СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СПИРАЛЬНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА И СИСТЕМЫ ТЕПЛООБМЕННИКОВ, СОДЕРЖАЩЕЙ СПИРАЛЬНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 2023 года по МПК F28D7/02 F28F9/22 F28F27/02 

Описание патента на изобретение RU2803106C2

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации спирального теплообменника (CWHE) и системы теплообменников, содержащей CWHE.

Спиральные теплообменники (CWHE) требуются для самых разных сфер применения, включая обработку текучих сред, например для установок по производству СПГ, на которых сжижают природный газ (ПГ). В них должна быть предусмотрена поддержка широкого диапазона температур и давлений, а также однофазных и двухфазных потоков.

Как хорошо известно специалистам в данной области, CWHE содержат пучок труб, завитых спиралью вокруг сердечника, продольная протяженность которого определяет осевую протяженность CWHE между теплым концом и холодным концом. Пучок труб, как правило, содержит несколько отдельных труб, по которым могут соответственно течь отдельные текучие среды. Каждая из этих труб обычно содержит множество отдельных трубок с относительно малым диаметром. Что касается текучих сред, протекающих через этот пучок труб, они называются потоком внутритрубного пространства CWHE.

В CWHE пучок труб окружен оболочкой, которая выступает в качестве контейнера давления и также принимает на себя вес пучка труб. Что касается текучих сред, протекающих снаружи трубы, но внутри оболочки, они называются потоком межтрубного пространства CWHE.

Уровень техники

Типичный способ сжижения описан в патенте США № 6,272,882, и в нем газообразный, богатый метаном поток, как правило, ПГ, подается под повышенным давлением в первую секцию внутритрубного пространства главного теплообменника на теплом конце. Газообразный, обогащенный метаном поток охлаждают, сжижают и переохлаждают испаряющимся хладагентом с получением сжиженного потока. Сжиженный поток удаляют из главного теплообменника на холодном конце и передают на хранение в виде сжиженного продукта. Испарившийся хладагент удаляют из межтрубного пространства главного теплообменника на его теплом конце. Испарившийся хладагент может быть сжат по меньшей мере одним компрессором для хладагента с получением хладагента высокого давления (HP MR). Хладагент высокого давления, как правило, частично конденсирован, и частично конденсированный хладагент разделяют на жидкую тяжелую фракцию хладагента и газообразную легкую фракцию хладагента. Тяжелая фракция хладагента может быть переохлаждена во второй секции внутритрубного пространства главного теплообменника с получением потока переохлажденного тяжелого хладагента. Поток тяжелого хладагента вводят под пониженным давлением в межтрубное пространство главного теплообменника, например в промежуточной точке между теплым концом и холодным концом, причем допускается испарение потока тяжелого хладагента в межтрубном пространстве главного теплообменника. По меньшей мере часть легкой фракции хладагента можно охлаждать, подвергать сжижению и переохлаждать в третьей секции внутритрубного пространства главного теплообменника с получением потока переохлажденного легкого хладагента. Этот поток легкого хладагента, как правило, вводят при пониженном давлении в межтрубное пространство главного теплообменника на холодном конце, при этом допускается испарение потока легкого хладагента в межтрубном пространстве, как правило, в виде тонкой пленки, покрывающей трубу и нисходящей от холодного конца к теплому концу CWHE.

В публикации WO2011/120096 A1 описана система CWHE, в которой внутритрубное пространство главного CWHE, используемая для переохлаждения богатого метаном потока, разделена на несколько отдельных труб. В первой группе этих труб природный газ или жидкий природный газ, который нужно подвергать сжижению или переохлаждению, течет из горячего конца к холодному концу CWHE. Кроме этого, во второй трубе смешанный хладагент также течет от теплой стороны к холодной стороне CWHE. На холодной стороне этот хладагент дополнительно охлаждают путем расширения и подают в межтрубное пространство CWHE, в котором он опускается от холодной стороны к теплой стороне в виде тонкой пленки, окружающей трубы. Эта тонкая пленка испаряется, вследствие чего потоки ПГ, СПГ или хладагента, проходящие по трубам, охлаждаются.

