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具有并行管束的热回收蒸汽发生器制造技术

技术编号:44174650 阅读:5 留言:0更新日期:2025-02-06 18:20
本公开涉及一种热交换器,具体地涉及一种用于产生蒸汽的废热回收装置。特别地,该热交换器设置有两个或更多个单独的管束,每个管束布置在壳体的单独区段中。附加的单独旁通段布置在该壳体的中间。第一热交换流体(特别是废热流体)流经该壳体并分布在该壳体的单独区段之间,并且第二热交换流体(特别是水)流经每个管束并与该第一热交换流体交换热量。另选地,至少一个管束被不同的热交换流体流过。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开涉及一种废热回收装置,尤其涉及一种用于产生蒸汽的废热回收装置,即热回收蒸汽发生器。


技术介绍

1、废热发生在几乎所有的机械过程和热过程中。废热源包括例如排放到大气中的热燃烧气体、释放到环境中的热水、存在于工业过程中的加热产物以及从热设备表面传递的热量。因此,废热源在聚集状态(主要是流体的和气体的)、温度范围和它们出现的频率方面有所不同。最显著量的废热在工业和能量产生过程中损失。

2、回收废热可以根据废热温度通过各种废热回收技术来进行,以提供有价值的能量源并减少整体能量消耗。

3、通常,废热通过排出流体从热源传递到废热回收系统。废热回收系统通常包括废热回收装置,即被配置为将热源的排出流体的残余焓传递到废热回收系统的工作流体的热交换器。热交换流体通过实心壁保持分离,允许热量从壁的一侧传递到另一侧,同时防止流体混合。在实践中,根据一个可能的实施方案,一种流体在形成管束的一个或多个管内流动,而另一种流体在限定于壳体内的体积中的管外流动(这种热交换器被认为是壳管式热交换器)。

4、特别地,在本公开的框架内,机器(诸如热力学系统)的剩余热量,即由系统通过烟道气最终与系统未利用的热源的一部分一起排放的热量,用于对水进行加热以产生蒸汽,该蒸汽可用于过程(废热发电)中或用于驱动蒸汽涡轮。热回收蒸汽发生器(在下文中也用首字母缩略词hrsg标识)的常见应用是在联合循环发电厂中,其中来自燃气涡轮的热废气被馈送到hrsg以产生蒸汽,继而驱动蒸汽涡轮。

5、然而,热回收蒸汽发生器的缺点在于难以适应工作流体流速的变化,并且启动和维护需要很长时间。热回收蒸汽发生器的可调整性较低。在直通式蒸汽发生器的情况下,在低负载(通常低于额定负载的30%)下,蒸汽发生器变得不稳定。

6、这些缺点变得越来越重要,因为目前市场需要生产灵活性,这意味着暂时状态的增加,诸如启动和停止循环以及负载变化。油气市场尤其需要频繁的负载变化,这也增加了暂时状态的数量。因此,热回收系统越来越受到高启动/停止频率的热源的影响。

7、另一个问题与热回收系统的维护有关。例如,水垢可能沉积在壁部的表面上,使热交换流体保持分离,从而降低传热系数,并因此降低热回收系统的整体效率。为了去除水垢或者出于任何其他维护需要,将热交换器停止。为了加速维护操作,分离热交换流体的壁部(例如,管束中的管)可为可移除的,以允许更容易地触及待处理的表面。然而,大型热交换器的管束可能由于其重量而非常难以处理。


技术实现思路

1、根据本公开,提出热交换器,特别是用于产生蒸汽的废热回收装置,设置有两个或更多个单独的管束,每个管束布置在壳体的单独区段中,其中不含任何管束的壳体的附加单独区段布置在壳体的中间。特别地,第一热交换流体(通常为热流体)流经壳体并且分布在该壳体的单独区段之间。每个管束被第二热交换流体流过,通常是通过与第一热交换流体交换热量而被加热的流体。另选地,至少一个管束被不同的热交换流体流过。

2、因此,在一个方面,本文所公开的主题涉及一种热交换器,该热交换器具有被分成并行布置的多个单独的壳区段的壳并且具有并行布置的多个管束。在本公开的框架中,定义“并行布置的壳区段”、“并行壳区段”或“并行区段”意指每个区段与所有其他并行区段是分开的,意思是相同热交换流体分布在每个并行区段之间。此外,在本公开的框架中,定义“并行布置的管束”、“并行管束”或“并行束”意指并行布置的每个管束与所有其他并行管束是分开的,在任何并行管束内部流动的流体是相同或不同的,在管束的出口与任何其他的入口之间不存在连接。

