本發(fā)明涉及一種用于冷卻合成氣體的熱交換裝置。本發(fā)明還涉及一種用于生產(chǎn)合成氣體的設(shè)備和組裝這種熱交換裝置的方法。

背景技術(shù)：

在用于生產(chǎn)合成氣體(也被稱作合成氣)的氣化過程中，含碳進(jìn)料在氣化反應(yīng)器中被部分氧化。含碳進(jìn)料可以是煤、重石油殘余物和/或生物質(zhì)。

最初，生成的合成氣通常具有1300-1600℃的溫度。當(dāng)合成氣離開氣化反應(yīng)器時(shí)，熱的合成氣可被驟冷至700-1000℃之間的溫度，然后被輸送到包括一個(gè)或多個(gè)熱交換器的合成氣冷卻器或冷卻段，用于進(jìn)一步冷卻合成氣。

這樣的合成氣冷卻器是已知的，例如在WO2011/089140、WO2011/003889和WO2012/028550中有描述。

合成氣冷卻器通常包括通道壁，該通道壁限定了用于合成氣的流動(dòng)通道。通道壁由膜壁形成，包括平行的管狀管路。膜壁通常具有圓筒形形狀。合成氣通常沿著大致向下方向流動(dòng)通過流動(dòng)通道。平行的管狀管路平行于合成氣的流動(dòng)方向(即，基本豎直)延伸。

膜壁的管狀管路連接在一起以形成氣密性壁。管狀管路可以直接連接在一起，或者經(jīng)由翅片連接在一起，產(chǎn)生了所謂的管-翅片-管布置?？赏ㄟ^焊接形成連接。冷卻介質(zhì)(諸如水)流動(dòng)通過通道壁的管狀管路。

在通道壁內(nèi)部，多個(gè)嵌套的熱交換表面定位在流動(dòng)通道內(nèi)，流體熱交換表面中嵌有用于流體熱交換介質(zhì)(諸如蒸汽)的一條或多條流動(dòng)路徑，并且包括用于供給流體熱交換介質(zhì)的供給連接部和用于排放流體熱交換介質(zhì)的排放連接部。

嵌套的熱交換表面可具有任何合適的形狀，但通常是圓筒形的。嵌套的熱交換表面具有不同的尺寸(在垂直于流動(dòng)方向的方向上)，使得它們可以以同軸取向定位，其中，較小的熱交換表面定位于較大的熱交換表面內(nèi)部。

熱交換表面可以由螺旋形導(dǎo)管形成，所述螺旋形導(dǎo)管連接到用于供給流體熱交換介質(zhì)的供給連接部和用于排放流體熱交換介質(zhì)的排放連接部。

在相鄰的嵌套熱交換表面之間形成用于合成氣的不同流動(dòng)路徑，并且在外熱交換通道與膜壁之間形成一個(gè)外部流動(dòng)路徑。最內(nèi)層熱交換表面內(nèi)的流動(dòng)路徑可以是閉合的或可關(guān)閉的。

還提供了一種支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)用于將嵌套的熱交換表面支撐在由通道壁形成的通道內(nèi)。該支撐結(jié)構(gòu)可以包括從中心相交部延伸到通道壁的多個(gè)臂。

熱交換表面可以擱置在支撐結(jié)構(gòu)上，或者熱交換表面可以從所述支撐結(jié)構(gòu)懸垂下來。所述一個(gè)或多個(gè)熱交換表面可以連接到支撐結(jié)構(gòu)，例如，通過焊接接頭連接到支撐結(jié)構(gòu)。該支撐結(jié)構(gòu)可以聯(lián)結(jié)到通道壁，或者聯(lián)結(jié)到通道壁內(nèi)的承載結(jié)構(gòu)。

