(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022161026
(43)【公開日】2022-10-20
(54)【発明の名称】循環流動層ボイラのループシール用熱交換器及び循環流動層ボイラ
(51)【国際特許分類】
F28F 9/00 20060101AFI20221013BHJP
F23C 10/10 20060101ALI20221013BHJP
F22B 1/02 20060101ALI20221013BHJP
F28F 9/26 20060101ALI20221013BHJP
【FI】
F28F9/00 321
F23C10/10
F22B1/02 C
F28F9/26
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022063185
(22)【出願日】2022-04-06
(31)【優先権主張番号】20215411
(32)【優先日】2021-04-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI
(71)【出願人】
【識別番号】515183610
【氏名又は名称】バルメット テクノロジーズ オサケユキチュア
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】ペッカ レフトネン
【テーマコード(参考)】
3K064
3L065
【Fターム(参考)】
3K064AB01
3K064BA07
3K064BA15
3K064BA17
3L065AA04
(57)【要約】 (修正有)
【課題】流動層ボイラの流動媒体から熱を回収するのに適した熱交換器を提供する。
【解決手段】熱交換器(10)は、第1及び第2の熱交換器チューブ(810、820)、ならびに第1及び第2の熱交換器チューブ(810、820)にそれぞれ流動媒体を供給するように構成された第1及び第2の供給チャンバ(310、320)を有する。第1の熱交換器チューブ(810)は、第1の供給チャンバ(310)と交差する平面(P)の第1の側面に配置され、第2の熱交換器チューブ(820)は、平面(P)の第2の側面に配置される。第1の供給チャンバ(310)は、第2の供給チャンバ(320)に流動媒体を供給するように構成される。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
流動層ボイラ(1)の流動媒体から熱を回収するのに適した熱交換器(10)であって、前記熱交換器(10)は:
- 第1の熱交換器チューブ(810)と、
- 第2の熱交換器チューブ(820)と、
- 前記第1の熱交換器チューブ(810)に流動媒体を供給するように構成された第1の供給チャンバ(310)と、
- 前記第2の熱交換器チューブ(820)に流動媒体を供給するように構成された第2の供給チャンバ(320)と、
を有し、
- 前記第1の熱交換器チューブ(810)は平面(P)の第1の側面にのみ配置され、前記第2の熱交換器チューブ(820)は前記平面(P)の第2の側面にのみ配置され、
- 前記第1の供給チャンバ(310)は、前記第2の供給チャンバ(320)に流動媒体を供給するように構成される、
熱交換器。
【請求項2】
- 前記第1の供給チャンバ(310)は、前記第1の熱交換器チューブ(810)及び前記第2の供給チャンバ(320)にのみ流動媒体を供給するように構成され、
- 前記第2の供給チャンバ(320)は、流動媒体を前記第2の熱交換器チューブ(820)にのみ供給するように構成される、
請求項1に記載の熱交換器。
【請求項3】
- 前記第1の供給チャンバ(310)及び前記第2の供給チャンバ(320)を制限する第1の壁(510)であって、前記第1の壁(510)は、
- 使用時に、前記第1の供給チャンバ(310)及び前記第2の供給チャンバ(320)の1つ又は複数の床(312、322)より高い垂直レベルに配置される第1の下縁部(512)を有する、第1の壁を有し、
- 前記第1の供給チャンバ(310)は、前記第1の壁(510)の前記第1の下縁部(512)と前記第1及び前記第2の供給チャンバ(310、320)の前記床(312、322)との間から前記第2の供給チャンバ(320)に流動媒体を供給するように構成される、
請求項1又は2に記載の熱交換器。
【請求項4】
- 使用時に、前記第1の壁(510)の前記第1の下縁部(512)よりも低い垂直レベルに且つ前記第1の供給チャンバ(310)内に配置され、前記第1の供給チャンバ(310)内で流動媒体を流動化するように構成される、一次第1ノズル(911)と、
- 使用時に、前記第1の壁(510)の前記第1の下縁部(512)よりも低い垂直レベルに且つ前記第2の供給チャンバ(320)内に配置され、前記第2の供給チャンバ(320)内で流動媒体を流動化するように構成される、一次第2ノズル(921)と、を有する、
請求項3に記載の熱交換器。
【請求項5】
- 使用時に、前記第1の壁(510)の前記第1の下縁部(512)よりも高い垂直レベルに且つ前記第1の供給チャンバ(310)内に配置され、前記第1の供給チャンバ(310)内で流動媒体を流動化するように構成される二次第1ノズル(912)と、
- 使用時に、前記第1の壁(510)の前記第1の下縁部(512)よりも高い垂直レベルに且つ前記第2の供給チャンバ(320)内に配置され、前記第2の供給チャンバ(320)内で流動媒体を流動化するように構成される二次第2ノズルと、を有する、
請求項3又は4に記載の熱交換器。
【請求項6】
- 前記第2の熱交換器チューブ(820)は、前記熱交換器(10)の第2の熱交換チャンバ(420)に配置され、
- 前記第2の供給チャンバ(320)は、前記第2の熱交換チャンバ(420)に流動媒体を供給するための出口(324)を有し、
- 前記第2の供給チャンバ(320)の前記出口(324)は、使用時に、前記第1の下縁部(512)よりも高い垂直レベルに配置され;
好ましくは、
- 前記第2の供給チャンバ(320)の前記出口(324)は、請求項5の前記二次第2ノズル(922)よりも高い垂直レベルに配置される、
請求項3乃至5のいずれか1項に記載の熱交換器。
【請求項7】
- 入口チャンバ(100)及び前記第1の供給チャンバ(310)を制限する第2の壁(520)及び
- 流動媒体を受け入れるための入口(31)であって、前記入口(31)は、前記入口チャンバ(100)内に配置される、入口、を有し、前記第2の壁(520)は、
- 前記入口チャンバ(100)及び前記第1の供給チャンバ(310)の1つ又は複数の床(312、102)よりも高い垂直レベルに配置される第2の下縁部(522)、を有し、
- 前記入口チャンバ(100)は、前記第2の壁(520)の前記第2の下縁部(522)と前記入口チャンバ(100)及び前記第1の供給チャンバ(310)の前記床(102、312)との間から前記第1の供給チャンバ(310)に流動媒体を供給するように構成され、
好ましくは、
- 請求項5又は6に記載の二次第1ノズル(912)は、使用時に、前記第2の壁(520)の前記第2の下縁部(522)よりも高い垂直レベルに配置され、
好ましくは、
- 前記入口チャンバ(100)は、流動媒体を前記第1の供給チャンバ(310)及び請求項12のバイパスチャンバ(200)にのみ供給するように構成される、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の熱交換器。
