BR102021004705A2

BR102021004705A2 - HEAT EXCHANGE APPLIANCE, HEAT EXCHANGE SYSTEM, E, USE OF THE HEAT EXCHANGE APPLIANCE

Info

Publication number: BR102021004705A2
Application number: BR102021004705-4A
Authority: BR
Inventors: George Laing; Keith Moggach; Niall Cunningham
Original assignee: Ikm Testing Uk Limited
Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2021-03-12
Publication date: 2021-09-14
Also published as: GB2595338A8; GB202003712D0; GB202103445D0; GB2595338B; GB2595338A

Abstract

Um aparelho de troca de calor (10,110,210) para transferir calor de ou para uma seção de tubo (P) de maneira a resfriar ou aquecer um meio transportável contido no e/ou transportado através do tubo (P) compreende um arranjo de entrada (18,118,218) configurado para receber um meio de troca de calor, um número de dutos circunferencialmente arranjados e espaçados (19,119,219) que definem canais alongados (20,120,220) em comunicação com o arranjo de entrada (18,118,218) e configurados para receber o meio de troca de calor do arranjo de entrada (18,118,218) e um arranjo de saída (22,122,222) configurado para receber o meio de troca de calor dos canais (20,120,220) e direcionar o meio de troca de calor a partir do aparelho (10,110,210). A pluralidade de canais alongados (20,120,220) é isolada uns dos outros e define uma pluralidade de distintas passagens de fluxo para o meio de transferência de calor do arranjo de entrada para o arranjo de saída (22,122,222).

A heat exchange apparatus (10,110,210) for transferring heat to or from a section of tube (P) in order to cool or heat a transportable medium contained in and/or transported through the tube (P) comprises an inlet arrangement (18,118,218 ) configured to receive a heat exchange medium, a number of circumferentially arranged and spaced ducts (19,119,219) that define elongated channels (20,120,220) in communication with the input arrangement (18,118,218) and configured to receive the heat exchange medium from the input arrangement (18,118,218) and an output arrangement (22.122,222) configured to receive the heat exchange medium from the channels (20,120,220) and direct the heat exchange medium from the apparatus (10,110,210). The plurality of elongated channels (20,120,220) are isolated from one another and define a plurality of distinct flow passages for the heat transfer medium from the inlet arrangement to the outlet arrangement (22,122,222).

Description

HEAT EXCHANGE APPLIANCE, HEAT EXCHANGE SYSTEM, E, USE OF THE HEAT EXCHANGE APPLIANCE

FIELD

[001] O presente se refere a um aparelho, sistema e método de troca de calor para transferir calor de ou para uma seção de tubo adequada para transportar um meio líquido, gás e/ou sólido. Em particular, mas não exclusivamente, se refere a um aparelho, sistema e método de troca de calor para resfriar ou aquecer uma seção de um tubo adequada para transportar hidrocarbonetos e/ou outros fluidos e/ou sólidos usados na indústria de petróleo e gás.[001] The present refers to a heat exchange apparatus, system and method for transferring heat to or from a section of pipe suitable for transporting a liquid, gas and/or solid medium. In particular, but not exclusively, it refers to a heat exchange apparatus, system and method for cooling or heating a section of pipe suitable for transporting hydrocarbons and/or other fluids and/or solids used in the oil and gas industry.

FUNDAMENTALS

[002] Tubos são usados em um vasto arranjo de aplicações a fim de transferir fluido em uma distância. Na indústria de petróleo e/ou gás, por exemplo, seções de tubo formam parte de inúmeros componentes necessários para transportar hidrocarbonetos para a superfície. A título de exemplo, um poço de petróleo e/ou gás típico tem uma cabeça de poço na qual é montado um arranjo de controle de fluxo, conhecido como árvores de Natal. A árvore de natal compreende um número de componentes que controlam o fluxo de fluido, tais como válvulas, restringidores e similares, e que incluem ou são acoplados a seções de tubo. Em muitos casos, esses componentes formam uma parte crítica da operação segura do poço. Tubos, na forma de tubulações, são também usados extensivamente para transportar os hidrocarbonetos para instalações de processamento à jusante.[002] Tubes are used in a wide array of applications in order to transfer fluid over a distance. In the oil and/or gas industry, for example, pipe sections form part of numerous components needed to transport hydrocarbons to the surface. By way of example, a typical oil and/or gas well has a wellhead on which a flow control arrangement known as Christmas trees is mounted. The Christmas tree comprises a number of components that control fluid flow, such as valves, restrictors and the like, and which include or are coupled to sections of pipe. In many cases, these components form a critical part of safe well operation. Tubes, in the form of pipelines, are also used extensively to transport hydrocarbons to downstream processing facilities.

[003] A fim de isolar uma seção de um tubo para manutenção ou reparo, é necessário impedir temporariamente o fluxo de fluido através da seção de tubo. Uma tal técnica, conhecida como congelamento de tubo, envolve localizar uma jaqueta de metal vazia, conhecida como uma jaqueta de congelamento de tubo, em torno da seção de tubo e bombear nitrogênio líquido de um tanque ou dewar na jaqueta. O nitrogênio líquido é normalmente transportado do tanque ou dewar para a jaqueta por meio de uma mangueira criogênica. À medida que ele desloca através da mangueira criogênica, pelo menos uma porção do nitrogênio líquido evapora em gás nitrogênio. À medida que o nitrogênio líquido e/ou gás nitrogênio escoa através da jaqueta, ele resfria rapidamente o tubo, em decorrência do que todo líquido presente no meio que escoa através do tubo congela. Isso forma uma barreira temporária para facilitar o reparo e/ou troca da seção de tubo, componente associado ou similares.[003] In order to insulate a section of pipe for maintenance or repair, it is necessary to temporarily prevent fluid flow through the pipe section. One such technique, known as tube freezing, involves locating an empty metal jacket, known as a tube freezing jacket, around the tube section and pumping liquid nitrogen from a tank or dewar into the jacket. Liquid nitrogen is normally transported from the tank or dewar to the jacket via a cryogenic hose. As it travels through the cryogenic hose, at least a portion of the liquid nitrogen evaporates into nitrogen gas. As liquid nitrogen and/or nitrogen gas flows through the jacket, it rapidly cools the tube, as any liquid present in the medium flowing through the tube freezes. This forms a temporary barrier to facilitate repair and/or exchange of the pipe section, associated component or similar.

[004] Entretanto, existem inúmeros inconvenientes com jaquetas de congelamento de tubo convencionais.[004] However, there are numerous drawbacks with conventional tube freezing jackets.

[005] Por exemplo, jaquetas de congelamento de tubo convencionais são construídas com duas porções de corpo semicilíndricas, com cada uma das porções de corpo construída como um sistema de casca dupla tendo uma casca interna através da qual o nitrogênio passa e uma casca externa. A fim de isolar a casca interna de cada porção de corpo, a casca externa de cada porção de corpo é preenchida com esferas de poliestireno. Entretanto, isso adiciona peso ao projeto e complexidade ao processo de fabricação. Também, a casca externa impede acesso à casca interna, em particular, as soldas usadas para construir a jaqueta, para efeitos de inspeção. Falha das soldas pode resultar em uma perda de contenção do nitrogênio, e representa um risco significante para as pessoas.[005] For example, conventional tube freezing jackets are constructed with two semi-cylindrical body portions, with each of the body portions constructed as a double-shell system having an inner shell through which nitrogen passes and an outer shell. In order to isolate the inner shell of each body portion, the outer shell of each body portion is filled with polystyrene beads. However, this adds weight to the design and complexity to the manufacturing process. Also, the outer shell prevents access to the inner shell, in particular the welds used to build the jacket, for inspection purposes. Failure of the welds can result in a loss of nitrogen containment, and poses a significant risk to people.

[006] Além disso, a casca interna de cada uma das porções de corpo includes defletores com a finalidade de guiar o fluxo do nitrogênio através da jaqueta. Entretanto, como gás nitrogênio é capaz de escoar sobre os defletores, a velocidade do fluxo através da jaqueta é diminuída, reduzindo o tempo que se leva para encher a jaqueta e reduzindo a eficiência de transferência de calor, e o efeito de resfriamento resultante.[006] In addition, the inner shell of each of the body portions includes baffles for the purpose of guiding the flow of nitrogen through the jacket. However, as nitrogen gas is able to flow over the baffles, the flow velocity through the jacket is decreased, reducing the time it takes to fill the jacket and reducing the heat transfer efficiency, and the resulting cooling effect.

SUMMARY

[007] Aspectos da presente descrição se referem a um aparelho, sistema e método de troca de calor para resfriar ou aquecer uma seção de um tubo adequada para transportar um meio líquido, gás e/ou sólido (“meio transportável”). Em particular, mas não exclusivamente, isso se refere a um aparelho, sistema e método de troca de calor para resfriar ou aquecer uma seção de um tubo adequada para transportar hidrocarbonetos e/ou outros fluidos e/ou sólidos usados na indústria de petróleo e gás.[007] Aspects of the present description refer to a heat exchange apparatus, system and method for cooling or heating a section of a tube suitable for transporting a liquid, gas and/or solid medium ("transportable medium"). In particular, but not exclusively, this refers to a heat exchange apparatus, system and method for cooling or heating a section of pipe suitable for transporting hydrocarbons and/or other fluids and/or solids used in the oil and gas industry. .

[008] De acordo com um primeiro aspecto, é provido um aparelho de troca de calor para transferir calor de ou para uma seção de um tubo de maneira a resfriar ou aquecer um meio transportável contido e/ou transportado através do tubo, o aparelho de troca de calor compreendendo:
um arranjo de entrada configurado para receber um meio de troca de calor;
uma pluralidade de dutos que formam canais alongados em comunicação com o arranjo de entrada e configurada para receber o meio de troca de calor do arranjo de entrada, em que a pluralidade de canais alongados são isolados uns dos outros e definem uma pluralidade de distintas passagens de fluxo para o meio de transferência de calor do arranjo de entrada para o arranjo de saída; e
um arranjo de saída configurado para receber o meio de troca de calor da pluralidade de canais alongados e direcionar o meio de troca de calor a partir do aparelho.[008] According to a first aspect, there is provided a heat exchange apparatus for transferring heat to or from a section of a tube in order to cool or heat a transportable medium contained and/or transported through the tube, the heat exchange comprising:
an inlet arrangement configured to receive a heat exchange medium;
a plurality of ducts forming elongated channels in communication with the inlet arrangement and configured to receive heat exchange medium from the inlet arrangement, wherein the plurality of elongated channels are isolated from one another and define a plurality of distinct passageways. flow to the heat transfer medium from the inlet arrangement to the outlet arrangement; and
an output arrangement configured to receive the heat exchange medium from the plurality of elongated channels and direct the heat exchange medium from the apparatus.

[009] Em uso, o aparelho pode estar localizado em torno de uma seção de tubo e um meio de troca de calor pode ser inserido, por exemplo, bombeado, no aparelho por meio do arranjo de entrada. O meio de troca de calor passa do arranjo de entrada para os dutos que formam os canais alongados antes de sair do aparelho por meio do arranjo de saída.[009] In use, the apparatus may be located around a section of pipe and a heat exchange medium may be inserted, eg pumped, into the apparatus via the inlet arrangement. The heat exchange medium passes from the inlet arrangement to the ducts that form the elongated channels before exiting the apparatus via the outlet arrangement.

[0010] Beneficamente, o aparelho facilita o fluxo do meio transportável, aumentando a eficiência de transferência de calor. Alternativamente, ou adicionalmente, o aparelho reduz a complexidade de fabricação comparada a jaquetas de congelamento de tubo convencionais, eliminando a exigência de um arranjo de pele dupla verificado em equipamento convencional. Isso por sua vez facilita a pronta inspeção do aparelho, em particular, mas não exclusivamente, das soldas usadas para construir o aparelho, reduzindo o risco para as pessoas.[0010] Beneficially, the device facilitates the flow of the transportable medium, increasing the efficiency of heat transfer. Alternatively, or additionally, the apparatus reduces manufacturing complexity compared to conventional tube freezing jackets, eliminating the requirement for a double skin arrangement verified in conventional equipment. This in turn facilitates prompt inspection of the apparatus, in particular, but not exclusively, the solders used to build the apparatus, reducing the risk to people.

