燒結爐處的管束熱量回收器以及利用燒結爐和管束熱量回收器的熱傳遞方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燒結爐處的管束熱量回收器。此外，提出一種利用燒結爐和管束熱量回收器的熱傳遞方法。

【發(fā)明內容】

[0002]本發(fā)明的任務是設計一種在能量方面更有利的燒結過程。
[0003]該任務用具有權利要求1所述特征的燒結爐處的管束熱量回收器以及用具有權利要求11所述特征的利用燒結爐和管束熱量回收器的熱傳遞方法得到解決。其它有利的設計方案以及改進方案從下面的描述中獲得。權利要求、說明書以及附圖中的一個或多個特征能夠與其中的一個或多個特征結合成本發(fā)明的其它設計方案。獨立權利要求中的一個或多個特征尤其也可以通過說明書和/或附圖中的一個或多個其它特征進行替代。所提出的權利要求可以僅僅理解為用于表達主題的草案，而不限制于此。
[0004]提出了一種位于燒結爐處的管束熱量回收器用于在至少一個第一流體、第二流體和第三流體之間進行熱傳遞。來自于燒結爐的熱量優(yōu)選通過熱能從第三流體傳遞到至少所述第一和/或第二流體上用來加熱至少所述第一流體和/或所述第二流體。所述管束熱量回收器具有:
-至少一個第一管束和至少一個第二管束，該第一管束具有用于引導第一流體的第一管束入口、第一管以及第一管束出口，所述第二管束具有用于引導第二流體的第二管束入口、第二管以及第二管束出口。
[0005]用于引導第三流體的外管，其中，第一管束和第二管束至少部分地布置在外管內部。
[0006]額外地具有布置在外管(10)內部區(qū)域中的用于沿著至少局部螺旋狀的走向強制引導第三流體的流體引導系統(tǒng)，其中，該流體引導系統(tǒng)具有至少一個第一流體引導構件。
[0007]流體這個概念在其應用在該說明書中時包括氣體、液體、由氣體和/或液體構成的混合物或者氣體和/或液體；或者也包括氣體、液體或者由氣體和/或液體構成的混合物，其額外還具有懸浮物。
[0008]可以建議所述第一流體、第二流體以及第三流體具有相同的物態(tài)。例如可以提出，不僅所述第一流體、第二流體，而且所述第三流體都在使用管束熱量回收器期間是氣態(tài)的。然而也可以提出，例如所述第一流體和第二流體是液態(tài)的，相反第三流體是氣態(tài)的。同樣可以提出，在使用燒結爐處的管束熱量回收器的期間在加熱第一流體和/或第二流體的過程中使其改變物態(tài)。尤其可以實現(xiàn)液體的物態(tài)到氣態(tài)的物態(tài)之間的物態(tài)的這樣的變化。此外可以提出，所述第三流體在熱能從第三流體傳到第一流體和/或第二流體上的過程中改變其物態(tài)，尤其從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。然而也可以提出由前面所述的或者所有其它由物態(tài)構成的混合的組合，例如汽相作為由氣相與一個或多個液相和/或固相構成的不均勻的混合物。
[0009]在優(yōu)選的設計方案中，用于在至少一個第二流體與第三流體之間進行熱傳遞的管束熱量回收器用于通過熱能從第三流體傳遞到第一流體和第二流體上用來加熱至少所述第一流體和第二流體。
[0010]第三流體例如可以通過燒結爐的熱量優(yōu)選燒結爐的廢熱進行加熱。第一和第二流體例如可以用于預熱有待燒結的產品。此外，所述燒結爐例如可以擁有預熱區(qū)域，所述兩個流體中的至少一個流體流入該預熱區(qū)域中并且發(fā)出熱量。改進方案提出，所述兩個流體(第一和/或第二流體)中的至少一個流體用于獨立于燒結爐加熱至少一個另外的區(qū)域。
[0011]在另外的設計方案中可以提出，所述管束熱量回收器用于在至少一個第一、第二和第三流體之間進行熱傳遞，從而通過將熱能從第一流體和/或第二流體傳遞到第三流體上來冷卻至少所述第一流體和/或所述第二流體。
[0012]管這個概念在狹義上可以稱作細長的空心體形式的管。管例如可以理解為圓柱形的空心體。尤其可以用管這個概念表示帶有圓形橫截面的管，然而也可以提出具有不同于圓形的橫截面的設計方案。如此例如能夠使用具有橢圓形的、矩形的或者任意其它形狀的橫截面的管。然而也可以提出管的其它不同于圓柱形設計的構造。在結構上特別簡單的設計方案中至少按區(qū)段使用構造成線性延伸的管的圓柱形管，然而在其它設計方案中也可以提出，使用彎曲的、盤繞的和/或其它形狀的管。也可以提出，管這個概念在廣義上也包括管道，其除了一定數(shù)量的一個或多個管之外也還可以包括其它構件，例如管成形件、膨脹件、密封件、凸緣、螺栓件、套筒或類似器件。