流動(dòng)通過通道壁的膜壁的冷卻介質(zhì)通常源自與流動(dòng)通過嵌套的熱交換表面的流體熱交換介質(zhì)不同的供應(yīng)源。用于膜壁的冷卻介質(zhì)可以是例如在68巴(g)壓力、270℃的溫度下接近其沸點(diǎn)且在沸點(diǎn)以下的液態(tài)水，其中用于嵌套的熱交換表面中的流體熱交換介質(zhì)可以是蒸汽，該蒸汽以大約270℃作為所謂的飽和蒸汽進(jìn)入熱交換表面，并且以大約400℃作為所謂的過熱蒸汽離開熱交換表面。

當(dāng)合成氣冷卻器是離開嵌套的熱交換表面中的流體熱交換介質(zhì)用于其他目所用設(shè)備的一部分時(shí)，可能必然影響和/或保證離開熱交換表面的流體熱交換介質(zhì)的溫度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的合成氣冷卻器，其中，可以更精確地控制從合成氣傳到流動(dòng)通過膜壁的冷卻介質(zhì)的熱傳遞和從合成氣傳到流動(dòng)通過嵌套的熱交換表面的流體熱交換介質(zhì)的熱傳遞。另一個(gè)目的是使得合成氣冷卻器適于更精確地控制離開熱交換表面的流體熱交換介質(zhì)的溫度。

根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種用于冷卻合成氣體的熱交換裝置，所述熱交換裝置包括：

-通道壁，所述通道壁限定流動(dòng)通道，所述流動(dòng)通道具有用于接收氣體流的入口；

-一個(gè)或多個(gè)熱交換表面，所述一個(gè)或多個(gè)熱交換表面定位在所述流動(dòng)通道內(nèi)，從而形成氣體流通過所述流動(dòng)通道的不同平行流動(dòng)路徑，至少一個(gè)所述熱交換表面嵌有用于流體熱交換介質(zhì)的一條或多條流動(dòng)路徑；

-一個(gè)或多個(gè)偏轉(zhuǎn)元件，所述一個(gè)或多個(gè)偏轉(zhuǎn)元件定位在流動(dòng)通道內(nèi)并且附接到通道壁，以偏轉(zhuǎn)氣體流遠(yuǎn)離通道壁。

熱交換裝置尤其是適于接收和冷卻具有1000-700℃范圍內(nèi)溫度的合成氣體的熱交換裝置。

不同流動(dòng)路徑包括位于不同熱交換表面之間的一條或多條流動(dòng)路徑和沿著通道壁的流動(dòng)路徑。

偏轉(zhuǎn)元件從通道壁向內(nèi)突出，并且使得氣體流偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離通道壁，從而減小沿通道壁通過流動(dòng)路徑的流動(dòng)。增加通過其他流動(dòng)路徑的流速和質(zhì)量流量，從而增加氣體流和熱交換表面以及流過熱交換表面的流體熱交換介質(zhì)(典型地，蒸汽)之間的熱交換。減小氣體流和通道壁之間的熱交換。因此，離開熱交換表面的熱交換介質(zhì)的出口溫度較高。偏轉(zhuǎn)元件可用于影響和優(yōu)化流體熱交換介質(zhì)的出口溫度。偏轉(zhuǎn)元件可以可移除地連接到通道壁。通過移除或添加偏轉(zhuǎn)元件，可使得流體熱交換介質(zhì)的出口溫度適于處于一定范圍內(nèi)，以滿足一定溫度要求。

氣體是要由熱交換裝置冷卻的合成氣體或合成氣。

熱交換表面可以包括用于供給流體熱交換介質(zhì)的供給連接部和用于排放流體熱交換介質(zhì)的排放連接部。

偏轉(zhuǎn)元件可以以任何合適的方式體現(xiàn)，例如體現(xiàn)為偏轉(zhuǎn)板。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，通道壁是膜壁，該膜壁包括多條管路，所述多條管路形成用于冷卻介質(zhì)的一條或多條流動(dòng)路徑。

