[发明专利]流体环流管清洗方法和装置及其在热交换器管道中的应用

说明书

本发明涉及一项内有流体环流的管道的清洗方法和装置。它还涉及该方法和该装置在热交换器管道中的应用。

大家知道，在流体中的悬浮物以及溶解物，尤其是水溶液中的碳酸钙或烃类热裂解时形成的焦碳，都具有在这些流体流经的管道内壁上沉积下来的倾向。对于热交换器的管道来说更是这样，如果不设法减慢积垢或不清除积垢的话，则热交换器的效率将很快减弱。

当然，我们可以对这些管道间歇地进行清洗，但这需要让热交换器停止运行，至少要拆卸那些机构的一部分，并在管道清洗之后重新装配，所有操作是花费时间和费用昂贵的。

这种类型的装置（被布置在热交换器管道内部）在以往的技术领域中为人们所熟悉的，作为备忘可列举如1928年3月1日Paul    CIMBOLEK名下的德国专利No.457572，它描述了一种金属螺旋弹簧型的可动部件，该可动部件则借助于准许其旋转的机械连接而固定住。

这就是为什么，在实践中人们优选把可动部件布置在这些管道内部，例如采用螺旋状外形，可动部件经流体驱动而旋转，可动部件与管道的内壁接触或不接触，通过其运动保证积垢的防治和/或清洗积垢，并改善了热传递。

在法国专利No.2569829的前一份申请中，申请公司（当时称法国精炼公司）曾为此推荐一种用于安装在热交换器管道内部的机械装置，以防止管道积垢和改善热传递。这种装置至少包括一个可动部件和至少一个此可动部件的钩挂系统，以及其特征在于：可动部件是不变形的，且具有一种结构使可动件借助于在热交换器所述管道内环流的流体产生持续旋转，同时，钩挂系统包含一种机械连接，允许可动部件本身环绕热交换器管道的轴线作自由转动。

此装置的可动部件可具有螺旋状外形，且包含例如按此外形卷绕的金属丝。允许可动部件本身自由转动的各种机械接头都在此专利的申请书中作了描述。

另一方面，使这种可动部件保持定位的其它装置已描述在法国专利No.2612267的申请中（同样是在法国精炼公司名下，即授权的申请公司）。此专利申请更明确地涉及把可动部件一端保持定位的装置，可动部件借助于流体作用的驱动而在管道内部旋转，其特征在于：一方面，它包括一种形成轴承的机构即由适于弹性形变的刚性材料制成的整体轴承，包含至少两个距离隔开的分支，以便能用力地将分支推入所述管道的一个开口端从而弹性地支靠在管道的内壁，以使形成轴承的所述机构与所述管道作刚性连接;另一方面，它包括一个按照管道的端轴线相对于轴承作旋转安装的轴颈，且适宜于与被带动旋转的部件相连接。

配备有这种保持定位装置的热交换器管道清洗系统在下列情况下显得特别有效，即，在管道内环流的流体含有液态烃，它们引起相对大量的积垢，但硬度较弱，且其对管壁的粘附力是不太高的。

然而，在许多热交换器中，人们使用流体，它们会在管道内部引起沉积却是硬得多的，且牢固地粘附在管壁上。特别是，最常用的流体，即水的情况就是如此，它引起水垢沉积，水垢主要由碳酸钙所构成。

由本专利申请人用已知的管道清洗装置（例如上述的清洗装置）所进行的试验表明，它们不能用于在管道内环流的流体是载有碳酸盐的水的场合下。实际上，配备在这些装置中的可动部件具有与沉积在管壁上水垢接触时静止不动的倾向，于是它丧失了全部效率。当可动部件不再由水驱动旋转的条件下，水垢继续沉积在管道的内壁上，其热传递特性于是很快劣化，因而必须定期地拆卸以便进行管道清洗。

因此，本专利申请人致力于研究对先前推荐的装置进行改型，以便使它们当流体在管道中环流产生水垢时也适宜于防止热交换器管道的积垢。

于是，本发明的第一个目的是推荐一项方法和装置适于防止热交换器管道和积垢，在这种热交换器中环流着一种易于在管内壁上沉积水垢或沉积一种牢固地粘附在管壁上的硬性物质的流体，以及从而免除为清洗管道而定期地拆卸管束。

本发明的另一目的是推荐一项方法和此类型的装置，利用在管道中环流的流体驱动而使在管道内部的可动部件旋转，以致于当可动部件接触水垢或管道内壁上形成的其他沉积物时可动部件无静止不动之忧。

本发明的又一目的是推荐一项方法和此类型的装置以改善热传递。