專利名稱：熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有大量管子和多個(gè)隔板的熱交換器，這些管子布置在殼體中并聚集成至少一個(gè)管束，隔板將該殼體分為分開(kāi)的區(qū)域。
背景技術(shù)：
上述類型的熱交換器是現(xiàn)有技術(shù)中已知的，并且經(jīng)常被稱為管狀熱交換器。它們用于在具有不同溫度的兩種介質(zhì)中進(jìn)行熱交換，其中將一種介質(zhì)引入聚集在一起形成U形管束的管子中，另一種介質(zhì)以橫向或縱向流的形式穿過(guò)熱交換器的這些管子?；旧弦运羝?、水或惰性氣體等形態(tài)存在的高熱流體被用作第二種介質(zhì)，它們的熱量傳遞給通過(guò)管子流動(dòng)的第一種介質(zhì)。
優(yōu)選地，容納熱交換器管子的殼體具有多個(gè)隔板，隔板的排列形成了多個(gè)殼體區(qū)域。而且，隔板還用于將熱交換器殼體中的熱傳遞管子在空間上穩(wěn)定地排列并且予以固定。
然而，這種熱交換器具有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，那就是為了熱交換而進(jìn)入單獨(dú)的殼體區(qū)域的第二種介質(zhì)不能完全排放出單獨(dú)的殼體部分而不留下殘留物。特別在使用氣態(tài)流體時(shí)，以氣泡的形式存在的可凝結(jié)殘留物可以從外面集中到殼體里面無(wú)法接觸的部分，這也就是積聚。結(jié)果，隨著熱交換器的持續(xù)工作，由于積聚的流體殘留物就像絕熱體一樣包圍各熱交換器管子，因此熱交換器管子原來(lái)可用于熱交換的表面沒(méi)有得到充分利用。而且特別地，殘留物形成在隔板區(qū)域中，這樣隨著熱交換器工作時(shí)間的增加而有規(guī)律地形成絕熱層，從而降低熱交換器的效率，而且有時(shí)候這種效率的降低會(huì)非常嚴(yán)重。因而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)熱交換器工作過(guò)程中的性能損失可以達(dá)到50％之多。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提出一種克服上述缺點(diǎn)的改進(jìn)型熱交換器，當(dāng)工作時(shí)間增加時(shí)，該熱交換器還具有相對(duì)較好的工作狀態(tài)。
通過(guò)起初所描述的該型熱交換器解決這個(gè)問(wèn)題，其中該熱交換器的特征在于具有至少一個(gè)排放管，優(yōu)選地，排放管從殼體的所有區(qū)域突出，并且具有多個(gè)橫切于管子的縱向形成的排放孔。
與傳統(tǒng)的熱交換器不同，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器具有至少一個(gè)排放管。排放管從殼體的所有區(qū)域穿出，從而保證了整個(gè)殼體的排放。排放管的形狀和橫截面可以與單獨(dú)的應(yīng)用相適合，并且排放管有多個(gè)橫切于管子的縱向形成的排放孔。因此可以很容易地在各殼體區(qū)域和熱交換器的周圍之間建立流體連接，這樣如果需要可以將在殼體內(nèi)部積聚的包圍的任何流體殘留物完全地排出。因此，可以方便地消除由于氣體或者蒸汽的積聚而對(duì)熱交換器的性能和效率所造成的損害。因此對(duì)該排放管的應(yīng)用就很有可能。如果用戶檢測(cè)到熱交換器的效率降低，只需要暫時(shí)關(guān)閉掉熱交換器，利用合適的裝置打開(kāi)處于關(guān)閉狀態(tài)的排放管，并且通過(guò)排放管排出積聚在殼體中的流體殘留物，接著可以再次關(guān)閉排放管并且重新啟動(dòng)熱交換器。
根據(jù)一個(gè)可替代實(shí)施例，熱交換器具有大量排放管，每個(gè)殼體區(qū)域具有至少一個(gè)排放管。通過(guò)這樣的布置不僅可以加快排放過(guò)程，而且通過(guò)使用幾個(gè)相互阻隔的殼體區(qū)域可確保進(jìn)入各個(gè)殼體區(qū)域的介質(zhì)的混合。每個(gè)要排放的殼體區(qū)域都至少有一個(gè)排放管，該排放管只在分配給排放管的殼體區(qū)域中有排放孔。例如，如果一個(gè)熱交換器殼體總共分為四個(gè)子區(qū)域，那么總共有至少四個(gè)排放管，每個(gè)排放管用于對(duì)四個(gè)子區(qū)域中的一個(gè)進(jìn)行排放。此外，當(dāng)然每個(gè)要排放的區(qū)域也可以具有不僅一個(gè)而是幾個(gè)排放管，這些排放管也只在需要排放的單獨(dú)的區(qū)域有排放孔。