根據(jù)該實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)元件使氣體流以偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離膜壁，因而減小氣體流和冷卻介質(zhì)之間的熱交換而增加氣體流和熱交換表面中的流體熱交換介質(zhì)之間的熱交換。

多條管路可以直接彼此連接，或者可以通過翅片相互連接。在后一種情況下，偏轉(zhuǎn)元件可以附接到翅片。翅片可以以用于附接到偏轉(zhuǎn)元件的容易且可靠的方式使用。

偏轉(zhuǎn)元件可以進(jìn)一步附接到外熱交換表面。然而，這可能由于通道壁和熱交換表面之間的熱膨脹系數(shù)的差別而引發(fā)問題。因此，偏轉(zhuǎn)元件可以定位成不與熱交換表面直接接觸。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)熱交換表面是具有閉合幾何形狀的同軸嵌套的熱交換表面。

閉合幾何形狀可以具有任何合適的形狀，諸如三角形或正方形，但優(yōu)選地，閉合幾何形狀是圓形，嵌套的熱交換表面從而具有圓筒形的幾何形狀，例如在WO2011/003889和US5,482,110中有描述。熱交換表面可以同軸地布置或嵌套在通常為圓筒形的通道壁內(nèi)?？蛇x地，支撐結(jié)構(gòu)可以支撐一系列兩束或更多束嵌套的熱交換表面。

熱交換表面可被組裝成多個(gè)具有閉合幾何形狀的嵌套的熱交換表面，由此內(nèi)熱交換表面具有比相鄰的外熱交換表面更大的結(jié)構(gòu)高度，使得每個(gè)熱交換表面可以通過敲擊裝置(加熱表面清潔裝置)從外部進(jìn)行清潔，而無需穿透任何其他熱交換表面。

偏轉(zhuǎn)元件可以定位在通道壁與外熱交換表面之間的流動(dòng)路徑內(nèi)，以關(guān)閉或至少部分地關(guān)閉該流動(dòng)路徑，優(yōu)選地在該流動(dòng)路徑的入口進(jìn)行所述關(guān)閉。然而，這將造成爐渣和飛灰積聚在通道壁和外熱交換表面之間的空間內(nèi)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述一個(gè)或多個(gè)偏轉(zhuǎn)元件定位在熱交換表面的上游。

通過將偏轉(zhuǎn)元件定位在熱交換表面的上游，在外熱交換表面和通道壁之間的氣體流最小化，而不會(huì)過多干擾氣體流。在熱交換裝置構(gòu)造成使得氣體流的方向向下的情況下，偏轉(zhuǎn)元件定位在熱交換表面上方。

偏轉(zhuǎn)元件優(yōu)選地不連接到位于流動(dòng)通道內(nèi)的熱交換表面。偏轉(zhuǎn)元件可以定位成在外熱交換表面的上緣或上管與偏轉(zhuǎn)元件之間留下間隙“d”(如將在下面參照?qǐng)D4a更詳細(xì)地描述的那樣)。該間隙可以是2-10mm，例如3-5mm?？梢栽谥行捏w軸線R的方向上測(cè)量該間隙。該間隙也可以被定義為偏轉(zhuǎn)元件和外熱交換表面之間的最短距離。

這防止可能因通道壁和熱交換表面之間的熱膨脹系數(shù)的差別而引發(fā)的問題。

針對(duì)特定需求可以適應(yīng)和優(yōu)化間隙的尺寸。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，偏轉(zhuǎn)元件包括相對(duì)于通道壁成角度(β)的偏轉(zhuǎn)表面。

偏轉(zhuǎn)表面可以由擋板形成。

偏轉(zhuǎn)表面以角度β從通道壁伸入流動(dòng)通道中，其中角度β是氣體流或通道壁的中心體軸線R在下游方向上的主方向與偏轉(zhuǎn)表面從通道壁延伸的方向之間的角度。角度β可以在10°≤β≤45°的范圍內(nèi)，優(yōu)選在15°≤β≤25°的范圍內(nèi)。這樣的偏轉(zhuǎn)表面提供了氣體流的平滑偏轉(zhuǎn)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，各個(gè)偏轉(zhuǎn)元件沿通道壁的內(nèi)周邊以角度α延伸，該角度在10°≤α≤45°的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在10°≤α≤20°的范圍內(nèi)。

