HUT63492A

HUT63492A - Heat exchanger particularly for heating power plants and steam generators

Info

Publication number: HUT63492A
Application number: HU9200642A
Authority: HU
Inventors: Louis Dethier
Original assignee: Teset Ag
Priority date: 1991-03-01
Filing date: 1992-02-26
Publication date: 1993-08-30
Also published as: CS60092A3; EP0501350A1; DE4106518A1; DE4106518C2; HU9200642D0

Abstract

A heat exchanger, particularly for heating stations and steam generators downstream of one or more burners, with a gas guiding system and a fluid system arranged in thermal contact therewith, can be simply constructed and possibly extended if the gas guiding takes place in a thermally insulated housing (5, 5', 5'', 51, 52, 53), in which at least one exchanger cylinder (8, 8', 8'', 8''') with a large number of pipes (9) open on the end side is arranged, the intermediate spaces (10) of which cylinder form a sealed space between the pipes (9) and have a supply connection (14, 14', 14'') and a removal connection (15, 15', 15'') for a fluid. <IMAGE>

Description

A találmány főleg fűtőerőmüvekhez és gőzfejlesztők részére egy vagy több égőhöz csatlakozó hőcserélőre vonatkozik gázvezető rendszerrel és az ezzel termikus kapcsolatban álló folyadékrendszerrel.The present invention relates in particular to a heat exchanger connected to one or more burners for heating power plants and steam generators, with a gas conduit system and a fluid system therewith.

Ilyen jellegű hőcserélő számos kiviteli alakban ismert. Ezek gyakran gőzkazánhoz alkalmazott égővel vannak kombinálva. Az égő lángjában keletkező füstgáz ilyenkor nagyszámú vízcsőhöz jut, melyekben a víz a jó hővezető2Such a heat exchanger is known in many embodiments. They are often combined with a burner for a steam boiler. The flue gas from the burner flame gets to a large number of water pipes, where the water is a good heat conductor2

képességű csövekkel fennálló termikus kapcsolat következtében a füstgáztól felmelegszik és adott esetben gőzzé válik. Már a kisebb és a közepes nagyságú berendezések is jelentős beruházást Igényelnek. Ha az ilyen jellegű gőzkazán kicsinek bizonyul, akkor a kapacitásbővítés rendszerint nem lehetséges, vagy gazdaságosan nem oldható meg, úgyhogy egy újabb gőzkazánt alkalmaznak.due to the thermal contact with the tubes of the Capacities, it is heated from the flue gas and possibly vaporized. Small and medium-sized equipment already requires significant investment. If this type of steam boiler proves to be small, capacity expansion is usually not possible or economically impossible, so a new steam boiler is used.

A találmány alapját az a feladat jelenti, hogy a bevezetőben említett jellegű hőcserélőt úgy képezzük ki, hogy egyszerű módon legyen helyettesíthető és adott esetben bővíthető.The object of the present invention is to provide a heat exchanger of the kind mentioned in the introduction so that it can be replaced and optionally expanded in a simple manner.

Ez a feladat a találmány szerint a bevezetőben említett jellegű hőcserélővel azáltal oldható meg, hogy a gáz vezetése olyan hőszigetelt házban történik, amelyben legalább egy hőcserélő henger van olyan homlokoldalán nyitott nagyszámú csővel, amelyeknek a köztes tere a csövek között lezárt teret alkot és bevezető csatlakozással, valamint kivezető csatlakozással rendelkezik valamilyen közeg részére. A bevezetett közeg ilyenkor rendszerint folyadék, előnyös módon víz.This object according to the invention can be solved by a heat exchanger of the kind mentioned in the introduction by conducting the gas in a heat insulated housing having at least one heat exchanger cylinder with a plurality of tubes open on its face with an intermediate space forming a sealed space between the tubes and has an outlet connection for a medium. The introduced medium is usually a liquid, preferably water.

A találmány szerinti hőcserélő elvileg az ismert hőcserélőktől szerkezetileg abban különbözik, hogy egy burkolatban olyan különálló hőcserélő hengere van, amelynek a csöveiben gáz, rendszerint füstgáz van vezetve, míg a csövek közötti köztes tér a hőt átvevő közeggel, rendszerint vízzel van megtöltve. A gáz ugyan először a szigetelt burkolat belső terébe jut, a közeg felé a hő-The heat exchanger of the present invention is structurally different from known heat exchangers in that a casing has a separate heat exchanger cylinder in which gas, usually flue gas, is conducted in the tubes, while the space between the tubes is filled with heat-absorbing medium, usually water. Although the gas first enters the interior of the insulated casing, the