[0011] A expressão meio transportável será entendida significando qualquer material líquido, gás e/ou sólido adequado para ser transportado através de um tubo, incluindo, por exemplo, mas não exclusivamente, hidrocarbonetos e/ou outro fluidos e/ou sólidos usados na indústria de petróleo e gás.[0011] The term transportable medium shall be understood to mean any liquid, gas and/or solid material suitable to be transported through a pipe, including, for example, but not exclusively, hydrocarbons and/or other fluids and/or solids used in industry of oil and gas.

[0012] O termo tubo será entendido de forma a incluir, por exemplo, mas não exclusivamente, uma seção de uma tubulação ou um tubo acoplado a e/ou formando parte de um componente ou ferramenta tais como uma válvula, restringidor ou similares.[0012] The term pipe will be understood to include, for example, but not exclusively, a section of a pipe or tube coupled to and/or forming part of a component or tool such as a valve, restrictor or the like.

[0013] Em alguns casos, o meio de troca de calor é selecionado para absorver calor do tubo e o meio transportável à medida que o meio de troca de calor passa através dos canais de maneira a resfriar o meio transportável no tubo.[0013] In some cases, the heat exchange medium is selected to absorb heat from the tube and the transportable medium as the heat exchange medium passes through the channels in order to cool the transportable medium in the tube.

[0014] Em um exemplo particular, o aparelho pode ser configurado para congelar um componente líquido do meio transportável, por meio disso formando um tampão sólido temporário que impede vazamento do meio transportável e facilitando, por exemplo, uma operação de reparo ou troca a ser realizada.[0014] In a particular example, the apparatus can be configured to freeze a liquid component of the transportable medium, thereby forming a temporary solid plug that prevents leakage of the transportable medium and facilitating, for example, a repair or exchange operation to be fulfilled.

[0015] Em outros casos, o meio de troca de calor é selecionado para transferir calor para o tubo e o meio transportável à medida que o meio de troca de calor passa através dos canais de maneira a aquecer o meio transportável.[0015] In other cases, the heat exchange medium is selected to transfer heat to the tube and the transportable medium as the heat exchange medium passes through the channels in order to heat the transportable medium.

[0016] Em um exemplo particular, o aparelho pode ser configurado para aquecer o meio transportável para melhorar a mobilidade de asfaltenos, hidratos e/ou cera presentes no tubo, eliminando ou reduzindo a necessidade de aditivos químicos.[0016] In a particular example, the apparatus can be configured to heat the transportable medium to improve the mobility of asphaltenes, hydrates and/or wax present in the tube, eliminating or reducing the need for chemical additives.

[0017] Alternativamente, ou adicionalmente, o aparelho pode ser configurado para aquecer um aditivo químico presente no tubo, tal como um quelato.[0017] Alternatively, or additionally, the apparatus may be configured to heat a chemical additive present in the tube, such as a chelate.

[0018] Beneficamente, isso permite que uma temperatura do aditivo químico, por exemplo, quelato, seja mantida que permite uma alta velocidade de reação para soltar e/ou dissolver depósitos de incrustações no tubo, por exemplo.[0018] Beneficially, this allows a temperature of the chemical additive, eg chelate, to be maintained that allows a high reaction rate to loosen and/or dissolve scale deposits on the pipe, for example.

[0019] O meio de troca de calor pode compreender ou tomar a forma de um fluido.[0019] The heat exchange medium may comprise or take the form of a fluid.

[0020] O meio de troca de calor pode compreender ou tomar a forma de um fluido de arrefecimento.[0020] The heat exchange medium may comprise or take the form of a cooling fluid.

[0021] O meio de troca de calor pode compreender ou tomar a forma de um gás. O meio de troca de calor pode compreender ou tomar a forma de gás nitrogênio. O meio de troca de calor pode compreender ou tomar a forma de vapor. O meio de troca de calor pode compreender ou tomar a forma de gás dióxido de carbono.[0021] The heat exchange medium may comprise or take the form of a gas. The heat exchange medium may comprise or take the form of nitrogen gas. The heat exchange medium can comprise or take the form of vapour. The heat exchange medium may comprise or take the form of carbon dioxide gas.

[0022] O meio de troca de calor pode compreender ou tomar a forma de um líquido. O meio de troca de calor pode compreender ou tomar a forma de nitrogênio líquido. O meio de troca de calor pode compreender ou tomar a forma de água.[0022] The heat exchange medium may comprise or take the form of a liquid. The heat exchange medium may comprise or take the form of liquid nitrogen. The heat exchange medium can comprise or take the form of water.

[0023] O aparelho pode compreender um corpo. O corpo pode ser configurado para localização em torno de pelo menos parte da circunferência do tubo. O corpo pode ser construído de um metal ou uma liga metálica, tal como aço.[0023] The apparatus may comprise a body. The body can be configured to be located around at least part of the circumference of the tube. The body can be constructed of a metal or a metallic alloy, such as steel.

[0024] Em alguns casos, o corpo pode tomar a forma de uma construção unitária. Quando o corpo toma a forma de uma construção unitária, o corpo pode ser de formato parcialmente cilíndrico. Por exemplo, o corpo pode ser em formato de C.[0024] In some cases, the body can take the form of a unitary construction. When the body takes the form of a unitary construction, the body can be partially cylindrical in shape. For example, the body can be C-shaped.

[0025] Como aqui descrito, o aparelho de troca de calor compreende um arranjo de entrada, uma pluralidade de dutos que formam canais alongados e um arranjo de saída. O corpo pode definir o arranjo de entrada, dutos e arranjo de saída.[0025] As described herein, the heat exchange apparatus comprises an inlet arrangement, a plurality of ducts forming elongated channels, and an outlet arrangement. The body can define the inlet arrangement, ducts and outlet arrangement.

[0026] Em outros casos, o corpo pode compreender uma pluralidade de porções de corpo, em particular, mas não exclusivamente, duas porções de corpo. As porções de corpo podem ser de formato parcialmente cilíndrico. Em particular, mas não exclusivamente, as porções de corpo podem ser de formato semicilíndrico ou substancialmente semicilíndrico.[0026] In other cases, the body may comprise a plurality of body portions, in particular, but not exclusively, two body portions. The body portions can be partially cylindrical in shape. In particular, but not exclusively, the body portions may be semi-cylindrical or substantially semi-cylindrical in shape.

[0027] Em outros casos, o corpo pode compreender mais que duas porções de corpo, por exemplo, três, quatro, cinco, seis, sete, oito, nove, dez ou mais porções de corpo. Cada porção de corpo pode ter um formato de segmento arqueado. Alternativamente, cada porção de corpo pode ser um prisma trapezoidal. A pluralidade de porções de corpo pode ser arranjada em um arranjo circunferencial. A pluralidade de porções de corpo pode coletivamente formar um corpo substancialmente cilíndrico. Em uso, a pluralidade de porções de corpo pode ser circunferencialmente arranjada em torno do tubo. Em uso, um número selecionado de porções de corpo pode estar localizado em torno da circunferência do tubo. O aparelho pode compreender um inventário de porções de corpo a partir do qual as porções de corpo escolhidas para localização em um determinado tubo são selecionadas. O inventário de porções de corpo pode compreender duas ou mais porções de corpo do mesmo tamanho e/ou de tamanho similar e/ou duas ou mais porções de corpo de diferentes tamanhos. O número e/ou o tamanho das porções de corpo escolhidas para localização no tubo pode(m) ser selecionado(s), por exemplo, de acordo com o diâmetro do tubo, o comprimento do tubo a ser resfriado ou aquecido e/ou de acordo com o inventário de porções de corpo.[0027] In other cases, the body may comprise more than two body portions, for example three, four, five, six, seven, eight, nine, ten or more body portions. Each body portion can have an arcuate segment shape. Alternatively, each body portion can be a trapezoidal prism. The plurality of body portions can be arranged in a circumferential arrangement. The plurality of body portions can collectively form a substantially cylindrical body. In use, the plurality of body portions may be circumferentially arranged around the tube. In use, a selected number of body portions may be located around the circumference of the tube. The apparatus may comprise an inventory of body portions from which body portions chosen for location in a given tube are selected. The body portion inventory may comprise two or more body portions of the same size and/or similar size and/or two or more body portions of different size. The number and/or size of body portions chosen for location in the tube can be selected, for example, according to the tube diameter, the length of the tube to be cooled or heated and/or according to the body portion inventory.

[0028] O aparelho pode compreender uma pluralidade de fileiras de corpos. Cada fileira pode compreender uma pluralidade de porções de corpo como aqui descrito. As fileiras podem ser arranjadas em um arranjo linear. Em uso, a pluralidade de fileiras pode ser axialmente arranjada e/ou espaçada ao longo do tubo. O número de fileiras pode ser selecionado, por exemplo, de acordo com o comprimento do tubo a ser resfriado ou aquecido e/ou de acordo com o inventário de porções de corpo.[0028] The apparatus may comprise a plurality of rows of bodies. Each row may comprise a plurality of body portions as described herein. Rows can be arranged in a linear arrangement. In use, the plurality of rows may be axially arranged and/or spaced along the tube. The number of rows can be selected, for example, according to the length of the tube to be cooled or heated and/or according to the body portion inventory.

[0029] O aparelho pode, assim, formar um aparelho modular. Isso proporciona facilidade de fabricação do corpo em virtude de porções de corpo padrões poderem ser utilizadas para inúmeros diferentes tubos, em vez de exigir um corpo customizado para cada tubo.[0029] The apparatus can thus form a modular apparatus. This provides ease of body fabrication because standard body portions can be used for a number of different tubes, rather than requiring a custom body for each tube.

[0030] Como aqui descrito, o aparelho de troca de calor compreende um arranjo de entrada, uma pluralidade de dutos que formam canais alongados e um arranjo de saída. A, ou cada, porção de corpo pode definir um arranjo de entrada, dutos e um arranjo de saída.[0030] As described herein, the heat exchange apparatus comprises an inlet arrangement, a plurality of ducts forming elongated channels, and an outlet arrangement. The or each body portion may define an inlet arrangement, ducts and an outlet arrangement.

[0031] O aparelho pode compreender ou tomar a forma de um vaso de pressão. O corpo pode compreender ou tomar a forma de um vaso de pressão. Onde o aparelho compreende uma pluralidade de porções de corpo a, ou cada porção de corpo pode compreender ou tomar a forma de um vaso de pressão.[0031] The apparatus may comprise or take the form of a pressure vessel. The body can comprise or take the form of a pressure vessel. Where the apparatus comprises a plurality of body portions, the or each body portion may comprise or take the form of a pressure vessel.

[0032] O aparelho pode tomar a forma de uma jaqueta, camisa ou manga para localização no tubo.[0032] The apparatus may take the form of a jacket, shirt or sleeve for location in the tube.

[0033] O arranjo de entrada pode compreender uma ou mais portas de entrada. Uma ou mais portas de entrada podem ser configuradas para receber o meio de troca de calor. O aparelho pode compreender uma única porta de entrada. Alternativamente, o aparelho pode compreender uma pluralidade de portas de entrada.[0033] The input arrangement may comprise one or more input ports. One or more inlet ports can be configured to receive the heat exchange medium. The apparatus may comprise a single input port. Alternatively, the apparatus may comprise a plurality of input ports.

[0034] Beneficamente, a provisão de uma pluralidade de portas de entrada aumenta a adaptabilidade do aparelho.[0034] Beneficially, the provision of a plurality of input ports increases the adaptability of the apparatus.