При таком испарении может происходить неравномерное распределение тонкой пленки хладагента по отношению к различным областям пучка труб, а значит, например, на некоторые трубы воздействует большее количество хладагента, а на другие трубы - меньшее. Из-за этого может произойти неравномерное охлаждение потоков ПГ, СПГ или хладагента, протекающих через трубы, а также, возможно, напряжение внутри пучка, поскольку, например, разные части трубы будут термически расширяться или сжиматься в разной степени.

Эту проблему решают в патенте WO2011/120096 A1 путем деления пучка труб на разные трубы и управления каждым потоком через эти трубы по отдельности. Однако из-за такого регулирования могут возникнуть трудности с расположенными ниже или выше по потоку компонентами системы CWHE, например дополнительными теплообменниками, в особенности CWHE. Например, в зависимости от конкретного типа способа, например, так называемого способа DMR или MFC, может возникнуть необходимость в подаче хладагента из вышестоящего CWHE в отдельные трубы главного CWHE с помощью отдельных трубопроводов, так называемых трубопроводов «один к одному», особенно при двухфазном состоянии или недостаточном охлаждении хладагента. В этом случае регулирование главного CWHE также отрицательно влияет на вышерасположенный CWHE.

Цель изобретения заключается в обеспечении улучшенной эксплуатации системы CWHE, содержащей по меньшей мере один CWHE, с предотвращением проблем, описанных выше.

Указанной цели достигают с помощью способа, включающего элементы по п. 1, и системы CWHE, имеющей элементы по п. 7.

В соответствии с изобретением можно предотвратить неравномерное охлаждение внутритрубного потока, в частности в главном CWHE системы CWHE, и при этом избежать отрицательного воздействия на расположенные ниже компоненты системы от такого равномерного охлаждения. Этого можно достигнуть путем разделения пучка труб на ряд секций внутритрубного пространства, которые соединены с помощью соединительных трубопроводов для обеспечения выравнивания давления. Используемый в настоящем документе термин «секции внутритрубного пространства», в частности, относится к отдельным осевым секциям, расположенным в направлении потока CWHE. Благодаря применению изобретения происходит эффективное выравнивание температуры и давления потоков, протекающих через различные области секций внутритрубного пространства.

В частности, может быть обеспечено равномерное выполнение процесса охлаждения по меньшей мере в двух отдельных трубах, предусмотренных в секциях внутритрубного пространства, через которые проходит поток хладагента или поток массы, подлежащей охлаждению или переохлаждению. Такие трубы могут, например, располагаться соосно друг с другом вокруг центрального сердечника, находящегося внутри пучка труб.

Преимущественные варианты осуществления представляют собой объект изобретения по зависимым пунктам формулы изобретения.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления потоком массы по меньшей мере одного из по меньшей мере двух дополнительных потоков хладагента между промежуточной секцией и холодным концом главного CWHE управляют с помощью по меньшей мере одного управляющего клапана, причем по меньшей мере управление одним управляющим клапаном выполняют с помощью контроллера или вручную. Посредством таких управляющих клапанов, управляемых контроллером или вручную, можно реализовать эффективное и надежное управление потоками через отдельные секции внутритрубного пространства. Эти клапаны могут быть расположены на холодном конце или на теплом конце CWHE или снаружи от CWHE, преимущественно в непосредственной близости от холодного конца.

Преимуществом является то, что по меньшей мере два первых отдельных потока хладагента, поступающих в главный CWHE, представляют собой потоки, выходящие из холодной стороны дополнительного теплообменника, предпочтительно дополнительного CWHE, предусмотренного выше по потоку от главного CWHE. Благодаря применению изобретения в главном CWHE управление потоком через отдельные секции внутритрубного пространства в главном CWHE не будут воздействовать на такой дополнительный CWHE, расположенный выше от главного CWHE.

В соответствии с предпочтительным применением изобретения поток массы, подлежащий охлаждению, представляет собой поток ПГ или СПГ или смешанный поток хладагента.

