[发明专利]具有浮动集管的热交换器

摘要

一种热交换器包括两个热交换器区段，至少一个所述热交换器区段设置有浮动集管以适应不同的热膨胀。所述两个热交换器区段由内壳体壁围封，并且外部连接通道提供在所述内壳体壁外部，流体中的一者经由所述外部连接通道在所述两个热交换器区段之间流动。所述外部连接通道由外壳体围封。所述内壁设置有与所述外部连接通道连通的开口。所述开口可呈基本上连续的间隙或离散开口的形式。具有这种构造的热交换器的具体实例包含蒸汽发生器、蒸汽发生器与组合的催化转化器以及水气转换反应器。

主权项

1.一种热交换装置，所述热交换装置包括串联布置的第一热交换器区段和第二热交换器区段，其中，所述热交换装置包括：(a)内壳体，所述内壳体具有第一端和第二端并且具有沿轴线在所述第一端与第二端之间延伸的内壳体壁，其中，所述第一热交换器区段和所述第二热交换器区段被围封在所述内壳体壁内；(b)第一流体入口，所述第一流体入口提供在所述第一热交换器区段中，以及第一流体出口，所述第一流体出口提供在所述第二热交换器区段中；(c)第二流体入口，所述第二流体入口提供在所述第二热交换器区段中，以及第二流体出口，所述第二流体出口提供在所述第一热交换器区段中；(d)轴向延伸第一流体流道，所述轴向延伸第一流体流道从所述第一流体入口延伸穿过所述第一热交换器区段和第二热交换器区段到达所述第一流体出口，其中，所述第一流体在所述第一热交换器区段与第二热交换器区段之间流动穿过位于所述内壳体内部的内部连接通道；(e)轴向延伸第二流体流道，所述轴向延伸第二流体流道从所述第二流体入口延伸穿过所述第一热交换器区段和第二热交换器区段到达所述第二流体出口，其中，所述第一流体流道和第二流体流道彼此密封，并且其中，所述第二流体在所述第二热交换器区段与第一热交换器区段之间流动穿过位于所述内壳体外部的外部连接通道；(f)外壳体，所述外壳体围封所述外部连接通道；(g)至少一个孔口，所述孔口在所述第二热交换器区段中穿过所述内壳体，所述第二流体从所述第二热交换器区段流动穿过所述孔口到所述外部连接通道中；(h)至少一个孔口，所述孔口在所述第一热交换器区段中穿过所述内壳体，所述第二流体从所述外部连接通道流动穿过所述孔口到所述第一热交换器区段中；其中，在所述第一热交换器区段中的所述至少一个孔口包括第一轴向间隙，所述第一轴向间隙提供在所述内壳体壁的第一部分与所述内壳体壁的第二部分之间，其中，所述第一热交换器区段包括壳管式热交换器，所述壳管式热交换器包括：(A)多个轴向延伸的间隔开的第一管，所述第一管被围封在所述内壳体内，所述第一管中的每一个均具有第一端、第二端和中空内部，所述第一管中的每一个的所述第一端和第二端为开放的；其中，多个所述第一管的所述中空内部一起限定所述第一流体流道的一部分；(B)第一集管，所述第一集管具有使所述多个第一管的所述第一端以密封啮合状态收纳在其中的穿孔，其中，所述第一集管具有外周边边缘，所述外周边边缘密封地固定到所述内壳体壁；(C)第二集管，所述第二集管具有使多个所述第一管的所述第二端以密封啮合状态收纳在其中的穿孔，其中，所述第二集管具有外周边边缘，所述外周边边缘密封地固定到所述内壳体壁，其中，由所述内壳体及所述第一集管和第二集管围封的空间限定所述第二流体流道的一部分；其中，所述第一集管附接到所述内壳体的所述第一部分，并且所述第二集管附接到所述内壳体的所述第二部分，使得所述内壳体壁的所述第一部分与第二部分之间的所述第一轴向间隙提供所述外部连接通道与由所述内壳体及所述第一集管和第二集管围封的所述空间之间的连通；其中，所述第二流体出口包括穿过所述内壳体壁的孔口并且位于所述第一集管与所述第二集管之间，其中，所述第一集管和所述第二流体出口接近于所述内壳体的所述第一端定位；其中，所述第一热交换器区段进一步包括第一挡板，所述第一挡板横跨由所述内壳体及所述第一集管和第二集管围封的所述空间延伸并且将所述空间划分成第一部分和第二部分；其中，所述第一挡板具有：外周边边缘，所述外周边边缘靠近或接触所述内壳体壁；多个穿孔，多个所述第一管穿过所述穿孔延伸；及孔口，所述孔口提供所述空间的所述第一部分与第二部分之间的连通；且其中，所述第一挡板的所述外周边边缘密封地固定到所述内壳体壁。