cserélés azonban lényegében a hőcserélő hengereinek a csövein keresztül történik a gáz átáramlásánál, miközben a közeg a hőcserélő henger zárt belső terében a csövek között áramlik és elkülönítve kerül bevezetésre és elvezetésre. A hőcserélőnek ez a találmány szerinti kiképzése a hőcserélő szerkezetének jelentős egyszerűsítéséhez vezet. A hőcserélő henger kész szerkezeti elemként állítható elő és lehetővé teszi a hőcserélők felépítését gyakorlatilag egységenként olymódon, hogy nagyobb kapacitás csupán nagyobb számú hőcserélő henger alkalmazását igényli. A hőcserélő hengereket e mellett a közeg szempontjából, az alkalmazás esetének megfelelően, párhuzamosan, vagy egymás után lehet beiktatni. A hőcserélési folyamathoz e szerint csupán az egységes módon készített hőcserélő hengerek szükségesek, melyeket különböző nagyságú burkolatban kell az égők, a közeg vezetékei és hasonlók részére az egyedi esethez illesztett csatlakozásokkal kiképezni.however, exchange is effected substantially through the tubes of the heat exchanger rollers at the gas flow while the fluid flows between the tubes within the closed interior space of the heat exchanger cylinder and is introduced and discharged separately. This embodiment of the heat exchanger according to the invention leads to a significant simplification of the structure of the heat exchanger. The heat exchanger cylinder can be manufactured as a complete structural element and allows the heat exchanger to be constructed practically unit by unit so that a larger capacity requires only a greater number of heat exchanger cylinders. In addition, the heat exchanger cylinders can be mounted in parallel or sequentially with respect to the medium, depending on the application. The heat exchange process thus requires only uniformly formed heat exchanger cylinders, which need to be provided in different size enclosures for individual burners, fluid lines, and the like.

Az egyik előnyös kiviteli alak esetében a hőcserélő hengernek köralakú keresztmetszete van. Ezáltal a hőcserélő henger keresztmetszete mentén lehetőleg azonos hőmérséklet elérése lehetséges úgy, hogy lehetőleg mindegyik csőnél a hőcserélési folyamathoz egyforma hőmérsékletkülönbség áll rendelkezésre.In one preferred embodiment, the heat exchanger roll has a circular cross section. In this way, it is possible to achieve as much as possible a temperature along the cross-section of the heat exchanger cylinder, preferably with the same temperature difference for each heat exchanger process.

Az előnyös módon egymással párhuzamos állású csöveken át áramló forró gázok lehetőség szerint azonos kezelését az támasztja alá, hogy a hőcserélő henger valameny nyi csövét a hőcserélő henger belső terének mindig közelítőleg egyforma nagy térfogata veszi körül. Mivel a hőcserélő henger külső csöveit körülvevő térfogatnak a hőcserélő henger külső paléstfalával van kapcsolata, különösen előnyös az, ha a hőcserélő szigetelt házába a gáz belépése úgy van megoldva, hogy a gáz először a hőcserélő külső köpenyfalának lényeges részéhez jut el, mielőtt a homlokoldalon a nyitott csövekbe belép. Ezáltal érhető el az, hogy a hőcserélő henger külső köpenyfalát is felhevítse a beáramló forró gáz úgy, hogy a külső köpenyfal is közelítőleg felvegye a hőcserélő henger csöveinek a hőmérsékletét. így a hőcserélő henger külső köpenyfala felől nem jön létre hőmérsékletesés a hőcserélő henger zárt belső terében az áramló közegben.Preferably, the same treatment of hot gases flowing preferably through parallel tubes is supported by the fact that each tube of the heat exchanger cylinder is always surrounded by approximately equal volumes of interior space of the heat exchanger cylinder. Since the volume surrounding the outer tubes of the heat exchanger cylinder is in contact with the outer peripheral wall of the heat exchanger cylinder, it is particularly advantageous to allow gas to enter the insulated housing of the heat exchanger by first reaching the substantial portion of the outer shell wall of the heat exchanger. enters pipes. In this way, it is also possible to heat the outer shell wall of the heat exchanger cylinder with the inflowing hot gas so that the outer shell wall also approximates the temperature of the heat exchanger cylinder tubes. Thus, there is no temperature drop from the outer shell wall of the heat exchanger cylinder to the flowing medium within the closed interior space of the heat exchanger cylinder.