[0035] O arranjo de entrada pode compreender um coletor de entrada. O coletor de entrada pode definir uma câmara que se comunica com uma ou mais portas de entrada. O coletor de entrada pode se comunicar com a pluralidade de canais. O coletor de entrada pode se comunicar com uma primeira extremidade de cada um da pluralidade de canais.[0035] The input arrangement may comprise an input collector. The input collector can define a chamber that communicates with one or more input ports. The input collector can communicate with the plurality of channels. The input collector can communicate with a first end of each of the plurality of channels.

[0036] O arranjo de saída pode compreender uma ou mais portas de saída. Uma ou mais portas de saída podem ser configuradas para receber o meio de troca de calor dos canais. O aparelho pode compreender uma única porta de saída. Alternativamente, o aparelho pode compreender uma pluralidade de portas de saída.[0036] The output arrangement may comprise one or more output ports. One or more output ports can be configured to receive heat exchange medium from the channels. The apparatus may comprise a single exit port. Alternatively, the apparatus may comprise a plurality of exit ports.

[0037] O arranjo de saída pode compreender um coletor de saída. O coletor de saída pode definir uma câmara de coletor que se comunica com uma ou mais portas de saída. O coletor de saída pode se comunicar com a pluralidade de canais. O coletor de saída pode se comunicar com uma segunda extremidade de cada um da pluralidade de canais.[0037] The output arrangement may comprise an output collector. The output collector can define a collector chamber that communicates with one or more output ports. The output collector can communicate with the plurality of channels. The output collector can communicate with a second end of each of the plurality of channels.

[0038] O aparelho pode compreender um arranjo de válvula. O arranjo de válvula pode compreender uma ou mais válvulas. Uma ou mais válvulas podem compreender ou tomar a forma de válvulas de alívio de pressão (PRVs).[0038] The apparatus may comprise a valve arrangement. The valve arrangement may comprise one or more valves. One or more valves may comprise or take the form of pressure relief valves (PRVs).

[0039] Entende-se que o aparelho pode formar um vaso de pressão capaz de conter o meio de troca de calor a uma elevada pressão acima da pressão atmosférica, e que o meio de troca de calor pode ser potencialmente perigoso para as pessoas e/ou outro equipamento no caso de um vazamento. Beneficamente, a provisão de uma ou mais válvulas de alívio de pressão permite que a pressão no aparelho seja controlada, aumentando a segurança do aparelho para as pessoas e equipamento por perto.[0039] It is understood that the apparatus can form a pressure vessel capable of containing the heat exchange medium at a high pressure above atmospheric pressure, and that the heat exchange medium can be potentially dangerous to people and/ or other equipment in the event of a leak. Beneficially, the provision of one or more pressure relief valves allows the pressure in the apparatus to be controlled, increasing the safety of the apparatus for people and equipment nearby.

[0040] O arranjo de válvula pode compreender uma única válvula. Alternativamente, o arranjo de válvula pode compreender uma pluralidade de válvulas. A válvula, ou válvulas, podem ser acopladas, podem formar parte de, ou podem ser operacionalmente associadas ao arranjo de entrada e/ou o arranjo de saída.[0040] The valve arrangement may comprise a single valve. Alternatively, the valve arrangement may comprise a plurality of valves. The valve, or valves, may be coupled, may form part of, or may be operatively associated with the inlet arrangement and/or the outlet arrangement.

[0041] Como aqui descrito, o aparelho compreende uma pluralidade de dutos que formam canais alongados. Os dutos podem ser de formato parcialmente cilíndrico, em particular, de formato semicilíndrico ou substancialmente semicilíndrico. Entretanto, entende-se que os dutos e os canais alongados formados pelos dutos podem ser de qualquer formato adequado. Por exemplo, os dutos podem ser tubulares. Alternativamente, os dutos podem ser partes retangulares, em formato de V ou em formato de U em seção transversal.[0041] As described herein, the apparatus comprises a plurality of ducts that form elongated channels. The ducts can be partially cylindrical in shape, in particular semi-cylindrical or substantially semi-cylindrical in shape. However, it is understood that the ducts and elongated channels formed by the ducts can be of any suitable shape. For example, the ducts can be tubular. Alternatively, the ducts can be rectangular parts, V-shaped or U-shaped in cross section.

[0042] Os dutos e/ou canais podem ser circunferencialmente arranjados e/ou espaçados. Os dutos e/ou canais podem ser arranjados em paralelo.[0042] The ducts and/or channels can be circumferentially arranged and/or spaced. Ducts and/or channels can be arranged in parallel.

[0043] Onde o aparelho compreende um arranjo linear de fileiras de porções de corpo, os dutos podem ser conectados por um ou mais condutos, por exemplo, mangueiras e/ou adaptadores, que se estendem entre as fileiras axialmente espaçadas de porções de corpo para conectar os canais alongados. As mangueiras podem ser flexíveis. As mangueiras podem tomar a forma de uma mangueira flexível trançada. As mangueiras podem ser formadas de aço inoxidável. Os adaptadores podem ser formados de aço inoxidável e/ou latão. No entanto, será entendido que qualquer material adequado pode ser usado.[0043] Where the apparatus comprises a linear arrangement of rows of body portions, the ducts may be connected by one or more conduits, for example, hoses and/or adapters, which extend between the axially spaced rows of body portions to connect the elongated channels. Hoses can be flexible. Hoses can take the form of a flexible braided hose. Hoses can be formed from stainless steel. Adapters can be formed from stainless steel and/or brass. However, it will be understood that any suitable material can be used.

[0044] O aparelho pode compreender um ou mais espaçadores alongados. Cada espaçador pode ser disposto entre dois dos dutos e/ou canais. A largura dos espaçadores, que é a dimensão do espaçador que define o espaçamento entre os dutos e/ou canais, pode ser minimizada de maneira a aumentar a área do tubo exposta aos dutos e/ou canais e dessa forma o meio de troca de calor.[0044] The apparatus may comprise one or more elongated spacers. Each spacer can be arranged between two of the ducts and/or channels. The width of the spacers, which is the dimension of the spacer that defines the spacing between the ducts and/or channels, can be minimized in order to increase the area of the tube exposed to the ducts and/or channels and thus the heat exchange medium .

[0045] Onde o meio de troca de calor é selecionado para resfriar, por exemplo, congelar, os conteúdos do tubo, a redução no tamanho do espaçador beneficamente facilita o resfriamento mais rápido e dessa forma reduzido tempo operacional e custo para um operador.[0045] Where the heat exchange medium is selected to cool, eg freeze, the tube contents, the reduction in spacer size beneficially facilitates faster cooling and thereby reduces operating time and cost for an operator.

[0046] Onde o meio de troca de calor é selecionado para aquecer os conteúdos do tubo, a redução no tamanho do espaçador beneficamente facilita o aquecimento mais rápido e dessa forma reduzido tempo operacional e custo para um operador.[0046] Where the heat exchange medium is selected to heat the tube contents, the reduction in spacer size beneficially facilitates faster heating and thereby reduces operating time and cost for an operator.

[0047] O aparelho pode compreender um arranjo de fixação. O arranjo de fixação pode ser configurado para fixar as porções de corpo em torno e/ou ao longo do tubo.[0047] The apparatus may comprise a fastening arrangement. The clamping arrangement can be configured to secure the body portions around and/or along the tube.

[0048] Por exemplo, o arranjo de fixação pode compreender um(a) ou mais tira, laço, braçadeira ou outro prendedor mecânico.[0048] For example, the fastening arrangement may comprise one or more strap, loop, clamp or other mechanical fastener.

[0049] O arranjo de fixação pode compreender uma ou mais tiras de retenção dentadas. O arranjo de fixação pode compreender uma pluralidade de tiras de retenção dentadas, em particular, duas tiras de retenção dentadas. O arranjo de fixação pode ser disposto nas porções de corpo. O arranjo de fixação pode ser disposto no coletor de entrada e/ou no coletor de saída.[0049] The fastening arrangement may comprise one or more serrated retaining straps. The fastening arrangement may comprise a plurality of serrated retaining straps, in particular two serrated retaining straps. The fastening arrangement can be arranged on the body portions. The clamping arrangement can be arranged on the inlet manifold and/or on the outlet manifold.

[0050] Alternativamente, ou adicionalmente, o arranjo de fixação pode compreender um ou mais furos para receber um prendedor. Em particular, mas não exclusivamente, um ou mais furos podem compreender ou tomar a forma de uma fenda.[0050] Alternatively, or additionally, the fastening arrangement may comprise one or more holes for receiving a fastener. In particular, but not exclusively, one or more holes may comprise or take the form of a slit.

[0051] O arranjo de fixação pode compreender um ou mais prendedores. Um ou mais prendedores podem ser configurados para localização nos respectivos um ou mais furos. Em particular, mas não exclusivamente, um ou mais prendedores podem compreender ou tomar a forma de um perno, parafuso, pino ou similares.[0051] The fastening arrangement may comprise one or more fasteners. One or more fasteners can be configured for location in the respective one or more holes. In particular, but not exclusively, one or more fasteners may comprise or take the form of a stud, screw, pin or the like.

[0052] O aparelho pode compreender um arranjo de guia. O arranjo de guia pode ser configurado para reter o arranjo de fixação no aparelho.[0052] The apparatus may comprise a guide arrangement. The guide arrangement can be configured to retain the clamping arrangement on the apparatus.

[0053] Beneficamente, o arranjo de guia pode restringir o movimento do arranjo de fixação, por exemplo, tira de retenção dentada, auxiliando garantir a conexão entre a primeira porção de corpo e a segunda porção de corpo e/ou reduzindo o risco de ocorrência de acidentes.[0053] Beneficially, the guide arrangement can restrict the movement of the fastening arrangement, for example, toothed retaining strip, helping to ensure the connection between the first body portion and the second body portion and/or reducing the risk of occurrence of accidents.

[0054] O arranjo de guia pode compreender ou tomar a forma de uma ou mais virolas. A virola ou as virolas podem se estender radialmente a partir das porções de corpo, em particular, um ou mais dos coletores de entrada e/ou saída.[0054] The guide arrangement may comprise or take the form of one or more ferrules. The ferrule or ferrules may extend radially from the body portions, in particular one or more of the inlet and/or outlet manifolds.

[0055] Alternativamente, ou adicionalmente, o arranjo de guia pode compreender ou tomar a forma de uma fenda. Em uso, o arranjo de fixação pode ser disposto através da fenda, a fenda retendo e posicionando o arranjo de fixação no aparelho. A fenda pode formar, ou formar parte de uma ou mais das porções de corpo, em particular, uma ou mais dos coletores de entrada e/ou saída.[0055] Alternatively, or additionally, the guide arrangement may comprise or take the form of a slit. In use, the clamping arrangement may be disposed through the slit, the slit retaining and positioning the clamping arrangement in the apparatus. The slit may form, or form part of, one or more of the body portions, in particular, one or more of the inlet and/or outlet manifolds.

[0056] Como aqui descrito, o arranjo de entrada é configurado para receber o meio de troca de calor. O aparelho pode compreender, ou pode ser acoplado a um suprimento de meio de troca de calor. O suprimento de meio de troca de calor pode compreender ou tomar a forma de um tanque, dewar ou similares.[0056] As described herein, the input arrangement is configured to receive the heat exchange medium. The apparatus may comprise, or may be coupled to, a supply of heat exchange medium. The supply of heat exchange medium may comprise or take the form of a tank, dewar or the like.

[0057] O suprimento de meio de troca de calor pode compreender um arranjo de linha de suprimento de fluido. O arranjo de linha de suprimento de fluido pode compreender uma ou mais linhas de suprimento de fluido. A linha ou linhas de suprimento de fluido podem compreender ou tomar a forma de mangueiras. Onde o meio de troca de calor compreende nitrogênio na forma de líquido e/ou gás, a linha ou linhas de suprimento de fluido podem compreender ou tomar a forma de mangueiras criogênicas conhecidas na técnica.[0057] The heat exchange medium supply may comprise a fluid supply line arrangement. The fluid supply line arrangement may comprise one or more fluid supply lines. The fluid supply line or lines may comprise or take the form of hoses. Where the heat exchange medium comprises nitrogen in liquid and/or gas form, the fluid supply line or lines may comprise or take the form of cryogenic hoses known in the art.

