本发明是关于同流式换热器，更确切地说是关于管式换热器的，在这种管式换热器中，载热流体流经排列在箱形队列中的许多横向邻接的换热组件，每一个组件中容纳有众多的换热管，被加热流体流经这些换热管而与载热流体实现热交换目的。 在一个典型的本发明所描述的这种型式的同流床换热器中，一定数量的换热组件被安放成箱形的队列并互相横向邻接，每一个换热组件包含有许多按长度方向排放的管子，这些管子的两端安装在多孔的管板上。被加热流体流过组件的这些换热管，并与载热流体换热，该载热流体流经换热组件的队列，并沿换热管横向从其外面流过。
同流式换热器结构的这种组件原理，其主要优点在于用组件结构为简化现场组装工作。同流式换热器通常是很大的构件，常会高于10米，宽于15米。在现场安装拼凑这样的构件劳动强度是很大的，很费时间的工作，同时价格也是很高的。把同流式换热器做成予先装配好的可运输的组件，无论现场安装和运输都能得到简化并且能降低费用。
同流式的组合式管式换热器，其现有技术已由美国专利2487626、2653799和4202407中的换热器表明，这些换热器的每一种都是由许多管式换热组件构成的，这些组件堆叠成一个或许多换热柱。每一个单个的组件包含有许多沿长度方向排放的管子，这些管子在一对相距一定距离的管板之间延伸并安装在它们上面，横向相邻的组件用螺钉、销子或焊接使其与法兰式管板固定在一起。在每种情况下，在队列中排好的单个组件的管板都将被连接在一起构成换热器的支撑构件，因此，由于保养和更换需要移开任何一个单个的组件时，难于保证余下的构件的结构上的完整性。
因此，本发明的目的是提供一种改进的组合式管式换热器，从而，可以实现当移开单个管束时而不影响换热器构件的结构上完整性的目的。
本发明的另外一个目的是提供一种管式换热器组件，其结构是便于装运、现场组装和现场维修的。
本发明是关于一种热交换设备，该设备由许多换热组件组成，换热组件并排安装在一起形成一种箱形的队列，每一个换热组件内装有许多换热管，这些换热管形成一个流动通道，第一种换热流体（如空气）流经该流动通道而与沿换热管外面流经换热设备的第二种换热流体（如烟道瓦斯）产生热交换。
依照本发明，换热组件包括一个长方形的箱形的支架，该支架具有一对相距一定距离的端架并在端架的各个相对应的边角上用纵向细长的支撑件连接端架;一个置放于支架里面的管束总成;和为把管束总成安装于支架上的固定装置，固定装置中还包括膨胀装置，以便当管束总成的换热管在纵向长度上膨胀和收缩时接纳在支架中管束总成的至少是一个管板的平移运动。
在管束总成的最佳实施例中，其固定装置包括一个金属条带，在条带的两端中间至少具有一个有弹性的折摺，该折摺作为一个膨胀装置以接纳管板相对于紧靠着该管板的端架件的平移运动。为把管束总成装在支架上，金属条带的一端焊于管束的管板上而其另一端焊于支架中横向紧靠着管束总成的端架件上。
为建造换热设备，许多单个的换热组件在一个或更多的横向相邻接的柱体中一个在另一个之上相互叠置而形成箱形的队列。靠在一起的换热组件的支架被连接在一起形成支承构件的骨架，为换热器提供了结构上的完整性。维修和更换时，仅需从支架的端架上拆除固定装置并简单地从支架上向外滑动，管束总成即可从它们各自的支架中迅速的移出。此外，由于每个管束总成已在其制造地点装配到支架中，支架本身即可做为装运的框架，在起吊装运时对管束总成起保护作用。
本发明可由最佳实施例的叙述和附图中得到更清楚的了解，见附图：
图1，组合式换热设备的侧视图，该设备是依照本发明所说的许多予装配的换热器组件组成的;
图2，沿图1中2-2剖面剖开的本发明的换热设备的剖视图;
图3，一个单个的予装配换热组件的支架的立体图;
图4，一个单个的换热组件的管束总成的立体图;
图5，换热组件的管束总成与支架相互连接的放大断面图;
现借助附图来说明一种最佳实施例，在图1和图2中，描述了一种同流组合式管式换热器10，它由许多换热组件20被并排安装在一起形成一个箱形的队列。换热组件20被一个在另一个上面的堆起来成为一个所需高度的柱体，而将一定数量的这种柱体并排放置在一起并按需要连接起来即可提供所希望的换热能力。一种载热流体（如热烟道瓦斯）流经箱形队列12，从其一端的气体入口14进入并从另一端的气体出口16排出。这样，热烟道瓦斯横过组成箱式队列12的单个换热组件20。每个换热组件20内装有许多换热管，这些换热管形成一个流动通道，被加热的换热流体（如燃烧空气）通过该流通而与载热流体产生热交换，该载热流体是流经换热组件20堆放起来的队列并流经换热管的外面的。
当然本发明用于何种流体和流程并没有限制，图中所示的换热设备10是一种同流式的空气予热器和用于燃烧过程中加热所用的空气的，其加热方法是使空气通过该换热设备而与由燃烧过程所产生的热烟道瓦斯产生换热作用，图中所示的换热器包括4个柱体和四层换热组件20，最上一层换热组件20是单程换热器，它是为加热第二级空气的，第二级被加热空气由入口管2进入最上层的换热组件20，并通过其中的管子后由出口4离开换热组件20。下部三层换热组件20构成一个初级空气予热器，在该予热器中被加热空气经由入口管6进入换热组件20的最下面一层，然后流经S形通道最后由出口8离开该空气予热器的初级部分的换热组件20的最上面一层。空气予热器的初级部分的换热组件20每一层用端部导管7与紧挨着的下一层或上一层相连，这样形成一个S形的流道，首先流过一层组件的换热管然后流经相邻的另一层组件的换热管，以此类推。通常，在换热器10的热烟道瓦斯的入口，即在热烟道瓦斯入口管14和最上层换热组件20之间，设置一个波纹管18，这是为热烟道瓦斯管和换热组件20之间不同的膨胀而设置的。