Преимуществом является то, что температуру каждого из по меньшей мере двух дополнительных отдельных потоков хладагента на холодном конце главного CWHE отслеживают с помощью средства измерения температуры. Средство измерения температуры может передавать на контроллер данные о температуре. Мониторинг температуры отдельных потоков хладагента — это эффективный и надежный способ определения охлаждающего эффекта в различных отдельных трубах в секциях внутритрубного пространства, благодаря которому можно эффективно использовать контроллер и управлять потоком хладагента через различные трубы секций внутритрубного пространства путем управления указанными клапанами. Кроме того, возможно ручное управление, осуществляемое оператором.

Ниже будет описан предпочтительный вариант осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемую фигуру.

Краткое описание графических материалов

На Фиг. 1 представлен схематический вид сбоку предпочтительного варианта осуществления системы CWHE, в которой можно реализовать изобретение.

Вариант осуществления изобретения

На Фиг. 1 предпочтительный вариант осуществления системы CWHE в соответствии с изобретением обозначен номером 100. К нему относятся первый CWHE 200 и главный CWHE 300. В каждом из CWHE 200, 300 предусмотрен теплый конец и холодный конец, и в каждом из них образованы внутритрубные пространства 230, 330, содержащие пучки 232, 332 труб, через которые поток массы, подлежащий охлаждению, а также потоки хладагента текут от теплого конца к холодному концу, и межтрубные пространства, образованные соответствующими оболочками 236, 336, окружающими соответствующие пучки 232, 332 труб, через которые хладагент течет от холодного конца к теплому концу. Эта структура и функциональные возможности CWHE хорошо известны, и ненужные подробности не будут дополнительно рассматриваться.

Систему 100 CWHE используют для сжижения и последующего переохлаждения потока 400, 402, 404, 406 природного газа (ПГ), изначально подаваемого на теплый конец 202 первого CWHE 200. При прохождении через внутритрубное пространство первого CWHE 200 от теплого конца к холодному концу 204 этот поток 400 ПГ сжижается посредством теплообменного взаимодействия с хладагентом, протекающим через межтрубное пространство первого CWHE от холодного конца 204 к теплому концу 202. На Фиг. 1 путь потока хладагента через межтрубное пространство для первого CWHE 200 не показан.

Поток сжиженного ПГ (СПГ), выходящий из первого CWHE 200 на холодном конце 204, обозначен как 402. Этот поток СПГ затем подается на теплый конец 302 главного CWHE 300 (эта секция потока СПГ обозначена как 404).

В главном CWHE 300 после дополнительного теплообменного взаимодействия с различными потоками охладителя при прохождении через трубу 310 во внутритрубном пространстве главного CWHE 300, поток СПГ выходит из главного CWHE в виде переохлажденного потока 406 СПГ на холодном конце 304. Теплообменное взаимодействие между потоком СПГ через главный CWHE 300 и потоками хладагента в главном CWHE 300 будет подробно описано ниже.

Смешанный хладагент, например обогащенная метаном текучая среда, подается в трубы первого CWHE 200 (потоки 502) на теплом конце 202. В показанном варианте осуществления предусмотрено три отдельных трубопровода 600 для подачи соответствующих отдельных потоков хладагента на три отдельные трубы первого CWHE 200. Следует отметить, что, согласно терминологии настоящей заявки, CWHE 200 содержит одну проходящую в осевом направлении (т. е. проходящую в направлении потока) секцию внутритрубного пространства, которая включает в себя несколько труб. Как показано на Фиг. 1 и как будет дополнительно разъяснено ниже, второй или основной CWHE 300 содержит три отдельные секции внутритрубного пространства 320, 322, 324.

Хладагент выходит из холодного конца первого CWHE 200 в виде (трех отдельных) потоков 504 в трех отдельных трубопроводах 602. Потоки 504 холоднее, чем потоки 502, в особенности из-за теплообмена с потоком хладагента, проходящим в межтрубном пространстве от холодного конца к теплому концу первого CWHE 200, который не показан на Фиг. 1. Такое некоторое количество предусмотренных отдельных трубопроводов для соответствующего количества потоков хладагента, выходящих из CWHE, в данной области техники называют трубопроводами «один к одному».