[0058] De acordo com um segundo aspecto, é provido um sistema de troca de calor compreendendo um ou mais aparelhos de troca de calor de acordo com o primeiro aspecto.[0058] According to a second aspect, there is provided a heat exchange system comprising one or more heat exchange apparatus according to the first aspect.

[0059] O sistema pode compreender um único aparelho de troca de calor de acordo com o primeiro aspecto.[0059] The system may comprise a single heat exchange apparatus according to the first aspect.

[0060] Alternativamente, o sistema pode compreender uma pluralidade dos aparelhos de troca de calor de acordo com o primeiro aspecto.[0060] Alternatively, the system may comprise a plurality of heat exchange apparatus according to the first aspect.

[0061] Onde o sistema compreende uma pluralidade dos aparelhos de troca de calor, dois ou mais dos aparelhos de troca de calor podem ser acoplados entre si. Por exemplo, o arranjo de saída de um primeiro dos aparelhos de troca de calor pode ser acoplado a um arranjo de entrada de um segundo dos aparelhos de troca de calor. Os dois ou mais aparelhos de troca de calor podem ser diretamente acoplados entre si. Por exemplo, uma ou mais das portas de saída do primeiro dos aparelhos de troca de calor podem definir um perfil macho para localização em um perfil fêmea definido pelas portas de entrada do segundo dos aparelhos de troca de calor, ou vice-versa.[0061] Where the system comprises a plurality of heat exchange apparatus, two or more of the heat exchange apparatus may be coupled together. For example, the output arrangement of a first of the heat exchangers can be coupled with an input arrangement of a second of the heat exchangers. The two or more heat exchangers can be directly coupled together. For example, one or more of the output ports of the first of the heat exchangers may define a male profile for location in a female profile defined by the inlet ports of the second of the heat exchangers, or vice versa.

[0062] Onde o sistema compreende uma pluralidade dos aparelhos de troca de calor, dois ou mais dos aparelhos de troca de calor podem ser indiretamente acoplados um ao outro, por exemplo, por meio de um adaptador, conduto de fluido ou similares. O conduto de fluido pode, por exemplo, compreender uma mangueira, em particular, mas não exclusivamente, uma mangueira criogênica.[0062] Where the system comprises a plurality of heat exchange apparatus, two or more of the heat exchange apparatus may be indirectly coupled to each other, for example, by means of an adaptor, fluid conduit or the like. The fluid conduit can, for example, comprise a hose, in particular, but not exclusively, a cryogenic hose.

[0063] O sistema pode compreender ou tomar a forma de um sistema fechado. Por exemplo, o sistema pode ser configurado para recircular o meio de troca de calor do arranjo de saída de volta para o suprimento de meio de troca de calor e/ou de volta para o arranjo de entrada. O sistema pode compreender uma bomba configurada para bombear o meio de troca de calor do suprimento de troca de calor para o aparelho de troca de calor. O sistema pode compreender pelo menos um de um compressor, um condensador e uma válvula de expansão.[0063] The system may comprise or take the form of a closed system. For example, the system can be configured to recirculate heat exchange medium from the output arrangement back to the heat exchange medium supply and/or back to the input arrangement. The system may comprise a pump configured to pump heat exchange medium from the heat exchange supply to the heat exchange apparatus. The system may comprise at least one of a compressor, a condenser and an expansion valve.

[0064] Um terceiro aspecto se refere ao uso do aparelho de troca de calor do primeiro aspecto para transferir calor de ou para uma seção de um tubo de maneira a resfriar ou aquecer um meio transportável contido e/ou transportado através do tubo.[0064] A third aspect relates to the use of the heat exchange apparatus of the first aspect to transfer heat to or from a section of a tube in order to cool or heat a transportable medium contained and/or transported through the tube.

[0065] De acordo com um quarto aspecto, é provido um aparelho de troca de calor para transferir calor de ou para uma seção de um tubo de maneira a resfriar ou aquecer um meio transportável contido e/ou transportado através do tubo, o aparelho de troca de calor compreendendo:
uma primeira porção de corpo compreendendo:
um arranjo de entrada configurado para receber um meio de troca de calor;
uma pluralidade de dutos que formam canais alongados em comunicação com o arranjo de entrada e configurada para receber o meio de troca de calor do arranjo de entrada; e
um arranjo de saída configurado para receber o meio de troca de calor da pluralidade de canais alongados e direcionar o meio de troca de calor a partir do aparelho;
uma segunda porção de corpo compreendendo:
um arranjo de entrada configurado para receber um meio de troca de calor;
uma pluralidade de dutos que formam canais alongados em comunicação com o arranjo de entrada e configurada para receber o meio de troca de calor do arranjo de entrada; e
um arranjo de saída configurado para receber o meio de troca de calor da pluralidade de canais alongados e direcionar o meio de troca de calor a partir do aparelho;
um arranjo de fixação para fixar a primeira porção de corpo e a segunda porção de corpo; e
um arranjo de guia para reter o arranjo de fixação no aparelho.[0065] According to a fourth aspect, there is provided a heat exchange apparatus for transferring heat to or from a section of a tube in order to cool or heat a transportable medium contained and/or transported through the tube, the heat exchange comprising:
a first body portion comprising:
an inlet arrangement configured to receive a heat exchange medium;
a plurality of ducts forming elongated channels in communication with the input arrangement and configured to receive heat exchange medium from the input arrangement; and
an output arrangement configured to receive the heat exchange medium from the plurality of elongated channels and direct the heat exchange medium from the apparatus;
a second body portion comprising:
an inlet arrangement configured to receive a heat exchange medium;
a plurality of ducts forming elongated channels in communication with the input arrangement and configured to receive heat exchange medium from the input arrangement; and
an output arrangement configured to receive the heat exchange medium from the plurality of elongated channels and direct the heat exchange medium from the apparatus;
a fastening arrangement for securing the first body portion and the second body portion; and
a guide arrangement for retaining the fastening arrangement in the apparatus.

[0066] O arranjo de guia pode compreender ou tomar a forma de uma ou mais virolas. A virola pode se estender radialmente a partir das porções de corpo. Por exemplo, a virola pode formar, ou formar parte de uma ou mais das porções de corpo, em particular, um ou mais dos coletores de entrada e/ou saída.[0066] The guide arrangement may comprise or take the form of one or more ferrules. The ferrule can extend radially from the body portions. For example, the ferrule may form, or form part of, one or more of the body portions, in particular, one or more of the inlet and/or outlet headers.

[0067] Beneficamente, a virola pode restringir o movimento do arranjo de fixação, por exemplo, tira de retenção dentada, auxiliando assegurar a conexão entre a primeira porção de corpo e a segunda porção de corpo e/ou reduzindo o risco de ocorrência de acidentes.[0067] Beneficially, the ferrule can restrict the movement of the fastening arrangement, for example, toothed retaining strip, helping to ensure the connection between the first body portion and the second body portion and/or reducing the risk of accidents occurring .

[0068] Alternativamente, ou adicionalmente, o arranjo de guia pode compreender ou tomar a forma de uma fenda. Em uso, o arranjo de fixação pode ser disposto através da fenda, a fenda retendo e posicionando o arranjo de fixação no aparelho.[0068] Alternatively, or additionally, the guide arrangement may comprise or take the form of a slit. In use, the clamping arrangement may be disposed through the slit, the slit retaining and positioning the clamping arrangement in the apparatus.

[0069] A fenda pode formar, ou formar parte de uma ou mais das porções de corpo, em particular, um ou mais dos coletores de entrada e/ou saída.[0069] The slit may form, or form part of, one or more of the body portions, in particular, one or more of the inlet and/or outlet headers.

[0070] O arranjo de fixação pode ser configurado para fixar as porções de corpo em torno do tubo.[0070] The clamping arrangement can be configured to secure the body portions around the tube.

[0071] Por exemplo, o arranjo de fixação pode compreender uma ou mais de tira, laço, braçadeira ou outro prendedor mecânico.[0071] For example, the fastening arrangement may comprise one or more of strap, loop, clamp or other mechanical fastener.

[0072] O arranjo de fixação pode compreender uma ou mais tiras de retenção dentadas. O arranjo de fixação pode compreender uma pluralidade de tiras de retenção dentadas, em particular, duas tiras de retenção dentadas. O arranjo de fixação pode ser disposto nas porções de corpo. O arranjo de fixação pode ser disposto no coletor de entrada e/ou no coletor de saída.[0072] The fastening arrangement may comprise one or more serrated retaining straps. The fastening arrangement may comprise a plurality of serrated retaining straps, in particular two serrated retaining straps. The fastening arrangement can be arranged on the body portions. The clamping arrangement can be arranged on the inlet manifold and/or on the outlet manifold.

[0073] Alternativamente, ou adicionalmente, o arranjo de fixação pode compreender um ou mais furos para receber um prendedor. Em particular, mas não exclusivamente, um ou mais furos podem compreender ou tomar a forma de uma fenda.[0073] Alternatively, or additionally, the fastening arrangement may comprise one or more holes for receiving a fastener. In particular, but not exclusively, one or more holes may comprise or take the form of a slit.

[0074] O arranjo de fixação pode compreender um ou mais prendedores. Um ou mais prendedores podem ser configurados para localização nos respectivos um ou mais furos. Em particular, mas não exclusivamente, um ou mais prendedores podem compreender ou tomar a forma de um perno, parafuso, pino ou similares.[0074] The fastening arrangement may comprise one or more fasteners. One or more fasteners can be configured for location in the respective one or more holes. In particular, but not exclusively, one or more fasteners may comprise or take the form of a stud, screw, pin or the like.

[0075] A pluralidade de canais alongados pode ser isolada uns dos outros e definem uma pluralidade de distintas passagens de fluxo para o meio de transferência de calor do arranjo de entrada para o arranjo de saída[0075] The plurality of elongated channels can be isolated from each other and define a plurality of distinct flow passages for the heat transfer medium from the inlet arrangement to the outlet arrangement

[0076] De acordo com um quinto aspecto, é provido um sistema de troca de calor compreendendo um ou mais aparelhos de troca de calor de acordo com o quarto aspecto.[0076] According to a fifth aspect, there is provided a heat exchange system comprising one or more heat exchangers according to the fourth aspect.

[0077] O sistema pode compreender um único aparelho de troca de calor.[0077] The system may comprise a single heat exchange apparatus.

[0078] Alternativamente, o sistema pode compreender uma pluralidade dos aparelhos de troca de calor de acordo com o quarto aspecto.[0078] Alternatively, the system may comprise a plurality of heat exchange apparatus according to the fourth aspect.

[0079] Um sexto aspecto se refere ao uso do aparelho de troca de calor do quarto aspecto para transferir calor de ou para uma seção de um tubo de maneira a resfriar ou aquecer um meio transportável contido e/ou transportado através do tubo.[0079] A sixth aspect relates to the use of the heat exchange apparatus of the fourth aspect to transfer heat to or from a section of a tube in order to cool or heat a transportable medium contained and/or transported through the tube.