A szigetelt burkolatban a hőcserélő henger elhelyezése egyszerűen lehetséges akkor, ha a burkolatnak a hőcserélő henger borító falát tömítetten támasztó, a homlokoldalukon nyitott csövek meghosszabbításában nyitott feneke van, amely alatt gázgyűjtő tér van. Ebben az esetben semmiféle további intézkedés a tömítéshez nem szükséges, mert a borítás gázbevezető tere a fenékkel el van választva a gázkivezető tértől és a kerülő áramlást (a hőcserélő henger megkerülését) olyképpen akadályozza meg a hőcserélő henger külső falának a homlokoldali peremén lévő tömítés, hogy ez a tömítés már a hőcserélő henger súlyával is biztosítva van. Minden további nélkül nyilvánvaló, hogy az ilyen megoldás e hő cserélő különösen egyszerű szerkezeti megoldását eredményezi, mivel a hőcserélő hengert csupán egy fenéknyilás előkészített peremére kell ráállítani. A borítás fenékrészét ilyenkor betonból lehet elkészíteni. A hőcserélő henger külső fala és a fenékrész közötti tömítéshez a tömítést, előnyösen a kerámiából készült tömítést a fenékrészre lehet fektetni.The insulating casing is easily positioned to have a heat exchanger cylinder provided that the casing has an open bottom extending downstream of the tubes of the heat exchanger cylinder, which is open on their front faces, under which there is a gas collecting space. In this case, no further sealing action is required because the gas inlet space of the cover is separated from the gas outlet space by the bottom and the bypass flow (bypassing the heat exchanger cylinder) is prevented by a seal on the front edge of the outer wall of the heat exchanger cylinder. the seal is already secured by the weight of the heat exchanger cylinder. Without further ado, such a solution results in a particularly simple construction of this heat exchanger, since the heat exchanger cylinder is to be positioned only on the prepared flange of a bottom opening. The bottom of the cover can then be made of concrete. For sealing between the outer wall of the heat exchanger cylinder and the bottom, a seal, preferably a ceramic seal, may be placed on the bottom.

A szigetelt burkolatba a gáz bevezetésnek csak kevéssel kell a fenék felett lenni, amelyre a hőcserélő henger van felállítva, hogy biztosítva legyen a hőcserélő henger külső köpenyfalának a forró gázzal a lehetőség szerint teljes átáramoltatása.The gas inlet to the insulated jacket should only be located just above the bottom on which the heat exchanger cylinder is mounted to ensure that the outer shell wall of the heat exchanger cylinder is as completely as possible flush with the hot gas.

A találmány szerinti hőcserélőben a hőátadás nagy hatásfokkal érhető el, ha a közeg a köztes térben a csövekben vezetett gáz áramlásával ellenáramban van vezetve. A csövekben a gázáramlást 1,25 m/s-nál kisebb áramlási sebességgel kell vezetni, mivel ezáltal érhető el a legkedvezőbb hatásfok. Ez az áramlási sebesség az ismert gőzkazánokban szokásos gázáramlási sebesség nagyságrendje alatt van, amit többnyire messze 20 m/s felett állapítanak meg.In the heat exchanger of the present invention, heat transfer can be achieved efficiently if the medium is conducted in the intermediate space countercurrently with the flow of gas in the tubes. The gas flow in the pipes should be conducted at a flow rate of less than 1.25 m / s, as this provides the most efficient efficiency. This flow rate is in the range of the usual gas flow rate in known steam boilers, which is usually set far above 20 m / s.

Lehetséges a hőcserélő szigetelt házát úgy kiképezni, hogy az közvetlenül egy vagy több égőt tudjon befogadni a szerint, amint ez az ismert technológiának megfelel. Előnyös azonban az olyan kiképzés, amelynél az égő a burkolathoz úgy csatlakozik, hogy az égetési folyamat teljesen lezajlik, mielőtt az égéstermékek a hő6 cserélő hengerbe lépnének be. Az égő ilyen elhelyezése a hőcserélő hengerhez képest lehetővé teszi az égés olyan jellemzőinek az állandó ellenőrzését, amelyeket a hőcserélő felületen az idő előtti lehűlés nem befolyásol az égési folyamat befejeződése előtt.It is possible to configure the insulated housing of the heat exchanger so that it can receive directly one or more burners as it is known in the art. However, it is preferred that the burner is connected to the casing so that the combustion process is completed before the combustion products enter the heat exchanger cylinder. Such positioning of the burner relative to the heat exchanger cylinder allows for constant control of combustion characteristics that are not affected by premature cooling of the heat exchanger surface prior to the completion of the combustion process.

Mivel a találmány szerinti hőcserélőt egyszerű módon lehet a hőcserélő hengerek nagy számával nagy kapacitásúvá tenni, nehézség nélkül lehet hozzá több égőt csatlakoztatni.Because the heat exchanger of the present invention can be easily made high with a large number of heat exchanger cylinders, multiple burners can be easily connected to it.