【請求項8】
- 前記第2の壁(520)は、前記第1の壁(510)に平行であり、
- 前記第1の下縁部(512)は、前記第2の下縁部(522)よりも低い垂直レベルに配置されない、
請求項7に記載の熱交換器。
【請求項9】
- 前記第1の供給チャンバ(310)は、前記入口チャンバ(100)と前記第2の供給チャンバ(320)との間に配置され、
好ましくは、
- 前記入口チャンバ(100)、前記第1の供給チャンバ(310)、及び前記第2の供給チャンバ(320)は、前記第1の熱交換器チューブ(810)を備えた第1の熱交換チャンバ(410)の隣に配置され、
好ましくはまた
- 前記入口チャンバ(100)、前記第1の供給チャンバ(310)、及び前記第2の供給チャンバ(320)は、前記第2の熱交換器チューブ(820)を備えた第2の熱交換チャンバ(420)の隣に配置される、
請求項7又は8に記載の熱交換器。
【請求項10】
- 前記第1の熱交換器チューブ(810)は、前記熱交換器(10)の第1の熱交換チャンバ(410)に配置され、
- 前記第1の供給チャンバ(310)は、前記熱交換器(10)の前記第1の熱交換チャンバ(410)に流動媒体を供給するための出口(314)を有し、
- 前記第1の供給チャンバ(310)の前記出口(314)は、使用時に、前記第1の下縁部(512)よりも高い垂直レベルに配置される、及び/又は。
- 前記第1の供給チャンバ(310)の前記出口(314)は、使用時に、前記第2の下縁部(522)よりも高い垂直レベルに配置され、
好ましくは、
- 前記第1の供給チャンバ(310)の前記出口(314)は、使用時に、請求項5乃至9のいずれか1項に記載の前記二次第1ノズル(912)よりも高い垂直レベルに配置される、
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の熱交換器。
【請求項11】
- 前記第1の熱交換器チューブ(810)を備えた第1の熱交換チャンバ(410)を制限する第3の壁(530)と、
- 前記第2の熱交換器チューブ(820)を備えた第2の熱交換チャンバ(420)を制限する第4の壁(540)と、を有し、
- 前記第3の壁(530)は、第4の壁(540)に平行であり、
- 前記第1の壁(510)の少なくとも一部は、前記第3の壁(530)と前記第4の壁(540)との間に配置され、
好ましくは、また、
- 請求項7乃至10のいずれか1項の前記第2の壁(520)の少なくとも一部は、前記第3の壁(530)と前記第4の壁(540)との間に配置される、
請求項3乃至10のいずれか1項に記載の熱交換器。
【請求項12】
- バイパスチャンバ(200)及び入口チャンバ(100)を制限する第5の壁(550)であって、前記第5の壁(550)は、
- 使用時に、前記入口チャンバ(100)及び前記バイパスチャンバ(200)の1つ又は複数の床(202、102)よりも高い垂直レベルに配置される第5の下縁部(552)を有し、
- 前記入口チャンバ(100)は、前記バイパスチャンバ(200)に流動媒体を供給するように構成され、
- 前記バイパスチャンバ(200)は前記熱交換器(10)の前記熱交換器チューブ(810、820)をバイパスするのに適している、
請求項1乃至11のいずれか1項に記載の熱交換器。
【請求項13】
循環流動層ボイラ(1)であって、
- 炉(50)と、
- 前記炉(50)から受け取ることができる燃焼排ガスから流動媒体を分離するように構成されたサイクロン(41)のような粒子分離器(40)と、
- 前記粒子分離器(40)から前記の分離された流動媒体を受け入れるように構成されたループシール(5)であって、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の熱交換器(10)を有するループシール(5)と、を有し、前記熱交換器(10)は、
- 前記分離された流動媒体の少なくとも一部が、前記第1の供給チャンバ(310)を通って流れるように構成され、
- 前記分離された流動媒体の第1の部分が、前記第1の供給チャンバ(310)から前記第1の熱交換器チューブ(810)に流れるように構成され、
- 前記分離された流動媒体の第2の部分が、前記第1の供給チャンバ(310)から前記第2の供給チャンバ(320)に、そして前記第2の供給チャンバ(320)を通って前記第2の熱交換器チューブ(820)に流れるように構成される、
ように構成される、
循環流動層ボイラ。
【請求項14】
循環流動層ボイラ(1)であって、
- 炉(50)と、
- 前記炉(50)から受け取ることができる燃焼排ガスから流動媒体を分離するように構成されたサイクロン(41)のような粒子分離器(40)と、
- 前記粒子分離器(40)から前記の分離された流動媒体を受け入れるように構成されたループシール(5)であって、請求項4乃至12のいずれか一項に記載の熱交換器(10)を有するループシール(5)と、を有し、前記熱交換器(10)は、
- 前記分離された流動媒体の少なくとも一部が、前記第1の供給チャンバ(310)を通って流れるように構成され、
- 前記分離された流動媒体の第1の部分が、前記第1の供給チャンバ(310)から前記第1の熱交換器チューブ(810)に流れるように構成され、
- 前記分離された流動媒体の第2の部分が、前記第1の供給チャンバ(310)から前記第2の供給チャンバ(320)に、そして前記第2の供給チャンバ(320)を通って前記第2の熱交換器チューブ(810)に流れるように構成され、
- 前記一次第1ノズル(911)を通って供給される流動化空気の量が、前記一次第2ノズル(921)を通って供給される流動化空気の量とは独立して制御される、
ように構成される、
循環流動層ボイラ。
【請求項15】
循環流動層ボイラ(1)であって、
- 炉(50)と、
- 前記炉(50)から受け取ることができる燃焼排ガスから流動媒体を分離するように構成されたサイクロンのような粒子分離器(40)と、
- 前記粒子分離器(40)から前記の分離された流動媒体を受け入れるように構成されたループシール(5)であって、請求項5乃至12のいずれか1項に記載の熱交換器(10)を有するループシールと、を有し、前記熱交換器(10)は、
- 前記分離された流動媒体の少なくとも一部が、前記第1の供給チャンバ(310)を通って流れるように構成され、
- 前記分離された流動媒体の第1の部分が、前記第1の供給チャンバ(310)から前記第1の熱交換器チューブ(810)に流れるように構成され、
- 前記分離された流動媒体の第2の部分が、前記第1の供給チャンバ(310)から前記第2の供給チャンバ(320)に、そして前記第2の供給チャンバ(320)を通って前記第2の熱交換器チューブ(810)に流れるように構成され、
- 前記二次第1ノズル(912)を通って供給される流動化空気の量は、前記二次第2ノズル(922)を通って供給される流動化空気の量とは独立して制御されるように構成され、
好ましくはまた
- 前記一次第1ノズル(911)を通って供給される流動化空気の量は、前記一次第2ノズル(921)を通って供給される流動化空気の量とは独立して制御されるように構成される、
ように構成される、
循環流動層ボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱交換器に関する。本発明は、粒子冷却器(particle coolers)に関する。本発明は、ループシール熱交換器に関する。本発明は、循環流動層ボイラ(circulating fluidized bed boilers)に関する。