[0080] A invenção é definida pelas reivindicações anexas. Entretanto, para efeitos da presente descrição, será entendido que qualquer dos recursos supradefinidos ou descritos a seguir pode ser utilizado independentemente ou em combinação. Por exemplo, recursos aqui descritos em relação a um dos aspectos anteriores ou a seguir em relação à descrição detalhada podem ser utilizados em qualquer outro aspecto, ou juntos formarem um novo aspecto.[0080] The invention is defined by the appended claims. However, for the purposes of this description, it will be understood that any of the features defined above or described below may be used independently or in combination. For example, features described here in relation to one of the aspects above or below in relation to the detailed description can be used in any other aspect, or together form a new aspect.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0081] Esses e outros aspectos serão agora descritos, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, em que:
a Figura 1 mostra uma vista frontal de um aparelho de troca de calor para transferir calor de ou para uma seção de tubo;
a Figura 2 mostra uma vista frontal do aparelho de troca de calor mostrado na Figura 1, com o arranjo de fixação removido;
a Figura 3 mostra uma vista plana do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 1 e 2;
a Figura 4 mostra uma vista lateral esquerda do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 1 e 2;
a Figura 5 mostra uma vista lateral direita do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 1 e 2;
a Figura 6 mostra uma vista transversal do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 1 e 2, ao longo da seção A-A mostrado na Figura 2;
a Figura 7 mostra uma vista transversal do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 1 e 2, ao longo da seção B-B mostrado na Figura 2;
a Figura 8 mostra uma vista transversal do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 1 e 2, ao longo da seção C-C mostrada na Figura 2;
a Figura 9 mostra uma vista em perspectiva de um aparelho de troca de calor alternativo para transferir calor de ou para uma seção de tubo;
a Figura 10 mostra uma vista frontal do aparelho de troca de calor mostrado na Figura 9;
a Figura 11 mostra uma vista frontal do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 9 e 10, com o arranjo de fixação removido;
a Figura 12 mostra uma vista lateral esquerda do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 9, 10 e 11;
a Figura 13 mostra uma vista lateral direita do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 9, 10 e 11;
a Figura 14 mostra uma vista transversal do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 9, 10 e 11, ao longo da seção A-A mostrada na Figura 10;
a Figura 15 mostra uma vista transversal do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 9, 10 e 11, ao longo da seção B-B mostrada na Figura 10;
a Figura 16 mostra uma vista transversal do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 9, 10 e 11, ao longo da seção C-C mostrada na Figura 10;
a Figura 17 mostra uma vista frontal de um aparelho de troca de calor alternativo para transferir calor de ou para uma seção de tubo;
a Figura 18 mostra uma vista frontal do aparelho de troca de calor mostrado na Figura 17, com o arranjo de fixação removido;
a Figura 19 mostra uma vista lateral esquerda do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 17 e 18;
a Figura 20 mostra uma vista lateral direita do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 17 e 18;
a Figura 21 mostra uma vista transversal do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 17 e 18, ao longo da seção A-A mostrada na Figura 18;
a Figura 22 mostra uma vista transversal do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 17 e 18, ao longo da seção B-B mostrada na Figura 18;
a Figura 23 mostra uma vista transversal do aparelho de troca de calor mostrado nas Figuras 17 e 18, ao longo da seção C-C mostrada na Figura 18;
a Figura 24 mostra um sistema de troca de calor compreendendo dois aparelhos de troca de calor;
a Figura 25 mostra um sistema de troca de calor alternativo compreendendo dois aparelhos de troca de calor;
a Figura 26 mostra parte do aparelho de troca de calor mostrado na Figura 11, tendo um arranjo de fixação alternativo; e
a Figura 27 mostra uma vista em perspectiva de um corpo alternativo para um aparelho de troca de calor.[0081] These and other aspects will now be described, by way of example only, with reference to the attached drawings, in which:
Figure 1 shows a front view of a heat exchange apparatus for transferring heat to or from a pipe section;
Figure 2 shows a front view of the heat exchange apparatus shown in Figure 1, with the fastening arrangement removed;
Figure 3 shows a plan view of the heat exchange apparatus shown in Figures 1 and 2;
Figure 4 shows a left side view of the heat exchange apparatus shown in Figures 1 and 2;
Figure 5 shows a right side view of the heat exchange apparatus shown in Figures 1 and 2;
Figure 6 shows a cross-sectional view of the heat exchange apparatus shown in Figures 1 and 2, along section AA shown in Figure 2;
Figure 7 shows a cross-sectional view of the heat exchange apparatus shown in Figures 1 and 2, along section BB shown in Figure 2;
Figure 8 shows a cross-sectional view of the heat exchange apparatus shown in Figures 1 and 2, along section CC shown in Figure 2;
Figure 9 shows a perspective view of an alternative heat exchange apparatus for transferring heat to or from a section of pipe;
Figure 10 shows a front view of the heat exchange apparatus shown in Figure 9;
Figure 11 shows a front view of the heat exchange apparatus shown in Figures 9 and 10, with the fastening arrangement removed;
Figure 12 shows a left side view of the heat exchange apparatus shown in Figures 9, 10 and 11;
Figure 13 shows a right side view of the heat exchange apparatus shown in Figures 9, 10 and 11;
Figure 14 shows a cross-sectional view of the heat exchange apparatus shown in Figures 9, 10 and 11, along section AA shown in Figure 10;
Figure 15 shows a cross-sectional view of the heat exchange apparatus shown in Figures 9, 10 and 11, along section BB shown in Figure 10;
Figure 16 shows a cross-sectional view of the heat exchange apparatus shown in Figures 9, 10 and 11, along section CC shown in Figure 10;
Figure 17 shows a front view of an alternative heat exchange apparatus for transferring heat to or from a section of pipe;
Figure 18 shows a front view of the heat exchange apparatus shown in Figure 17, with the fastening arrangement removed;
Figure 19 shows a left side view of the heat exchange apparatus shown in Figures 17 and 18;
Figure 20 shows a right side view of the heat exchange apparatus shown in Figures 17 and 18;
Figure 21 shows a cross-sectional view of the heat exchange apparatus shown in Figures 17 and 18, along section AA shown in Figure 18;
Figure 22 shows a cross-sectional view of the heat exchange apparatus shown in Figures 17 and 18, along section BB shown in Figure 18;
Figure 23 shows a cross-sectional view of the heat exchange apparatus shown in Figures 17 and 18, along section CC shown in Figure 18;
Figure 24 shows a heat exchange system comprising two heat exchange apparatus;
Figure 25 shows an alternative heat exchange system comprising two heat exchange apparatus;
Figure 26 shows part of the heat exchange apparatus shown in Figure 11 having an alternative attachment arrangement; and
Figure 27 shows a perspective view of an alternative body for a heat exchange apparatus.

DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0082] Referindo-se primeiramente às Figuras 1 a 8 dos desenhos anexos, é mostrado um aparelho de troca de calor 10 para transferir calor de ou para uma seção de tubo P de maneira a resfriar ou aquecer um meio líquido, gás e/ou sólido (“meio transportável”) contido e/ou transportado através do tubo P.[0082] Referring first to Figures 1 to 8 of the accompanying drawings, there is shown a heat exchange apparatus 10 for transferring heat to or from a pipe section P in order to cool or heat a liquid medium, gas and/or solid (“transportable medium”) contained and/or transported through pipe P.

[0083] Como mostrado mais claramente nas Figuras 1 e 2, o aparelho 10 compreende um corpo, no geral denotado por 12, para localização na seção de tubo P (mostrada na Figura 1). No aparelho ilustrado 10, o corpo 12 compreende duas porções de corpo no geral semicilíndricas na forma de primeira porção de corpo 14 e segunda porção de corpo 16.[0083] As shown more clearly in Figures 1 and 2, the apparatus 10 comprises a body, generally denoted by 12, for location in the pipe section P (shown in Figure 1). In the illustrated apparatus 10, body 12 comprises two generally semi-cylindrical body portions in the form of first body portion 14 and second body portion 16.

[0084] As primeira e segunda porções de corpo 14, 16 cada qual assumem a forma de um vaso de pressão separado capaz de conter o meio de troca de calor a uma elevada pressão acima da pressão atmosférica.[0084] The first and second body portions 14, 16 each take the form of a separate pressure vessel capable of containing the heat exchange medium at a high pressure above atmospheric pressure.

[0085] O aparelho 10 compreende adicionalmente um arranjo de entrada, no geral denotado por 18, uma pluralidade de dutos 19 que formam canais alongados 20 (mostrados nas Figuras 6, 7 e 8) em comunicação com o arranjo de entrada 18, e um arranjo de saída, no geral denotado por 22, em comunicação com os canais 20.[0085] The apparatus 10 further comprises an inlet arrangement, generally denoted by 18, a plurality of ducts 19 forming elongated channels 20 (shown in Figures 6, 7 and 8) in communication with the inlet arrangement 18, and a output arrangement, generally denoted by 22, in communication with channels 20.

[0086] Em uso, o aparelho 10 está localizado em torno da seção do tubo P e um meio de troca de calor é inserido, por exemplo, bombeado, no aparelho 10 por meio do arranjo de entrada 18. O meio de troca de calor passa do arranjo de entrada 18 para a pluralidade dos canais alongados 20 antes de sair do aparelho 10 por meio do arranjo de saída 22. Em alguns casos, o meio de troca de calor é selecionado para absorver calor e por meio disso resfriar o tubo P e meio transportável à medida que passa através dos canais 20. No aparelho ilustrado 10, o meio de troca de calor é nitrogênio na forma de líquido e/ou gás e o aparelho 10 é configurado para congelar o componente líquido do meio transportável contido e/ou transportado através do tubo P, por meio disso formando um tampão sólido temporário que impede o vazamento de fluido enquanto um reparo é realizado.[0086] In use, the apparatus 10 is located around the tube section P and a heat exchange means is inserted, for example, pumped, into the apparatus 10 via the inlet arrangement 18. The heat exchange means passes from inlet arrangement 18 to the plurality of elongated channels 20 before leaving apparatus 10 via outlet arrangement 22. In some cases, the heat exchange means is selected to absorb heat and thereby cool tube P and transportable medium as it passes through the channels 20. In the illustrated apparatus 10, the heat exchange medium is nitrogen in liquid and/or gas form and the apparatus 10 is configured to freeze the liquid component of the contained transportable medium and/ or transported through tube P, thereby forming a temporary solid plug that prevents fluid from leaking while a repair is carried out.

[0087] O meio de troca de calor pode alternativamente ser selecionado para transferir calor e dessa forma aquecer o tubo P e o meio transportável à medida que passa através dos canais 20.[0087] The heat exchange medium may alternatively be selected to transfer heat and thereby heat the tube P and the transportable medium as it passes through the channels 20.

[0088] Beneficamente, o aparelho 10 facilita o fluxo do meio transportável, aumentando a eficiência de transferência de calor. Alternativamente, ou adicionalmente, o aparelho 10 reduz a complexidade de fabricação comparada a jaquetas de congelamento de tubo convencionais, eliminando a exigência de um arranjo de pele dupla verificado em equipamento convencional. Isso, por sua vez, facilita a pronta inspeção do aparelho 10, em particular, mas não exclusivamente, as soldas usadas para construir o aparelho 10, reduzindo o risco para as pessoas.[0088] Beneficially, the apparatus 10 facilitates the flow of the transportable medium, increasing the efficiency of heat transfer. Alternatively, or in addition, the apparatus 10 reduces manufacturing complexity compared to conventional tube freezing jackets, eliminating the requirement for a double skin arrangement verified in conventional equipment. This, in turn, facilitates prompt inspection of the apparatus 10, in particular, but not exclusively, the solders used to construct the apparatus 10, reducing the risk to people.

[0089] Cada uma das primeira e segunda porções de corpo 14, 16 compreende um arranjo de entrada 18 compreendendo uma porta de entrada 24 e um coletor de entrada 26 compreendendo uma câmara do coletor de entrada 27 (mostrada na Figura 7). O coletor de entrada 26 é interposto entre, e provê comunicação do meio de transferência de calor entre uma ou mais portas de entrada 24 e os canais 20 formados pelos dutos 19.[0089] Each of the first and second body portions 14, 16 comprises an inlet arrangement 18 comprising an inlet port 24 and an inlet manifold 26 comprising an inlet manifold chamber 27 (shown in Figure 7). The inlet manifold 26 is interposed between, and provides communication of the heat transfer medium between one or more inlet ports 24 and the channels 20 formed by the ducts 19.