A hőcserélő hengereknek az egyedi alkalmazásával kapcsolatos lehetőség ezen felül lehetővé teszi a vezérelt folyamatok megvalósítását egyetlen hőcserélőben is, mivel a füstgázok a különböző hőcserélő hengerekben eltérő hőátadási feltételeknek lehetnek kitéve. így lehetséges a hőcserélő hengereket egymás után úgy elrendezni, hogy a gázvezető csövek egymásban folytatódnak és úgy képeznek egy közös gázvezető csatornát, hogy az egymást követő hőcserélő hengerekben különböző körülmények vannak a közegre nézve beállítva. Lehetséges például egy alsó hőcserélőben a vizet felhevíteni és a felső hőcserélőben a felhevített vizet elgözölögtetni. Ezen kivül az ilyen szerkezettel lehetséges a füstgázt meghatározott hőmérsékletre tervezetten és lépésenként lehűteni azért, hogy több lecsapódási folyamatot váltsunk ki.In addition, the possibility of unique application of the heat exchanger cylinders allows controlled processes to be implemented in a single heat exchanger as the flue gases may be subject to different heat transfer conditions in different heat exchanger cylinders. Thus, it is possible to arrange the heat exchanger cylinders one after the other so that the gas conduit tubes continue one after the other and form a common gas conduit so that the successive heat exchanger cylinders have different conditions for the medium. For example, it is possible to heat the water in a lower heat exchanger and to evaporate the heated water in the upper heat exchanger. In addition, with such a structure, it is possible to cool the flue gas to a certain temperature in a planned and stepwise manner in order to induce more condensation processes.

A találmány szerinti hőcserélő ezért számos olyan alkalmazást tesz lehetővé, amelyekhez a hőcserélőt egyszerű módon hőcserélő hengerekből lehet összeállítani.The heat exchanger of the present invention therefore provides a number of applications for which the heat exchanger can be simply assembled from heat exchanger cylinders.

- 7 A hőcserélő vízhevitésnél gőzkazánként használva azonos módon alkalmazható, mint túlhevitett gőz előállításához. A hőcserélő hengernek a jellemző hossza 50-100 cm 5 és 100 közötti csővel.- 7 The heat exchanger, when used as a steam boiler for water heating, can be used in the same way as for the production of superheated steam. The heat exchanger cylinder has a typical length of 50-100 cm with a tube of 5-100 cm.

Belátható, hogy a csőátmérő megválasztásával a gáz áramlási sebességét a csövekben befolyásolni lehet úgy, hogy például párhuzamosan egy szigetelt burkolatban elhelyezett hőcserélő henger a henger felső oldalánál és a gyújtőteret képező alsó oldalon azonos nyomásviszonyok mellett különböző áramlási sebességeket valósíthat meg. Hasonló érvényes az olyan egymás után beiktatott hőcserélőknél, amelyekben különböző hőátadási folyamatok lépnek fel és ezért a hőcserélő felületeket képező csőfalaknál különböző áramlási sebességek előnyösek.It will be appreciated that by selecting the tube diameter, the gas flow rate in the tubes can be influenced such that, for example, a heat exchanger cylinder in an insulated jacket can achieve different flow rates under the same pressure conditions at the top of the cylinder and bottom. The same is true for successively installed heat exchangers in which different heat transfer processes occur and therefore different flow rates are preferred for pipe walls forming heat exchange surfaces.

A következőkben a találmányt rajzokkal ábrázolt kiviteli példák alapján ismertetjük közelebbről. Ezek a következők:The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. These are the following:

1. ábra: hőcserélő az égéstérhez csatlakoztatva,Figure 1: Heat exchanger connected to the combustion chamber

2. ábra: a csövek elhelyezésének vázlatos ábrázolása a hőcserélő hengerben,Figure 2 is a schematic representation of the location of the pipes in the heat exchanger cylinder,

3. ábra: két hőcserélő henger elhelyezésének vázla- tos ábrzáolása egy hőcserélő burkolatában,Figure 3 is a schematic representation of the placement of two heat exchanger cylinders in a heat exchanger casing,

4. ábra: hőcserélő egyenként két egymás felett el- helyezett olyan hőcserélő hengerrel, amelyek egyenként a burkolat fenekén állnak.Fig. 4 shows a heat exchanger with two heat exchanger cylinders positioned one above the other, each one standing on the bottom of the casing.

5.ábra: Figure 5: hőcserélő két, egyenként három közvetlenül egymás felett elhelyezett hőcserélő hengerből álló rendszerrel, a heat exchanger with a system of two heat exchanger cylinders placed directly above each other, 6.ábra: Figure 6: hőcserélő két párhuzamosan üzemelő hőcserélő hengerrel gőzfejlesztéshez, heat exchanger with two parallel heat exchanger cylinders for steam generation, 7.ábra: Figure 7: olyan hőcserélő vázlatos ábrázolása, amelyhez hét égő van csillagokban elhelyezve, a schematic representation of a heat exchanger to which seven burners are placed in stars, 8.ábra: Figure 8: olyan derékszögű hőcserélő vázlatos ábrázolása, amelyhez hét égő csatlakozik, schematic representation of a rectangular heat exchanger to which seven burners are connected, 9. ábra: Figure 9: hőcserélő berendezés vázlatos ábrázolása több, különböző feladatra szolgáló olyan hőcserélővel, amelyek hét égővel vannak felszerelve. Schematic representation of a heat exchanger with a plurality of heat exchangers for different purposes, equipped with seven burners.