通過提供以處于指定范圍內(nèi)的角度延伸的偏轉(zhuǎn)元件，所述偏轉(zhuǎn)元件保持相對(duì)小，使得安裝和移除相對(duì)容易。再者，這使得可能通過在有限范圍的內(nèi)周長上應(yīng)用偏轉(zhuǎn)元件而相對(duì)精確地影響氣體流和通道壁之間的熱傳遞。例如，可以應(yīng)用6個(gè)均覆蓋30°的偏轉(zhuǎn)元件，從而在通道壁的一半內(nèi)周上延伸。如果氣體流和通道壁之間的熱傳遞被認(rèn)為太高，則可增添一個(gè)或多個(gè)附加的偏轉(zhuǎn)元件。如果氣體流和通道壁之間的熱傳遞被認(rèn)為太低，則可移除一個(gè)或多個(gè)偏轉(zhuǎn)元件。

偏轉(zhuǎn)元件可以通過焊接在通道壁的內(nèi)側(cè)上而附接到通道壁。然而，在實(shí)踐中，這可能很難，因?yàn)樵谕ǖ辣趦?nèi)幾乎沒有用于裝配和焊接人員的操作空間，特別是由于存在熱交換表面從支撐結(jié)構(gòu)上懸垂下來的所述支撐結(jié)構(gòu)和攜帶流體熱交換介質(zhì)的排放管路或供應(yīng)管路。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，偏轉(zhuǎn)元件包括擋板和錨定元件，所述擋板連接到錨定元件，所述擋板定位于所述通道壁內(nèi)，以偏轉(zhuǎn)氣體流遠(yuǎn)離通道壁，錨定元件從通道壁延伸穿過通道壁中的開口向外延伸并且在通道壁的外側(cè)附接到通道壁。

下面將參照?qǐng)D5a-c5更詳細(xì)地描述這個(gè)實(shí)施例。擋板包括偏轉(zhuǎn)表面。

這允許偏轉(zhuǎn)元件從通道壁的外側(cè)進(jìn)行附接(優(yōu)選通過焊接)。因此，不需要人員進(jìn)入通道壁來進(jìn)行焊接操作或類似操作。所述偏轉(zhuǎn)元件仍然需要由通道壁的內(nèi)側(cè)進(jìn)行定位和移除，但附接和拆卸從外側(cè)進(jìn)行。

偏轉(zhuǎn)元件可以通過使用一塊或多塊板(被稱為墊或密封板)附接到通道壁的外側(cè)，所述一塊或多塊板具有適于錨定元件的開口。所述板被定位成抵靠通道壁的外側(cè)。在使用多于一塊板的情況下，將板疊置成抵靠通道壁的外側(cè)。

在通道壁中的開口與錨定元件之間可存在緊配合。可替代地，通道壁中的開口具有比錨定元件大的尺寸，以允許將偏轉(zhuǎn)元件定位在相對(duì)于通道壁的期望位置處。一塊或多塊的外板(墊或密封板)可以提供錨定元件與外板中的開口之間的緊配合。術(shù)語緊配合用來表示可通過焊接以氣密方式閉合的配合。緊配合包括處于1-2毫米的范圍內(nèi)的間隙。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，間隙(d2)存在于擋板和通道壁之間。圖5c示出了該間隙，其優(yōu)選在1-5毫米的范圍內(nèi)。該間隙可以存在于擋板的最上游邊緣與通道壁之間，以克服擋板和通道壁之間的熱膨脹的差異。