[0090] Cada uma das primeira e segunda porções de corpo 14, 16 compreende um arranjo de saída 22 compreendendo uma porta de saída 28 e um coletor de saída 30 compreendendo uma câmara do coletor de saída 31 (mostrada na Figura 8). O coletor de saída 30 é interposto entre, e provê comunicação do meio de transferência de calor entre uma ou mais portas de saídas 28 e os canais 20 formados pelos dutos 19.[0090] Each of the first and second body portions 14, 16 comprises an outlet arrangement 22 comprising an outlet port 28 and an outlet manifold 30 comprising an outlet manifold chamber 31 (shown in Figure 8). The output collector 30 is interposed between, and provides communication of the heat transfer medium between one or more output ports 28 and the channels 20 formed by the ducts 19.

[0091] No aparelho ilustrado 10, os canais alongados 20 são de formato semicilíndrico. Entretanto, entende-se que os canais alongados 20 podem ser de qualquer formato adequado tal como formato tubular, por exemplo.[0091] In the illustrated apparatus 10, the elongated channels 20 are semi-cylindrical in shape. However, it is understood that the elongated channels 20 may be of any suitable shape such as a tubular shape, for example.

[0092] Os canais 20 são circunferencialmente arranjados e/ou espaçados nas primeira e segunda porções de corpo 14, 16 usando espaçadores alongados 32 (mostrados na Figura 3). Cada espaçador 32 é disposto entre dois dos canais 20.[0092] The channels 20 are circumferentially arranged and/or spaced apart in the first and second body portions 14, 16 using elongated spacers 32 (shown in Figure 3). Each spacer 32 is disposed between two of the channels 20.

[0093] Onde o meio de troca de calor é selecionado para resfriar, por exemplo, congelar, o componente líquido do meio transportável contido e/ou transportado através do tubo P, a redução no tamanho do espaçador 32 beneficamente facilita o resfriamento mais rápido e dessa forma reduzido tempo e custo operacional para um operador.[0093] Where the heat exchange medium is selected to cool, for example, freeze, the liquid component of the transportable medium contained and/or transported through the P tube, the reduction in size of the spacer 32 beneficially facilitates faster cooling and thus reducing time and operating cost for an operator.

[0094] Onde o meio de troca de calor é selecionado para aquecer o meio transportável contido e/ou transportado através do tubo P, a redução no tamanho do espaçador 32 beneficamente facilita o aquecimento mais rápido e dessa forma reduzido o tempo e custo operacional para um operador.[0094] Where the heat exchange medium is selected to heat the transportable medium contained and/or transported through the P tube, the reduction in size of the spacer 32 beneficially facilitates faster heating and thereby reduced operating time and cost for an operator.

[0095] Como mostrado na Figura 1 dos desenhos anexos, o aparelho 10 compreende um arranjo de fixação, no geral denotado por 34, para fixar as primeira e segunda porções de corpo 14, 16 uma na outra. No aparelho ilustrado 10, o arranjo de fixação toma a forma de tiras de retenção dentadas 36.[0095] As shown in Figure 1 of the accompanying drawings, the apparatus 10 comprises a fastening arrangement, generally denoted by 34, for fastening the first and second body portions 14, 16 together. In the illustrated apparatus 10, the securing arrangement takes the form of serrated retaining straps 36.

[0096] O arranjo de fixação 34 compreende adicionalmente um número de furos 38 para receber prendedores, que, no aparelho ilustrado 10, assumem a forma de pernos 40.[0096] The fastening arrangement 34 further comprises a number of holes 38 for receiving fasteners, which, in the illustrated apparatus 10, take the form of pins 40.

[0097] O aparelho 10 compreende adicionalmente um arranjo de válvula compreendendo uma ou mais válvulas na forma de uma válvula de alívio de pressão PRV 42.[0097] The apparatus 10 further comprises a valve arrangement comprising one or more valves in the form of a PRV 42 pressure relief valve.

[0098] Referindo-se agora às Figuras 9 a 16 dos desenhos anexos, é mostrado um aparelho de troca de calor 110 para transferir calor de ou para uma seção de tubo P de maneira a resfriar ou aquecer um meio líquido, gás e/ou sólido (“meio transportável”) contido e/ou transportado através do tubo P.[0098] Referring now to Figures 9 to 16 of the accompanying drawings, there is shown a heat exchanger 110 for transferring heat to or from a pipe section P in order to cool or heat a liquid, gas and/or medium. solid (“transportable medium”) contained and/or transported through pipe P.

[0099] Como mostrado mais claramente nas Figuras 10 e 11, o aparelho 110 compreende um corpo, no geral denotado por 112, para localização na seção de tubo P, o corpo 112 no aparelho ilustrado 110 compreendendo duas porções de corpo no geral semicilíndricas na forma de primeira porção de corpo 114 e segunda porção de corpo 116.[0099] As shown more clearly in Figures 10 and 11, the apparatus 110 comprises a body, generally denoted 112, for location in the tube section P, the body 112 in the illustrated apparatus 110 comprising two generally semi-cylindrical body portions in the shape of first body portion 114 and second body portion 116.

[00100] As primeira e segunda porções de corpo 114, 116 tomam cada qual a forma de um vaso de pressão separado capaz de conter o meio de troca de calor a uma elevada pressão acima da pressão atmosférica.The first and second body portions 114, 116 each take the form of a separate pressure vessel capable of containing the heat exchange medium at a high pressure above atmospheric pressure.

[00101] O aparelho 110 compreende adicionalmente um arranjo de entrada, no geral denotado por 118, uma pluralidade de dutos 119 (mostrados nas Figuras 14, 15 e 16) formando canais alongados 120 em comunicação com o arranjo de entrada 118, e um arranjo de saída, no geral denotado por 122, em comunicação com os canais 120.[00101] The apparatus 110 further comprises an inlet arrangement, generally denoted by 118, a plurality of ducts 119 (shown in Figures 14, 15 and 16) forming elongated channels 120 in communication with the inlet arrangement 118, and an arrangement output, generally denoted by 122, in communication with channels 120.

[00102] Em uso, o aparelho 110 está localizado em torno da seção do tubo P e um meio de troca de calor é inserido, por exemplo, bombeado, no aparelho 110 por meio do arranjo de entrada 118. O meio de troca de calor passa do arranjo de entrada 118 para a pluralidade dos canais alongados 120 antes de sair do aparelho 110 por meio do arranjo de saída 122. Em alguns casos, o meio de troca de calor é selecionado para absorver calor e por meio disso resfriar o tubo P e o meio transportável à medida que ele passa através dos canais 120. No aparelho ilustrado 110, o meio de troca de calor é nitrogênio na forma de líquido e/ou gás e o aparelho 10 é configurado para congelar o componente líquido do meio transportável contido e/ou transportado através do tubo P, por meio disso formando um tampão sólido temporário que impede o vazamento de fluido enquanto um reparo é realizado.[00102] In use, the apparatus 110 is located around the tube section P and a heat exchange means is inserted, eg pumped, into the apparatus 110 via the input arrangement 118. The heat exchange means passes from inlet arrangement 118 to the plurality of elongated channels 120 before exiting apparatus 110 via outlet arrangement 122. In some cases, the heat exchange means is selected to absorb heat and thereby cool the tube P and the transportable medium as it passes through the channels 120. In the illustrated apparatus 110, the heat exchange medium is nitrogen in liquid and/or gas form and the apparatus 10 is configured to freeze the liquid component of the contained transportable medium. and/or transported through tube P, thereby forming a temporary solid plug that prevents fluid leakage while a repair is carried out.

[00103] O meio de troca de calor pode alternativamente ser selecionado para transferir calor para e por meio disso aquecer o tubo P e o meio transportável à medida que ele passa através dos canais 120.[00103] The heat exchange medium may alternatively be selected to transfer heat to and thereby heat the tube P and the transportable medium as it passes through the channels 120.

[00104] Beneficamente, o aparelho 110 facilita o fluxo do meio transportável, aumentando a eficiência de transferência de calor. Alternativamente, ou adicionalmente, o aparelho 110 reduz a complexidade de fabricação comparado a jaquetas de congelamento de tubo convencionais, eliminando a exigência de um arranjo de pele dupla verificado em equipamento convencional. Isso, por sua vez, facilita a pronta inspeção do aparelho 110, em particular, mas não exclusivamente, a soldas usadas para construir o aparelho 10, reduzindo o risco para as pessoas.[00104] Beneficially, the device 110 facilitates the flow of the transportable medium, increasing the efficiency of heat transfer. Alternatively, or additionally, apparatus 110 reduces manufacturing complexity compared to conventional tube freezing jackets, eliminating the requirement for a double skin arrangement verified in conventional equipment. This, in turn, facilitates prompt inspection of apparatus 110, in particular, but not exclusively, solders used to construct apparatus 10, reducing the risk to people.

[00105] O arranjo de entrada 118 compreende portas de entrada 124 formadas ou providas em cada uma das primeira e segunda porções de corpo 114, 116 e um coletor de entrada 126 compreendendo uma câmara do coletor de entrada 127 (mostrada na Figura 15). O coletor de entrada 126 é interposto entre, e provê comunicação do meio de transferência de calor entre uma ou mais portas de entrada 124 e os canais 120.[00105] The inlet arrangement 118 comprises inlet ports 124 formed or provided in each of the first and second body portions 114, 116 and an inlet manifold 126 comprising an inlet manifold chamber 127 (shown in Figure 15). Input collector 126 is interposed between, and provides communication of the heat transfer medium between one or more input ports 124 and channels 120.

[00106] Beneficamente, a provisão de uma pluralidade de portas de entrada 124 em cada uma das primeira e segunda porções de corpo 114, 116 aumenta a adaptabilidade do aparelho 110.[00106] Beneficially, the provision of a plurality of input ports 124 in each of the first and second body portions 114, 116 increases the adaptability of the apparatus 110.

[00107] O arranjo de saída 122 compreende uma ou mais portas de saída 128 formadas ou providas em cada uma das primeira e segunda porções de corpo 114, 116 e um coletor de saída 130 compreendendo uma câmara do coletor de saída 131 (mostrada na Figura 16). O coletor de saída 130 é interposto entre, e provê comunicação do meio de transferência de calor entre uma ou mais portas de saída 128 e os canais 120.[00107] The output arrangement 122 comprises one or more output ports 128 formed or provided in each of the first and second body portions 114, 116 and an output manifold 130 comprising an outlet manifold chamber 131 (shown in Figure 16). Output collector 130 is interposed between, and provides communication of the heat transfer medium between one or more output ports 128 and channels 120.

[00108] Beneficamente, a provisão de uma pluralidade de porta de saídas 128 em cada uma das primeira e segunda porções de corpo 114, 116 aumenta a adaptabilidade do aparelho 110.[00108] Beneficially, the provision of a plurality of output ports 128 in each of the first and second body portions 114, 116 increases the adaptability of the apparatus 110.

[00109] No aparelho ilustrado 110, os canais alongados 120 são de formato semicilíndrico. Entretanto, entende-se que os canais alongados 120 podem ser de qualquer formato adequado tal como formato tubular, por exemplo.[00109] In the illustrated apparatus 110, the elongated channels 120 are semi-cylindrical in shape. However, it is understood that the elongated channels 120 may be of any suitable shape such as a tubular shape, for example.

[00110] Os canais 120 são circunferencialmente arranjados e/ou espaçados nas primeira e segunda porções de corpo 114,116 usando espaçadores alongados 132. Cada espaçador 132 é disposto entre dois dos canais 120. A largura dos espaçadores 132, que é a dimensão do espaçador 132 que define o espaçamento entre os canais 120, é minimizada de maneira a aumentar a área do tubo P exposta aos canais 120 e dessa forma o meio de troca de calor.[00110] The channels 120 are circumferentially arranged and/or spaced in the first and second body portions 114,116 using elongated spacers 132. Each spacer 132 is disposed between two of the channels 120. The width of the spacers 132, which is the dimension of the spacer 132 which defines the spacing between the channels 120, is minimized so as to increase the area of tube P exposed to the channels 120 and thus the heat exchange medium.

