專利名稱：循環(huán)流化床鍋爐的熱交換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種用于循環(huán)流化床鍋爐的熱交換裝置。
這樣的鍋爐包括下列示于

圖1中的部件—一個(gè)爐子C，用于通過微粒循環(huán)流化床來保障燃料的燃燒，該爐子的壁包括若干垂直管，引入其下部的水的蒸發(fā)所產(chǎn)生的水乳劑(液相和汽相)在其中循環(huán)；—一個(gè)分離機(jī)構(gòu)S，通常是一個(gè)旋風(fēng)分離器，由之回收在爐子頂端排出的氣體和微粒，以便將它們送入兩個(gè)不同的管道；—一個(gè)第一熱交換器ET1，通常與分離機(jī)構(gòu)S的氣體管道S1相連，該熱交換器例如是余熱利用器、蒸發(fā)器、過熱器或者再過熱器；—一個(gè)稠密流化床ET2，向其供給來自分離機(jī)構(gòu)S的微粒，也就是說，它一方面與該分離機(jī)構(gòu)的微粒管道S2相連，另一方面與爐子C的下部相連(還可以設(shè)置一個(gè)稠密流化床ET2B，向其供給在爐子C中收集的微粒，也就是說，該流化床ET2B一方面與該爐子的排出管相連，另一方面與爐子的底部相連)，該稠密流化床包括一個(gè)第二熱交換器，其入口與第一熱交換器ET1的出口相連。
該第二熱交換器通常由若干管道組構(gòu)成，每一管道組包括許多蛇形管，后者安置在若干通常垂直的平行平面內(nèi)。載熱流體，通常是水蒸氣，在這些管道組中循環(huán)。所有管道組都集成于一個(gè)矩形箱中。
通常，所述管道組是按下述方式設(shè)置的從所述矩形箱的一壁開始，首先是第一管道組，其與所述壁之間沒有隔離，或者由一個(gè)沒有蛇形管的空間隔開，然后是第二管道組，其與第一管道組之間沒有隔離，或者由一個(gè)沒有蛇形管的空間隔開；第一和第二管道組之間的空間可以有一層物理隔離，比如隔墻或者隔板；還可能有若干附加管道組，它們的設(shè)置方式類似，使得最后一個(gè)管道組與矩形箱的另一壁之間沒有隔離，或者由一個(gè)沒有蛇形管的空間隔開，所述另一壁在矩形箱的與第一管道組正對的壁的對面。
這樣，稠密流化床ET2的微粒供給管道就與矩形箱的一壁相連，或者與第一管道組和該壁之間的自由空間相連，向爐子C的微粒回送由對壁完成，或者由與最后管道組和該對壁之間的自由空間相連的一個(gè)出口完成。
微粒的強(qiáng)烈攪動(dòng)傾向于使矩形箱中的溫度均一化，但是，由于微粒再從矩形箱中排出時(shí)要比其進(jìn)矩形箱時(shí)溫度要低，所述趨向均一化的溫度并非處處相同。在微粒入口附近的管道與在出口附近的管道相比，受到的加熱作用更強(qiáng)。
此外，當(dāng)鍋爐的功率上升時(shí)，熱交換器的功率，從而其工作表面也要增大。然而，溫度的擴(kuò)散是與矩形箱的工作表面直接相聯(lián)系的。因此，設(shè)置在微粒入口處的第一管道組產(chǎn)生的蒸汽的溫度要高于設(shè)置在出口處的最后管道組產(chǎn)生的蒸汽，而這種情況是不希望出現(xiàn)的。
另外，要避免去實(shí)現(xiàn)能夠承受矩形箱的任何地方的最大溫度的管道組，因?yàn)檫@樣涉及到的方案代價(jià)昂貴。因此，一個(gè)熱交換器中需要有多少管道組類型，就準(zhǔn)備多少類型的管道組，每一類型的尺寸都按其自己在矩形箱中的位置所對應(yīng)的工作溫度來確定。而這樣將管道組分級的結(jié)果，又導(dǎo)致喪失了單一生產(chǎn)線所帶來的許多好處。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種熱交換裝置，它使得可在第二熱交換器的管道組出口處獲得大致均一的溫度。
根據(jù)本發(fā)明，該熱交換裝置包括一個(gè)第一熱交換器，后者下游是置于一稠密流化床中的第二熱交換器，該第二熱交換器由一系列沿稠密流化床中的懸浮態(tài)微粒的路徑放置的管道組構(gòu)成。另外，所述第二熱交換器包括至少兩個(gè)入口，位于其中央的兩側(cè)，這兩個(gè)入口分別接收不同的混合物，即第一熱交換器的輸入流體和輸出流體的混合物，以使得進(jìn)入每一管道組的流體的溫度是到所述稠密流化床中的微粒入口處的距離的遞增函數(shù)。
這樣，稠密流化床中的微粒溫度的差異就由供給各個(gè)管道組的流體的溫度差異進(jìn)行補(bǔ)償。