【背景技術】
【0002】
流動層熱交換器が、特許文献1から知られている。流動層熱交換器は、流動層の流動媒体(bed material)から熱を回収するために、蒸気発生器に接続して配置されることがある。典型的には、このような熱交換器では、蒸気は、熱交換器に供給され、過熱され、それによりこのような流動層熱交換器は、流動層過熱器と呼ばれることがある。循環流動層ボイラでは、流動層熱交換器がループシールに配置されることがある。このような場合、熱交換器は、ループシール熱交換器又はループシール過熱器と称されることがある。
【0003】
特許文献1から知られている流動層熱交換器は、伝熱管を備えた熱交換チャンバ(
図1、B)と、それに平行な、熱交換器チューブを持たないバイパスチャンバ(
図1、C)とを有する。この解決法では、バイパスチャンバは熱交換チャンバと同じ大きさである。熱交換器は、熱交換器チューブを備えた1つのチャンバのみから構成されるので、これら2つのチャンバ(B、C)の流動空気速度のみを制御することによって熱交換を十分に制御することは、問題がある。次の蒸気タービンのために温度と圧力を最適化した過熱蒸気を生成するためには、正確な制御が必要である。蒸気タービンは、通常、蒸気の温度と圧力に敏感である。
【0004】
2つの別個の熱交換チャンバを備えたループシール過熱器が、例えば、特許文献2から知られている。特許文献2の
図2aのいくつかの部分が、本明細書の
図7として再現される。2つの別々に制御可能な熱交換チャンバは、流動媒体から蒸気への熱交換のより良い制御を提供する。2つの熱交換チャンバは、
図7に再現され、参照番号410、420によって示される。
図7に示すように、従来技術では、2つの別々の供給チャンバ310、320が並べて配置されている。さらに、供給チャンバ310、320の各々は、それぞれ、熱交換チャンバ410、420のうちの1つのみに流動媒体を供給する。
【0005】
しかし、近年、循環流動層ボイラに使用される粒子分離装置の効率が改善されている。これにより、サイクロンなどの微粒子分離装置のみを有するボイラとなった。また、より小さいサイズ及び容量の分散型ボイラユニットの需要も増加している。これはまた、より小さい粒子分離器へ向かう傾向を示している。粒子分離器のサイズが小さくなると、典型的には、熱交換器のために利用できるスペースがより少なくなる。さらに、熱交換器の製造者(すなわち、人)が、例えば熱交換器の壁の少なくとも一部に保護耐火物を設けるために、熱交換器の1つ又は複数のチャンバに入るように、熱交換器が製造されることが多い。従って、熱交換器の個々のチャンバは、製造するのに十分な大きさ、すなわち、人がその中に入るのに十分な大きさであるべきである。しかし、熱交換器の全体のサイズは十分に小さくあるべきである。また、同時に、流動媒体から循環蒸気への熱交換は、正確に制御可能であるべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許第5,184,671号明細書
【特許文献2】国際公開第2018/083367号
【発明の概要】
【0007】
必要に沿って、本発明の目的は、循環流動層のループシール熱交換器として使用するのに適した熱交換器を提供することである。さらに、全体のサイズが(少なくとも一方向に)適度に小さくても、熱交換器のチャンバは、人が熱交換器に入るために、適切に大きい。最後に、その一方で、熱交換チューブ間を流れる流動媒体からチューブ内を流れる循環蒸気への熱交換は、正確に制御可能である。
【0008】
熱を回収し、熱交換を制御するために、熱交換器は、流動媒体が第1の供給チャンバを通って第1の熱交換器チューブに、第2の供給チャンバを通って第2の熱交換器チューブに流れる(run)ように構成されるように、第1及び第2の熱交換器チューブを備える。さらに、両方の供給チャンバを十分に大きくするために、第1の供給チャンバは、第2の供給チャンバに流動媒体を供給するように構成される。これは、例えば、2つの別々の供給チャンバ310、320が並べて配置され、熱交換チャンバの1つのみに流動媒体を供給する
図7の解決法と比較して、スペースを節約する。
【0009】
本発明は、請求項1において特定の用語で開示される。他の請求項は、好ましい実施形態を規定する。説明は、好ましい実施形態及び他の実施形態の熱交換器の機能を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図3】
図2の熱交換器の断面III-IIIを示し、断面III-IIIは
図2に示される。
【
図4a】
図2の熱交換器の断面IVa-IVaを示し、断面IVa-IVaは
図2に示される。
【
図4b】
図2の熱交換器の断面IVb-IVbを示し、断面IVb-IVbは
図2に示される。
【
図5】
図2の熱交換器の断面V-Vを示し、断面V-Vは
図2に示される。
【
図6a】流動化ガスを供給するためのノズルの実施形態を示す。
【
図6b】流動化ガスを供給するためのノズルの実施形態を示す。
【
図6c】流動化ガスを供給するためのノズルの実施形態を示す。
【
図6d】流動化ガスを供給するためのノズルの実施形態を示す。
【0011】
実施形態の異なる表示(views)を示すために、3つの直交方向Sx、Sy、及びSzが図に示されている。方向Szは、熱交換器の使用において、実質的に垂直かつ上方である。この方法では、方向Szは実質的に重力と逆である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
図1に循環流動層ボイラ1の側面図を示す。循環流動層ボイラ1は、炉50と、粒子分離器40(サイクロン41など)と、ループシール5とを有する。
図1では、燃焼排ガスチャネルが参照番号20で示されている。典型的には、ボイラ1は、燃焼排ガスチャネル20内に熱交換器26、28を有し、熱交換器26、28は、燃焼排ガスから熱を回収するように構成されている。熱交換器のいくつかは、燃焼排ガスから熱を回収することによって蒸気を過熱するように構成された過熱器26であり得る。熱交換器のいくつかは、燃焼排ガスから熱を回収することによって水を加熱及び/又は沸騰させるように構成されたエコノマイザ(economizers)28であり得る。
【0013】
炉50内では、いくつかの可燃性材料が燃焼されるように構成される。不活性粒子材料、例えば、砂もまた、炉50内に配置される。粒子材料と可燃性材料及び/又はアッシュ(灰(ash))との混合物は、流動媒体と呼ばれる。炉50の底部には、格子(grate)52が配置される。格子52は、流動媒体を流動化するために炉に空気を供給し、可燃性材料の少なくとも一部を燃焼させて熱、燃焼排ガス、及びアッシュを形成するように構成される。循環流動層では、空気供給が非常に強く、流動媒体は炉50内を上方に流れるように構成される。格子52は、空気を供給するための格子ノズル54を有する。格子52は、炉50からアッシュを除去するためにボトムアッシュチャネル56を制限する。
【0014】