如果熱交換器殼體的單獨(dú)的子區(qū)域都裝入一種相同的介質(zhì)，或者如果不用考慮介質(zhì)之間的可能出現(xiàn)的混合，那么在某些情況下只使用一個(gè)排放管就足夠了，只要這個(gè)排放管在每個(gè)單獨(dú)的區(qū)域都至少有一個(gè)排放孔。根據(jù)該實(shí)施例，使用幾個(gè)排放管當(dāng)然有利于加快排放過(guò)程。
依照本發(fā)明的另一特點(diǎn)，將每個(gè)排放管的排放孔的數(shù)目和它們各自的直徑設(shè)計(jì)為和熱交換器的應(yīng)用相關(guān)。為了優(yōu)化排放過(guò)程，排放孔的數(shù)目和各個(gè)排放孔的直徑可以變化，其中重要的是讓各個(gè)具有所需橫截面的排放孔位于要排放的殼體的液體殘留物優(yōu)先以氣泡等形式存在的區(qū)域中。在一方面，這樣的布置確?？梢酝耆厍宄跉んw中形成的殘留物，并因此可以對(duì)殼體進(jìn)行完全的排放。在另一方面，通過(guò)對(duì)排放孔的精心安排可以加快整個(gè)排放過(guò)程。而且，為了進(jìn)一步地改進(jìn)，可以對(duì)排放孔進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明，此處的對(duì)排放孔進(jìn)行調(diào)整是指將排放孔排列在排放管的有效長(zhǎng)度上，這樣可以優(yōu)選地在熱交換器的排放過(guò)程中完全清除使用熱交換器所預(yù)期會(huì)形成的殘留物。
根據(jù)本發(fā)明的熱交換器配備有生產(chǎn)商家預(yù)先插入的排放管。但是，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別建議，也可以在以后再加入根據(jù)本發(fā)明的排放管以作為改進(jìn)，其中并不需要拆除熱交換器或管道。與此相關(guān)，根據(jù)本發(fā)明提出一種在具有幾個(gè)隔板的熱交換器中安排排放管的方法，其中將原先用于熱交換的管子位于縱向底部的隔板上面切開(kāi)，并且將切除的管道部分移走，并用具有排放孔的排放管代替該切除的管道部分。
在打開(kāi)熱交換機(jī)的水室后，將用于實(shí)現(xiàn)該目的的管子都固定在一個(gè)管束架中，以一種可控方式切除掉部分舊管子而不損壞旁邊管子；檢查旁邊管子的損壞；插入具有預(yù)定插孔的新管，將新管與管子圓板相阻隔，在內(nèi)部集合器中集合管子；并通過(guò)現(xiàn)有的或者新的容器接頭將管子引出。通過(guò)這個(gè)完整的方法，熱交換器仍保持在發(fā)電廠，只需要將熱交換器移開(kāi)，而且并不需要拆除管道。
根據(jù)本發(fā)明而改進(jìn)的熱交換器具有上述的優(yōu)點(diǎn)。其中，不同于由生產(chǎn)廠家插入排放管的熱交換器，根據(jù)本發(fā)明將原本用于熱交換的管子進(jìn)行改進(jìn)，并在以后將該改進(jìn)后的該管用于排放管。出于該目的，和熱交換器的應(yīng)用相關(guān)，將熱交換器中優(yōu)選為U形的管子中的至少一個(gè)在縱向上位于底部的隔板的上面打開(kāi)。移開(kāi)該U形管因此而分離的管腿，并用具有多個(gè)排放孔的排放管代替移開(kāi)的管腿。U形管的這一部分管道作為排放管，可以按照前述方式對(duì)熱交換器進(jìn)行排放。方便地，U形管的另一管腿以相同的方式分離，并用一個(gè)排放管代替該管腳?；蛘?，如果既不期望又不需要這樣，可將它密封。無(wú)論如何，將該原先用于熱交換的U形熱交換器管子從熱交換循環(huán)中分離出去。
為了在位置上固定排放管的排列，根據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，在隔板上面的區(qū)域?qū)⒐茏臃蛛x前，將該原先用于熱交換的管子加寬。優(yōu)選地，可使用探針來(lái)完成。通過(guò)探針，可將保留在熱交換器中的管子部分在預(yù)定長(zhǎng)度上對(duì)末端加寬。將管子加寬可以保證保留在熱交換器中的管子部分在打開(kāi)后將不會(huì)在其位置上滑動(dòng)，而會(huì)固定在其位置上。另外，加寬管子用于形成可允許放置排放管的管架?？蓪⑴欧殴芊湃氩⒎€(wěn)固在以該種方式而形成的管架中。為實(shí)現(xiàn)該目的，可以用壓入配合設(shè)計(jì)管架，例如粘合等別的連接方式也同樣適用。


