壓力時，有特色的和可以自由浮動的密封不可能被吹離其位置。安裝密封時，將密封至少暫時固定到隔間的適當位置是會有幫助的，這可以通過沿至少一邊進行點焊來實現(xiàn)。這對裝配有幫助，即使點焊可能由于如熱膨賬形成的力的作用后來開裂。
因為一些空氣預熱器在不同的扇形部分24可能會有相應的隔間28，其可能由于制造誤差也可能由于熱變形而導致尺寸變化。圖7顯示改進的可調(diào)節(jié)的浮動旁路密封50。這種浮動旁路密封被分成互相通過滑動連接機構(gòu)54連接的用52表示的部分。圖中顯示的連接機構(gòu)54只不過是大金屬片圍繞各部分密封之間的接頭彎曲并將各部分連到一起。同時允許各部分密封在連接機構(gòu)中間滑動。但是其它形式的連接機構(gòu)也可以用于本發(fā)明。例如，各連接部分的端部可開孔，一個連接桿滑動地插入其中進行接頭聯(lián)接。用連接機構(gòu)54將四部分52裝配完后，浮動旁路密封50安裝到隔間28，然后向外調(diào)節(jié)使各部分密封與徑向板和切向板接合，或在最外的隔間的情形下，接合轉(zhuǎn)動體外殼。這樣可以保證浮動旁路密封和隔間壁之間的間隙總是最小。
圖8和9顯示本發(fā)明的另一個實施例。在這個實施例中，現(xiàn)在用56表示的浮動旁路密封包括底框58，其尺寸加工成以輕微增加但仍舊很小的間隙與轉(zhuǎn)動體隔間配合。接合到底框58的是可變形密封邊60，密封邊可以如圖8所示位于全部四個邊或是少于四個邊上?？勺冃蔚拿芊膺吙梢酝ㄟ^任何適當?shù)姆绞竭B接，如焊接。并且可用任何輕型鋼帶來制作，只要能夠變形來適應配合隔間壁的形狀。進行安裝時，這種改進的浮動旁路密封56位于預定的隔間，通常位于角落，然后壓下到與加熱元件頂部接合的位置。在向下壓密封使其就位的過程中，如圖9所示，密封邊60變形并在密封和隔間壁之間形成基本上連續(xù)的接合。
權利要求
1．一個用于回轉(zhuǎn)再生加熱器的轉(zhuǎn)動體包括，a．一個轉(zhuǎn)動體立柱；b．一個外殼c．可將所述轉(zhuǎn)動體分隔成多個餅狀扇形部分的隔板；d．在各所述餅狀扇形部分的多個切向板將所述扇形分成多個隔間；e．多個加熱元件重疊于各個所述隔間，其中在圍繞所述加熱元件區(qū)域的所述加熱元件和所述隔板以及所述切向板之間存在間隙；和f．浮動旁路密封結(jié)構(gòu)，接近至少一個所述加熱元件來防止氣體旁路流過圍繞所述加熱元件的間隙，所述浮動旁路密封元件包括帶有外周界的外圍邊和中部空間，所述周界的形狀要與鄰近的所述隔間緊密配合，與所述隔板和所述切向板形成密封，所述外圍邊有可選擇的寬度來聯(lián)接所述加熱元件和所述隔板和所述切向板之間的間隙，并至少部分覆蓋所述加熱元件，因此防止了氣體通過所述間隙旁路流過所述加熱元件。
2．根據(jù)權利要求1的所述轉(zhuǎn)動體，其特征在于，所述多個加熱元件有封閉的邊。
3．根據(jù)權利要求2的所述轉(zhuǎn)動體，其特征在于，所述多個加熱元件是全包裝型。
4．根據(jù)權利要求2的所述轉(zhuǎn)動體，其特征在于，所述多個加熱元件是帶有側(cè)板的畫框型。
5．根據(jù)權利要求1的所述轉(zhuǎn)動體，其特征在于，所述浮動旁路密封結(jié)構(gòu)再分為多個部分，其中所述部分通過可調(diào)節(jié)的連接機構(gòu)互相連接，為此，所述浮動旁路密封結(jié)構(gòu)的尺寸是可調(diào)節(jié)的。
6．根據(jù)權利要求1的所述轉(zhuǎn)動體，其特征在于，所述浮動旁路密封結(jié)構(gòu)包括一個底架和圍繞周邊的可變形密封邊，用作與所述隔板和所述切向板接合。
7．根據(jù)權利要求1的所述轉(zhuǎn)動體，其特征在于，所述浮動旁路密封結(jié)構(gòu)是在兩個所述重疊加熱元件之間的夾層結(jié)構(gòu)。
8．根據(jù)權利要求2的所述轉(zhuǎn)動體，其特征在于，所述浮動旁路密封結(jié)構(gòu)是在兩個所述重疊加熱元件之間的夾層結(jié)構(gòu)。
9．根據(jù)權利要求3的所述轉(zhuǎn)動體，其特征在于，所述浮動旁路密封結(jié)構(gòu)是在兩個所述重疊加熱元件之間的夾層結(jié)構(gòu)。
10．根據(jù)權利要求4的所述轉(zhuǎn)動體，其特征在于，所述浮動旁路密封結(jié)構(gòu)是在兩個所述重疊加熱元件之間的夾層結(jié)構(gòu)。
11．根據(jù)權利要求5的所述轉(zhuǎn)動體，其特征在于，所述浮動旁路密封結(jié)構(gòu)是在兩個所述重疊加熱元件之間的夾層結(jié)構(gòu)。
12．根據(jù)權利要求6的所述轉(zhuǎn)動體，其特征在于，所述浮動旁路密封結(jié)構(gòu)是在兩個所述重疊加熱元件之間的夾層結(jié)構(gòu)。
13．根據(jù)權利要求1的所述轉(zhuǎn)動體，其特征在于，所述浮動旁路密封結(jié)構(gòu)在安裝時是焊在所述隔間上。
全文摘要
通過使用浮動的旁路密封結(jié)構(gòu)(46,50,56)使流過再生式空氣預熱器加熱元件(40)的旁路氣體減少。浮動的旁路密封結(jié)構(gòu)放置在位于疊加的加熱元件(40)之間的轉(zhuǎn)動體隔間(28)內(nèi)。密封結(jié)構(gòu)(46,50,56)包括有中部空間的框架,框架周邊聯(lián)接了加熱元件(40)和隔間(28)邊之間的間隙。密封結(jié)構(gòu)(46,50,56)是可以調(diào)節(jié)的,其包括一個可變形的密封邊(60),用于實際接觸和密封隔間邊。
文檔編號F28D19/04GK1314989SQ99810067
公開日2001年9月26日 申請日期1999年1月27日 優(yōu)先權日1998年8月27日
發(fā)明者K·M·菲爾勒, R·B·羅德斯 申請人:阿爾斯托姆電力公司