流化床热交换器制造技术

一种具有腔室(24)的流化床热交换器，包括：至少一个固体颗粒入口端口(22)；至少一个固体颗粒出口端口(30)，其与所述至少一个入口端口(22)隔开一定距离布置；用于将流化气体从所述腔室(24)的底部区域(24b)引入到所述腔室(24)中的装置(46)；在其下部的壁状传热装置(28)，在固体颗粒从入口端口(22)到出口端口(30)的主流动方向延伸，基本上彼此平行，在相邻的传热装置(28)之间具有空间(C)；在其上部的至少一个挡板(50、52)，基本上垂直于传热装置(28)延伸，从腔室的顶板(24c)向下，其下端与传热装置(28)具有一定距离并包括延伸部分(E)，突出到相邻的传热装置(28)之间的空间(C)；和连接器(B)，其将所述传热装置(28)机械连接至所述延伸部分(E)。

Fluidized-bed heat exchanger

\u4e00\u79cd\u5177\u6709\u8154\u5ba4(24)\u7684\u6d41\u5316\u5e8a\u70ed\u4ea4\u6362\u5668\uff0c\u5305\u62ec\uff1a\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u56fa\u4f53\u9897\u7c92\u5165\u53e3\u7aef\u53e3(22)\uff1b\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u56fa\u4f53\u9897\u7c92\u51fa\u53e3\u7aef\u53e3(30)\uff0c\u5176\u4e0e\u6240\u8ff0\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u5165\u53e3\u7aef\u53e3(22)\u9694\u5f00\u4e00\u5b9a\u8ddd\u79bb\u5e03\u7f6e\uff1b\u7528\u4e8e\u5c06\u6d41\u5316\u6c14\u4f53\u4ece\u6240\u8ff0\u8154\u5ba4(24)\u7684\u5e95\u90e8\u533a\u57df(24b)\u5f15\u5165\u5230\u6240\u8ff0\u8154\u5ba4(24)\u4e2d\u7684\u88c5\u7f6e(46)\uff1b\u5728\u5176\u4e0b\u90e8\u7684\u58c1\u72b6\u4f20\u70ed\u88c5\u7f6e(28)\uff0c\u5728\u56fa\u4f53\u9897\u7c92\u4ece\u5165\u53e3\u7aef\u53e3(22)\u5230\u51fa\u53e3\u7aef\u53e3(30)\u7684\u4e3b\u6d41\u52a8\u65b9\u5411\u5ef6\u4f38\uff0c\u57fa\u672c\u4e0a\u5f7c\u6b64\u5e73\u884c\uff0c\u5728\u76f8\u90bb\u7684\u4f20\u70ed\u88c5\u7f6e(28)\u4e4b\u95f4\u5177\u6709\u7a7a\u95f4(C)\uff1b\u5728\u5176\u4e0a\u90e8\u7684\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u6321\u677f(50\u300152)\uff0c\u57fa\u672c\u4e0a\u5782\u76f4\u4e8e\u4f20\u70ed\u88c5\u7f6e(28)\u5ef6\u4f38\uff0c\u4ece\u8154\u5ba4\u7684\u9876\u677f(24c)\u5411\u4e0b\uff0c\u5176\u4e0b\u7aef\u4e0e\u4f20\u70ed\u88c5\u7f6e(28)\u5177\u6709\u4e00\u5b9a\u8ddd\u79bb\u5e76\u5305\u62ec\u5ef6\u4f38\u90e8\u5206(E)\uff0c\u7a81\u51fa\u5230\u76f8\u90bb\u7684\u4f20\u70ed\u88c5\u7f6e(28)\u4e4b\u95f4\u7684 The space (C) and the connector (B) mechanically connect the heat transfer device (28) to the extension section (E).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流化床热交换器
本申请涉及一种所谓的循环流化床装置(CFBA)的流化床热交换器(FBHE)。