依照本发明，每一个换热组件20包括一个长方形的箱形支架30和一个管束总成40，该管束总成安放在支架30中并安装在支架上而组成换热组件20，如图3中所示，长方形的箱形支架30由一对相距一定距离的端架32a、32b组成。端架32a、32b通常最好由4根管件固定在一起形成一个整体的长方形框架，管件的固定最好用焊接。相距一定距离的端架32a，32b在它们相对应的边角上由细长的支撑件34a和34b相连接。另外，连接端架32a和32b最下部边角而构成支架30的支撑件34a还提供了滑轨的表面36，沿着该滑轨36，管束总成40可以滑进和滑出支架30。如果某一个个别的换热组件要被安置在换热器10的旁边，在支架30的一侧上可焊有一块全封闭的边板38，当一些有同样边板38的架子30互相堆叠起来构成换热器10的最边上的一列时，这些边板就在侧面形成了密封气体的隔板。支架30上面和下面的面不密封，以容许瓦斯通过支架30和设置在该支架中的管束总成40的管子的外面。
本发明每一个换热组件20的管束总成40包括一对相距一定距离的管板42a，42b和在长度方向排放的许多换热管44，它们装在管板42a，42b上相应对准的孔46中。连接相距一定距离的管板42a，42b最下面边角的连接件即是在管束总成40两边的支承轨48。支承轨48不仅增加管束总成40的刚性还作为一个导轨，当管束总成40滑入支架30时，该导轨紧挨着支架30的最下部连接件34a上的滑轨36。最好是在相距一定距离的管板42a和42b之间在其侧面焊有侧板49，以进一步增加管束总成40结构的刚性，同时也作为流体挡板以引导热瓦斯流经换热组件20，并经过管束总成40中众多的换热管44的外面。此外，还可以在管束总成40中设置一个或更多的中间管板43以进一步增强管束总成40的刚性和使纵向细长的换热管44保持适当位置以及防止当热瓦斯通过时细长的换热管44产生振动。
在装配换热组件20时，管束总成40是用在其两侧下面的支撑轨48沿着滑轨36滑进支架30的，该滑轨36是由在最下部的细长的支撑件34a形成的，而该支撑件34a是连接支架30的端架32a和32b的。一经放入支架30，管束总成40用固定装置50固定于支架30上。在图5中，固定装置50分别把管束总成40的管板42a和42b连接于支架30的端架32a和32b上。固定装置50′至少在换热组件20的一端把管束总成40的管板连接到支架30的端架32上，固定装置50′包含膨胀装置52，以便接纳管板相对于端架的平移运动，这样，当热瓦斯流过管子的外面和冷的将被予热的燃烧空气流经管子44的内部使管束总成40的换热管44在长度上膨胀和收缩时，管束总成就可以在支架30中自由的伸缩。
由图5可见，固定装置50最好包括一个L形的金属板带，它具有装于管束总成40的管板42上的第一支脚54和装于支架30的相邻管板42的端架32上的第二支脚56。管束总成低温端管板42b用不包括任何膨胀装置的固定装置50固定于换热组件20低温端的端架32b上，该低温端即被加热的空气进入管束总成40的管子44的一端，而管束总成40的热端管板42a用含有膨胀装置52的固定装置50′固定于换热组件20热端的端架32a上，该热端即被加热的燃烧空气离开管束总成40的管子44的一端。膨胀装置52可以包含一个或多个手风琴式的折摺，该折摺在固定装置50′上制出，并位于第一支脚54与管板42a的固定点和第二支脚与端架32a的固定点之间。最佳方案是膨胀装置52具有一个V形的折摺，该折摺在构成固定装置50′的金属条带的支脚54上，支脚54是固定于管板42a的。在工作时，在瓦斯和空气的温差影响下，换热管束40的管子44膨胀或收缩时，具有弹性的折摺的膨胀装置52则纵向膨胀或收缩以接纳管板42a沿支架30的端架32a的滑动。
如图2所示，当单个的换热组件20被互相堆叠在一起形成箱形的队列时，相邻组件的端架被连接在一起构成换热设备10的构架。当连接在一起时，每个单个的组件20的支架30形成的换热装置10的完整的结构骨架。另外，单个换热组件20的支架30还可用于装运包装，以便在装运管束40时起保护作用和方便起吊。当换热器10中的任何一个管束总成40需要维修时，仅仅需要从它的支架30的端架32上拆开要移走的组件的管板42和滑出管束总成40，因此不需拆动支架30。管板42可以用切除焊块的方法与它们的端架件32相分开，该焊块是将固定装置50的第二支脚56连接在支架30的端架32的，该支架30装配着要移开的管束总成。管束总成然后可沿着支架30最下部支撑件34的滑轨36滑出支架30。然后一个新的或者修理好的管束总成40可滑回到支架30中，再把该管束总成的固定装置焊于支架30的端架32上，重新装配了换热组件20。与现有技术中那些已知的其它组合式换热器不同的是，这里在换热装置中更换管束总成的全部工作可以完成，而不需以任何方式拆动换热设备的构架和损害结构的完整性，在本发明中，该构架和结构上的完整性是由装配着管束总成40的支架30组成的。