炉50の上部から、流動媒体は、流動媒体をガスから分離するために、燃焼排ガスチャネル20を通って粒子分離器40に搬送される。粒子分離器40、例えばサイクロン41から、分離された流動媒体は、チャネル60を通ってループシール5に落下する。ループシール5では、流動媒体の層が形成される。この層は、燃焼空気又は流動空気が炉50からサイクロン40へ反対方向に流れるのを防止する。少なくともループシール5が炉50と共通の壁を有しないとき、流動媒体は、ループシール5から炉50に流動媒体を搬送するように構成されたパイプライン15を介して、ループシール5から炉50に戻される。ループシール5が炉50と共通の壁を有する場合、流動媒体はループシール5から直接炉50に戻される。
【0015】
図1を参照すると、熱交換器10がループシール5に配置されている。従って、熱交換器10は、ループシールで使用されるのに適しているので、代替的にループシール熱交換器と称され得る。さらに、熱交換器26、28とは対照的に、熱交換器10は、ループシール5内を循環する粒子材料、すなわち、流動媒体から熱を回収するように構成される。チャネル60は、熱交換器10の入口31に接続される。入口31は、流動媒体を熱交換器10に入れるためのものである。したがって、熱交換器10は、流動層ボイラ1の粒子流動媒体から熱を回収するのに適している。
【0016】
図2~
図5を参照すると、熱交換器10は、異なるチャンバ(100、310、320、410、420、及び200を含む)に熱交換器10を分割する壁(壁510、520、530、540、及び550を含む)を有する。チャンバは、床(102、202、312、322を含む)と天井(参照番号なしで示されている)を有する。
【0017】
ここで、「チャンバ」という用語は、壁、すなわち、使用時に垂直である壁によって他のチャンバから分離された熱交換器10内の空間を指す。以下に詳述するように、隣接するチャンバからチャンバを隔てる壁は、床からチャンバの天井まで全長を延ばす必要はない。
【0018】
図2を参照すると、熱交換器10は、第1の熱交換器チューブ810及び第2の熱交換器チューブ820を有する。熱交換器チューブ810、820の目的は、熱交換器10内を流れる熱い流動媒体から熱を回収することである。
【0019】
熱交換器10は、第1の熱交換器チューブ810に流動媒体を供給するように構成された第1の供給チャンバ310を有する。熱交換器10は、第2の熱交換器チューブ820に流動媒体を供給するように構成された第2の供給チャンバ320を有する。供給チャンバ310、320の目的は、一方では第1の熱交換器チューブ810に、他方では第2の熱交換器チューブ820に流れる流動媒体の量を制御することである。さらに、熱交換を制御するために、第1及び第2の熱交換器チューブ810、820は、熱交換器10の同じチャンバ内に配置されない。換言すれば、第1及び第2の熱交換器チューブ810、820は、熱交換器10の異なる位置に配置される。より具体的には、第1の熱交換器チューブ810は、平面Pの第1の側面にのみ配置され、第2の熱交換器チューブ820は、平面Pの第2の反対の側面にのみ配置される。好ましくは、熱交換器チューブ810、820は、使用時に垂直に構成される平面Pに対して相対的に配置される;すなわち、平面Pの両側面(opposite sides)にのみ配置される。好ましくは、第1の熱交換器チューブ810は、第1の側面にのみ配置され、第2の熱交換器チューブ820は、第1の供給チャンバ310及び第2の供給チャンバ320の少なくとも一方と交差する平面Pの第2の側面にのみ配置され、使用時には、垂直に構成される。より好ましくは、第1の熱交換器チューブ810は、第1の側面にのみ配置され、第2の熱交換器チューブ820は、第1の供給チャンバ310及び第2の供給チャンバ320の両方と交差する平面Pの第2の側面にのみ配置される。
【0020】
図2では、第1の供給チャンバ310の少なくとも一部は、第1の熱交換器チューブ810と第2の熱交換器チューブ820との間に配置される。しかし、チューブ810、820は熱交換チャンバ410、420を満たす必要はない。このような場合、熱交換器チューブ810、820をそれぞれ備えた熱交換チャンバ410、420の間に第1の供給チャンバ310が配置されても、第1の供給チャンバ310の一部でさえ、第1の熱交換器チューブ810と第2の熱交換器チューブ820との間に配置される必要はない。
【0021】
第1の供給チャンバ310は、第2の供給チャンバ320に流動媒体を供給するように構成される。
図2に矢印で示すように、第1の供給チャンバ310は、第1の供給チャンバ310から第2の供給チャンバ320へ流動媒体を排出するための出口316を有する。
【0022】
これは、第1の供給チャンバ310の方向Syにおける幅W310(及びオプションでまた第2の供給チャンバ320の幅)が、供給チャンバ310、320が方向Syに互いに隣接して配置された場合よりも大きいままであるという効果を有する。さらに、熱交換器チューブ810、820の目的は熱を回収することであるため、好ましくは、熱交換器チューブ810、820は、
図2ではSxで示される少なくとも1つの方向に比較的長いように設計される。従って、熱交換器10のサイズを小さくすべきであっても、効率的な熱回収のために、少なくとも熱交換チャンバ410、420の長さを可能な限り長く維持すべきである。従って、典型的には、特に熱交換器チューブを含まないこのようなチャンバのために、Sx方向に利用可能なスペースが存在する。これにより、スペースが節約され、熱伝達の正確な制御が可能である。
【0023】
好ましくは、熱交換器チューブ810、820への流動媒体の供給は、互いに独立して制御することができる。従って、一実施形態では、第1の供給チャンバ310は、第1の熱交換器チューブ810及び第2の供給チャンバ320のみに流動媒体を供給するように構成される。さらに、一実施形態では、第2の供給チャンバ320は、第2の熱交換器チューブ820にのみ流動媒体を供給するように構成される。
【0024】
第1の供給チャンバ310は、第2の供給チャンバ320に流動媒体を供給するように構成されているため、好ましい実施形態では、第2の供給チャンバ320は、第1の供給チャンバ310からのみ流動媒体を受け取るように構成される。例えば、一実施形態では、入口チャンバ100が、第1の供給チャンバ310に流動媒体を供給するように構成され、入口チャンバ100は、第1の供給チャンバ310を通ってのみ、第2の供給チャンバ320に流動媒体を供給するように構成される。以下に詳述するように、入口チャンバ100は、バイパスチャンバ200にも流動媒体を供給するように構成され得る。
【0025】
図2の白い矢印は、異なるチャンバの流動媒体用の出口(104、314、414、434、316、324、424、444、106、204)を示す。
図2では、重複線を有さないこのような矢印(すなわち、出口314、324、434、444、及び204の矢印)は、チャンバの上部の出口に関する。
図2では、重複する線を有するこのような矢印(すなわち、出口104、106、316、414、及び424の矢印)は、チャンバの下部の出口に関する。出口は、壁の開口部として形成され得る。あるいは、チャンバの下部の出口は、例えば、天井から下方に延びるが、床のレベル(高さ(level))までは延びない壁によって形成されてもよい。これに対応して、チャンバの上部の出口は、例えば、床から上方に延びるが、天井のレベルまでは延びない壁によって形成されてもよい。
【0026】
使用時には、流動媒体の第1の部分は、第1の熱交換器チューブ810の間を流れる。流動媒体の第2の部分は、第2の熱交換器チューブ820の間を流れる。流動媒体の第3の部分は、バイパスチャンバ200を通って流れ、第1及び第2の熱交換器チューブ810、820の両方をバイパスする。