Az l.ábra tünteti fel azt az 1 égöt, amely a 2 égőkamra falára van szerelve. A 2 égőkamrában az 1 égővel létrehotott láng gondoskodik olyan forró gázok létrehozásáról, amelyek a 3 belépőnyiláson keresztül áramlanak be a hőcserélő 5 burkolatának a 4 belső terébe. Az 5 burkolatnak a hőszigetelt 6 falai vannak és olyan 7 fenékkel van kiképezve, amelyre a 8 hőcserélő henger van ráállítva.Figure 1 shows the burner 1 mounted on the wall of the combustion chamber 2. In the combustion chamber 2, the flame generated by the burner 1 provides for the generation of hot gases which flow through the inlet 3 into the interior space 4 of the heat exchanger casing. The casing 5 has insulated walls 6 and is formed with a base 7 on which the heat exchanger cylinder 8 is mounted.

Amint a 2.ábra bemutatja, a 8 hőcserélő hengernek köralakú keresztmetszete van és a hosszirányú kiterjedésének megfelelően végig nyúló, egymással párhuzamos 9 csövekkel van felszerelve. A 9 csövek a 8 hőcserélő henger mindkét homlokoldalánál nyitottak, míg a csövekAs shown in Fig. 2, the heat exchanger cylinder 8 has a circular cross-section and is provided with extending parallel tubes 9 corresponding to its longitudinal extension. The tubes 9 are open at both ends of the heat exchanger cylinder 8, while the tubes

közötti 10 köztes tér homlokoldalai zártak, úgyhogy a 10 köztes tér zárt belső teret képez a lezárt homlokoldalak és a körhenger alakú 11 köpenyfal következtében.The ends of the intermediate space 10 are closed so that the intermediate space 10 forms a closed inner space due to the closed end faces and the circular cylindrical wall 11.

A hőcserélő 5 burkolatában a füstgázok részére szolgáló 3 belépő nyílás közvetlenül a burkolat 7 feneke felett van úgy, hogy a füstgázok a burkolat 11 köpenyfala mentén végig haladnak, mielőtt a 8 hőcserélő henger felső homlokoldalánál a 9 csövekbe be tudnának lépni. A 8 hőcserélő henger lezárt belső tere valamilyen közeggel, előnyös módon vízzel van töltve, ami a füstgázok melegét a 9 csövek falán keresztül, melyek hőcserélő felületként szerepelnek, átveszi. A lehűlt füstgázok a 8 hőcserélő henger alsó homlokoldalénál lépnek ki. A 8 hőcserélő henger alsó homlokoldalán a fenéken olyan köralakú nyílás van, amelynek a pereme a 8 hőcserélő henger 11 köpenyfalát alátámasztja, azonban a 9 csövekből kilépő lehűlt füstgázok átlépését akadálytalanul lehetővé teszi. A 7 fenék alatt olyan 12 gázgyűjtő kamra van kiképezve, amelyben a 9 csövekkel szétosztott gázáram ismét egyesül és a 13 kivezető csonkon a szabadba, vagy további feldolgozáshoz elvezetésre kerül.The inlet 3 for the flue gases in the heat exchanger casing 5 is directly above the bottom 7 of the casing so that the flue gases pass along the casing wall 11 of the casing before entering the pipes 9 at the upper face of the heat exchanger cylinder 8. The sealed interior of the heat exchanger cylinder 8 is filled with a medium, preferably water, which absorbs the heat of the flue gases through the walls of the pipes 9, which act as heat exchangers. The cooled flue gases exit at the lower front face of the heat exchanger cylinder 8. The bottom face of the heat exchanger cylinder 8 has a circular aperture with a flange supporting the shell wall 11 of the heat exchanger cylinder 8, but allowing unobstructed passage of the cooled flue gases exiting the tubes 9. Underneath the bottom 7 is formed a gas collecting chamber 12, in which the gas stream distributed through the pipes 9 is recombined and discharged at the outlet nozzle 13 or discharged for further processing.

Az 1. ábrán bemutatott elrendezés a különálló 2 égőkamrával biztosítja azt, hogy az égési folyamatot a 8 hőcserélő hengernél a gázok lehűlése nem zavarja, vagy nem szakítja meg. Ezáltal az égés közben csak részbenThe arrangement shown in Figure 1 with a separate combustion chamber 2 ensures that the combustion process at the heat exchanger cylinder 8 is not interrupted or interrupted by cooling of the gases. Thus, only partially during combustion

átalakuló gázok aránya jelentősen csökken, ami csekély környezeti terhelést eredményez, illetve a gázok egyébként szükséges útókezelését feleslegessé teheti.the rate of conversion of gases is significantly reduced, which results in a low environmental load and may obviate the need for road treatment of the gases otherwise required.