根據(jù)另一方面，提供了一種用于生產(chǎn)合成氣體的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括至少一個(gè)氣化反應(yīng)器，在所述氣化反應(yīng)器中，含碳進(jìn)料被部分氧化而生成合成氣體，所述氣化反應(yīng)器包括用于所生成的合成氣體的排放段，所述設(shè)備還包括具有根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的熱交換裝置的至少一個(gè)部段，其中，所述流動(dòng)通道的入口與用于氣化反應(yīng)器的所生成的合成氣體的排放段流體連通。

在使用時(shí)，通過通道壁的流動(dòng)通道的氣體流因此通過所生成的合成氣體形成。

在氣化反應(yīng)器和熱交換裝置之間可以存在另一硬件，諸如驟冷裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)合成氣體的第一冷卻。再者，在熱交換裝置的下游還可以存在另一熱交換裝置以進(jìn)一步冷卻該合成氣體。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了一種組裝熱交換裝置的方法，所述方法包括：

a)提供通道壁，所述通道壁限定了流動(dòng)通道，所述流動(dòng)通道具有用于接收氣體流的入口；

b)提供一個(gè)或多個(gè)熱交換表面，所述一個(gè)或多個(gè)熱交換表面定位在所述流動(dòng)通道內(nèi)，從而形成氣體流通過所述流動(dòng)通道的不同的平行流動(dòng)路徑，至少一個(gè)所述熱交換表面嵌有用于流體熱交換介質(zhì)的一條或多條流動(dòng)路徑；

c)將一個(gè)或多個(gè)偏轉(zhuǎn)元件通過附接到通道壁而安裝在流動(dòng)通道內(nèi)以偏轉(zhuǎn)氣體流遠(yuǎn)離通道壁。

動(dòng)作a)可包括：提供形成為膜壁的通道壁，膜壁包括多條管路，所述多條用于形成用于冷卻介質(zhì)的一條或多條流動(dòng)路徑。

動(dòng)作b)可包括：提供一個(gè)或多個(gè)具有閉合幾何形狀的同軸嵌套的熱交換表面。

動(dòng)作c)可包括：通過焊接附接所述多個(gè)偏轉(zhuǎn)元件之一。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述一個(gè)或多個(gè)偏轉(zhuǎn)元件包括擋板和錨定元件，所述擋板連接到錨定元件，其中動(dòng)作c)包括：

c1)提供位于通道壁中的開口，

c2)定位所述一個(gè)或多個(gè)偏轉(zhuǎn)元件，其中擋板處于通道壁內(nèi)而且所述錨定元件穿過通道壁中的開口朝向通道壁的外側(cè)伸出，

c3)將偏轉(zhuǎn)元件附接到通道壁的外側(cè)。

關(guān)于c1)，開口可以形成于現(xiàn)有通道壁中或在制造通道壁時(shí)形成。

關(guān)于c1)，所述通道壁可以是通過管-翅片-管布置形成的膜壁，其中在翅片形成開口。開口可以設(shè)定尺寸以形成與錨定元件的緊配合。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的方法還包括：

-確定離開熱交換表面的流體熱交換介質(zhì)的溫度，

-調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)元件的數(shù)量、大小、位置和/或構(gòu)造。

確定溫度可以通過測(cè)量或通過模擬進(jìn)行。根據(jù)結(jié)果可調(diào)整偏轉(zhuǎn)元件，例如：

-可增加或減少偏轉(zhuǎn)元件的數(shù)量，

-可調(diào)整偏轉(zhuǎn)元件的大小，包括偏轉(zhuǎn)表面的長度和/或偏轉(zhuǎn)元件沿通道壁的內(nèi)周覆蓋的角度α，

-可以改變偏轉(zhuǎn)元件的位置，這在下述情況下是特別有用的，即，氣體流由于熱交換裝置上游的不對(duì)稱狀態(tài)而在整個(gè)流動(dòng)通道上分布不均勻，