至于熱交換面，當(dāng)?shù)诙峤粨Q器包括多于兩個(gè)的管道組時(shí)，一種有效率的方案是為每一個(gè)管道組設(shè)置一個(gè)專用入口。
但是，一種經(jīng)濟(jì)的方案是，與上述相反，使管道組的所有入口都與一個(gè)唯一的總管相連。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利特征，管道組由設(shè)置在平行垂直面中的蛇形管構(gòu)成。
另外，微粒的路徑垂直于在其中實(shí)現(xiàn)所述蛇形管的平面。
本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例在于所有管道組都是相同的。
有利的是，至少一種第一熱交換器的入口和出口流體的混合物由與該第一熱交換器的入口和出口相連的一些調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)。
但是，至少一種第一熱交換器的入口和出口流體的混合物也可以由與該第一熱交換器的入口或者出口相連的一個(gè)調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)。
通過參照附圖給出的實(shí)施例的說明可以更清楚地了解本發(fā)明，附圖中—圖1是一個(gè)可應(yīng)用本發(fā)明的鍋爐的示意圖，—圖2是本發(fā)明的第一種實(shí)施例，—圖3是本發(fā)明的一個(gè)變型。
在各附圖中示出的部件都用唯一的編號表示。
另外，只有對理解本發(fā)明有必要的鍋爐部件才在文中提到并表示在附圖中。
參照附圖2，首先可以看到用一個(gè)圍在外殼中的蛇形管示意的第一熱交換器ET1。
稠密流化床ET2在這里的形狀是一個(gè)矩形箱。該矩形箱整體也可視為第二熱交換器。
在該矩形箱中，設(shè)置有三個(gè)蛇形管管道組F1、F2、F3，每一管道組有三個(gè)蛇形管，位于垂直于圖面的垂直平面內(nèi)。
矩形箱ET2與一個(gè)微粒輸入管2E相連，該管位于矩形箱的平行于蛇形管平面的一個(gè)側(cè)壁上，矩形箱還與位于上述側(cè)壁的對壁上的一個(gè)微粒輸出管2S相連。因此，在這種設(shè)計(jì)中，微粒的流動(dòng)平均來說是與蛇形管平面相垂直的。
第一管道組F1位于微粒入口2E一側(cè)，而第三管道組F3則位于出口2S一側(cè)。
每一管道組F1、F2、F3都有自己的專用入口A1、A2、A3(輸入總管)，而所有的管道組共用一個(gè)輸出總管BS。
自然，可以采用另外的管道組設(shè)置方式，例如，使蛇形管平面平行于微粒路徑。還可以使每一管道組都有其自己的專用輸出總管。
每一管道組的入口A1、A2、A3都通過兩個(gè)調(diào)節(jié)閥與第一熱交換器ET1的入口和出口相連。調(diào)節(jié)這些閥門，以使得管道組F1、F2、F3出口處的溫度大致相等。
這里存在一個(gè)性能最好的方案，人們也很容易想到，那就是第一管道組的入口A1只與第一熱交換器ET1的入口相連，第三管道組的入口A3只與該熱交換器的出口相連。
同樣，任何閥門都可以用簡單的隔板來代替。另一種實(shí)施方式是用三通閥來代替與管道組的同一入口相連的兩個(gè)閥門。
事實(shí)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，如果可以通到每個(gè)管道組，則存在多種向溫度不相同的管道組供料的可用方案。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示于圖2中的變型，為三個(gè)管道組設(shè)置了一個(gè)單一的共同輸入總管BE。
該總管位于第一管道組處的端部通過兩個(gè)調(diào)節(jié)閥與第一熱交換器ET1的入口和出口相連，同時(shí)其在第三管道組處的端部則與該熱交換器ET1的出口直接相連。
輸入總管BE的入口的位置可以有所移動(dòng)，而不是精確地位于其端部重要的是使位于該總管中部的兩側(cè)的兩個(gè)入口相距足夠遠(yuǎn)。
另外，上面關(guān)于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明可用的方案的多樣性的闡述在這里同樣適用。
同樣，還可以考慮為輸入總管BE大致在其中部設(shè)置一個(gè)附加入口，該入口接收來自第一熱交換器ET1的入口和出口的流體的混合物。