Эти отдельные трубопроводы 602 соединены с соответствующими первыми отдельными трубами секции 320 внутритрубного пространства главного CWHE 300, причем к теплому концу 302 главного CWHE 300 подают три отдельных потока 506 хладагента. Например, три отдельные трубы секции 320 внутритрубного пространства могут быть расположены соосно друг с другом. Секция 320 внутритрубного пространства проходит в осевом направлении вдоль первой осевой секции A1 главного CWHE от холодного конца 302 до второй или промежуточной секции 322 внутритрубного пространства, расположенной между горячим концом 302 и холодным концом 304. Эта вторая секция 322 внутритрубного пространства проходит вдоль второй осевой секции A2 CWHE.

Во второй или промежуточной секции 322 внутритрубного пространства главного CWHE три отдельные трубы секции 320 внутритрубного пространства объединены с формированием одной трубки, за счет чего смешиваются три отдельных потока 506 хладагента с получением одного потока хладагента, обозначенного 508 на Фиг. 1. Осевое положение второй или промежуточной секции 322 внутритрубного пространства между холодным концом 302 и теплым концом 304 главного CWHE 300 выбраны с обеспечением достаточного охлаждения хладагента между теплым концом 302 и промежуточной секцией 322 внутритрубного пространства, а значит, его достаточной конденсации для обеспечения выравнивания давления.

Слияние труб первой секции 320 внутритрубного пространства с формированием единой трубки в промежуточной секции 322 внутритрубного пространства может быть достигнуто, например, за счет обеспечения кольцевого трубопровода в промежуточной секции внутритрубного пространства.

Затем единый поток 508 хладагента снова разделяют на три отдельных потока 510 хладагента, которые впоследствии перекачивают по трем отдельным трубам третьей секции 324 внутритрубного пространства к холодному концу 304 главного CWHE 300. Третья секция 324 внутритрубного пространства проходит в осевом направлении вдоль третьей осевой секции A3 теплообменника CWHE. Эти трубы третьей секции 324 внутритрубного пространства могут быть, например, снова расположены соосно друг с другом, например, с соосным распределением размера и порядка.

На холодном конце 304 каждый из трех отдельных труб секции 324 внутритрубного пространства соответственно соединен с одним из трех отдельных трубопроводов 610, каждый из которых снабжен управляющим клапаном 620, посредством которого можно по отдельности управлять потоком через соответствующие трубопроводы 610 и, таким образом, через трубы секции 324 внутритрубного пространства. Каждый из трубопроводов 610 также оснащен датчиком 640 температуры (ТД) для определения температуры внутри каждого трубопровода 610. Управляющие клапаны 620 и датчик 640 температуры могут быть, например, соединены с контроллером 650 (показан схематично).

Например, на основании температур хладагента, измеренных в соответствующих трубопроводах 610, можно определять эффективность охлаждения в соответствующих трубах в секции 324 внутритрубного пространства. Например, при обнаружении слишком высокой температуры в определенном трубопроводе 610 и, таким образом, в соответствующем трубке секции внутритрубного пространства 324 соответствующий управляющий клапан 620 можно отрегулировать с возможностью проведения меньшего потока через трубопровод 610 и, таким образом, через упомянутую трубу секции 324 внутритрубного пространства. Поскольку меньший поток будет взаимодействовать с таким же количеством нисходящей хладагентной пленки в межтрубном пространстве, как будет дополнительно объяснено ниже, охлаждение может быть более эффективным. Управление управляющими клапанами преимущественно осуществляют с обеспечением одинаковых или по существу одинаковых температур во всех трубах секции 324 внутритрубного пространства.

Благодаря обеспечению одной объединенной трубы в секции 322 внутритрубного пространства главного CWHE 300 можно предотвратить влияние управления потоком через трубопроводы 610 и секцию 324 внутритрубного пространства с помощью регулировочных клапанов 620 непосредственно на находящееся выше по потоку оборудование, например на первую секцию 320 внутритрубного пространства, трубопроводы 602 или на первый CWHE 200.