-可以改變偏轉(zhuǎn)元件的構(gòu)造，諸如偏轉(zhuǎn)表面和通道壁之間的角度β。

附圖說明

現(xiàn)在將參照示意性附圖僅僅通過舉例的方式來描述實(shí)施例，在附圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件，附圖中：

圖1示出了一種用于生產(chǎn)合成氣體的設(shè)備的示意圖，

圖2示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的熱交換裝置的側(cè)視圖，

圖3a示出了膜壁的一部分的俯視截面圖，

圖3b示出了熱交換裝置的截面圖，

圖4a示出了熱交換裝置的一部分的截面圖，

圖4b示出的熱交換裝置的一部分的俯視圖，

圖5a示出了一種偏轉(zhuǎn)元件，

圖5b示出了包括開口的膜壁的一部分，以及

圖5c示出了偏轉(zhuǎn)元件和膜壁的側(cè)視截面圖。

具體實(shí)施方式

圖1以截面圖示意性示出了用于生產(chǎn)合成氣體的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括至少一個(gè)氣化反應(yīng)器101，含碳進(jìn)料在所述至少一個(gè)氣化反應(yīng)器中被部分氧化，從而生成合成氣體。氣化反應(yīng)器101包括向上傾斜的排放段103，所述排放段用于使得生成的合成氣體通入熱交換單元104的頂部段，生成的合成氣體在熱交換單元104中被冷卻。冷卻或驟冷裝置也可存在于傾斜的排放段103中。

熱交換單元104包括封閉的圓筒形外壁2，所述外壁形成壓力容器并且包封熱交換裝置1。熱交換單元104還包括圓筒形的內(nèi)通道壁3，所述內(nèi)通道壁延伸通過熱交換裝置1并且因此也成為熱交換裝置1的一部分。參照?qǐng)D2更詳細(xì)地描述熱交換裝置1。

應(yīng)理解的是，圖1是示意圖。為了清楚，許多細(xì)節(jié)未示出，諸如燃燒器、氧氣的供給管路和排放管路、燃料、渣、冷卻流體、驟冷裝置等。

圖2更詳細(xì)地示出了熱交換裝置1。熱交換裝置1包括圓筒形的內(nèi)通道壁3，該內(nèi)通道壁具有中心體軸線R。通道壁3通過將平行的豎直冷卻液導(dǎo)管互連以形成限定出(氣體)流動(dòng)通道7的氣密性管狀膜而形成。冷卻介質(zhì)(諸如水)流動(dòng)通過通道壁3的管路。

氣化器單元的排放段103通到流動(dòng)通道7的入口。合成氣體從氣化器單元的排放段103向上進(jìn)入熱交換單元104、沿著箭頭A方向(還參見圖1)流動(dòng)通過流動(dòng)通道7到達(dá)下部出口區(qū)域。

通道壁3包封一組五個(gè)示意表示的嵌套的同軸熱交換表面5a、5b、5c、5d和5e。在實(shí)踐中，可使用兩個(gè)或更多個(gè)熱交換表面，例如熱交換表面5a和5b。如通道壁3一樣，熱交換表面5a-5e由平行的管狀線管路構(gòu)成?？蛇x地，熱交換表面5a-5e的管狀管路可螺旋纏繞。

熱交換表面5a-5e嵌有用于流體熱交換介質(zhì)的一條或多條流動(dòng)路徑。因此，熱交換裝置1包括一條或多條冷卻劑供應(yīng)管路11，其經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)歧管或分配器12分成與嵌在熱交換表面5a-5e中的流動(dòng)路徑流體通的獨(dú)立的冷卻劑供應(yīng)管路13。熱交換裝置1進(jìn)一步包括獨(dú)立的冷卻劑排放管路14，其經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)歧管或集管15組合成一個(gè)或多個(gè)組合的冷卻劑排放管路16。供應(yīng)管路和排放管路的布置也可以顛倒。

