[发明专利]换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有至少一个换热表面和用于敲击器装置的冲击区域的换热设备，该至少一个换热表面包括一条或多条平行的管状管路，该敲击器装置用于清洁换热表面。

背景技术

这样的换热设备例如在用于生产合成气体(也称为合成气)的气化工艺中使用。在这样的工艺中，含碳进料在反应器中被部分氧化。离开反应器的合成气通常具有1300-1400℃的温度。热的合成气被输送到换热器，该换热器通常包括很多刚性连接的、平行的、螺旋盘绕的管。

US5,482,110公开了一种用于冷却来自部分燃烧反应器的合成气的换热器。该换热器包括嵌套的换热表面。特别地，对于冷却来自压力加载的高温分解和气化反应器的沉淀形成气体，期望的是换热表面被清洁以保持最大散热。换热表面可使用敲击装置或敲击器进行清洁，该敲击装置或敲击器可在反应器的操作期间被有规律地致动。这样的敲击器装置的一个实例在英国专利申请GB 2 104 614A中有公开。在敲击器装置冲击换热表面时，促使该表面达到有效去除烟灰沉淀和结垢的程度。如果换热表面的所有管都刚性连接起来以例如通过将换热表面构造成为管中管型或翅管型结构而形成一个结构化气密性单元，则通过敲击进行清洁可以特别有效。敲击器装置的冲击在换热表面上产生高峰值负载，这可导致管的损坏和冷却剂的泄漏。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种换热设备，该换热设备具有提高的抵抗敲击器装置的冲击负载的能力，其能够通过敲击使得清洁更有效。

本发明的目的通过一种换热设备来实现，该换热设备包括至少一个换热表面和用于敲击器装置的冲击区域，其中换热表面包括一条或多条平行的管状管路，冲击区域包括具有一条或多条内部通道的冲击块，每条内部通道桥接换热表面的中断的管状管路的相对的开放端部。冲击块被结合到换热器的表面中，以使得冲击块与热的合成气直接接触。

由于冲击块被结合到换热器的表面，冲击块将由敲击器装置所引起的冲击能量非常有效地转换成穿过加热表面的机械波。冲击块可被制得非常刚硬，以提高对敲击器的冲击负载的传递。结果，可获得非常好的清洁效果。如果来自敲击器装置的力没有被有效地传递，则获得较小的清洁或未清洁。冲击块压迫加热表面的冲击区域，因此可能大大提高换热表面的寿命。内部通道可形成有与管状管路中的流动通路相同的直径，以使得流动通路基本无阻挡地经由冲击块中的内部通道而连续。该设计用于通过允许冷却剂无阻碍地流动通过冲击块而有效地冷却冲击块。

换热器表面可以例如是圆筒形换热表面，该圆筒形换热表面例如是由多条用于输送流体换热介质(诸如冷却水)的直的或盘绕的管状管路构成。可替代地，换热表面可以是由多条直的管状管路构成的平坦表面。

在一个特定实施例中，管状管路是盘绕的，而且管状管路中的一条或多条在冲击区域处是中断的，其中具有平坦外表面的冲击块设有一条或多条内部通道，每条内部通道操作地连接中断的通道之一的相对端部。冲击块中的内部通道可以是直通道而且具有直的纵轴线。

为了提供弯曲的管状管路与具有平坦表面的矩形冲击块之间的可靠连接，可使用过渡的楔形管段。可使得过渡的楔形管段与冲击块之间的接触面垂直于冲击块的平坦的外表面。过渡的楔形管段可例如被焊接到冲击块，这形成可靠的、经久耐用的联接。再者，在冲击区域处，中断的管状管路的端部可以垂直于管状管路的纵轴线。中断的管状管路的端部、冲击块中的内部通道的端部以及过渡的楔形管段可设有环形边缘，可在该环形边缘上施加焊缝。

冲击块可例如嵌有两条、三条或四条内部通道，或者如果如此期望的话，可嵌套有更多条内部通道。

冲击块可例如具有砧。敲击器装置可冲击该砧，该砧将冲击负载经由冲击块传递到换热表面。砧可例如是中空的圆筒，该圆筒的一侧焊接至冲击块的平坦的外表面，而另一侧被实心块封住。

换热设备可包括由两根或更多根盘管形成的换热表面，其中在换热表面的端部处，盘管中的每一根从相应的换热表面分支出来，并且弯曲远离相邻的盘管，而且其中加强腹板在弯曲部分与相邻的管之间延伸。

换热表面可例如被组装成多个同轴嵌套的具有封闭几何形状(诸如圆筒形几何形状)的换热表面，由此内部换热表面延伸超出相邻的外部换热表面，以使得可以从外部敲击每个换热表面，而不需要穿透任何外部换热表面。

可替代地，换热设备可包括直的管状管路，该直的管状管路形成一个或多个平坦的换热表面。在这种情况下，冲击块可位于换热表面的侧面之一处。可选地，冲击块在它的横向侧面处具有砧板，从而形成与换热表面成直角的冲击区域。由此，敲击器可从横向方向冲击换热器，使得机械能量非常有效地传递。