[发明专利]热交换设备

说明书

在US-PS 4537247范围内，在两种通道导引的气态流体之间热交换用的设备属于先有技术，其中通过热管导致热交换，热管从隔开导引流体的隔板伸入这些通道内。

每根热管有一个从隔板伸入导引高温流体的通道内的纵向段，此纵向段被另一根管相隔一定间距地包围。此外包管有一个在外侧的搪瓷涂层。在热管与外包管之间装入一种导热材料例如油脂。热管伸入导引要加热的流体的通道内的纵向段加有翅片。

已知结构方式的缺点在于，由于在导引高温流体的通道内附加外包管，所以显著增加了生产成本。再加上在外包管与热管之间的空腔用导热材料充填明显恶化了热导率，其后果是为了保证达到规定的热传导功率必须装入更多热管，从而进一步提高了生产费用。

但是尽管外包管有搪瓷层也不能百分之百地防止外包管被腐蚀。于是要求按一种非常复杂的方式更换带有外包管和导热材料的热管。在这一方面外加的困难是，不仅外包管必须固定在隔板内，而且除此之外还要固定在外包管与热管之间含有导热材料的部分，这些部分必须相对于导引要加热的流体的通道密封。

以先有技术为出发点，本发明的目的是创造一种在两种由通道导引的气态流体之间借助于热管进行热交换的设备，它不仅在供入高温流体的区域内有减少腐蚀的可能性，而且简化装配或分解，尤其可以对热管无困难地进行状况检验。

按本发明为达到此目的的解决方案见权利要求1的特征。

本发明的要点是模块的结构方式。这种结构方式允许一个具有蒸发器室和冷凝器室以及有热管的外壳状模块，作为整体完全组合在彼此相邻的导引散出热的流体和吸收热的流体的通道内成为一体，而且与流体是垂直地或水平地导引无关。

另一个要点是热管在模块内特殊的组合。热管从蒸发器室出发，通过位于蒸发器室与冷凝器室之间的试验腔和冷凝器室，延伸到一个与冷凝器室气密分开的检验室中。由此带来的优点是，无论在此设备投入运行前还是在其运行过程中，都可以通过试验腔持续地检验热管在将试验腔与蒸发器室和与冷凝器室分开的隔板中支承的密封性。例如可以在设备投入运行前向试验腔充空气并接着观察试验腔内的空气压力。若空气压力下降则意味着试验腔不密封。根据压力降的大小或处于热交换中的流体特征参数，此试验腔例如也可以加入处于一种压力下的保护气体，即，在此压力下流体无论如何都不可能从一个室漏泄到另一个室去。由此避免处于热交换状态的流体，例如腐蚀性的烟气与燃烧空气不允许的混合。

通过使热管端部伸入与冷凝器室气密地分开的检验室内，可以在连续运行期间取下检验室的封闭装置(盖)检查端部的温度。温度异常意味着这些热管不再是完整无损的。因为这些热管无论在隔板的贯穿区还是在冷凝器室与检验室之间的贯穿区均可更换地支承着，所以可以没有困难地做到，在需要时可以换掉任何一根热管。

此外，采取下述措旋可以延长热管的使用寿命，即，热管位于蒸发器室内的纵向段是防腐蚀的。

热管在冷凝器室内的纵向段可以任意设计，而且总是取决于吸收热量的流体的特征与温度。

例如按权利要求2所述也可以将热管位于冷凝器室内的纵向段设计为防腐蚀的。若例如要加热的流体同样是腐蚀性的，那么这样做是合宜的。

若热管的纵向段是防腐蚀的，则按权利要求3所述一种有利的实施形式应在于，由搪瓷涂层构成防腐装置。因此搪瓷涂层直接涂覆在热管的外表面上。

对于腐蚀性弱或没有腐蚀性的流体，在冷凝器室内的纵向段不需要防腐蚀。根据热交换的要求，在那里的纵向段可以没有翅片或按权利要求4所述是有翅片的。这些翅片增大了换热面积。由此可以对于相同的热交换器功率使用数量较少的热管。因此，尽管加有翅片仍能达到成本较低地亦即经济地生产的目的。

在权利要求5的特征部分中可看出本发明的一种有利的实施形式。据此，沿高温流体的流体方向在此模块上游设另一个模块。当高温流体肯定有高于硫酸露点的温度时选用这种设备。在这种情况下，热管位于上游模块的蒸发器室内的纵向段不需要有任何防腐措施。热管位于冷凝器室内的纵向段可以加翅片或不加翅片。这两个模块前后直接连接，并因而使热管与热交换条件准确相配。

在上游模块内的热管最好也伸入与冷凝器室气密地分开的检验室中。因此在连续运行过程中同样可以监控这些热管的温度。

热管在将试验腔与蒸发器室和冷凝器室分开的隔板中以及在将冷凝器室与检验室分开的隔板中的支承，可借助于密封圈实现，它们允许热管拆卸和再装配。但按权利要求6特征部分所述的结构方式也可以是合乎目的的。在这种情况下，在隔板区内锥形的螺纹凸缘沿圆周焊在热管上。借助于螺纹的锥度，在热管固定在隔板内的同时保证了气密性。