专利名称：循环流化床锅炉的热交换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种用于循环流化床锅炉的热交换装置。
这样的锅炉包括下列示于
图1中的部件—一个炉子C，用于通过微粒循环流化床来保障燃料的燃烧，该炉子的壁包括若干垂直管，引入其下部的水的蒸发所产生的水乳剂(液相和汽相)在其中循环；—一个分离机构S，通常是一个旋风分离器，由之回收在炉子顶端排出的气体和微粒，以便将它们送入两个不同的管道；—一个第一热交换器ET1，通常与分离机构S的气体管道S1相连，该热交换器例如是余热利用器、蒸发器、过热器或者再过热器；—一个稠密流化床ET2，向其供给来自分离机构S的微粒，也就是说，它一方面与该分离机构的微粒管道S2相连，另一方面与炉子C的下部相连(还可以设置一个稠密流化床ET2B，向其供给在炉子C中收集的微粒，也就是说，该流化床ET2B一方面与该炉子的排出管相连，另一方面与炉子的底部相连)，该稠密流化床包括一个第二热交换器，其入口与第一热交换器ET1的出口相连。
该第二热交换器通常由若干管道组构成，每一管道组包括许多蛇形管，后者安置在若干通常垂直的平行平面内。载热流体，通常是水蒸气，在这些管道组中循环。所有管道组都集成于一个矩形箱中。
通常，所述管道组是按下述方式设置的从所述矩形箱的一壁开始，首先是第一管道组，其与所述壁之间没有隔离，或者由一个没有蛇形管的空间隔开，然后是第二管道组，其与第一管道组之间没有隔离，或者由一个没有蛇形管的空间隔开；第一和第二管道组之间的空间可以有一层物理隔离，比如隔墙或者隔板；还可能有若干附加管道组，它们的设置方式类似，使得最后一个管道组与矩形箱的另一壁之间没有隔离，或者由一个没有蛇形管的空间隔开，所述另一壁在矩形箱的与第一管道组正对的壁的对面。
这样，稠密流化床ET2的微粒供给管道就与矩形箱的一壁相连，或者与第一管道组和该壁之间的自由空间相连，向炉子C的微粒回送由对壁完成，或者由与最后管道组和该对壁之间的自由空间相连的一个出口完成。
微粒的强烈搅动倾向于使矩形箱中的温度均一化，但是，由于微粒再从矩形箱中排出时要比其进矩形箱时温度要低，所述趋向均一化的温度并非处处相同。在微粒入口附近的管道与在出口附近的管道相比，受到的加热作用更强。
此外，当锅炉的功率上升时，热交换器的功率，从而其工作表面也要增大。然而，温度的扩散是与矩形箱的工作表面直接相联系的。因此，设置在微粒入口处的第一管道组产生的蒸汽的温度要高于设置在出口处的最后管道组产生的蒸汽，而这种情况是不希望出现的。
另外，要避免去实现能够承受矩形箱的任何地方的最大温度的管道组，因为这样涉及到的方案代价昂贵。因此，一个热交换器中需要有多少管道组类型，就准备多少类型的管道组，每一类型的尺寸都按其自己在矩形箱中的位置所对应的工作温度来确定。而这样将管道组分级的结果，又导致丧失了单一生产线所带来的许多好处。
因此，本发明的目的是提供一种热交换装置，它使得可在第二热交换器的管道组出口处获得大致均一的温度。
根据本发明，该热交换装置包括一个第一热交换器，后者下游是置于一稠密流化床中的第二热交换器，该第二热交换器由一系列沿稠密流化床中的悬浮态微粒的路径放置的管道组构成。另外，所述第二热交换器包括至少两个入口，位于其中央的两侧，这两个入口分别接收不同的混合物，即第一热交换器的输入流体和输出流体的混合物，以使得进入每一管道组的流体的温度是到所述稠密流化床中的微粒入口处的距离的递增函数。
这样，稠密流化床中的微粒温度的差异就由供给各个管道组的流体的温度差异进行补偿。
至于热交换面，当第二热交换器包括多于两个的管道组时，一种有效率的方案是为每一个管道组设置一个专用入口。
但是，一种经济的方案是，与上述相反，使管道组的所有入口都与一个唯一的总管相连。
根据本发明的一个有利特征，管道组由设置在平行垂直面中的蛇形管构成。
另外，微粒的路径垂直于在其中实现所述蛇形管的平面。
本发明的一个最佳实施例在于所有管道组都是相同的。
有利的是，至少一种第一热交换器的入口和出口流体的混合物由与该第一热交换器的入口和出口相连的一些调节阀实现。
但是，至少一种第一热交换器的入口和出口流体的混合物也可以由与该第一热交换器的入口或者出口相连的一个调节阀来实现。
通过参照附图给出的实施例的说明可以更清楚地了解本发明，附图中—图1是一个可应用本发明的锅炉的示意图，—图2是本发明的第一种实施例，—图3是本发明的一个变型。
在各附图中示出的部件都用唯一的编号表示。
另外，只有对理解本发明有必要的锅炉部件才在文中提到并表示在附图中。
参照附图2，首先可以看到用一个围在外壳中的蛇形管示意的第一热交换器ET1。
稠密流化床ET2在这里的形状是一个矩形箱。该矩形箱整体也可视为第二热交换器。
在该矩形箱中，设置有三个蛇形管管道组F1、F2、F3，每一管道组有三个蛇形管，位于垂直于图面的垂直平面内。