Затем три трубопровода 610 на холодном конце главного CWHE 300 снова объединяют с получением дополнительного единого потока хладагента 512 на холодном конце главного CWHE 300. Этот поток 512 перекачивают через дополнительный единый трубопровод 612, на котором предусмотрено расширение или клапан 630 Джоуля — Томпсона. В результате расширения потока 512 хладагента, протекающего по трубопроводу 612, хладагент может быть дополнительно охлажден. Таким образом, дополнительно охлажденный поток хладагента, обозначенный 514, далее подается в межтрубное пространство главного CWHE 300, в котором он опускается от холодного конца 304 к теплому концу 302 в виде нисходящей испаряющейся тонкой пленки, вступающей в теплообменное взаимодействие с соответствующими секциями внутритрубного пространства, как коротко описано выше. Благодаря такому взаимодействию обеспечивается эффективное охлаждение СПГ, а также хладагента, проходящего через секции 320, 324 внутритрубного пространства от теплого конца 302 к холодному концу 304 главного CWHE. Таким образом возможно эффективное переохлаждение, в первую очередь, СПГ, проходящего через секции внутритрубного пространства. После отведения из главного CWHE (в виде потока 406) переохлажденный СПГ целесообразно направлять на хранение.

Как объяснено выше, посредством регулирования управляющих клапанов 620 можно управлять потоком хладагента через секцию 324 внутритрубного пространства.

После достижения теплого конца 302 главного CWHE 300, хладагент, нисходящий по межтрубному пространству, отводится из главного CWHE (308) и, при необходимости, рециркулируется для дальнейшего использования.

Резюмируя некоторые преимущества аксиального разделения главного CWHE на различные отдельные секции внутритрубного пространства, как описано выше, и объединения труб секции 320 внутритрубного пространства во второй или промежуточной секции внутритрубного пространства для выравнивания давления, необходимо повторно отметить, что в результате управление потоком с помощью клапанов 620 повлияет только на третью секцию внутритрубного пространства, т. е. на область между промежуточной или второй секцией внутритрубного пространства и холодным концом 304 CWHE. Эта область представляет собой критическую область, из-за того, что в ней необходимо обеспечить конечную температуру и давление СПГ.

Осевое расположение промежуточной секции 322 внутритрубного пространства может быть выбрано в соответствии с различными критериями, в зависимости от конкретных требований. Например, преимущественным будет выбор осевого положения, благодаря которому будет обеспечено достаточное охлаждение хладагента, протекающего по внутритрубному пространству, с возможностью предотвращения разделения фаз при повторном разделении потока хладагента между промежуточной секцией внутритрубного пространства и холодным концом. Кроме того, осевое положение можно выбирать с возможностью обеспечения одинаковой или сходной потери давления в соответствующих трубах секций внутритрубного пространства. Кроме того, осевое положение может быть выбрано с обеспечением одинаковых или похожих размеров труб или пучков труб выше и ниже по потоку от промежуточной секции внутритрубного пространства и/или отдельных труб выше и/или ниже по потоку от промежуточной секции внутритрубного пространства.

Похожие патенты RU2803106C2

название год авторы номер документа
ВИТОЙ ТЕПЛООБМЕННИК 2021
  • Робертс, Марк Джулиан
  • Буковски, Джастин Дэвид
  • Вэйст, Аннемари Отт
RU2765593C1
МОДУЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ СПГ И ТЕПЛООБМЕННИК ГАЗА МГНОВЕННОГО ИСПАРЕНИЯ 2019
  • Чэнь, Фэй
  • Отт, Кристофер Майкл
  • Отт Вэйст, Аннэмари
  • Робертс, Марк Джулиан
RU2716099C1
ПРОИЗВОДСТВО СПГ С УДАЛЕНИЕМ АЗОТА 2021
  • Вовар, Сильвэн
  • Буковски, Джастин Дэвид
  • Чэнь, Фэй
  • Робертс, Марк Джулиан
RU2764820C1
Теплообменник и способ эксплуатации теплообменника 2018
  • Дайксель Флориан
  • Шпреманн Йюрген
  • Штайнбауэр Манфред
  • Браун Конрад
  • Кербер Кристиан
  • Розиль Миллан-Элиас
  • Тачке Ральф
RU2762017C2
ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ) 2012
  • Рейвер Джон
RU2606252C2
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКОЙ СЖИЖЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА 2017
  • Чэнь Фэй
  • Джонстон Брайан Кит
  • Робертс Марк Джулиан
RU2749542C2
УЛУЧШЕННЫЙ СПОСОБ И СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО ПОТОКА С ПРИМЕНЕНИЕМ ХЛАДАГЕНТА В ГАЗОВОЙ ФАЗЕ 2019
  • Кришнамурти, Говри
  • Робертс, Марк, Джулиан
RU2727500C1
КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК 2018
  • Маненти, Джованни
RU2726035C1
УЛУЧШЕННЫЙ СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО ПОТОКА С ПРИМЕНЕНИЕМ ХЛАДАГЕНТА В ГАЗОВОЙ ФАЗЕ 2019
  • Кришнамурти, Говри
  • Робертс, Марк Джулиан
RU2743094C2
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ КРИОГЕННОГО ТЕПЛООБМЕННИКА И СПОСОБ СЖИЖЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО ПОТОКА 2009
  • Бииби Клайв
  • Парра-Кальваче Мария Изабель
RU2495343C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 803 106 C2