支撐結(jié)構(gòu)20設(shè)置成支撐熱交換表面5a-5e。該支撐結(jié)構(gòu)可具有任何合適的形式，諸如在WO2011/003889中所解釋的。支撐結(jié)構(gòu)可以包括三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)臂，所述臂從附接到通道壁3的中心相交部延伸。

支撐結(jié)構(gòu)和冷卻劑管路的存在使得人員難以夠得著熱交換表面5a-5e上方的區(qū)域并且使得難以實(shí)施在通道壁3內(nèi)部的焊接操作。

每個(gè)熱交換表面5b-5e的下端部分別延伸超出相鄰的外熱交換表面的下端部。通過這種方式，可以通過使用敲擊裝置(未示出)而獨(dú)立地清潔每個(gè)單獨(dú)的熱交換表面。

通道壁3限定流動(dòng)通道7，在流動(dòng)通道中，通過朝向排放部的熱交換表面5a-5e形成不同的平行流動(dòng)路徑。最內(nèi)的熱交換表面5e內(nèi)的流動(dòng)路徑可以通過關(guān)閉構(gòu)件17而閉合。

圖2還示出了偏轉(zhuǎn)元件40，所述偏轉(zhuǎn)元件定位在流動(dòng)通道7內(nèi)并且附接到通道壁3以偏轉(zhuǎn)氣體流遠(yuǎn)離通道壁3。

圖3a示意性地示出了通道壁3的一部分的俯視截面圖(中心體軸線R的方向)，該通道壁通過翅片32將平行的豎直冷卻液體導(dǎo)管31相互連接以形成氣密管狀膜而形成。在翅片之一中，示意性地示出了開口33，如將在下面更詳細(xì)地說明的那樣。

圖3b示意性示出了熱交換裝置1的一部分的截面圖(沿著垂直于中心體軸線R的方向)，更詳細(xì)地示出了存在包括導(dǎo)管31的通道壁3，嵌套的熱交換表面5a-5e相對(duì)于中心體軸線R同軸定位，偏轉(zhuǎn)元件40定位在熱交換表面5a-5e的上游，在偏轉(zhuǎn)元件與熱交換表面之間留有間隙d。在圖4a中更詳細(xì)地示出了間隙d。

圖4a示意性地示出了偏轉(zhuǎn)元件40相對(duì)于通道壁3(沿著垂直于中央主體軸線R的方向)的截面圖。舉例來說，圖4a示出導(dǎo)管31。偏轉(zhuǎn)元件40包括偏轉(zhuǎn)表面41，該偏轉(zhuǎn)表面偏轉(zhuǎn)氣體流遠(yuǎn)離通道壁3，如箭頭A'示意性表示的。偏轉(zhuǎn)表面41相對(duì)于通道壁3或縱向軸線R成角度β。

圖4b示意性地示出了熱交換裝置1的一部分的俯視圖，示出了通道壁3包括通過翅片32互連的平行的豎直冷卻液體導(dǎo)管31。還示出了具有偏轉(zhuǎn)表面41的偏轉(zhuǎn)元件40。偏轉(zhuǎn)表面41具有外邊緣45，該外邊緣與通道壁3的形狀相匹配，使得形成氣密性密封。偏轉(zhuǎn)表面41還具有形成為圓形段的一部分的內(nèi)邊緣46，其相對(duì)于通道壁3同軸延伸。偏轉(zhuǎn)元件40相對(duì)于中心體軸線R以角度α延伸。該角度在10°≤α≤45°的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在10°≤α≤30°的范圍內(nèi)。

圖5a示出了包括擋板43和錨定元件42的偏轉(zhuǎn)元件40。

圖5b示出了通道壁3的一部分，示出了兩根導(dǎo)管31和位于兩根導(dǎo)管之間的翅片。翅片32包括開口33，開口的尺寸允許錨定元件42定位在開口33中。

圖5c示意性地描繪了通道壁3在導(dǎo)管31的示出偏轉(zhuǎn)元件的位置處的截面圖，偏轉(zhuǎn)元件包括擋板43和延伸通過通道壁3的錨定元件42。進(jìn)一步示出的是墊47和密封板48。墊47被焊接到通道壁3，該通道壁包括開口以允許錨定元件42穿過。墊47具有與通道壁3的外側(cè)相匹配的形狀。密封板48焊接到墊47。密封板48包括開口以允許錨定元件42穿過。