【0027】
図1及び
図2を参照すると、流動媒体は、入口チャンバ100内に配置された入口31を経由して熱交換器10に入る。入口チャンバ100から、流動媒体(すなわち、流動媒体の第1の部分及び第2の部分)は、出口104(
図2参照)を通って第1の供給チャンバ310に入り得る。これは、
図3の矢印A12によっても示される。加えて又は代替的に、入口チャンバ100から、流動媒体(すなわち、流動媒体の第3の部分)は、出口106(
図2参照)を通ってバイパスチャンバ200に入り得る。これは
図3の矢印A3によっても示される。
図2に示すように、入口チャンバ100は、バイパスチャンバ200及び第1の供給チャンバ310にのみ流動媒体を供給するように構成される。当然のことながら、上述のように、流動媒体の第2の部分は、第1の供給チャンバ310を通って第2の供給チャンバ320に流れる。
【0028】
第1の供給チャンバ310から、流動媒体の第1の部分は、出口314(
図2参照)を通って第1の熱交換チャンバ410に流れる。第1の熱交換チャンバ410では、流動媒体は、第1の熱交換器チューブ810の間を出口414まで流れ、それによって、第1の熱交換器チューブ810内を流れる熱伝達媒体(典型的には、蒸気)を加熱する。流動媒体は、出口414を通って第1の出口チャンバ430に、出口434を通ってパイプライン15に流れ、最終的に炉50に戻る。熱交換器10が炉50と共通の壁を有する場合、出口434は、直接炉50に開口し得る。あるいは、出口414は、炉50に直接開口してもよく、それによって、第1の出口チャンバ430は省略されてもよい。
【0029】
流動媒体の第2の部分の循環に関しては、流動媒体の第2の部分は、第1の供給チャンバ310から出口316を通って第2の供給チャンバ320に流れる(
図2参照)。第2の供給チャンバ320から、流動媒体の第2の部分は、出口324を通って第2の熱交換チャンバ420へ流れる。第2の熱交換チャンバ420では、流動媒体は、第2の熱交換器チューブ820の間を出口424まで流れ、それによって、第2の熱交換器チューブ820内を流れる熱伝達媒体(典型的には、蒸気)を加熱する。流動媒体は、出口424を通って第2の出口チャンバ440に、出口444を通ってパイプライン15に流れ、最終的に炉50に戻る。熱交換器10が炉50と共通の壁を有する場合、出口444は直接炉50に開口し得る。あるいは、出口424は、炉50に直接開口してもよく、それによって、第2の出口チャンバ440は省略されてもよい。
【0030】
上に詳述したように、熱は、従って、それぞれ、第1及び第2の熱交換器チューブ810、820によって、流動媒体の第1の部分及び流動媒体の第2の部分の両方から回収される。しかし、いくつかの場合には、熱を流動媒体から回収する必要がないか、又は熱交換を少なくする必要がある。したがって、流動媒体の第3の部分は、第1及び第2の熱伝達チューブ810、820の両方をバイパスし得る。流動媒体の第3の部分の循環については、バイパスチャンバ200から、流動媒体は出口204を通ってパイプライン15へ出ることができる。あるいは、出口204は、炉50に直接開口してもよい。
【0031】
熱交換器10のチャンバの1つ又はいくつかは、アッシュ(灰)除去チャネル19が設けられ得る。アッシュ除去チャネルの目的は、熱交換器10からボトムアッシュを除去することである。アッシュ除去チャネルの別の目的は、保守目的のために熱交換器から流動媒体を排出するためである。ボトムアッシュが、その上での運転中に熱交換器10から除去される場合、熱いボトムアッシュは、アッシュから熱を回収するためにアッシュ冷却器600(
図5参照)に搬送され得る。
【0032】
したがって、一実施形態では、熱交換器10は、循環流動層ボイラ1のループシール5に設けられている。
図1を参照すると、一実施形態によれば、循環流動層ボイラ1は、炉50と、炉50から受け取ることができる燃焼排ガスから流動媒体を分離するように構成される粒子分離器40(サイクロン41など)と、粒子分離器40からの分離された流動媒体を受け取るように構成されたループシール5とを有する。本実施形態では、ループシール5は、上述のように、そして以下に開示されるように、熱交換器10を備える。
【0033】
循環流動層ボイラ1の実施形態では、熱交換器10は、分離された流動媒体の少なくとも一部が第1の供給チャンバ310を通って流れるように配置される。流動媒体の別の部分がバイパスチャンバを通って流れてもよいことに留意されたい。流動媒体は、チャンバ310、200のうちの1つのみに一度に流れてもよい。しかしながら、典型的な使用では、流動媒体の一部は、第1の供給チャンバ310に流れ、同時に、流動媒体の別の部分がバイパスチャンバ200に流れる。さらに、分離された流動媒体の第1の部分は、第1の供給チャンバ310から第1の熱交換器チューブ810に流れるように構成される。さらに、分離された流動媒体の第2の部分は、第1の供給チャンバ310から第2の供給チャンバ320に、そして第2の供給チャンバ320を通って第2の熱交換器チューブ820に流れるように構成される。上述のように、分離された流動媒体の第1の部分は、第2の供給チャンバ320を通って流れることなく、第1の供給チャンバ310から第1の熱交換器チューブ810に流れるように構成される。上述のように、分離された流動媒体の第3の部分は、バイパスチャンバ200に流れるように構成され、第1及び第2の熱交換器チューブ810、820の両方をバイパスするように構成される。
【0034】
出口316を熱交換器10に設け、上述のように流動媒体を案内するために、一実施形態では、熱交換器10は、第1の供給チャンバ310及び第2の供給チャンバ320を制限する(limits)第1の壁510を備える。すなわち、第1の壁510は、第1の供給チャンバ310の上部を第2の供給チャンバ320の上部から分離する。第1の壁510は、
図2、3及び4aに示されている。第1の壁510は、使用時に垂直である。
図3及び
図4aに示すように、第1の壁510は、第1の下縁部512を有する。熱交換器の使用では、第1の下縁部512は、第1の供給チャンバ310及び第2の供給チャンバ320の床312、322又は床312、322よりも高い垂直レベルに配置される。床を
図3に示す。より正確には、床312、322が同じ垂直レベルに配置される場合、第1の下縁部512は、これよりも高い垂直レベルに配置される。しかし、床312、322が同じ垂直レベルに配置されていない場合、第1の下縁部512は、これら2つの高い床よりも高い垂直レベルに配置される。このようにして、第1の供給チャンバ310は、第1の壁510の第1の下縁部512と第1及び第2の供給チャンバ310、320の床(複数可)(312、322)との間から第2の供給チャンバ320に流動媒体を供給するように構成される。第1の下縁部512は、供給チャンバ(310、320)ほど幅広である必要はない。対照的に、第1の下縁部は、第1の壁510に設けられた開口部の上縁部であり得る。
【0035】
好ましくは、第1の供給チャンバ310及び第2の供給チャンバ320の床312、322は、同じ垂直レベルに配置される。さらに、好ましくは、第1の壁510の第1の下縁部512は、第1の壁510の一部の上部に配置されない。すなわち、第1の下縁部512が壁510の開口部の上縁部である場合、開口部は床(312、322)のレベルまで延びる、又は、もし同じレベルでなければ、床のより高い方のレベルまで延びる。これは、流動媒体が、第1の供給チャンバ310から第2の供給チャンバ320に容易に流れ得るという効果を有する。