3、在另一方面,本文所公开的主题涉及一种热交换器,其中每个管束被布置在能够从热交换器的外壁触及的单独的壳体区段中。

4、在一个方面,多个并行管束允许限制每个管束的重量。同时,每个并行管束较轻并且能够从热交换器的外壁触及,从而允许在出现故障的情况下移除甚至更换。

5、在一个附加方面,布置在壳体中间的不含任何管束的壳体的附加单独区段被配置作为旁通管道,该旁通管道被其他单独区段围绕,从而限制排热和隔热件的厚度。这种布置允许圆形形状、更好的外部隔热以及改进的抗外部负荷的强度。

6、在另一方面,即使在一个或一些管束损坏的情况下,并行管束也允许连续操作,从而提高整体可用性。

7、在又一个方面,并行的多个管束允许用不同流体或在不同压力水平下工作。因此,不同的流体和/或压力组合也是可能的,包括水、油和有机流体。例如,作为在不同区段中具有不同压力水平的直通式蒸汽发生器工作的热交换器可用于同时从一个管束获得蒸汽并且从另一管束获得热水或热油。

8、另外,热交换器可与一较小的热交换器一起使用,该较小的热交换器布置在上游以吸收来自热源的过多热量,也就是说,在暂时状态期间,允许废热回收装置经受不那么严重的工作循环。该较小的热交换器可被配置作为工作流体预热器,即,废热回收系统的工作流体可用作与来自热源的热流体交换热量的冷却流体,从而避免废热回收装置的主热交换器的最冷区段中的酸冷凝。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种热交换器(10),包括:

2.根据权利要求1所述的热交换器(10),其中每个热交换段(15,16,19)的流量调节装置(20)独立于其他热交换段(15,16,19)的流量调节装置(20)。

3.根据权利要求1或2所述的热交换器(10),其中所述第一热交换流体为加热流体。

4.根据权利要求3所述的热交换器(10),其中所述加热流体为废气。

5.根据权利要求3或4所述的热交换器(10),其中所述第二热交换流体和任何其他热交换流体为待加热流体。

6.根据权利要求5所述的热交换器(10),其中所述待加热流体为水、油或有机流体。

7.根据权利要求6所述的热交换器(10),其中所述第一进料线的待加热流体不同于所述第二进料线的待加热流体,所述待加热流体为水、油或有机流体。

8.根据权利要求5所述的热交换器(10),其中所述第一进料线的待加热流体和所述第二进料线的待加热流体是相同的流体,所述第一进料线和所述第二进料线并行布置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器(10),其中每个热交换段(15,16,19)可以被其他部分隔离,并且每个管束(17,18)可以被其他部分隔离。

10.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器(10),其中至少所述第一管束(17)和/或所述第二管束(18)由串联布置的两个或更多个区段组成。

11.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器(10),其中所述第一管束入口(171)和所述第一管束出口(172)和/或所述第二管束入口(181)和所述第二管束出口(182)相对于用于所述第一热交换流体的所述入口(12)和用于所述第一热交换流体的所述出口(13)逆流布置。

12.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器(10),其中附加热交换器布置在所述单独区段(15,16,19)的上游,所述附加热交换器比所述热交换器(10)小。

13.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器(10),其中存在控制系统(30),其中所述控制系统包括设置有相应管束(17,18)的每个单独区段(15,16)的流量的差压指示器(31)。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种热交换器(10),包括:

2.根据权利要求1所述的热交换器(10),其中每个热交换段(15,16,19)的流量调节装置(20)独立于其他热交换段(15,16,19)的流量调节装置(20)。

3.根据权利要求1或2所述的热交换器(10),其中所述第一热交换流体为加热流体。

4.根据权利要求3所述的热交换器(10),其中所述加热流体为废气。

5.根据权利要求3或4所述的热交换器(10),其中所述第二热交换流体和任何其他热交换流体为待加热流体。

6.根据权利要求5所述的热交换器(10),其中所述待加热流体为水、油或有机流体。

7.根据权利要求6所述的热交换器(10),其中所述第一进料线的待加热流体不同于所述第二进料线的待加热流体,所述待加热流体为水、油或有机流体。

8.根据权利要求5所述的热交换器(10),其中所述第一进料线的待加热流体和所述第二进料线的待加热流体是相同的流体,所述第一进料线和所述第二进料线并行布置。

9.根据前述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:俄内斯托·纳西尼R·梅洛G·真纳里马可·圣蒂尼
申请(专利权)人:诺沃皮尼奥内技术股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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