根據(jù)結(jié)合以下附圖的對(duì)本發(fā)明的描述可以得到本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。在這些圖中圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的熱交換器的示意圖；圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的熱交換器的示意圖；圖3為原來(lái)用于熱交換的管子的局部剖視示意圖；圖4為原來(lái)用于熱交換的管子在末端加寬后的局部剖視示意圖；圖5為引入了排放管的用于熱交換的管子的局部剖視示意圖；圖6為引入了根據(jù)可替代實(shí)施例的排放管的用于熱交換的管子的局部剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是熱交換器1下部分的示意性剖視圖。熱交換器1由排列在殼體2中并聚集成管束的大量U形管3構(gòu)成。此外，多個(gè)隔板4將殼體2分為幾個(gè)分開(kāi)的區(qū)域5。
要被加熱的介質(zhì)通過(guò)管子3流動(dòng)，它按照流動(dòng)方向10流入管子3并按照流動(dòng)方向11流出。第二種介質(zhì)通過(guò)入口17沿著流動(dòng)方向12流入殼體2的每個(gè)區(qū)域5，然后以與管子3橫切的方向流過(guò)殼體2的殼體部分5，并通過(guò)出口18沿著流動(dòng)方向13流出殼體。也可以將入口17設(shè)計(jì)為一個(gè)位于中心的單個(gè)入口。當(dāng)穿過(guò)部分區(qū)域5的介質(zhì)流過(guò)殼體2時(shí)，它以公知的方式將其自身攜帶的熱量傳遞給通過(guò)管子3流動(dòng)的介質(zhì)。顯然，也可以以不同于圖1所示的方式將第二種介質(zhì)引入熱交換器。
在一種稍微不利的情況下，可能在殼體2，也就是在單獨(dú)區(qū)域5內(nèi)存在介質(zhì)殘留物，例如，這是因?yàn)橐院凸茏?橫切的方向穿過(guò)殼體2的介質(zhì)沒(méi)有完全通過(guò)出口18清除，這樣在管子3或者隔板4上形成了以氣泡等形式存在的氣墊。不利的是，這些殘留物可以充作絕熱物，造成50％之多的性能損失。
為了避免這個(gè)缺點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明提供了排放管6。優(yōu)選地，排放管6穿過(guò)殼體2的所有區(qū)域5，并在和管子6的縱向14橫切的方向上形成有多個(gè)排放孔。通過(guò)該排放管6可以清除殼體2中形成的任何流體殘留物，并將殘留物排到熱交換器1的周圍區(qū)域。因此，使用該排放管6可以使熱交換器1的殼體2有可能不再有任何流體殘留物，從而保證了熱交換器1相對(duì)較高的效率和工作時(shí)間的延長(zhǎng)。
在圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，熱交換器1的排放管6是由生產(chǎn)廠家預(yù)先插入的。相反，在圖2所示的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，熱交換器1配備有前面提到的排放管。在該實(shí)施例中，將原先用于熱交換的管子3在位于縱向14底部的隔板4的上面的如8所示的切開(kāi)位置切開(kāi)，并且將切除的管道部分移走，并用具有排放孔15的排放管6代替該切除的管道部分。原先用于熱交換的管子3的剩余部分7保留在熱交換器1中，并且其末端由塞子9封閉。為了確定熱交換器中隔板4的排列位置，可以在前述的操作過(guò)程中進(jìn)行渦流測(cè)量。隨后將排放管6引入熱交換器1以改進(jìn)熱交換器1，排放管6的工作方式與對(duì)圖1的描述相一致。
根據(jù)本發(fā)明提供了一種排列排放管6以作為改進(jìn)的方法，下面結(jié)合圖3到圖6對(duì)該方法進(jìn)行詳細(xì)的描述。在圖1到圖6中，圖2示出了原來(lái)用于熱交換的管子3中一部分在切開(kāi)位置8附近的局部視圖。如圖3所示，在該方法的第一步，首先優(yōu)選地將原先用于熱交換的管子3在位于縱向方向14的底部的隔板的上面切開(kāi)。圖3中用虛線示意性地標(biāo)出了切開(kāi)位置8。在切開(kāi)管子3后，接著將切斷的管子部分19從熱交換器1中移走，并用具有排放孔15的排放管6代替該切斷的管子部分。為了固定排放管6的排列，將原先用于熱交換的管子3中仍然保留在熱交換器1中的部分7加寬以形成管架16。圖4示出了管子的加寬。完成加寬以后，該方法的最后一步是將排放管6推入熱交換器1，并且安裝到管架16中。特別地，如圖5所示，將排放管6設(shè)計(jì)為緊靠在管架側(cè)，其目的在于提供關(guān)閉元件21。為了固定排放管6的排列，將關(guān)閉元件21插入管子3的保留在熱交換器1中的部分7?？商娲兀部梢允褂谜澈?。