Реферат патента 2023 года СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СПИРАЛЬНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА И СИСТЕМЫ ТЕПЛООБМЕННИКОВ, СОДЕРЖАЩЕЙ СПИРАЛЬНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в спиральных теплообменниках (CWHE) и системах теплообменников, содержащих CWHE. Изобретение заключатся в том, что в системе теплообменников, содержащей спиральный теплообменник, пучок труб разделен на ряд отдельных осевых секций внутритрубного пространства, расположенных в направлении потока CWHE. Технический результат - эффективное выравнивание температуры и давления потоков, протекающих через различные области секций внутритрубного пространства, предотвращение неравномерного охлаждения внутритрубного потока, что обеспечивает улучшение эксплуатации системы. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 803 106 C2

1. Способ эксплуатации главного спирального теплообменника (300) (CWHE), имеющего теплый конец (302) и холодный конец (304), причем CWHE (300) имеет внутритрубное пространство (330), снабженное пучком (332) труб и включающее в себя множество секций (320, 322, 324) внутритрубного пространства, включая первую (320), вторую (322) и третью (324) секции внутритрубного пространства для перекачивания подлежащего охлаждению потока массы и по меньшей мере двух отдельных потоков (506–510) хладагента от теплого конца (302) к холодному концу (304), и межтрубное пространство (334) для перекачивания потока (514) хладагента от холодного конца (302) к теплому концу (304), при этом способ включает в себя следующие этапы:

- подачу по меньшей мере двух первых отдельных потоков (506) хладагента на теплый конец (302) CWHE в по меньшей мере две отдельные трубы первой секции (320) внутритрубного пространства и перекачивание по меньшей мере двух отдельных потоков хладагента во вторую секцию (322) внутритрубного пространства CWHE, расположенную между теплым концом (302) и холодным концом (304),

- смешивание по меньшей мере двух отдельных потоков (506) хладагента во второй секции (322) внутритрубного пространства для обеспечения первого единого потока (508) хладагента,

- повторное разделение первого единого потока (508) хладагента для снабжения двух отдельных труб в третьей секции (324) внутритрубного пространства по меньшей мере двумя дополнительными отдельными потоками (510) хладагента и перекачивания по меньшей мере двух дополнительных отдельных потоков (510) хладагента к холодному концу (304),

- смешивание по меньшей мере двух дополнительных отдельных потоков (510) хладагента на холодном конце (304) для обеспечения второго единого потока (512) хладагента,

- расширение второго единого потока (512) хладагента для обеспечения расширенного потока (514) хладагента и

- подачу расширенного потока (514) хладагента в межтрубное пространство (334) на холодном конце (304).

2. Способ по п. 1, в котором потоком массы по меньшей мере одного из по меньшей мере двух дополнительных отдельных потоков (510) хладагента управляют с помощью по меньшей мере одного управляющего клапана (620), причем по меньшей мере одним управляющим клапаном управляет контроллер (650).

3. Способ по п. 1 или 2, в котором по меньшей мере два первых отдельных потока (506) хладагента представляют собой потоки, выходящие из холодной стороны (204) дополнительного теплообменника (200), предпочтительно дополнительного CWHE, предусмотренного выше по потоку от главного CWHE (300).