矩形箱ET2与一个微粒输入管2E相连，该管位于矩形箱的平行于蛇形管平面的一个侧壁上，矩形箱还与位于上述侧壁的对壁上的一个微粒输出管2S相连。因此，在这种设计中，微粒的流动平均来说是与蛇形管平面相垂直的。
第一管道组F1位于微粒入口2E一侧，而第三管道组F3则位于出口2S一侧。
每一管道组F1、F2、F3都有自己的专用入口A1、A2、A3(输入总管)，而所有的管道组共用一个输出总管BS。
自然，可以采用另外的管道组设置方式，例如，使蛇形管平面平行于微粒路径。还可以使每一管道组都有其自己的专用输出总管。
每一管道组的入口A1、A2、A3都通过两个调节阀与第一热交换器ET1的入口和出口相连。调节这些阀门，以使得管道组F1、F2、F3出口处的温度大致相等。
这里存在一个性能最好的方案，人们也很容易想到，那就是第一管道组的入口A1只与第一热交换器ET1的入口相连，第三管道组的入口A3只与该热交换器的出口相连。
同样，任何阀门都可以用简单的隔板来代替。另一种实施方式是用三通阀来代替与管道组的同一入口相连的两个阀门。
事实上，本领域技术人员知道，如果可以通到每个管道组，则存在多种向温度不相同的管道组供料的可用方案。
根据本发明的一个示于图2中的变型，为三个管道组设置了一个单一的共同输入总管BE。
该总管位于第一管道组处的端部通过两个调节阀与第一热交换器ET1的入口和出口相连，同时其在第三管道组处的端部则与该热交换器ET1的出口直接相连。
输入总管BE的入口的位置可以有所移动，而不是精确地位于其端部重要的是使位于该总管中部的两侧的两个入口相距足够远。
另外，上面关于实现本发明可用的方案的多样性的阐述在这里同样适用。
同样，还可以考虑为输入总管BE大致在其中部设置一个附加入口，该入口接收来自第一热交换器ET1的入口和出口的流体的混合物。
这样，本发明通过静态的或者被调节的调节机构，可以在各管道组出口获得温度近似相同的蒸汽。
即使只有两个管道组，或者有三个以上的管道组，本发明显然都是适用的。
即使在稠密流化床ET2和分离机构S的微粒管道S2之间(或者，如果稠密流化床ET2B由在炉子C中收集的微粒供给的话，在该稠密流化床ET2B和炉子C的输出管道之间)接入任何部件，本发明也同样适用。
本发明不局限于所描述的实施例，而可以有多种实施方式，只要将部件用其等同物替换即可。
权利要求
1.热交换装置，包括一个第一热交换器(ET1)，后者下游是置于一稠密流化床中的第二热交换器(ET2)，该第二热交换器由一系列沿稠密流化床中的悬浮态微粒的路径放置的管道组(F1，F2，F3)构成，其特征在于，所述第二热交换器(ET2)包括至少两个入口，位于其中央的两侧，这两个入口分别接收不同的混合物，即第一热交换器(ET1)的输入流体和输出流体的混合物，以使得进入每一管道组(F1，F2，F3)的流体的温度是到所述稠密流化床的微粒入口处的距离的递增函数。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二热交换器(ET2)具有两个以上的管道组，每一管道组(F1，F2，F3)都有一个专用入口(A1，A2，A3)。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述管道组的入口与一个总管(BE)相连。
4.如权利要求1到3之一所述的装置，其特征在于，所述管道组(F1，F2，F3)由安装在若干平行垂直面内的蛇形管构成。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述微粒的路径垂直于安装所述蛇形管的平面。
6.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述管道组(F1，F2，F3)都是相同的。
7.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，至少一种第一热交换器(ET1)的入口和出口流体的混合物由与该第一热交换器的入口和出口相连的一些调节阀实现。
8.如权利要求1到6之一所述的装置，其特征在于，至少一种第一热交换器(ET1)的入口和出口流体的混合物由与该第一热交换器的入口或者出口相连的一个调节阀实现。
全文摘要
本发明涉及一种热交换装置,它包括一个第一热交换器(ET1),后者下游是置于一稠密流化床中的第二热交换器(ET2),第二热交换器由一系列沿稠密流化床中的悬浮态微粒的路径放置的管道组(F1,F2,F3)构成。第二热交换器(ET2)包括至少两个入口,位于其中央的两侧,分别接收不同的混合物,即第一热交换器(ET1)的输入流体和输出流体的混合物,使得进入每一管道组(F1,F2,F3)的流体的温度是到所述稠密流化床微粒入口处的距离的递增函数。
文档编号F27B15/00GK1246610SQ9811649
公开日2000年3月8日 申请日期1998年8月28日 优先权日1998年8月28日
发明者让－克劳德·塞梅达尔, 皮埃尔·戈维尔, 克里斯蒂昂·埃诺 申请人:Gec阿尔松·斯坦工业公司