這樣，本發(fā)明通過靜態(tài)的或者被調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以在各管道組出口獲得溫度近似相同的蒸汽。
即使只有兩個(gè)管道組，或者有三個(gè)以上的管道組，本發(fā)明顯然都是適用的。
即使在稠密流化床ET2和分離機(jī)構(gòu)S的微粒管道S2之間(或者，如果稠密流化床ET2B由在爐子C中收集的微粒供給的話，在該稠密流化床ET2B和爐子C的輸出管道之間)接入任何部件，本發(fā)明也同樣適用。
本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施例，而可以有多種實(shí)施方式，只要將部件用其等同物替換即可。
權(quán)利要求
1.熱交換裝置，包括一個(gè)第一熱交換器(ET1)，后者下游是置于一稠密流化床中的第二熱交換器(ET2)，該第二熱交換器由一系列沿稠密流化床中的懸浮態(tài)微粒的路徑放置的管道組(F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3)構(gòu)成，其特征在于，所述第二熱交換器(ET2)包括至少兩個(gè)入口，位于其中央的兩側(cè)，這兩個(gè)入口分別接收不同的混合物，即第一熱交換器(ET1)的輸入流體和輸出流體的混合物，以使得進(jìn)入每一管道組(F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3)的流體的溫度是到所述稠密流化床的微粒入口處的距離的遞增函數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二熱交換器(ET2)具有兩個(gè)以上的管道組，每一管道組(F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3)都有一個(gè)專用入口(A1，A2，A3)。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述管道組的入口與一個(gè)總管(BE)相連。
4.如權(quán)利要求1到3之一所述的裝置，其特征在于，所述管道組(F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3)由安裝在若干平行垂直面內(nèi)的蛇形管構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述微粒的路徑垂直于安裝所述蛇形管的平面。
6.如前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述管道組(F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3)都是相同的。
7.如前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，至少一種第一熱交換器(ET1)的入口和出口流體的混合物由與該第一熱交換器的入口和出口相連的一些調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)。
8.如權(quán)利要求1到6之一所述的裝置，其特征在于，至少一種第一熱交換器(ET1)的入口和出口流體的混合物由與該第一熱交換器的入口或者出口相連的一個(gè)調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱交換裝置,它包括一個(gè)第一熱交換器(ET1),后者下游是置于一稠密流化床中的第二熱交換器(ET2),第二熱交換器由一系列沿稠密流化床中的懸浮態(tài)微粒的路徑放置的管道組(F1,F2,F3)構(gòu)成。第二熱交換器(ET2)包括至少兩個(gè)入口,位于其中央的兩側(cè),分別接收不同的混合物,即第一熱交換器(ET1)的輸入流體和輸出流體的混合物,使得進(jìn)入每一管道組(F1,F2,F3)的流體的溫度是到所述稠密流化床微粒入口處的距離的遞增函數(shù)。
文檔編號F27B15/00GK1246610SQ9811649
公開日2000年3月8日 申請日期1998年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月28日
發(fā)明者讓－克勞德·塞梅達(dá)爾, 皮埃爾·戈維爾, 克里斯蒂昂·埃諾 申請人:Gec阿爾松·斯坦工業(yè)公司