[发明专利]热交换器本体

说明书

本发明涉及第一流体(FB)和第二流体(FA)之间的热交换器本体，第一流体(FB)有利地为第一气态流体，第二流体(FA)有利地为液态或气态。热交换器本体包括螺旋卷绕的两块片材元件，片材在其边缘处具有平滑区域，间隔件(E1、E2、E3)在片材之间或在匝之间延伸以形成用于第一流体(FB)或第二流体(FA)的通路区域或形成非通路区域。

背景技术

根据本发明的热交换器本体是WO2013/142924(对应于US2015/0090431)中描述的热交换器本体的改进或US6263961和US6289978中描述的热交换器的改进。这些文献的内容通过引用并入本说明书中。

根据该文献WO2013/142924的热交换器本体是在第一流体(FB)和第二流体(FA)之间的热交换器本体，所述本体适于放置在导管或管道或腔室(2)中，以用于引导第一流体(FB)进入或流向交换器本体(1)的流动，该交换器本体(1)包括：

适于至少部分地位于所述管道或腔室(2)中的元件(3)，所述元件(3)由两块由导热材料制成的片材(30、31)组成，所述片材至少在它们的纵向边缘(30A、30B、31A、31B)附近彼此连接，以在它们之间限定用于所述第二流体(FA)的一个或多个内部通道(32)，所述元件(3)被卷绕以形成延伸到所述管道或腔室(2)中的大致螺旋结构(3)，以便在导管或腔室(2)中在元件(3)的相邻螺旋面之间限定用于第一流体(FB)的一个或多个通道(36)，

至少两个大致径向的分配器(4)，用于在所述大致螺旋结构(3)的不同匝处的第一纵向边缘(30A、31A)附近将所述第二流体(FA)带入所述元件(3)中，以及至少两个大致径向的收集器(5)，用于在所述第二流体(FA)通过所述元件(3)之后收集所述第二流体(FA)，所述收集器(5)适于在所述大致螺旋结构(3)的不同匝处的所述第二纵向边缘(30B、31B)附近收集所述第二流体(FA)，其中形成元件(3)的第一片材(30)和第二片材(31)在中心区域中具有分别形成第一系列通道(33)和第二系列通道(34)的变形，面向第二片材(31)的第一片材(30)的第一系列通道(33)的边缘(33A)接触第二片材(31)的第二系列通道(34)的边缘(34A)，迫使所述第二流体(FA)遵循至少一个分配器(4)和至少一个收集器(5)之间的路径流动，所述路径由第一系列通道(33)和第二系列通道(34)形成，

其中，所述大致螺旋结构(3)具有中心轴线(AC)，并且其中，在穿过所述中心轴线(AC)的每个径向平面(PR)中，所述大致螺旋结构(3)的匝的第一系列通道(33)形成在距所述中心轴线(AC)的第一径向距离(R1)和距所述中心轴线(AC)的第二径向距离(R2)之间延伸的通路截面，所述第二径向距离(R2)大于所述第一径向距离(R1)，同时所考虑的所述匝的所述第二系列通道(34)形成在距所述中心轴线(AC)的第三径向距离(R3)与距所述中心轴线(AC)的第四径向距离(R4)之间延伸的通路截面，所述第四径向距离(R4)等于或小于所述第一径向距离(R1)，但大于所述第三径向距离(R3)。

尽管这种热交换器本体在回收包含在烟气中的能量方面具有许多优点，但是实践或使用已经表明，这种热交换器本体具有以下一个或多个潜在问题：

·在形成螺旋结构的片材之间限定的空间中流动的流体FA的大的压力损失的累积。这些压降不能确保第二流体FA在螺旋结构3中的完全均匀地流动。流体FA经由分配器进入元件3，该分配器具有槽，该槽中引入螺旋结构的纵向端部开口部分。收集器以与分配器相同的方式与螺旋结构相关联。这些大的压降迫使在分配器侧产生足够的过压，这需要使用坚固的分配器。

·在平坦化之后，片材的纵向端部彼此焊接，从而进一步减小了第二流体(FA)在螺旋结构内部空间中的通路截面。此外，这种平坦化产生张力区域或有利于石灰石沉积的区域等。

·螺旋片材的卷绕特别是沿着纵向边缘产生张力，从而导致抗疲劳强度的降低。

·与在热点出现期间产生的机械应力有关的问题，特别是在元件3的内部体积中结垢期间的情况。