[00111] Onde o meio de troca de calor é selecionado para resfriar, por exemplo, congelar, o componente líquido do meio transportável contido e/ou transportado através do tubo P, a redução no tamanho do espaçador 132 beneficamente facilita o resfriamento mais rápido e dessa forma reduzido tempo e custo operacional para um operador.[00111] Where the heat exchange medium is selected to cool, for example, freeze, the liquid component of the transportable medium contained and/or transported through tube P, the reduction in size of spacer 132 beneficially facilitates faster cooling and thus reducing time and operating cost for an operator.

[00112] Onde o meio de troca de calor é selecionado para aquecer o meio transportável contido e/ou transportado através do tubo P, a redução no tamanho do espaçador 132 beneficamente facilita o aquecimento mais rápido e assim reduzido tempo e custo operacional para um operador.[00112] Where the heat exchange medium is selected to heat the transportable medium contained and/or transported through tube P, the reduction in size of the spacer 132 beneficially facilitates faster heating and thus reduces operating time and cost for an operator .

[00113] Como mostrado na Figura 10 dos desenhos anexos, o aparelho 110 compreende um arranjo de fixação, no geral denotado por 134, para fixar as primeira e segunda porções de corpo 114, 116 uma na outra. No aparelho ilustrado 110, o arranjo de fixação toma a forma de tiras de retenção dentadas 136.[00113] As shown in Figure 10 of the accompanying drawings, the apparatus 110 comprises a fastening arrangement, generally denoted by 134, for fastening the first and second body portions 114, 116 together. In the illustrated apparatus 110, the securing arrangement takes the form of serrated retaining straps 136.

[00114] O arranjo de fixação 134 compreende adicionalmente um número de furos 138 para receber prendedores, que, no aparelho ilustrado 110, tomam a forma de pernos 140.The fastening arrangement 134 further comprises a number of holes 138 for receiving fasteners, which, in the illustrated apparatus 110, take the form of pins 140.

[00115] O aparelho 110 compreende adicionalmente um arranjo de válvula compreendendo um ou mais válvulas na forma de uma válvula de alívio de pressão PRV 142.[00115] The apparatus 110 further comprises a valve arrangement comprising one or more valves in the form of a PRV 142 pressure relief valve.

[00116] O aparelho 110 compreende adicionalmente um arranjo de guia para reter as tiras de retenção dentadas 136 no aparelho 110. No aparelho ilustrado 110, o arranjo de guia toma a forma de fendas 144. Em uso, as tiras de retenção dentadas 136 são dispostas através das fendas 144, as fendas 144 retendo e posicionando as tiras de retenção dentadas 136 no aparelho 110.[00116] The apparatus 110 further comprises a guide arrangement for retaining the toothed retaining strips 136 in the apparatus 110. In the illustrated apparatus 110, the guide arrangement takes the form of slots 144. In use, the toothed retaining straps 136 are disposed through the slits 144, the slits 144 retaining and positioning the serrated retaining strips 136 in the apparatus 110.

[00117] Referindo-se agora às Figuras 17 a 23 dos desenhos anexos, é mostrado um aparelho de troca de calor 210 para transferir calor de ou para uma seção de tubo P de maneira a resfriar ou aquecer um meio líquido, gás e/ou sólido (“meio transportável”) contido e/ou transportado através do tubo P.[00117] Referring now to Figures 17 to 23 of the accompanying drawings, there is shown a heat exchange apparatus 210 for transferring heat to or from a pipe section P in order to cool or heat a liquid, gas and/or medium solid (“transportable medium”) contained and/or transported through pipe P.

[00118] Como mostrado mais claramente nas Figuras 17, o aparelho 210 compreende um corpo, no geral denotado por 212, para localização na seção de tubo P, o corpo 212 no aparelho ilustrado 210 compreendendo duas porções de corpo no geral semicilíndricas na forma de primeira porção de corpo 214 e segunda porção de corpo 216.[00118] As shown more clearly in Figures 17, the apparatus 210 comprises a body, generally denoted 212, for location in the tube section P, the body 212 in the illustrated apparatus 210 comprising two generally semi-cylindrical body portions in the form of first body portion 214 and second body portion 216.

[00119] As primeira e segunda porções de corpo 214, 216 cada qual tomam a forma de um vaso de pressão separado capaz de conter o meio de troca de calor a uma elevada pressão acima da pressão atmosférica.[00119] The first and second body portions 214, 216 each take the form of a separate pressure vessel capable of containing the heat exchange medium at a high pressure above atmospheric pressure.

[00120] O aparelho 210 compreende adicionalmente um arranjo de entrada, no geral denotado por 218, uma pluralidade de dutos 219 (mostrados nas Figuras 21, 22 e 23) que formam canais alongados 220 em comunicação com o arranjo de entrada 218, e um arranjo de saída, no geral denotado por 222, em comunicação com os canais 220.[00120] The apparatus 210 further comprises an inlet arrangement, generally denoted by 218, a plurality of ducts 219 (shown in Figures 21, 22 and 23) that form elongated channels 220 in communication with the inlet arrangement 218, and a output arrangement, generally denoted by 222, in communication with channels 220.

[00121] Em uso, o aparelho 210 está localizado em torno da seção do tubo P e um meio de troca de calor é inserido, por exemplo, bombeado, no aparelho 210 por meio do arranjo de entrada 218. O meio de troca de calor passa do arranjo de entrada 218 para a pluralidade dos canais alongados 220 antes de sair do aparelho 210 por meio do arranjo de saída 222. Em alguns casos, o meio de troca de calor é selecionado para absorver calor e por meio disso resfriar o tubo P e o meio transportável à medida que ele passa através dos canais 220. No aparelho ilustrado 210, o meio de troca de calor é nitrogênio na forma de líquido e/ou gás e o aparelho 210 é configurado para congelar o componente líquido do meio transportável contido e/ou transportado através do tubo P, por meio disso formando um tampão sólido temporário que impede vazamento de fluido enquanto um reparo é realizado.[00121] In use, the apparatus 210 is located around the tube section P and a heat exchange medium is inserted, for example, pumped, into the apparatus 210 via inlet arrangement 218. The heat exchange means passes from inlet arrangement 218 to the plurality of elongated channels 220 before leaving apparatus 210 via outlet arrangement 222. In some cases, the heat exchange medium is selected to absorb heat and thereby cool tube P and the transportable medium as it passes through the channels 220. In the illustrated apparatus 210, the heat exchange medium is nitrogen in liquid and/or gas form and the apparatus 210 is configured to freeze the liquid component of the contained transportable medium and/or transported through tube P, thereby forming a temporary solid plug that prevents fluid leakage while a repair is carried out.

[00122] O meio de troca de calor pode alternativamente ser selecionado para transferir calor para e por meio disso aquecer o tubo P e o meio transportável à medida que ele passa através dos canais 220.[00122] The heat exchange medium may alternatively be selected to transfer heat to and thereby heat the tube P and the transportable medium as it passes through channels 220.

[00123] Beneficamente, o aparelho 210 facilita o fluxo do meio transportável, aumentando a eficiência de transferência de calor. Alternativamente, ou adicionalmente, o aparelho 210 reduz a complexidade de fabricação comparado a jaquetas de congelamento de tubo convencionais, eliminando a exigência de um arranjo de pele dupla verificado em equipamento convencional. Isso, por sua vez, facilita a pronta inspeção do aparelho 210, em particular, mas não exclusivamente, as soldas usadas para construir o aparelho 210, reduzindo o risco para as pessoas.[00123] Beneficially, the apparatus 210 facilitates the flow of the transportable medium, increasing the efficiency of heat transfer. Alternatively, or in addition, apparatus 210 reduces manufacturing complexity compared to conventional tube freezing jackets, eliminating the requirement for a double skin arrangement verified in conventional equipment. This, in turn, facilitates prompt inspection of the apparatus 210, in particular, but not exclusively, the solders used to build the apparatus 210, reducing the risk to people.

[00124] O arranjo de entrada 218 compreende portas de entrada 224 formadas ou providas em cada uma das primeira e segunda porções de corpo 214, 216 e um coletor de entrada 226 compreendendo uma câmara do coletor de entrada 227 (mostrada na Figura 22). O coletor de entrada 226 é interposto entre, e provê comunicação do meio de transferência de calor entre uma ou mais porta de entrada 224 e os canais 220.[00124] The inlet arrangement 218 comprises inlet ports 224 formed or provided in each of the first and second body portions 214, 216 and an inlet manifold 226 comprising an inlet manifold chamber 227 (shown in Figure 22). Input collector 226 is interposed between, and provides communication of the heat transfer medium between one or more input ports 224 and channels 220.

[00125] Beneficamente, a provisão de uma pluralidade de portas de entrada 224 em cada uma das primeira e segunda porções de corpo 214, 216 aumenta a adaptabilidade do aparelho 210.[00125] Beneficially, the provision of a plurality of input ports 224 in each of the first and second body portions 214, 216 increases the adaptability of the apparatus 210.

[00126] O arranjo de saída 222 compreende uma ou mais portas de saída 228 formadas ou providas em cada uma das primeira e segunda porções de corpo 214, 216 e um coletor de saída 230 compreendendo uma câmara do coletor de saída 231 (mostrada na Figura 23). O coletor de saída 230 é interposto entre, e provê comunicação do meio de transferência de calor entre uma ou mais porta de saídas 228 e os canais 220.[00126] The output arrangement 222 comprises one or more output ports 228 formed or provided in each of the first and second body portions 214, 216 and an output manifold 230 comprising an outlet manifold chamber 231 (shown in Figure 23). Output collector 230 is interposed between, and provides communication of the heat transfer medium between one or more output ports 228 and channels 220.

[00127] Beneficamente, a provisão de uma pluralidade de porta de saídas 228 em cada uma das primeira e segunda porções de corpo 214, 216 aumenta a adaptabilidade do aparelho 210.[00127] Beneficially, the provision of a plurality of outlet ports 228 in each of the first and second body portions 214, 216 increases the adaptability of the apparatus 210.

[00128] No aparelho ilustrado 210, os canais alongados 220 são de formato semicilíndrico. Entretanto, entende-se que os canais alongados 220 podem ser de qualquer formato adequado tal como de formato tubular, por exemplo.[00128] In the illustrated apparatus 210, the elongated channels 220 are semi-cylindrical in shape. However, it is understood that the elongated channels 220 may be of any suitable shape such as a tubular shape, for example.

[00129] Os canais 220 são circunferencialmente arranjados e/ou espaçados nas primeira e segunda porções de corpo 214, 216 usando espaçadores alongados 232. Cada espaçador 232 é disposto entre dois dos canais 220. A largura dos espaçadores 232, que é a dimensão do espaçador 232 que define o espaçamento entre os canais 220, é minimizada de maneira a aumentar a área do tubo P exposta aos canais 220 e dessa forma ao meio de troca de calor.[00129] The channels 220 are circumferentially arranged and/or spaced apart in the first and second body portions 214, 216 using elongated spacers 232. Each spacer 232 is disposed between two of the channels 220. The width of the spacers 232, which is the dimension of the spacer 232 which defines the spacing between channels 220, is minimized so as to increase the area of tube P exposed to channels 220 and thereby to the heat exchange medium.

[00130] Onde o meio de troca de calor é selecionado para resfriar, por exemplo, congelar, o componente líquido do meio transportável contido e/ou transportado através do tubo P, a redução no tamanho do espaçador 232 beneficamente facilita o resfriamento mais rápido e dessa forma reduzido o tempo e custo operacional para um operador.[00130] Where the heat exchange medium is selected to cool, for example, freeze, the liquid component of the transportable medium contained and/or transported through the P tube, the reduction in size of the spacer 232 beneficially facilitates faster cooling and thus reducing the time and operating cost for an operator.