技术介绍
循环流化床装置(CFBA)的通用设计包括：-循环流化床反应器(CFBR)，其设计为燃烧器、焚烧反应器、锅炉、气化炉、蒸汽发生器等，如在US6,802,890B2所公开的。在典型的CFBR中，气体(空气)通过反应器的可透过的格栅状的底部区域，所述格栅(网格)支持颗粒物质的流化床，所谓的焚烧充填物，主要包括例如煤炭的燃料类材料。这给流化床中的燃料材料和其他组分提供了沸腾液体的性能。充气的颗粒物质/燃料混合物能够提高焚烧工艺和效率。焚烧充填物通常通过喷嘴吹入的空气/气体流化。流化床包括在所述格栅之上并与所述可渗透的反应器底部相邻的所谓密相区域(denseboardarea)，而在流化床中的颗粒材料的密度在反应器空间的上部变小，也称作流化床的自由区域(freeboardarea)。反应室通常受限于外部水管壁，所述水管壁由水从其中通过的管子制成，其中所述管子或者被直接彼此焊接以提供壁结构，或者在平行延伸的管部之间具有翼或肋。由于如煤炭、木材等的大多数所述燃料材料包含硫和/或有害物质，因此需要以适当的方式清洗离开反应室的气体。CFBR通常在其上端具有至少一个出口端口(outletport)，其中所述出口端口允许气体和固体颗粒的混合物从反应器排出，流入至少一个相关的分离器中。-分离器，例如，旋风分离器，用于从所述气体中分离固体颗粒(颗粒材料，包括灰尘)。在US4,615,715中公开了这种分离器的典型设计。分离器的外壁可设计为中空空间以使水从其中流过。-装置，用于将所述分离的固体颗粒通过流化床热交换器(FBHE)的至少一个相应的入口端口(inletport)从分离器传输到至少一个流化床热交换器(FBHE)。这些装置可为导管/管道/通道等。-虹吸管，其沿着从分离器至CFBR和/或FBHE的路径，以使分离器和CFBR之间的压力(场)的解耦。-至少一个流化床热交换器(FBHF)，其允许利用热量来产生能源，所述热量由颗粒材料提供，例如通过传热装置(通过管子等)加热并增加作为传热介质传输的通过所述FBHE并进一步到涡轮等的蒸汽的压力。-FBHE配备有至少一个入口端口和至少一个出口端口，后者适用于返回装置，用于至少一部分固体颗粒从FBHE离开并回到循环流化床反应器CFBR中的路径中。在过去的几十年里，已经开发了许多这种装置和部件的设计。然而仍然存在对改进的持续需求，特别是关于能量效率(典型容量范围：50-600MW-电-)、效率、简单构造、避免机械和热机械应力、紧密度(典型反应室的数据为：高：30-60m，宽：13-40m，深度：15-40m)。
技术实现思路
本专利技术始于具有腔室的FBHE，包括：至少一个固体颗粒入口端口；至少一个固体颗粒出口端口，其与所述至少一个入口端口隔开一定距离布置；用于将流化气体从所述腔室的底部区域引入到所述腔室中的装置；以及至少一个布置在所述腔室中的传热装置。本专利技术包括三个结构构成部分，即a)在流化床热交换器(在所述腔室中)中的传热装置的设计和布置，b)在所述室中并在所述传热装置之上的一个或多个挡板的设计和布置，c)所述传热装置和所述挡板的结构连接。ada)：传热装置在FBHE腔室的垂直下部延伸和-在固体颗粒通过FBHE从入口端口到其出口端口的路径中的的主流动方向，-基本上彼此平行，-在相邻的传热装置之间具有空间。各传热装置在颗粒流动方向的延伸部分可以通过壁状结构(单个传热装置的大体上平坦和紧密的设计)来最好地实现。结合它们的定向，这允许彼此相隔一定距离布置一组(套)多个传热装置，从而在相邻的壁/面板状传热装置之间形成空间。换句话说，如“空间/间隙”的通道布置在相邻的传热装置之间，所述通道还从腔室的入口到腔室的出口区域(出口端口)在固体颗粒的流动/传输方向上延伸。FBHE的这个部分的总体设计与腔室相似，被中间壁分成隔间，全部在FBHE的入口端口和出口端口之间基本上线性延伸。术语“壁状”不仅指具有平坦表面的立方设计，而且指各传热装置占用的总体积。一个管子，弯曲(曲折)使得所述管子的中央纵向轴位于一个假想平面中，表示壁状模式的一个实施例。管部可沿着坐标系(在相同平面)的两个轴向不同的方向延伸。这种设计使得在流化床中的固体颗粒在相邻的离散传热装置之间的空间/通道中流动，即在相邻的传热装置之间形成的空间(通道)中流动，虽然材料可以透过传热装置(例如在传热装置由一个或多个弯曲管子制成的情况下)，但远比主流动方向少。如果离散的传热装置是由弯折的管子/管道提供的，情况尤其如此，例如根据以下任选特征中的一个：-壁状模式包括网状结构。这使得固体颗粒沿坐标系的所有方向流动，但是保持朝向出口端口的主传输方向。-传热装置被设计为热交换管，用于传送传热介质并以弯曲的方式布置，从而提供垂直定向的壁状模式。-多个传热装置彼此以一定距离布置，形成一套/组传热装置。这提供了一批/套传热装置，贯穿腔室容积。-从腔室底部或接近腔室底部开始，传热装置延伸约腔室高度的50-90％。-传热装置延伸约小于腔室高度的80％。-传热装置从略高于底部向上延伸。