[0013]管束這個概念表示以組合件組成一個單元的管的單元。所述管能夠可松開地或者不可松開地相互連接。
[0014]流體引導構件這個概念表示在流體引導構件與流體接觸時至少影響流體運動的構件。該流體引導構件尤其如下影響在其處流過的流體的運動，即根據(jù)流體引導構件的幾何形狀定向流動方向。流體引導構件例如可以是平坦的板材或者彎曲的板材。流體引導系統(tǒng)表示流體引導構件的全體，其中，流體引導系統(tǒng)具有至少一個第一流體引導構件。此外可以提出，所述流體引導系統(tǒng)具有兩個或者更多個流體引導構件，其中，所述流體引導構件可以相互不同，例如在其結構設計方面、其材料方面和/或其表面方面不同。在第一管、第二管和外管的界限中，一個或多個流體引導構件和/或流體系統(tǒng)為布置在外管的內部區(qū)域內的構件的全體或者說構件。流體引導構件相對于管不設置用于或者不適合于獨立地引導流體，而是以以下目標進行構造，使得引起強制引導環(huán)流所述流體構件或者說流體引導構件的流體。
[0015]所述外管例如可以構造成前面所述意義上的管。尤其例如可以如此設置，即外管構造成盒子，其具有兩個端側以及四個縱側。該盒子例如可以構造成方形的?？梢蕴岢?，第三流體流入管束熱量回收器的入口設置在所述兩個端側的一個端側中，并且第三流體從管束熱量回收器中流出的出口設置在兩個端側的另外一個端側中。然而同樣可以將第三流體的入口和第三流體的出口布置在管束熱量回收器的相同的或者不同的縱側處。也可以設置用于第三流體的多個入口和/或多個出口的布置方案。
[0016]在其作為正方形盒子的示例性的設計方案中，所述外管例如可以具有四個分別平行于外管的縱向延伸方向的平坦的板材，其示出了四個縱側。然而在另外的實施方式中例如也可以提出，所述外管在其作為正方形盒子的示例性的設計方案中具有一個板材，該板材為了構造四個分別平坦的縱側而折邊。然而也可以提出相應地布置其它數(shù)量的折邊的或者不折邊的板材用來設計構造成正方形盒子的外管的縱側。
[0017]也可以并排地、優(yōu)選相互靠著地布置多個盒子。
[0018]建議沿著螺旋狀走向強制引導所述第三流體。螺旋狀走向的概念可以理解為:在通過流體引導系統(tǒng)引起強制引導第三流體的區(qū)域內至少可以局部地將沿著該走向的運動描述為沿直線定向的運動與單向圍繞該直線的運動的疊加。例如可以如此構造圍繞所述直線的運動的分量，使得其在到直線的法向平面上的投影中描繪成圓形、螺旋形、橢圓形、矩形或者也相應于不均勻圖形的運動。在特殊的設計方案中例如可以提出，所述螺旋形的走向設計成沿著螺旋線的走向。強制引導的走向至少應該在管束的區(qū)域內和/或流體引導系統(tǒng)的區(qū)段內占據(jù)螺旋形的走向。螺旋形的走向的概念可以一起包括，還給根據(jù)上面的定義的在第三流體流動時通常獲得的螺旋形走向疊加了額外的運動曲線和/或軌道。
[0019]管束熱量回收器的所描述的設計方案的優(yōu)點是在很大程度上優(yōu)化了熱傳遞，例如相比于常規(guī)用并聯(lián)的對流熱交換器實現(xiàn)的熱傳遞進行了優(yōu)化。
[0020]在本發(fā)明的設計方案中提出，至少所述第一流體引導構件具有至少一個凹槽，該凹槽構造成用于至少一個第一管和第二管的管通道。此外可以提出，所述第一管和/或第二管通過該管通道引導。還可以提出，所述第一管和/或第二管通過管通道圍住，也就是對齊封閉地包圍。所述凹槽例如可以構造成孔，第一管和/或第二管置入該孔中。將第一管和/或第二管置入第一流體構件的管通道中的優(yōu)點例如是，借助于流體引導構件引導第三流體同時也會引起環(huán)流至少所述第一管。將第一管和/或第二管布置到第一和/或其它流體構件的管通道中的另一優(yōu)點是，除了有利地引導第三流體經過至少所述第一管和/或第二管處之外，還穩(wěn)定了置入凹槽中的管以及必要時由此以其全體穩(wěn)定所述管束熱量回收器。
[0021]在本發(fā)明的設計方案中提出，所述第一管和第二管相互平行地定向。此外可以提出，具有至少所述第一管的第一管束以及具有所述至少第二管的第二管束同樣相互平行地定向，并且第一管束的多個管或者甚至第一管束的所有管與第二管束的多個管或者甚至第二管束的所有管相互平行地定向。管束熱量回收器的盡可能多的管的相互間平行的定向的優(yōu)點是能夠實現(xiàn)簡單并且同時緊湊的結構。在此并且在整個說明書中以及在權利要求中，平行這個概念類似于兩條直線相互間相