[00131] Onde o meio de troca de calor é selecionado para aquecer o meio transportável contido e/ou transportado através do tubo P, a redução no tamanho do espaçador 232 beneficamente facilita o aquecimento mais rápido e dessa forma reduzido tempo e custo operacional para um operador.[00131] Where the heat exchange medium is selected to heat the transportable medium contained and/or transported through the P tube, the reduction in size of the spacer 232 beneficially facilitates faster heating and thereby reduced operating time and cost for a operator.

[00132] Como mostrado na Figura 17 dos desenhos anexos, o aparelho 210 compreende um arranjo de fixação, no geral denotado por 234, para fixar as primeira e segunda porções de corpo 214, 216 uma na outra. No aparelho ilustrado 210, o arranjo de fixação toma a forma de tiras 236.[00132] As shown in Figure 17 of the accompanying drawings, the apparatus 210 comprises a fastening arrangement, generally denoted 234, for fastening the first and second body portions 214, 216 together. In the illustrated apparatus 210, the fastening arrangement takes the form of strips 236.

[00133] O arranjo de fixação 234 compreende adicionalmente um número de furos 238 para receber prendedores, que, no aparelho ilustrado 210, tomam a forma de pernos 240.The fastening arrangement 234 further comprises a number of holes 238 for receiving fasteners, which, in the illustrated apparatus 210, take the form of studs 240.

[00134] O aparelho 210 compreende adicionalmente um arranjo de válvula compreendendo uma ou mais válvulas na forma de uma válvula de alívio de pressão PRV 242.[00134] The apparatus 210 further comprises a valve arrangement comprising one or more valves in the form of a PRV 242 pressure relief valve.

[00135] O aparelho 210 compreende adicionalmente um arranjo de guia para reter as tiras 236 no aparelho 210. No aparelho ilustrado 210, o arranjo de guia toma a forma de virolas 246 que se estendem radialmente a partir dos coletores de entrada e saída 226, 230. Em uso, as virolas 246 retêm e posicionam as tiras 236 no aparelho 210.[00135] The apparatus 210 further comprises a guide arrangement for retaining the strips 236 in the apparatus 210. In the illustrated apparatus 210, the guide arrangement takes the form of ferrules 246 extending radially from the inlet and outlet manifolds 226, 230. In use, ferrules 246 retain and position straps 236 on apparatus 210.

[00136] Beneficamente, as virolas 236 restringem o movimento das tiras 236, auxiliando assegurar a conexão entre a primeira porção de corpo 114 e a segunda porção de corpo 116 e/ou reduzindo o risco de ocorrerem acidentes.[00136] Beneficially, the ferrules 236 restrict the movement of the straps 236, helping to ensure the connection between the first body portion 114 and the second body portion 116 and/or reducing the risk of accidents occurring.

[00137] Referindo-se agora à Figura 24 dos desenhos anexos, é mostrado um conjunto 1000 compreendendo uma pluralidade de aparelhos de troca de calor. No conjunto ilustrado 1000, o conjunto 1000 compreende dois dos aparelhos de troca de calor 110. Entretanto, percebe-se que o conjunto 1000 pode compreender um ou mais do aparelho 10 ou aparelho 210.[00137] Referring now to Figure 24 of the accompanying drawings, there is shown an assembly 1000 comprising a plurality of heat exchangers. In the illustrated assembly 1000, the assembly 1000 comprises two of the heat exchangers 110. However, it is understood that the assembly 1000 may comprise one or more of the apparatus 10 or of the apparatus 210.

[00138] No sistema ilustrado 1000, os aparelhos de troca de calor 110 são diretamente acoplados um ao outro, as portas de saída 128 do primeiro dos aparelhos de troca de calor 110 definindo um perfil macho para localização em um perfil fêmea definido pelas portas de entrada 124 do segundo dos aparelhos de troca de calor 110.[00138] In the illustrated system 1000, the heat exchangers 110 are directly coupled to each other, the output ports 128 of the first of the heat exchangers 110 defining a male profile for location in a female profile defined by the ports of inlet 124 of the second of heat exchangers 110.

[00139] Referindo-se agora à Figura 25 dos desenhos anexos, é mostrado um sistema alternativo 2000 ao sistema 1000. Como mostrado na Figura 25, o sistema 2000 compreende dois dos aparelhos de troca de calor 110. Os aparelhos de troca de calor 110 são indiretamente acoplados um ao outro por meio de condutos de fluido 148, que, no sistema ilustrado 2000, tomam a forma de mangueiras criogênicas.[00139] Referring now to Figure 25 of the accompanying drawings, an alternative system 2000 to system 1000 is shown. As shown in Figure 25, system 2000 comprises two of the heat exchangers 110. The heat exchangers 110 they are indirectly coupled to one another by means of fluid conduits 148, which, in the illustrated system 2000, take the form of cryogenic hoses.

[00140] Entende-se que várias modificações podem ser feitas sem fugir do escopo da invenção como definido nas reivindicações.[00140] It is understood that various modifications can be made without departing from the scope of the invention as defined in the claims.

[00141] Por exemplo, os furos 38, 138, 238 do arranjo de fixação 34, 134, 234 podem alternativamente tomar a forma de fendas 338, como mostrado na Figura 26 dos desenhos anexos.[00141] For example, holes 38, 138, 238 of the fastening arrangement 34, 134, 234 may alternatively take the form of slots 338 as shown in Figure 26 of the accompanying drawings.

[00142] O aparelho 10, 110, 210 pode alternativamente compreender uma pluralidade de porções de corpo 414a a 414p, etc. como mostrado na Figura 27 dos desenhos anexos. Cada porção de corpo 414a a p é na forma de um segmento de cilindro arqueado. Em uma alternativa adicional, cada porção de corpo pode ser na forma de um prisma trapezoidal. As porções de corpo 414a a 414h são arranjadas em um arranjo circunferencial e coletivamente formam uma primeira fileira. As porções de corpo 414i a 414p são arranjadas em um arranjo circunferencial e coletivamente formam uma segunda fileira. Em uso, as porções de corpo 414a a 414p podem ser arranjadas circunferencialmente em torno de um tubo (não mostrado). A Figura 27 mostra duas fileiras de oito porções de corpo 414a a 414p. As fileiras de porções de corpo 414a a p são conectadas através de mangueiras e adaptadores flexíveis (não mostrados).[00142] Apparatus 10, 110, 210 may alternatively comprise a plurality of body portions 414a to 414p, etc. as shown in Figure 27 of the accompanying drawings. Each body portion 414a to p is in the form of an arcuate cylinder segment. In a further alternative, each body portion can be in the form of a trapezoidal prism. Body portions 414a through 414h are arranged in a circumferential arrangement and collectively form a first row. Body portions 414i to 414p are arranged in a circumferential arrangement and collectively form a second row. In use, body portions 414a through 414p may be arranged circumferentially around a tube (not shown). Figure 27 shows two rows of eight body portions 414a to 414p. Rows of body portions 414a through p are connected through flexible hoses and adapters (not shown).

[00143] Como descrito acima, será entendido que várias modificações podem ser feitas sem se afastar do escopo da invenção, conforme definido nas reivindicações.[00143] As described above, it will be understood that various modifications can be made without departing from the scope of the invention as defined in the claims.

[00144] Por exemplo, em algumas aplicações o fluxo do meio de troca de calor através do aparelho pode formar um circuito fechado. Por exemplo, a saída de uma porção de corpo pode ser acoplada à entrada de uma outra porção de corpo de modo que o meio de troca de calor flua em uma primeira direção através da primeira porção de corpo e flua em uma outra direção oposta, por exemplo, através da outra porção de corpo.[00144] For example, in some applications the flow of heat exchange medium through the device can form a closed circuit. For example, the outlet of one body portion may be coupled to the inlet of another body portion so that the heat exchange medium flows in a first direction through the first body portion and flows in an opposite direction, for example. example, through the other body portion.

Claims

Heat exchange apparatus for transferring heat to or from a section of a tube in order to cool or heat a transportable medium contained in and/or transported through the tube, the heat exchange apparatus characterized in that it comprises:
an inlet arrangement configured to receive a heat exchange medium;
a plurality of ducts forming elongated channels in communication with the inlet arrangement and configured to receive heat exchange medium from the inlet arrangement, wherein the plurality of elongated channels is isolated from one another and defines a plurality of distinct outlet passages. flow to the heat transfer medium from the inlet arrangement to the outlet arrangement; and
an output arrangement configured to receive the heat exchange medium from the plurality of elongated channels and direct the heat exchange medium from the apparatus.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the apparatus comprises a plurality of body portions.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the input arrangement comprises at least one of:
one or more gateways; and
an input collector, the input collector communicating with one or more input ports, and the plurality of channels.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the input arrangement comprises a plurality of input ports.

Apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that the output arrangement comprises at least one of:
one or more output ports; and
an output collector, the output collector communicating with one or more output ports, and the plurality of channels.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the apparatus comprises a plurality of exit ports.

Apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that it comprises a valve arrangement.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the valve arrangement comprises one or more pressure relief valves.

Apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that at least one of the elongated channels is partially cylindrical in shape.

Apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that at least one of the elongated channels is tubular in shape.

Apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that the channels are circumferentially arranged.

Apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that the channels are circumferentially spaced.

Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises one or more elongated spacers, the spacer being disposed between two of the channels.

Apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that it comprises a fastening arrangement.

Apparatus according to claim 14, characterized in that the fastening arrangement comprises at least one of: a serrated retaining strip; one or more strips; one or more loops; one or more clamps; one or more mechanical fasteners.

Apparatus according to claim 15, characterized in that the fastening arrangement comprises at least one of: a plurality of serrated retaining strips; a plurality of strips; a plurality of ties; a plurality of clamps; a plurality of mechanical fasteners.

Apparatus according to any one of claims 14 to 16, characterized in that it comprises a guide arrangement to retain the fastening arrangement.

Apparatus according to claim 17, characterized in that the guide arrangement comprises or takes the form of at least one of: one or more slots; and one or more ferrules.

Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a fluid supply line arrangement comprising one or more fluid supply lines.

Heat exchange apparatus for transferring heat to or from a section of a tube in order to cool or heat a transportable medium contained in and/or transported through the tube, the heat exchange apparatus characterized in that it comprises:
a first body portion comprising:
an inlet arrangement configured to receive a heat exchange medium;
a plurality of ducts forming elongated channels in communication with the input arrangement and configured to receive heat exchange medium from the input arrangement; and
an output arrangement configured to receive the heat exchange medium from the plurality of elongated channels and direct the heat exchange medium from the apparatus;
a second body portion comprising:
an inlet arrangement configured to receive a heat exchange medium;
a plurality of ducts forming elongated channels in communication with the input arrangement and configured to receive heat exchange medium from the input arrangement; and
an output arrangement configured to receive the heat exchange medium from the plurality of elongated channels and direct the heat exchange medium from the apparatus;
a fastening arrangement for securing the first body portion and the second body portion; and
a guide arrangement for retaining the fastening arrangement in the apparatus.

Apparatus according to claim 20, characterized in that the fastening arrangement comprises at least one of: a serrated retaining strip; one or more strips; one or more loops; one or more clamps; one or more mechanical fasteners.

Apparatus according to claim 20 or 21, characterized in that the guide arrangement comprises or takes the form of at least one of: one or more slots; and one or more ferrules.

Heat exchange system, characterized in that it comprises one or more heat exchange devices as defined in any one of the preceding claims.

System according to claim 23, characterized in that it comprises a plurality of heat exchangers.

Use of heat exchange apparatus as defined in any one of claims 1 to 19 or heat exchange apparatus as defined in any one of claims 20 to 22, characterized in that it is for transferring heat to or from a section of a tube in order to cool or heat a transportable medium contained in and/or transported through the tube.