【0036】
本説明全体を通して、「垂直レベル」という用語は、垂直方向の位置、すなわち、高度を指すことに留意されたい。例えば、水平面は垂直レベルで配置される。従って、垂直レベルは、水平面の位置を定める。
【0037】
種々のチャンバを通る流動媒体の流れを制御するために、そしてこのようにして、流動媒体から蒸気への熱交換を制御するために、熱交換器10は、流動媒体を流動化するためのノズルを備える。
【0038】
図3を参照すると、好ましくは、熱交換器10は、一次第1ノズル(primary first nozzles)911を有する。一次第1ノズル911は、使用時に、第1の壁510の第1の下縁部512よりも低い垂直レベルに配置される。すなわち、一次第1ノズル911は、使用時には、第1の壁510の第1の下縁部512より下に配置されるが、必ずしも直下ではない。さらに、一次第1ノズル911は、第1の供給チャンバ310に配置される。さらに、一次第1ノズル911は、第1の供給チャンバ310内で流動媒体を流動化するように構成される。同様に、熱交換器10は、一次第2ノズル921を有する。一次第2ノズル921は、使用時に、第1の壁510の第1の下縁部512よりも低い垂直レベルに配置される。一次第2ノズル921は、第2の供給チャンバ320内に配置される。一次第2ノズル921は、第2の供給チャンバ320内で流動媒体を流動化するように構成される。ノズル911、921を使用することによって、流動媒体は、チャンバ310からチャンバ320へ、またチャンバ310、320を通って流れるように流動化される。
【0039】
これらのノズル911、921を通る空気の流れを制御することによって、第1の供給チャンバ310に流れる流動媒体が、チューブ810に流れる第1の部分と、チューブ820に流れる第2の部分とにどのように分割されるかを制御することができる。
【0040】
したがって、熱交換器10を有する循環流動層ボイラ1の一実施形態では、一次第1ノズル911を通って供給される流動化空気の量は、一次第2ノズル921を通って供給される流動化空気の量とは独立して制御されるように構成される。空気の制御は、例えば、ノズル(911、921)を制御すること及び/又はノズル(911、921)への空気の流れに影響するバッフルプレートを制御することによって制御することができる。例えば、第1のバッフルはノズル911への空気の流れを制御し得、第2のバッフルはノズル921への空気の流れを制御し得る。制御ユニットは、それに応じてノズル及び/又はバッフル(複数可)を制御するように構成され得る。
【0041】
しかしながら、第1及び第2の供給チャンバ310、320の間の出口316(
図2;又は
図3を参照、出口は図示せず、縁部512の下に残る)のために、一次第1ノズル911からの空気の一部は、第2の供給チャンバ320に容易に導かれ、同様に、一次第2ノズル921からの空気の一部は、第1の供給チャンバ310に容易に導かれることに留意されたい。これは、流動媒体の流れの正確な制御をかなり面倒なものにする。しかしながら、ノズル911、921は、出口316を通る流動媒体の移送を提供するために、第1の下縁部512の下方に有利に配置される。
【0042】
より正確な制御を提供するために、熱交換器10の一実施形態は、二次第1ノズル912(
図3参照)を有する。二次第1ノズル912は、使用時に、第1の壁510の第1の下縁部512よりも高い垂直レベルに配置される。すなわち、二次第1ノズル912は、使用時に、第1の壁510の第1の下縁部512の上方に配置されるが、必ずしも真上に配置される必要はない。二次第1ノズル912は、第1の供給チャンバ310内に配置される。二次第1ノズル912は、第1の供給チャンバ310内で流動媒体を流動化するように構成される。二次第1ノズル912は、第1の壁510の第1の下縁部512よりも高い垂直レベルに配置されているので、これらのノズル912からのほんのわずかな量の流動化空気は、もしあれば、第2の供給チャンバ320に流れる。
【0043】
対応する方法で、一実施形態では、熱交換器10は、二次第2ノズル922を有する。二次第2ノズル922は、使用時に、第1の壁510の第1の下縁部512より高い垂直レベルに配置される。二次第2ノズル922は、第2の供給チャンバ320内に配置される。二次第2ノズル922は、第2の供給チャンバ320内で流動媒体を流動化するように構成される。二次第2ノズル922は、第1の壁510の第1の下縁部512より高い垂直レベルに配置されるので、これらのノズルからのほんのわずかな量の流動化空気は、もしあれば、第1の供給チャンバ310に流れる。
【0044】
これらのノズル912、922を通る空気の流れを制御することによって、第1の供給チャンバ310に流れる流動媒体が、チューブ810に流れる第1の部分と、チューブ820に流れる第2の部分とにどのように分割されるかを制御することができる。
【0045】
したがって、熱交換器10を有する循環流動層1の実施形態では、二次第1ノズル912を通って供給される流動化空気の量は、二次第2ノズル922を通って供給される流動化空気の量とは独立して制御されるように構成される。好ましくは、同時に、一次第1ノズル911を通って供給される流動化空気の量は、一次第2ノズル921を通って供給される流動化空気の量とは独立して制御されるように構成される。ノズル及び/又はバッフル/複数のバッフル及び/又はコントローラを使用することによってノズルを通る空気の流れを制御することについて言及されたことが当てはまる。
【0046】
二次第1ノズル912及び/又は二次第2ノズル922を通る空気の流れが低いように、流動媒体の流れが制御されるとき、流動媒体がこれらのノズル912、922に入る傾向があることが判明した。流動媒体がノズルに入り込むのを防止し、また場合によりノズルを詰まらせることを防止するために、ノズルは上から閉じられ得る。したがって、一実施形態では、二次第1ノズル912は、流動媒体が二次第1ノズル912に入るのを防止するために上から閉じられ、二次第2ノズル922は、流動媒体が二次第2ノズル922に入るのを防止するために上から閉じられる。
【0047】
図3は、ノズル912、922への流動媒体の流れを防止するためのノズル912、922用の湾曲した蓋又は屋根を示す。この構成は、
図6aにより詳細に示されている。ここで、湾曲した蓋又は屋根951は、それ自体の参照番号によって示される。ここで、点線は空気の流れを示す。また、ノズルは、その他の方法で上部から閉じることができる。例えば、
図6bの実施形態では、ノズルは、湾曲した形状を有し、下方に開口するU字形を形成する。従って、湾曲したパイプの部分952は、ノズルを上方(すなわち、上方)から閉じる。さらに、
図6cに示すように、平らな蓋又は屋根953が、流動媒体がノズルに入るのを防止するのに十分であり得る。さらに、蓋又は屋根951の多くの部分は、
図6dに示すように、実質的に垂直であってもよい。
【0048】
必要に応じて、流動媒体が一次第1ノズル911に入るのを防止するために、一次第1ノズル911も上から閉じることができる。必要に応じて、流動媒体が一次第2ノズル921に入るのを防止するために、一次第2ノズル921も上から閉じることができる。