A 3. ábra a hőcserélő 5 burkolatában két 8 hőcserélő henger párhuzamos üzemét mutatja be. Ez esetbenFigure 3 shows the parallel operation of two heat exchanger cylinders 8 in the heat exchanger casing 5. In this case

-hét mindegyik 8 hőcserélő henger a 14 bevezető csatlakozókat és a 15 kivezető csatlakozókat olyképpen ábrázoltuk, hogy a 14 bevezető csatlakozók a közös 16 csatlakozóban vannak egyesítve.each of the heat exchanger cylinders 8 is illustrated with the inlet connectors 14 and the outlet connectors 15 so that the inlet connectors 14 are joined in a common connector 16.

A 4. ábrán feltüntetett elrendezés olyan két 7 és 7' fenékkel készített 5 burkolatot mutat be, amelyeken egymás felett és egymással egy vonalban két különböző magasságú 8' és 8 hőcserélő henger áll. A két egymás felett elhelyezett 8' ős 8 hőcserélő hengerek különálló 14 és 14' bevezető csatlakozói, illetve 15 és 15' kivezető csatlakozói vannak valamilyen közeg, különösen víz részére.The arrangement shown in Fig. 4 shows two casings 5 made with two bottoms 7 and 7 'having two heat exchanger cylinders 8' and 8 of different heights above and in line with one another. The two superposed heat exchanger cylinders 8 'each have separate inlet ports 14 and 14' and outlet ports 15 and 15 'for a medium, especially water.

Az 5. ábra hasonló elrendezést mutat be, amelynél három-három 8', 8 és 8' hőcserélő henger van közvetlenül egymás felett elhelyezve és mindig különálló 14, 14' és 14 bevezető csatlakozókkal, illetve 15, 15' és 15 kivezető csatlakozókkal felszerelve. A három 8', 8 és 8' hőcserélő henger csövei egymással egy vonalba esnek és egyenként közös gázvezető csatornákat képeznek, míg a 8', 8 és 8* hőcserélő hengerek belső terébe vezetett közeg egészen eltérő hőmérsékletű lehet. Egyedi esetben az is elképzelhető, hogy a középső 8 hőcserélőFigure 5 shows a similar arrangement in which three or three heat exchanger cylinders 8 ', 8' and 8 'are placed directly above one another and are always provided with separate inlet terminals 14, 14' and 14 and outlet terminals 15, 15 'and 15, respectively. The tubes of the three heat exchanger cylinders 8 ', 8 and 8' are aligned with each other to form common gas conduits, while the fluid introduced into the interior of the heat exchanger cylinders 8 ', 8 and 8' may be at very different temperatures. In the individual case, it is also possible that the central heat exchanger 8 is provided

hengerbe bevezetett közeg a 8' hőcserélő hengerben lehűtött gázt ismét felmelegíti azért, hogy a megkívánt hőcserélődési folyamatok lejátszódhassanak.The fluid introduced into the cylinder heats the cooled gas in the heat exchanger cylinder 8 'again so that the required heat exchange processes can take place.

A 6. ábra vázlatosan olyan elrendezést ábrázol, amely a 3. ábra szerintinek felel meg olymódon, hogy a két párhuzamos kapcsolású 8 hőcserélő henger 15 kivezető csatlakozói egyesítve vannak és egy nyomáscsökkentő tartályhoz vezetnek. Ez az elrendezés víz túlhevítésére szolgál úgy, hogy a 8 hőcserélő hengerek belső tere túlnyomás alatt áll. A túlhevített víz a 17 nyomáscsökkentő tartályba jut, ahol azonnal gőzfázisba megy át. Ez az elrendezés olyan gőzfejlesztő változatát jelenti, amelynél a gázképződés még nem a 8 hőcserélő hengerben, hanem csak a 17 nyomáscsökkentő tartályban következik be. Ezáltal a 8 hőcserélő hengerben a hőátadás a folyadék részére ennek egész magasságában, tehát a 9 csövek teljes hossza mentén biztosított.Fig. 6 schematically shows an arrangement according to Fig. 3, in which the outlet connections 15 of the two parallel-connected heat exchanger cylinders 8 are connected and lead to a pressure relief tank. This arrangement serves to overheat the water so that the inner space of the heat exchanger cylinders 8 is under pressure. The superheated water enters the pressure relief vessel 17 where it immediately enters the vapor phase. This is a variant of the steam generator arrangement in which the gas formation does not occur in the heat exchanger cylinder 8 but in the pressure relief vessel 17 only. Thus, the heat transfer in the heat exchanger cylinder 8 is provided to the liquid at its full height, i.e. along the entire length of the tubes 9.