圖5c示意性地示出了通道壁3與偏轉(zhuǎn)元件40或偏轉(zhuǎn)表面41的外邊緣45之間的間隙d2。在垂直于中心體軸線R的徑向方向上測(cè)得這個(gè)間隙d2，存在間隙d2以克服偏轉(zhuǎn)元件40或偏轉(zhuǎn)表面41與通道壁3之間的熱膨脹差異，并且優(yōu)選保持間隙d2盡可能小以最小化通過該間隙d2的氣體流動(dòng)。間隙d2優(yōu)選小于2mm。

接著，更詳細(xì)地描述一種組裝方法。該方法包括：a)提供通道壁3，所述通道壁限定了流動(dòng)通道，所述流動(dòng)通道具有用于接收氣體流的入口；b)提供一個(gè)或多個(gè)熱交換表面5a-d，所述一個(gè)或多個(gè)熱交換表面定位在流動(dòng)通道3內(nèi)，從而形成氣體流通過流動(dòng)通道的不同的平行流動(dòng)路徑，至少一個(gè)所述熱交換表面5a-d嵌有用于流體熱交換介質(zhì)的一條或多條流動(dòng)路徑；c)將一個(gè)或多個(gè)偏轉(zhuǎn)元件通過附接到通道壁而安裝在流動(dòng)通道內(nèi)以偏轉(zhuǎn)氣體流遠(yuǎn)離通道壁3。

動(dòng)作c)包括：從所述熱交換裝置1的頂部插入偏轉(zhuǎn)元件40，并且使得錨定元件42滑動(dòng)通過形成于通道壁中的開口33。在此之前或之后，將墊47焊接到通道壁3，使得在插入所述偏轉(zhuǎn)元件之后，錨定元件也延伸通過墊47中的開口。接著，將密封板48焊接到墊47且將錨定元件42焊接成抵靠密封板48以形成氣密性密封。

可以全部沿著通道壁3的圓周或僅沿圓周的部分裝配偏轉(zhuǎn)元件。

如圖5a-5c中所示，開口33使得在開口31與錨定元件42之間緊配合。這將使得對(duì)偏轉(zhuǎn)元件40的定位相對(duì)容易，因?yàn)橹豢梢愿淖儚较蛭恢?。然而，這允許在定位偏轉(zhuǎn)元件時(shí)存在有限的定位自由度。

根據(jù)一個(gè)可替代實(shí)施例，開口33比錨定元件42更寬且更高。翅片32可在相鄰的導(dǎo)管31之間以預(yù)定高度甚至完全切開，以形成錨定元件42與開口33的邊緣之間在周向方向和豎直方向/軸向方向的間隙。此外，墊47中開口的尺寸選擇成與開口33的尺寸一樣或至少比錨定元件42的尺寸大。密封板48中開口的尺寸選擇成使得在該開口和錨定元件42之間形成緊配合。例如，密封板48中開口的尺寸選擇成比錨定元件42的尺寸大1-2毫米。這個(gè)實(shí)施例具有的優(yōu)點(diǎn)在于：偏轉(zhuǎn)元件40可在連接之前相對(duì)于通道壁在所有方向上對(duì)齊(徑向方向、圓周方向和高度方向(平行于縱向軸線R))。

可替代地，代替墊47和密封板48的是，只設(shè)置一塊密封板，該密封板的開口選擇成使得在該開口和錨定元件42之間形成緊配合。

以上描述旨在是說明性的而不是限制性的。因此，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，可以在不脫離下面提出的權(quán)利要求的范圍的情況下對(duì)本發(fā)明作出修改。