【0049】
上述のように、実施形態では、第2の供給チャンバ320は、第2の熱交換チャンバ420に流動媒体を供給するための出口324を有する(
図2及び
図3参照)。好ましくは、このような場合、第2の供給チャンバ320の出口324は、使用時には、第1の下縁部512より高い垂直レベルに配置される。
図4aを参照する。より具体的には、好ましくは、出口324全体は、第1の下縁部512よりも高い垂直レベルに配置される。出口324は、第2の供給チャンバ320の下部を第2の熱交換チャンバ420から分離する壁の上縁部によって制限され得る。
図4a及び3中の湾曲した矢印A2は、出口324を通るこのような壁の上の流動媒体の流れを示す。出口324を第1の下縁部512の上方に配置することは、第2の供給チャンバ320がガスロック(gas lock)として機能し、その一部として、流動媒体が誤った、反対の方向に流れることを防止する(すなわち、チャンバ420からチャンバ320を経由してチャンバ310にではない)技術的効果が生じる。
【0050】
好ましくは、第2の供給チャンバ320の出口324はまた、二次第2ノズル922より高い垂直レベルに配置される。これは、二次第2ノズル922をより確実に使用して、流動媒体の流れを制御することができるという効果を有する。従って、流動媒体は、第2のノズル922からの空気によって流動化される前に、出口324を通って第2の供給チャンバから逃れることはない。
【0051】
図3及び
図4bを参照すると、一実施形態では、熱交換器10は、入口チャンバ100及び第1の供給チャンバ310を制限する第2の壁520を有する。第2の壁520は、使用時には垂直である。第2の壁520は、入口チャンバ100及び第1の供給チャンバ310の床312、102又は床312、102より高い垂直レベルに配置される第2の下縁部522を有する。より正確には、床312、102が同じ垂直レベルに配置される場合、第2の下縁部522は、これよりも高い垂直レベルに配置される。しかし、床312、102が同一の垂直レベルに配置されていない場合、第2の下縁部522は、これら2つの高い床より高い垂直レベルに配置される。この方法では、入口チャンバ100は、第2の壁520の第2の下縁部522と入口チャンバ100及び第1の供給チャンバ310の床(102、312)との間から第1の供給チャンバ310に流動媒体を供給するように構成される。第2の下縁部522は、第1の供給チャンバ310又は入口チャンバ100ほどの幅は必要としない。対照的に、第2の下縁部522は、第2の壁520に設けられた開口部の上縁部であり得る。
【0052】
好ましくは、第1の供給チャンバ310及び入口チャンバ100の床312、102は、同じ垂直レベルに配置される。さらに、好ましくは、第2の壁520の第2の下縁部522は、第2の壁520の一部の上に配置されない。すなわち、第2の下縁部522が開口部の上縁部である場合、開口部は床のレベル(又は床のより高い方のレベル)に延びる。これは、流動媒体が入口チャンバ100から第1の供給チャンバ310に容易に流れ得るという効果を有する。
【0053】
熱交換器が第2の壁520及び二次第1ノズル912の両方を有する場合、好ましくは、二次第1ノズル912は、第2の壁520の第2の下縁部522より高い垂直レベルに配置される。これは、二次第1ノズル912によって吹き込まれた空気が、入口チャンバ100に及び/又は入口31を通ってチャネル60に容易に流れないという効果を有する(
図3及び
図1参照)。
【0054】
好ましくは、熱交換器が第1の壁510と第2の壁520の両方を有する場合、これらの壁は平行である。さらに、好ましくは、第1の下縁部512は、使用時に、第2の下縁部522よりも低い垂直レベルに配置されない。これは、第1の供給チャンバ310から入口チャンバ100に戻るよりも、第1の供給チャンバ310から第2の供給チャンバ320に流れる流動媒体の傾向があるため、第1の供給チャンバ310が適切に機能することを確実にする。
図3では、これらの縁部512、522は、実質的に同じ垂直レベルに配置される。
【0055】
一実施形態では、第1の供給チャンバ310は、入口チャンバ100と第2の供給チャンバ320との間に配置される。
図2を参照する。上述のように、効率的な熱回収のために、少なくとも熱交換チャンバ410、420の長さは、可能な限り長く維持されるべきである。従って、典型的には、これらのチャンバ100、310、320のために特にこの方向に利用可能なスペースが存在する。明確にするために、好ましい実施形態では、入口チャンバ100、第1の供給チャンバ310、及び第2の供給チャンバ320は、第1の熱交換器チューブ810を備えた第1の熱交換チャンバ410の隣に配置される。ここで、「隣に」という用語は、互いに隣接する2つのチャンバの間に1つの垂直壁のみが配置されていることを意味する。好ましくは、また、入口チャンバ100、第1の供給チャンバ310、及び第2の供給チャンバ320は、第2の熱交換器チューブ820を備えた第2の熱交換チャンバ420の隣に配置される。
【0056】
換言すれば、一実施形態では、熱交換器10は、第1の熱交換チャンバ410を制限する第3の壁530と、第2の熱交換チャンバ420を制限する第4の壁540とを有する。これらの壁530、540は、例えば、
図2、4a及び4bに示されている。使用において、第3の壁530は垂直であり、第4の壁540は垂直である。さらに、
図2の実施形態では、第3の壁530は、第4の壁540に平行である。さらに、
図2では、第1の壁510の少なくとも一部は、第3の壁530と第4の壁540との間に配置される。第1の壁は、壁530、540よりも長く垂直方向に延び得ることに留意されたい。一実施形態では、第1の壁510は、第3の壁530に対して垂直である。また、第2の壁520が存在する場合、好ましくは、少なくともその一部は、第3の壁530と第4の壁540との間に配置される。一実施形態によると、第2の壁520は、第3の壁530に対して垂直である。一実施形態では、第3の壁530の一部は、第1の供給チャンバ310を制限する。一実施形態では、第3の壁530の一部は、第2の供給チャンバ320を制限する。一実施形態では、第4の壁540の一部は、第1の供給チャンバ310を制限する。一実施形態では、第4の壁540の一部は、第2の供給チャンバ320を制限する。
【0057】
より好ましくは、さらに、入口チャンバ100は、第1の供給チャンバ310とバイパスチャンバ200との間に配置される。このような場合、バイパスチャンバ200は、第1の熱交換チャンバ410の隣に配置され得る。加えて又は代替的に、バイパスチャンバ200は、第2の熱交換チャンバ420の隣に配置され得る。同様に、
図2の実施形態では、第3の壁530の一部はまた、バイパスチャンバ200を制限する。さらに、第4の壁540の一部はまた、バイパスチャンバ200を制限する。
【0058】
入口チャンバ100からバイパスチャンバ200及び第1の入口チャンバ310への媒体(material)の流れを高めるために、一実施形態では、熱交換器10は、入口チャンバ100の下部に配置され、入口チャンバ100内で流動媒体を流動化するように構成された第3のノズル930を有する。
図3を参照する。
【0059】