A 7. ábra a hőcserélő részére olyan 5' burkolatot tüntet fel, amelynek a keresztmetszete köralakú és amelyben nagyszámú 8 hőcserélő henger van elhelyezve. Mindegyik hőcserélő hengernek például 250 kW-os kapacitása van, úgyhogy ilymódon nagyteljesítményű berendezés létesíthető. Amennyiben az egyik 8 hőcserélő henger egyszer meghibásodik, ezt az 5' burkolatból könnyen ki lehet emelni, aminek következtében a hőcserélő működése egyébként észrevehetően nem változik meg. Az ilyen jellegű nagyteljesítményű hőcserélőhez nagy számú 1 égő csatlakoztatható, melyek a körkeresztmetszetű 5' burkolatnál célszerű módon sugárszerűen helyezkedhetnek el az 5' burkolat köpenyfala körül. A rajzon mindegyik égó szilárd tüzelőanyaghoz egyenként 4 darab 18 adagoló berendezéssel van feltüntetve.Fig. 7 shows a cover 5 'having a circular cross-section for the heat exchanger, in which a plurality of heat exchanger cylinders 8 are disposed. Each heat exchanger roll, for example, has a capacity of 250 kW, so that high power equipment can be set up. Once one of the heat exchanger cylinders 8 fails, it can be easily lifted out of the housing 5 ', otherwise the operation of the heat exchanger is not appreciably changed. A large number of burners 1 can be connected to such a high-capacity heat exchanger, which may conveniently be radially located around the casing wall 5 'of the casing 5'. In the drawing, for each burnt solid fuel, there are 4 dosing units 18 each.

A 8. ábra a kiviteli alak olyan változatát mutatja be, amelynél nagyszámú 8 hőcserélő hengert a derékszögű 5” burkolat vesz úgy körül, hogy az 1 égők a derékszögű 5 burkolat oldalfalaival párhuzamosan vannak telepítve.Fig. 8 illustrates a variant of the embodiment in which a plurality of heat exchanger cylinders 8 are surrounded by a rectangular casing 5 'so that the burners 1 are installed parallel to the side walls of the rectangular casing 5.

A 9. ábra olyan kiviteli alakot ábrázol, amelynél az 1 égők előszűr az 51 első burkolatban lévő hőcserélőket hevítik, az utánuk beiktatott hőcserélők pedig a további 52 és 53 burkolatban vannak úgy vízzel táplálva, hogy a füstgázok első kondenzációs lépcsője az 52 második burkolatban és a második kondenzációs lépcsője az 53 harmadik burkolatban alakul ki.Figure 9 illustrates an embodiment in which the burners 1 pre-heat the heat exchangers in the first housing 51 and the subsequent heat exchangers in the subsequent housing 52 and 53 are fed with water so that the first condensation step of the flue gases in the second housing 52 and the second condensation step is formed in the third casing 53.

kk

Az egyforma 8 hőcserélőkel ilymódon egészen különböző hőcserélőket lehet felépíteni és ezeket különböző feladatokra lehet alkalmazni.Thus, with the same heat exchanger 8, quite different heat exchangers can be constructed and used for different applications.

Claims

Szabadalmi igénypontokClaims

1. Hőcserélő főleg fűtőerőművekhez és gőzfejlesztőkhöz egy vagy több égőhöz csatlakoztatva, gázvezető rendszerrel és a vele thermikus kapcsolatban álló közeg rendszerrel, azzal jellemezve, hogy a gáz vezetése olyen hőszigetelt burkolatban (5, 5', 5, 51, 52, 53) történik, amelyben legalább egy hőcserélő henger (β, θ’, 8”, 8') van homlokoldalán nyitott nagyszámú olyan csővel (9), amelyeknek a köztes tere (10) a csövek (9) között lezárt teret képez és bevezető csatlakozóval (14, 14', 14) valamint kivezető csatlakozóval (15, 15', 15”) van ellátva valamilyen közeg részére.1. A heat exchanger, in particular connected to heating plants and steam generators by means of one or more burners, with a gas conduit system and a thermally connected medium system, characterized in that the gas is conducted in such a thermally insulated housing (5, 5 ', 5, 51, 52, 53), wherein at least one heat exchanger cylinder (β, θ ', 8', 8 ') is open on its face with a plurality of tubes (9) having an intermediate space (10) forming a sealed space between the tubes (9) and an inlet connection (14, 14). ', 14) and an outlet connector (15, 15', 15 ') for any medium.

2. Az 1. igénypont szerinti hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a hőcserélőnek (8, 8', 8”, 8*') köralakú keresztmetszete van.A heat exchanger according to claim 1, characterized in that the heat exchanger (8, 8 ', 8', 8 * ') has a circular cross-section.

3. Az 1. vagy a 2. igénypont szerinti hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a hőcserélő (8, 8¹, 8”, 8*) mindegyik csövét (9) mindig körülbelül egyforma nagyságú térfogat veszi körül.Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that each pipe (9) of the heat exchanger (8, 8 ¹ , 8 ', 8 *) is always surrounded by approximately the same volume.

4. Az 1.-3. igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a burkolatnak (5, 5', 5, 51, 52, 53) a hőcserélő hengert (8, 8’, 8, 8”’) körülvevő falat tömítetten alátámasztó, a homlokoldalon nyitott csövek (9) meghosszabbításában olyan nyitott feneke (7) van, amely alatt a gázgyűjtő kamra (12) található.4. Heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the wall (5, 5 ', 5, 51, 52, 53) of the casing (5, 5', 5, 51, 52, 53) seals the wall surrounding the heat exchange roller (8, 8 ', 8, 8' '). 9) has an open bottom (7) below which the gas collection chamber (12) is located.