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором подлежащий охлаждению поток массы представляет собой поток массы природного газа (ПГ) или сжиженного природного газа (СПГ).

5. Способ по любому из пп. 2–4, в котором температуру каждого из по меньшей мере двух дополнительных отдельных потоков (510) хладагента отслеживают с помощью средства (640) измерения температуры, причем средство измерения температуры предоставляет данные о температуре контроллеру (650).

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором расширенный поток (514) хладагента перекачивается от холодного конца (304) к теплому концу (302) по межтрубному пространству (314) главного CWHE (300).

7. Теплообменная система, содержащая главный спиральный теплообменник (300) (CWHE), имеющий теплый конец (302), холодный конец (304) и внутритрубное пространство (330), снабженное пучком (332) труб и включающее в себя множество секций (320, 322, 324) внутритрубного пространства, включая первую (320), вторую (322) и третью (324) секции внутритрубного пространства для перекачивания подлежащего охлаждению потока массы и по меньшей мере двух потоков хладагента от теплого конца (302) к холодному концу (304), и межтрубное пространство (334) для перекачивания потока хладагента от холодного конца (304) к теплому концу (302), причем внутритрубное пространство (330) содержит

- по меньшей мере две отдельные трубы первой секции (320) внутритрубного пространства, выполненные с возможностью перекачивания двух первых отдельных потоков (506) хладагента от теплого конца ко второй секции (322) внутритрубного пространства, расположенной между теплым концом и холодным концом,

- средство (322) для смешивания по меньшей мере двух отдельных потоков (506) хладагента во второй секции (322) внутритрубного пространства для обеспечения первого единого потока (508) хладагента,

- средство (322) для повторного разделения первого единого потока (508) хладагента для обеспечения по меньшей мере двух дополнительных отдельных потоков (510) хладагента,

- по меньшей мере две дополнительные отдельные трубы третьей секции (324) внутритрубного пространства, выполненные с возможностью перекачивания двух дополнительных отдельных потоков (510) хладагента к холодному концу (304),

- средство для смешивания по меньшей мере двух дополнительных отдельных потоков (510) хладагента на холодном конце (304) для обеспечения второго единого потока (512) хладагента,

- средство (630) для расширения второго единого потока хладагента для обеспечения расширенного потока (514) хладагента и

- средство для подачи расширенного потока (514) хладагента в межтрубное пространство (334) на холодном конце (304).

8. Система по п. 7, содержащая по меньшей мере один управляющий клапан (620) для управления потоком массы по меньшей мере одного из по меньшей мере двух дополнительных отдельных потоков (324) хладагента, причем по меньшей мере одним управляющим клапаном управляет контроллер (650).

9. Система по п. 7 или 8, содержащая дополнительный теплообменник (200), предпочтительно дополнительный CWHE, причем по меньшей мере два первых отдельных потока (506) хладагента представляют собой потоки, выходящие из холодной стороны (204) дополнительного теплообменника (200).

10. Система по любому из пп. 7–9, выполненная с возможностью охлаждения потока массы ПГ или СПГ.

11. Система по любому из пп. 7–10, содержащая средство (640) измерения температуры, выполненное с возможностью отслеживания температуры каждого из по меньшей мере двух дополнительных отдельных потоков (510) хладагента и передачи данных о температуре на контроллер (650).

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2803106C2

WO 2011120096 A1, 06.10.2011
US 6272882 B1, 14.08.2001
СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ СЖИЖЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА (ВАРИАНТЫ) 2014
  • Киккава Йосицуги
  • Сакаи Коитиро
  • Труонг Тимоти
  • Лю Юй Нань
RU2668303C1
US 4445916 A1, 01.05.1984
Устройство для крепления лобовых частей обмотки статора асинхронного электродвигателя 1961
  • Высоцкий Д.П.
SU146849A1

RU 2 803 106 C2

Авторы

Штайнбауэр, Манфред

Дайхзель, Флориан

Матаморос, Луис

Даты

2023-09-06Публикация

2020-04-30Подача