圖6所示為連接排放管6和管子3的保留在熱交換器中的部分7的可替代實(shí)施例。在這里，在排放管6的末端有接入排放管6中的連接元件20。例如，可將連接元件20設(shè)計(jì)為在管架側(cè)逐漸變細(xì)的圓筒形元件。為了將排放管6和保留在熱交換器中的部分7相連接，將排放管6連入熱交換器，而連接元件20在管架側(cè)從排放管6的邊緣突出。這就將連接元件20接入管子3，并將排放管6和部分7連接。連接元件20一方面使得排放管6與管子3的部分7在位置上相對(duì)排列固定，另一方面保證了排放管6的末端密封。為了確保管子3的保留在熱交換器中的部分7在位置上固定排列，在隔板4的區(qū)域?qū)⒉糠?加寬，以有效地避免管子3的部分7無(wú)意識(shí)的滑動(dòng)。
作為上述方法的一種可替代執(zhí)行方式，在切開(kāi)原先用于熱交換的管子3前，可首先將管子3在最終的切開(kāi)位置8的附近加寬。從而使得切開(kāi)管子后，管子3的保留在熱交換器中的部分7不會(huì)滑動(dòng)，而是固定在它的位置上。如上所述，切開(kāi)管子后，加寬的管子可作為管架。執(zhí)行這個(gè)可替代方法可以改進(jìn)排放管6。首先，優(yōu)選地，在位于底部的隔板上面將原先用于熱交換的管子加寬，從而使得在這個(gè)加寬的區(qū)域有管子3的開(kāi)口。加寬阻止了管子3的保留在熱交換器1中的部分7的滑動(dòng)。在切開(kāi)管子3后，管子的部分7的末端加寬區(qū)域進(jìn)一步還可以用作用來(lái)放置引入熱交換器1的排放管的管架16。
權(quán)利要求
1.一種具有大量管子(3)和多個(gè)隔板(4)的熱交換器，所述管子(3)優(yōu)選地位于殼體(2)內(nèi)并聚集成至少一個(gè)管束，所述隔板(4)將殼體(2)分為分開(kāi)的區(qū)域(5)，其特征在于，該熱交換器具有排放管(6)，所述排放管(6)優(yōu)選地穿過(guò)殼體(2)的所有區(qū)域(5)，并且排放管(6)具有多個(gè)橫切于排放管(6)的縱向(14)形成的排放孔(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，該排放管(6)在每個(gè)分開(kāi)的區(qū)域(5)中具有至少一個(gè)排放孔(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其特征在于，排放孔(15)的數(shù)目和各個(gè)排放孔(15)的直徑與熱交換器的應(yīng)用相關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于，排放孔(15)的方向與熱交換器的應(yīng)用相關(guān)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于，該排放管(6)延伸到位于縱向(14)底部的區(qū)域(5)的隔板(4)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于，排放管(6)具有大量排放孔(15)。
7.一種用于在具有多個(gè)隔板(4)的熱交換器(1)中排列排放管(6)的方法，在位于縱向(14)的底部的隔板(4)的上面切開(kāi)原先用于熱交換的管子(3)，移走并用具有排放孔(15)的排放管(6)代替切斷的管子部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在切開(kāi)該原先用于熱交換的管子(3)之前，加寬該原先用于熱交換的管子(3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，將排放管(6)引入管架(16)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，原先用于熱交換的管子(3)的保留在熱交換器(1)中的管子部分(7)是封閉的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有大量U形管(3)和多個(gè)隔板(4)的熱交換器。優(yōu)選地，該U形管(3)位于殼體(2)內(nèi)并共同形成至少一個(gè)管束，隔板(4)將殼體(2)分為幾個(gè)分開(kāi)的區(qū)域(5)。為了使得熱交換器即使在工作時(shí)間不斷增加時(shí)也有相對(duì)較高的效率，本發(fā)明提出的熱交換器的特征在于具有至少一個(gè)排放管(6)。優(yōu)選地，該排放管(6)穿過(guò)殼體(2)的所有區(qū)域(5)，并具有多個(gè)橫切于管的縱向(14)形成的排放孔(15)。
文檔編號(hào)F28F9/00GK1595038SQ20041005857
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月21日
發(fā)明者甘特·格羅貝尼, 沃爾特·施瓦茨 申請(qǐng)人:巴爾克有限公司