5. A 4. igénypont szerinti hőcserélő, azzal jellemezve , hogy a burkolat (5, 5', 5”, 51, 52, 53) feneke (7) betonból van elkészítve és a hőcserélő hengert (8, 8', 8, 8') körülvévő fal és a fenék (7) között tömítés van.A heat exchanger according to claim 4, characterized in that the bottom (7) of the housing (5, 5 ', 5', 51, 52, 53) is made of concrete and the heat exchanger roll (8, 8 ', 8, 8) A seal is provided between the surrounding wall and the bottom (7).

6. Az 5. igénypont szerinti hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a tömítés keramikus tömítés.6. The heat exchanger of claim 5, wherein the seal is a ceramic seal.

7. Az 1.-6. igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a szigetelt burkolatban (5, 5', 5, 51, 52, 53) a gáz belépő nyílása (3) úgy van elkészítve, hogy a gáz először a hőcserélő henger (8, 8', 8, 8') külső köpenyfalának (11) nagy részét érje el, mielőtt a nyitott csövek (9) homlokoldalán belépne.7. A heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the gas inlet (3) in the insulated housing (5, 5 ', 5, 51, 52, 53) is formed so that the gas is first a heat exchanger cylinder (8, 8'). 8, 8 ') reach a large portion of the outer jacket wall (11) before entering the front face of the open tubes (9).

8. A 4.-6. igénypontok bármelyike és a 7. igénypont szerinti hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a szigetelt burkolatba (5, 5', 5, 51, 52, 53) a gáz belépő nyílása (3) kevéssel a fenék (7) felett van kiképezve.8. 4-6. A heat exchanger according to any one of claims 1 to 7 and claim 7, characterized in that the gas inlet (3) in the insulated housing (5, 5 ', 5, 51, 52, 53) is located just above the bottom (7).

9. Az 1.-8. igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a köztes térben (10) a közeg a csövekben (9) áramló gázzal szemben ellenáramban van vezetve.9. A heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, characterized in that in the intermediate space (10) the medium is conducted in a countercurrent to the gas flowing in the tubes (9).

10. Az 1.-9. igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a csövekben (9) a gáz áramlása 1,25 m/s alatti áramlási sebességgel van beállítva.10. A heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the gas flow in the pipes (9) is adjusted at a flow rate of less than 1.25 m / s.

11. Az 1.-10. Igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a burkolathoz (5, 5*, 5, 51, 52, 53) az égő úgy csatlakozik, hogy az égési folyamat az előtt teljesen befejeződik, mielőtt a füstgázok a hőcserélő hengerbe (8, 8', 8^N, 8') jutnak.11. A heat exchanger according to any one of the preceding claims, characterized in that the burner is connected to the housing (5, 5 *, 5, 51, 52, 53) such that the combustion process is completely completed before the flue gases enter the heat exchanger cylinder (8, 8 '). , 8 ^N , 8 ').

12. Az l.-ll. igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a burkolatnak (5, 5', 5, 51, 52, 53) több égőhöz (1) van csatlakozása.12. A heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the cover (5, 5 ', 5, 51, 52, 53) is connected to a plurality of burners (1).

13. Az 1.-12. igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő, azzal jellemezve, hogy több hőcserélő henger (8, 8', 8, 8'”) van egymás felett egy vonalban elhelyezve és így egymást követő csövek (9) képződnek a gáz részére, a köztes térben (10) áramló közeg részére pedig különálló csatlakozók (14, 15j 14', 15'; 14”, 15”) állnak rendelkezésre.13. A heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a plurality of heat exchanger cylinders (8, 8 ', 8, 8' ') are superimposed in a line, thereby forming successive tubes (9) for the gas flowing in the intermediate space (10). and separate connectors (14, 15j 14 ', 15'; 14 ", 15") are available for the medium.

14. A 13. igénypont szerinti hőcserélő, azzal jellemezve, hogy az egymás felett elhelyezkedő hőcserélő hengerek (8, 8', 8, 8') köztes terében (10) különböző hőmérsékletű közegek áramlanak.A heat exchanger according to claim 13, characterized in that fluids of different temperatures flow in the intermediate space (10) of the superposed heat exchanger rolls (8, 8 ', 8, 8').

15. Az 1.-14. Igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő, azzal jellemezve, hogy az alkalmazott közeg víz.15. A heat exchanger according to any one of the claims, characterized in that the medium used is water.

16. A 15. igénypont szerinti hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a hőcserélő hengerből (8, 8', 8 8') a víz gőz formájában távozik.A heat exchanger according to claim 15, characterized in that the water is discharged from the heat exchanger cylinder (8, 8 ', 8 8') in the form of steam.