好ましくは、第1の供給チャンバ310の幅W310は、少なくとも500mmである。これは、例えば、第1の供給チャンバ310の製造中に、オペレータが第1の供給チャンバ310に入ることを可能にする。ここで、幅W310は、第1の熱交換器チューブ810と第2の熱交換器チューブ820との間の最小距離の方向に平行な方向に定められる。熱交換器が第3及び第4の壁530、540を有し、壁530、540の一部が第1の供給チャンバ310を制限する場合、幅W310は、第3の壁530と第4の壁540との間に留まる。
【0060】
幅W310の上限に関しては、上限に対する熱交換器10のサイズ以外に技術的な理由はない。しかし、人が部品に入ることができるように、幅W310の方向に第1の供給チャンバ310を2つの部分に並べて分割することができるように幅W310が非常に大きい場合、第1の供給チャンバ310を通って第2の供給チャンバ320に流動媒体を案内する技術的理由はない。代わりに、第1及び第2の供給チャンバ310、320は、
図7に示すように、隣り合って配置することができ、流動媒体は、入口チャンバ100から各々に直接流入するように配置することができる。さらに、典型的には、入口チャンバ100の幅及び長さは、入口31におけるチャネル60の幅及び長さに等しい(
図6参照)。さらに、製造上の理由から、幅W310は、好ましくは、入口チャンバ100の幅に等しい。これらの理由により、W310の幅は、例えば、500mm~1600mmであり得る。
【0061】
同様の理由により、第1の熱交換器チューブ810と第2の熱交換器チューブ820との間の最小距離の方向に平行な方向に定められる、熱交換器10全体の幅W10は、例えば、少なくとも4000mmであり得る。幅W10は、例えば、4000mm~7700mmであり得る。
【0062】
上述のように、流動媒体は、第1の供給チャンバ310(
図2参照)から出口314を通って第1の熱交換チャンバ410に入り得る。好ましくは、第1の供給チャンバ310の出口314は、使用時に、第2の壁520の第2の下縁部522より高い垂直レベルに配置される(
図4b参照)。より具体的には、好ましくは、出口314全体は、第2の下縁部522より高い垂直レベルに配置される。出口314は、第1の供給チャンバ310の下部を第1の熱交換チャンバ410から分離する壁の上縁部によって制限され得る。
図4b及び3中の湾曲した矢印A1は、出口314を通るそのような壁の上の流動媒体の流れを示す。出口314を第2の下縁部522の上に配置することは、第1の供給チャンバ310がガスロックとして機能し、その一部について、流動媒体が誤った、反対方向(すなわち、チャンバ410からチャンバ310を経由してチャンバ100にではなく)に流れるのを防止するという技術的効果を有する。
【0063】
加えて又は代替的に、好ましくは、第1の供給チャンバ310の出口314は、使用時に、第1の壁510の第1の下縁部512より高い垂直レベルに配置される(
図3参照)。より具体的には、好ましくは、出口314全体は、第1の下縁部512より高い垂直レベルに配置される。出口314を第1の下縁部512の上方に配置することは、媒体の流れをより良好に制御することができる技術的効果を有する。
【0064】
好ましくは、第1の供給チャンバ310の出口314は、使用時に、二次第1ノズル912より高い垂直レベルに配置される(
図3参照)。これは、二次第1ノズル912が、第1の熱交換チャンバ410に逃げる前に、第1の供給チャンバ310内の流動媒体を流動化することができるという効果を有する。このようにして、これは、材料の流れの制御を改善する。
【0065】
図2及び
図3を参照すると、一実施形態では、熱交換器10は、バイパスチャンバ200及び入口チャンバ100を制限する第5の壁550を有する。この方法では、第5の壁550は、少なくともバイパスチャンバ200の上部を入口チャンバ100から分離する。上述のように、入口チャンバ100は、流動媒体用の入口31を有する。第5の壁550は、第5の下縁部552を有する(
図3参照)。第5の下縁部552は、使用時には、入口チャンバ100及びバイパスチャンバ200の床202、102又は複数の床202、102より高い垂直レベルに配置される。このようにして、入口チャンバ100は、バイパスチャンバ200に流動媒体を供給するように構成される。
【0066】
より正確には、床102、202が同じ垂直レベルに配置される場合、第5の下縁部552は、これよりも高い垂直レベルに配置される。しかしながら、床102、202が同一の垂直レベルに配置されていない場合、第5の下縁部552は、これら2つの内の高い床よりも高い垂直レベルに配置される。この方法では、入口チャンバ100は、第5の壁550の第5の下縁部552と入口チャンバ100及びバイパスチャンバ200の床(複数可)(102、202)との間から、バイパスチャンバ200に流動媒体を供給するように構成される。第5の下縁部552は、入口チャンバ100又はバイパスチャンバ200ほどの幅である必要はない。対照的に、第5の下縁部552は、第5の壁550に設けられた開口部の上縁部であってもよい。
【0067】
好ましくは、入口チャンバ100の床102、202及びバイパスチャンバ200は、同じ垂直レベルに配置される。さらに、好ましくは、第5の壁550の第5の下縁部552は、第5の壁550の一部の上に配置されない。すなわち、第5の下縁部552が開口部の上縁部である場合、開口部は床の(又は床のより高い方の)レベルまで延びる。これは、流動媒体が入口チャンバ100からバイパスチャンバ200へ容易に流れることができるという効果を有する。
【0068】
バイパスチャンバ200は、熱交換器10の第1及び第2の熱交換器チューブ(810、820)をバイパスするのに適している。これは、熱が回収される流動媒体の量を制御することができるという効果を有する。バイパスチャンバ200を通る流動媒体の流れを制御するために、熱交換器10は、バイパスチャンバ200の下部に配置された第4のノズル940(
図3参照)を有する。第4のノズル940は、バイパスチャンバ200内で流動媒体を流動化するように構成される。
【0069】
第1の供給チャンバ310内のノズル911、912が第1の熱交換器チューブ810への媒体の流れに影響を及ぼす場合であっても、好ましくは、第1の熱交換チャンバ410内の流動媒体の流れは、流動ガスによっても増強される。したがって、一実施形態では、熱交換器は、第1の熱交換チャンバ410の下部に配置された第5のノズル950を有する。第5のノズル950は、第1の熱交換チャンバ410内で流動媒体を流動化するように構成される。
図4a、4b、及び5を参照する。
【0070】
第2の供給チャンバ320内のノズル921、922が第2の熱交換器チューブ820への媒体の流れに影響を及ぼす場合であっても、好ましくは、第2の熱交換チャンバ420内の流動媒体の流れは流動ガスによっても強化される。したがって、一実施形態では、熱交換器は、第2の熱交換チャンバ420の下部に配置された第6のノズル960を有する。第6のノズル960は、第2の熱交換チャンバ420内で流動媒体を流動化するように構成される。
図4a及び
図4bを参照する。
【0071】
同様の理由で、一実施形態では、熱交換器は、第1の出口チャンバ430内で流動媒体を流動化するように構成された第7のノズル970(
図5参照)を有する。同様の理由で、一実施形態では、熱交換器は、第2の出口チャンバ440内で流動媒体を流動化するように構成された第8のノズル(図示せず)を有する。
【外国語明細書】