适用于流化床锅炉的同轴传热管及其制造方法与流程

技术特征：

1.一种同轴传热管(100)，包括：

-第一内部传热管(110)，具有第一初级直线部分(111)和第一初级弯曲部分(112)，

-第一外部传热管(120)，具有第一初级直线部分(121)，其中

-所述第一外部传热管(120)的第一初级直线部分(121)径向围绕所述第一内部传热管(110)的第一初级直线部分(111)的至少一部分，以及

-所述第一外部传热管(120)的第一初级直线部分(121)不包括纵向接缝，

其特征在于

-所述第一外部传热管(120)还具有第一初级弯曲部分(122)，其中

-所述第一外部传热管(120)的第一初级弯曲部分(122)径向围绕所述第一内部传热管(110)的第一初级弯曲部分(112)，

-所述第一外部传热管(120)的第一初级弯曲部分(122)不包括纵向接缝；所述同轴传热管(100)包括：

-在所述第一外部传热管(120)的第一初级弯曲部分(122)和所述第一内部传热管(110)的第一初级弯曲部分(112)之间的绝热材料(530)，其中

-所述绝热材料(530)的导热率在20℃的温度下为1w/mk至10w/mk。

2.根据权利要求1所述的同轴传热管(100)，包括：

-第一间隔装置(131)，其包括至少一个间隔元件(119、129)，所述第一间隔装置(131)被构造成限定所述第一外部传热管(120)的内表面与第一内部传热管(110)的外表面之间的距离(d)，其中

-所述第一间隔装置(131)沿所述第一外部传热管(120)的延伸方向(de120)被布置在所述第一外部传热管(120)的第一端(120a)与所述第一外部传热管(120)的第二端(120b)之间；

优选地，

-所述第一间隔装置(131)的至少一个间隔元件(129)形成为所述第一外部传热管(120)的内表面上的突起(129)，和/或所述第一间隔装置(131)的至少一个间隔元件(119)形成为所述第一内部传热管(110)的外表面上的突起(119)；

更优选地，

-所述第一外部传热管(120)的外表面包括在所述第一外部传热管(120)的内表面上的突起(129)的位置处的盲孔(128)；

甚至更优选地，

-所述第一外部传热管(120)的外表面仅在所述第一外部传热管(120)的一个或多个直线部分(121、123、125、127)处包括盲孔(128)。

3.根据权利要求1或2所述的同轴传热管(100)，其中

-所述绝热材料(530)的杨氏模量在20℃的温度下为至少1gpa或至少5gpa，以及

-所述绝热材料(530)的耐热性至少高达1000℃。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的同轴传热管(100)，其中

-所述第一外部传热管(120)包括孔口(135)或封闭孔口(135)，至少一些所述绝热材料(530)已经通过该孔口被供给到所述第一内部传热管(110)和所述第一外部传热管(120)之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的同轴传热管(100)，其中

-所述同轴传热管(100)的弯曲部分的中心轴线的曲率半径小于1m，所述弯曲部分不包括除了所述绝热材料(530)之外的间隔装置，该间隔装置将被构造成限定所述第一外部传热管(120)的内表面与所述第一内部传热管(110)的外表面之间的距离(d)。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的同轴传热管(100)，包括：

-第二间隔装置(132)，包括至少一个间隔元件(119、129)，所述第二间隔装置(132)被构造成限定所述第一外部传热管(120)的内表面与所述第一内部传热管(110)的外表面之间的距离(d)，其中

-所述第二间隔装置(132)沿所述第一外部传热管(120)的延伸方向(de120)被布置在所述第一外部传热管(120)的第一端(120a)与所述第一外部传热管(120)的第二端(120b)之间，以及

-所述第一间隔装置(131)与所述第二间隔装置(132)之间的距离为从100mm至2000mm；优选地，从300mm到1000mm；其沿着所述第一外部传热管(120)的延伸方向(de120)测量；

优选地，

-所述第二间隔装置(132)未被设置在所述同轴传热管(100)的弯曲部分(102、104、106)处。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的同轴传热管(100)，其中

-在所述第一内部传热管(110)的外表面与所述第一外部传热管(120)的内表面之间留有距离(d)，其中

-所述距离(d)至少为0.3mm，并且最多为5mm。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的同轴传热管(100)，其中

-所述第一内部传热管(110)的第一初级直线部分(111)的中心线的曲率半径(rs)至少为1m，以及

-所述第一内部传热管(110)的第一初级弯曲部分(112)的中心线的曲率半径(rc)小于1m；

优选地，

-所述第一内部外部传热管(110)的第一初级弯曲部(112)的中心线的曲率半径(rc)与所述第一内部传热管(110)的外径(d110)的比率(rc/d110)至少为3，优选至少为3.3。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的同轴传热管(100)，其中

-所述第一内部传热管(110)的壁的厚度大于所述第一外部传热管(120)的壁的厚度，和/或

-所述第一外部传热管(120)包括钢，例如奥氏体钢，和/或

-所述第一内部传热管(110)包括钢，例如奥氏体钢或铁素体钢；

优选地

-所述第一外部传热管(120)和所述第一内部传热管(110)由相同材料制成。

10.一种热交换器(10)，包括：

-根据权利要求1至9中任一项所述的第一同轴传热管(100)，

-分配器头(510)，被构造成将传热介质供给到所述第一内部传热管(110)，以及

-收集器头(520)，被构造成从所述第一内部传热管(110)收集传热介质，其中所述热交换器(10)包括：

-第二同轴传热管(200)，具有

·第二内部传热管(210)，具有第二初级直线部分(211)和第二初级弯曲部分(212)，

·第二外部传热管(220)，具有第一初级直线部分(221)和第二初级弯曲部分(222)，其中

-所述第一内部传热管(110)从所述分配器头(510)延伸到所述收集器头(520)并且具有第一次级直线部分(113)，所述第一初级弯曲部分(112)将所述第一次级直线部分(113)连接到所述第一初级直线部分(111)，

-所述第二内部传热管(210)从所述分配器头(510)延伸到所述收集器头(520)并且具有第二次级直线部分(213)，所述第二初级弯曲部分(212)将所述第二次级直线部分(213)连接到所述第二初级直线部分(211)，以及

-所述第一内部传热管(110)和所述第二内部传热管(210)相对于彼此被布置成使得

-所述第一初级直线部分(111)被布置在所述第二初级直线部分(211)和所述第二次级直线部分(213)之间；

优选地，

-所述第一初级直线部分(111)与所述第一次级直线部分(113)平行地延伸，

-所述第二初级直线部分(211)与所述第二次级直线部分(213)平行地延伸，以及

-所述第一初级直线部分(111)与所述第二初级直线部分(211)平行地延伸。

11.根据权利要求10所述的热交换器(10)，包括：

-一定数量(ntube)的同轴传热管(100、200、300、400)，从所述分配器头(510)延伸到所述收集器头(520)，并且至少具有初级直线部分、次级直线部分和初级弯曲部分，其中

-所述同轴传热管中没有一个与所述同轴传热管中的另一个同轴，

-所述同轴传热管的直线部分在一平面(p)中延伸，以及

-所述同轴传热管的数量(ntube)为一个、二个、三个、四个、五个或六个；优选地为至少两个，更优选地为至少三个，例如恰好三个。

12.一种流化床锅炉(1)，包括

-炉子(50)，

-烟气热交换器(26、28)，被构造成从所述炉子(50)排出的烟气中回收热量，

-壁(51)，限定空间(v)，所述流化床被构造成在所述流化床锅炉的使用中形成到该空间中，以及

-根据权利要求1至9中任一项所述的同轴传热管(100)或根据权利要求10至11中任一项所述的热交换器，其中

-所述同轴传热管(100)或所述热交换器(10)的同轴传热管(100)的至少一部分被布置在所述空间(v)中。

13.根据权利要求12所述的流化床锅炉(1)，包括：

-装置(40)，用于将床料与烟气分离，以及

-返料装置(5)，被构造成从用于将所述床料与所述烟气分离的装置(40)接收所述床料，其中

-所述同轴传热管(100)或所述热交换器(10)的同轴传热管(100)的至少一部分被布置在所述返料装置(5)中。

14.一种制造同轴传热管(100)的方法，所述方法包括：

-布置可用的内部传热管(110)和外部传热管(120)，

-将所述内部传热管(110)的至少一部分插入所述外管(120)中，使得所述内部传热管(110)至少延伸通过所述外部传热管(120)以形成直的同轴传热管(100)，以及

-在所述内部传热管(110)与所述外部传热管(120)之间布置绝热材料(530)，

其特征在于

-将所述绝热材料(530)硬化，以及

-在将所述绝热材料(530)硬化之后，弯曲所述直的同轴传热管(100)以形成所述同轴传热管(100)的第一初级弯曲部分(102)，其中

-在所述硬化之后，所述绝热材料(530)的导热率在20℃的温度下为1w/mk至10w/mk。

15.根据权利要求14所述的方法，包括

-在所述弯曲之前，例如通过将盲孔(128)冲压到所述外部传热管(120)的外表面上，在所述外部传热管(120)的内表面和/或所述内部传热管(110)的外表面上形成第一突起(131、129、119)；

优选地，所述方法包括

-在所述弯曲所述直的同轴传热管(100)之前，还在所述外部传热管(120)的内表面或所述内部传热管(110)的外表面上形成第二突起(132、129、119)，使得所述第一突起(131)与所述第二突起(132)之间的距离为从100mm至2000mm；优选地，从300mm至1000mm。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中

-在所述硬化之前，将所述绝热材料(530)注入所述内部传热管与所述外部传热管(110、120)之间，以及

-在所述硬化之后，

·所述绝热材料(530)的杨氏模量在20℃的温度下为至少1gpa或至少5gpa，以及

·所述绝热材料(530)的耐热性至少高达1000℃。

技术总结
一种同轴传热管(100)，包括：第一内部传热管(110)，具有直线部分(111、113、115、117)和弯曲部分(112、114、116)；第一外部传热管(120)，具有直线部分(121、123、125、127)和弯曲部分(122、124、126)。第一外部传热管(120)至少在第一初级直线部分(121)和第一初级弯曲部分(122)内径向围绕第一内部传热管(110)。在第一外部传热管(120)的弯曲部分(122)与第一内部传热管(110)的弯曲部分(112)之间设置有绝热材料(530)。第一外部传热管(120)的直线部分(121)和弯曲部分(122)都不包括纵向接缝。一种用于制作同轴传热管(100)的方法。

技术研发人员：J·奥詹佩拉;H·伊利-兰塔拉
受保护的技术使用者：维美德技术有限公司
技术研发日：2019.05.09
技术公布日：2021.01.01