-弯曲的热交换管的水平延伸部分比同一热交换管的垂直延伸部分长至少3倍。这构成固体颗粒的主传输方向的基础。-传热装置可用作再热器或过热器来再热或过热(超热)在所述装置(管子)中的传输介质。-流经所述热交换管的流体可为蒸汽，例如300℃-650℃和/或80巴-300巴的蒸汽。-几个热交换管可以连接到中央(共同)进料管。-同一热交换管的相邻部分或者同一传热壁的另一热交换管彼此延伸至外部热交换管直径的0.1-4倍(或0.5-2倍)。-在FBHE中不需要/不提供固体颗粒的入口腔室和/或返回腔室来允许连续的流动模式。Adb)：至少一个挡板在FBHE腔室的上部延伸，以及-基本上垂直于传热装置，-因此基本上垂直于在入口端口和出口端口之间的固体材料的主流动方向，-从腔室的顶板向下，-其下端与传热装置具有一定距离，以及包括延伸部分(extension)，突出到相邻的传热装置之间的空间。换句话说，挡板基本上垂直于入口端口和出口端口之间的直线延伸并基本上垂直。这种至少一个挡板不影响在装配有传热装置FBHE部分中的固体颗粒的流动，因为其布置在所述传热装置之上并仅用于重定向进入的固体颗粒流(向下)并使流化床之上并沿着室的水平截面的压力均衡，特别地，如果其提供有开口。挡板具有分隔壁的功能并避免固体材料流动(直接从入口端口到出口端口)的短路。它们促使颗粒流透入传热装置之间的传热带(以上提及的通道)。从本说明书可以得出，通常FBHE腔室的入口端口布置在其上端，紧靠其顶板，并总是看作总体FBHE的功能位。除非另有公开，这种定位对在此所有其他引用是有效的。任选包括以下实施例：-各挡板能够由一个或多个管道制成，其中流体(如水)流经所述管道。-至少一个挡板在所述腔室的相对壁之间延伸以改进所描述的效果。-至少一个挡板具有至少一个开口以允许对腔室中的压力调整/补偿。开口的大小可以调节。-至少一个挡板为至少部分水冷的。-至少一个挡板可被用作蒸发器或所谓的节热器(economizer)以加热流体。-至少一个挡板由压力管制成以传输90巴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有腔室(24)的流化床热交换器，包括：1.1至少一个固体颗粒入口端口(22)，1.2至少一个固体颗粒出口端口(30)，其与所述至少一个入口端口(22)隔开一定距离布置，1.3用于将流化气体从所述腔室(24)的底部区域(24b)引入到所述腔室(24)中的装置(46)，1.4在其下部的壁状传热装置(28)，1.4.1在固体颗粒从入口端口(22)到出口端口(30)的路径中的主流动方向延伸，1.4.2基本上彼此平行，1.4.3在相邻的传热装置(28)之间具有空间(C)，1.5在其上部的至少一个挡板(50、52)，1.5.1基本上垂直于传热装置(28)延伸，1.5.2从腔室的顶板(24c)向下，1.5.3其下端与传热装置(28)具有一定距离并包括：1.5.4延伸部分(E)，突出到相邻的传热装置(28)之间的空间(C)，和1.6连接器(B)，将所述传热装置(28)机械连接至所述延伸部分(E)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.04 EP 15153815.41.一种具有腔室(24)的流化床热交换器，包括：1.1至少一个固体颗粒入口端口(22)，1.2至少一个固体颗粒出口端口(30)，其与所述至少一个入口端口(22)隔开一定距离布置，1.3用于将流化气体从所述腔室(24)的底部区域(24b)引入到所述腔室(24)中的装置(46)，1.4在其下部的壁状传热装置(28)，1.4.1在固体颗粒从入口端口(22)到出口端口(30)的路径中的主流动方向延伸，1.4.2基本上彼此平行，1.4.3在相邻的传热装置(28)之间具有空间(C)，1.5在其上部的至少一个挡板(50、52)，1.5.1基本上垂直于传热装置(28)延伸，1.5.2从腔室的顶板(24c)向下，1.5.3其下端与传热装置(28)具有一定距离并包括：1.5.4延伸部分(E)，突出到相邻的传热装置(28)之间的空间(C)，和1.6连接器(B)，将所述传热装置(28)机械连接至所述延伸部分(E)。2.根据权利要求1所述的流化床热交换器，其中，所述至少一个挡板(50、52)具有至少一个开口(O)以允许压力调节。3.根据权利要求1所述的流化床热交换器，其中，所述至少一个挡板(50、52)被设计为具有许多小的、离散的开口的幕。4.根据权利要求1所述的流化床热交换器，其中，所述至少一个挡板(50、52)在所述腔室(24)的相对壁(24s)之间延伸。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：达米安·杰拉尔德，克劳斯·迪特尔·波尔，奥古赞·纳林，彼得·博莱特曼，彼得·科赫，汉斯·派特拉，
申请(专利权)人：斗山能捷斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE