BR112021004125A2

BR112021004125A2 - condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala, avançado

Info

Publication number: BR112021004125A2
Application number: BR112021004125-7A
Authority: BR
Inventors: Thomas Bugler; Jean-Pierre Libert; Mark Huber
Original assignee: Evapco, Inc.
Priority date: 2018-09-07
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2021-05-25
Also published as: US20230251038A1; CA3111557A1; MX2021002669A; WO2020051411A1; AU2019335388A1; CN112912670A; ZA202101423B; US10907900B2; JP2021536561A; EP3847402A1; US20200080785A1; US11788792B2; CN117091427A; KR20210053983A; US20210302102A1; US11499782B2; EP3847402A4; CN112912670B

Abstract

"CONDENSADOR DE VAPOR INDUSTRIAL, RESFRIADO COM AR, ERGUIDO NO CAMPO, DE GRANDE ESCALA, AVANÇADO". A presente invenção refere-se a um condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala tendo atados de trocadores de calor construídos com uma seção secundária integral posicionada no centro do trocador de calor, ladeada por seções de condensadores primários idênticos. Uma capota de fundo para liberar vapor para a extremidade de fundo dos tubos de condensadores primários e receber condensado formado nesses mesmos tubos. O vapor não condensado e os não condensáveis escoam a uma capota de topo dos tubos de condensadores primários e escoam para o centro do atado de trocadores de calor, onde entram nos tubos de seções de condensadores secundários. Os não condensáveis e o condensado formados nos tubos de seções secundárias entram em uma capota de fundo secundária dentro da capota de fundo primária e são retirados do capota de fundo secundário por meio de bocal externo. Cada célula do ACC é alimentada por um único tubo ascendente, que libera seu vapor a uma derivação de distribuição de vapor superior, suspensa e diretamente abaixo da estrutura de suporte de atado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CON- DENSADOR DE VAPOR INDUSTRIAL, RESFRIADO COM AR, ER- GUIDO NO CAMPO, DE GRANDE ESCALA, AVANÇADO".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a condensadores de vapor in- dustriais, resfriados com ar, erguidos no campo, de grande escala.

DESCRIÇÃO DOS ANTECEDENTES

[0002] O típico condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala é construído de um atado de tro- cadores de calor disposto em uma disposição de uma estrutura em A acima de um grande ventilador, com uma estrutura em A por ventilador. Cada atado de tubos contém tipicamente 35 - 45 tubos com nervuras, achatados, orientados verticalmente, cada tubo com aproximadamente 11 metros de comprimento por 200 mm de altura, com bordas de avanço e traseiras semicirculares, e uma largura externa de 18 - 22 mm. Cada estrutura em A contém tipicamente cinco a sete atados de tubos por lado.

[0003] O ACC de estrutura em A típico descrito acima também inclui ambos os atados de condensadores de 1º estágio ou "primários" (algu- mas vezes referidas como os atados em K para Kondensor) e os atados de condensadores de 2º estágio ou "secundários" (algumas vezes refe- ridas como atados em D para Dephlegmator). Cerca de 80º a 90º dos atados de trocadores de calor são de condensador de 1º estágio ou pri- mário. O vapor entra pela parte de topo dos atados de condensadores primários e o condensado e parte do vapor saem pelo fundo. No 1º es- tágio, o vapor e o condensado se deslocam pelos atados de trocadores de calor, e esse processo é comumente referido como o estágio de con- densação concorrente. A configuração do primeiro estágio é termica-

mente eficiente; embora, não proporcione um meio para remover os ga- ses não condensáveis. Para varrer os gases não condensáveis pelos atados de 1º estágio, 10% a 20% dos atados de trocadores de calor são configurados como condensadores de 2º estágio ou secundários, tipica- mente, interpostos entre os condensadores primários, que retiram vapor da derivação de condensado inferior. Nessa disposição, o vapor e os gases não condensáveis se deslocam pelos condensadores de 1º está- gio, na medida em que são retirados para o fundo do condensador se- cundário. Na medida em que a mistura de gases se desloca pelo con- densador secundário, o restante do vapor se condensa, concentrando os gases não condensáveis na parte de topo enquanto o condensado é drenado para o fundo. Esse processo é comumente referido como o es- tágio de condensação em contracorrente. As partes de topo dos con- densadores secundários são presas em uma derivação de vácuo, que remove os gases não condensáveis do sistema.

[0004] As variações para a disposição de ACC da técnica anterior padronizada foram descritas, por exemplo, nos pedidos de patentes US 2015/0204611 e US 2015/0330709. Esses pedidos de patentes mos- tram os mesmos tubos com nervuras, mas encurtados drasticamente e depois dispostos em uma série de pequenas estruturas em A, tipica- mente cinco a seis estruturas em A por ventilador. Uma parte da lógica é reduzir a queda de pressão no lado do vapor, que tem um pequeno efeito na capacidade total em uma condição de verão, mas um maior efeito em uma condição de inverno. Outra parte da lógica é soldar o duto da derivação de vapor de topo em cada uma dos atados na fábrica e transportá-las conjuntamente, desse modo, economizando um trabalho de soldagem no campo caro. O efeito global dessa disposição, com a derivação de vapor presa na fábrica e transportada com os atados de tubos, é uma redução do comprimento do tubo para acomodar a deriva- ção em um recipiente de transporte.

[0005] Outras variações em relação às disposições de ACC são descritas, por exemplo, nos pedidos de patentes US 2017/0363357 e US 2017/0363358. Esses pedidos de patentes descrevem uma nova construção de tubo para uso em ACCs, tendo uma altura em seção transversal igual ou inferior a 10 mm. O pedido de patente US 2017/0363357 também descreve uma nova disposição de ACC, tendo atados de trocadores de calor, nos quais os atados de condensadores primários são dispostos horizontalmente ao longo do eixo longitudinal, e os atados secundários são dispostos paralelos ao eixo transversal. O pedido de patente US 2017/0363358 descreve uma disposição de ACC na qual todos os atados de tubos são atados secundários.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0006] A invenção apresentada no presente relatório descritivo é um projeto novo e aperfeiçoado para condensadores de vapor industriais, resfriados com ar, erguidos no campo, de grande escala para usinas de energia e assemelhados, que proporciona aperfeiçoamentos e vanta- gens significativos em relação aos ACCs da técnica anterior.

[0007] De acordo com a presente invenção, os painéis de trocado- res de calor são construídos com uma seção de condensador secundá- rio integral posicionada no centro do painel de trocadores de calor, la- deados por seções de condensadores primários, que podem ser ou não idênticas entre si. Uma capota de fundo se estende pelo comprimento de fundo do painel de trocadores de calor, conectada ao lado de fundo da folha tubular de fundo, para liberar vapor para a extremidade de fundo dos tubos de condensadores primários. Nessa disposição, o 1º estágio de condensação ocorre em uma operação em contracorrente. As partes de topo dos tubos são conectadas a uma folha tubular de topo, que é, por sua vez, conectada, no seu lado de topo, a uma capota de topo. O vapor não condensado e os não condensáveis escoam para a capota de topo dos tubos dos condensadores primários e escoam para o centro do painel de trocadores de calor, onde entram na parte de topo dos tubos das seções de condensadores secundários. Nessa disposi- ção, o 2º estágio de condensação ocorre em uma operação concor- rente. Os não condensáveis e o condensado escoam do fundo dos tu- bos secundários a uma câmara secundária interna, localizada dentro da capota de fundo. Os não condensáveis e o condensado são retirados da câmara secundária da capota de fundo pelo bocal de saída, e o con- densado é retirado e enviado para se unir à água coletada das seções de condensadores primários.

[0008] De acordo com uma concretização alternativa, os painéis de trocadores de calor podem ser construídos como painéis de trocadores de calor de condensadores de estágio único, nos quais todos os tubos dos painéis de trocadores de calor recebem vapor e liberam conden- sado da capota de fundo, e os não condensáveis são retirados pela ca- pota de topo.

[0009] De acordo com outra concretização da invenção, cada célula ou módulo do ACC é alimentado por um único tubo ascendente, que libera seu vapor a um grande cilindro horizontal ou uma derivação de distribuição de vapor superior, suspenso e diretamente abaixo da estru- tura de suporte de atado, perpendicular ao eixo longitudinal dos painéis de trocadores de calor e abaixo do ponto central de cada painel de tro- cadores de calor. A derivação de distribuição de vapor superior alimenta vapor à capota de fundo de cada painel de trocadores de calor, em um único local no ponto central do atado.

[0010] De acordo com outra concretização da invenção, a estrutura da seção de condensadores e os painéis de trocadores de calor são pré-montados no nível do solo. A estrutura da seção de condensadores é então suportada em um suporte fixador de montagem, apenas alto o suficiente para suspender a derivação de distribuição de vapor superior do lado inferior da estrutura da seção de condensadores. Separada- mente, a seção cheia, que inclui o deque de ventiladores para uma se- ção / célula de condensadores correspondente, é igualmente montada no nível do solo. Sequencial ou simultaneamente, a estrutura inferior para a seção / célula de condensadores correspondente pode ser mon- tada no seu local final. A seção de condensadores, com a derivação de distribuição de vapor superior suspensa dela, pode ser então inteira- mente levantada e colocada na parte de topo da estrutura inferior, se- guida por levantamento e colocação similares do subconjunto da seção cheia completada.

[0011] Esse novo projeto de ACC pode ser usado com tubos tendo uma configuração em seção transversal e uma área (200 mm x 18 - 22 mm) da técnica anterior. Alternativamente, esse novo projeto de ACC pode ser usado com tubos tendo o projeto descrito nos pedidos de pa- tentes US 2017/0363357 e US 2017/0363358 (200 mm x 10 mm ou me- nos), cujas descrições são incorporadas inteiramente no presente rela- tório descritivo.

[0012] De acordo com outra concretização alternativa, o novo pro- jeto de ACC da presente invenção pode ser usado com tubos de 100 mm por 5 - 7 mm tendo nervuras deslocadas.

[0013] De acordo com outra concretização, o novo projeto de ACC da presente invenção pode ser usado com tubos de 200 mm por 5 - 7 mm ou tubos de 200 mm por 17 - 20 mm, os tubos tendo preferivelmente nervuras do tipo "Arrowhead (Cabeça de seta)" dispostas a 5 - 12 ner- vuras por polegada (fpi), de preferência, 9 - 12 fpi e, especialmente, a 9,8 nervuras por polegada.

[0014] De acordo com outra concretização, o novo projeto de ACC da presente invenção pode ser usado com tubos de 120 mm por 5 - 7 mm, tendo nervuras do tipo Arrowhead dispostas a 9,8 nervuras por po- legada. De acordo com mais outra concretização, o novo projeto de

ACC da presente invenção pode ser usado com tubos de 140 mm por 5 - 7 mm, tendo nervuras do tipo Arrowhead dispostas a 9,8 nervuras por polegada. Ainda que as configurações de 120 mm e 140 mm não pro- duzam inteiramente o mesmo aumento em capacidade como a configu- ração de 200 mm, ambas as configurações de 120 mm e 140 mm têm materiais e peso reduzidos em comparação com o projeto de 200 mm.

[0015] Para uma descrição da estrutura das nervuras do tipo Ar- rowhead discutidas acima, a descrição do pedido de patente U.S. de nº de série 15/425.454, depositado em 6 de fevereiro de 2017 é incorpo- rada por referência na sua totalidade no presente relatório descritivo.

[0016] De acordo com ainda outra concretização, o novo projeto de ACC da presente invenção pode ser usado com tubos tendo nervuras "em forma de veneziana", que se comportam também aproximadamente bem como nervuras deslocadas, e são mais facilmente disponíveis e de manufatura mais fácil.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] A Figura 1 é uma representação de vista em perspectiva da parte de trocador de calor de um condensador de vapor industrial, res- friado com ar, erguido no campo, de grande escala da técnica anterior.

[0018] A Figura 2 é uma vista em primeiro plano da parte de troca- dor de calor de um condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala da técnica anterior, mostrando a orientação dos tubos relativa à derivação de distribuição de vapor.

[0019] A Figura 3 é uma vista lateral de um painel de trocadores de calor de acordo com uma concretização da invenção.

[0020] A Figura 4 é uma vista pelo topo do painel de trocadores de calor mostrado na Figura 3.

[0021] A Figura 5 é uma vista pelo fundo do painel de trocadores de calor mostrado na Figura 3.

[0022] A Figura 6 é uma vista em seção transversal do painel de trocadores de calor mostrado na Figura 3 ao longo da linha C - C.

[0023] A Figura 7 é uma vista em seção transversal do painel de trocadores de calor mostrado na Figura 3 ao longo da linha D - D.

[0024] A Figura 8 é uma vista em seção transversal do painel de trocadores de calor mostrado na Figura 3 ao longo da linha E - E.

[0025] A Figura 9 é uma vista em elevação lateral de um painel de trocadores de calor e de uma derivação de distribuição de vapor supe- rior, de acordo com uma concretização alternativa da invenção.

[0026] A Figura 10A é uma vista em seção ao longo da linha A - A da Figura 9.

[0027] A Figura 10B é uma concretização alternativa à concretiza- ção mostrada na Figura 10A.

[0028] A Figura 11 é uma vista em seção transversal de uma capota de fundo do tipo mostrado na Figura 9 com uma chapa de blindagem plana, de acordo com uma concretização da invenção.

[0029] A Figura 12 é uma vista em seção transversal de uma capota de fundo do tipo mostrado na Figura 9 com uma chapa de blindagem curva, de acordo com uma concretização da invenção.

[0030] A Figura 13A é uma vista lateral de um condensador de va- por industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala, de acordo com uma concretização da invenção, com uma nova configura- ção de liberação e distribuição de vapor.

[0031] A Figura 13B é uma vista em planta de um condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala mostrado na Figura 13A.

[0032] A Figura 14 é uma vista lateral em primeiro plano de uma célula do condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala mostrado nas Figuras 13A e 13B.

[0033] A Figura 15 é outra vista lateral em primeiro plano de uma célula do condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala mostrado nas Figuras 13A, 13B e 14.

[0034] A Figura 16 é uma vista em elevação da derivação de distri- buição de vapor superior e de suas conexões aos painéis de trocadores de calor, incluindo tubulação para condensado da capota de fundo se- cundária, de acordo com uma concretização da invenção.

[0035] A Figura 17 é outra vista lateral em primeiro plano de uma célula do condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala mostrado nas Figuras 13 - 15, mostrando uma vista pela extremidade de dois pares de painéis de trocadores de calor.

[0036] A Figura 18A é um conjunto de desenhos de engenharia mostrando uma haste de suspensão, de acordo com uma concretização da invenção, em uma posição fria.

[0037] A Figura 18B é um conjunto de desenhos de engenharia mostrando a haste de suspensão da Figura 18A em uma posição quente.

[0038] A Figura 19A é um conjunto de desenhos de engenharia mostrando uma haste de suspensão, de acordo com uma concretização diferente da invenção, em uma posição fria.

[0039] A Figura 19B é um conjunto de desenhos de engenharia mostrando a haste de suspensão da Figura 18A em uma posição quente.

[0040] A Figura 20A mostra uma vista em perspectiva pelo topo de um único módulo de seção de condensador pré-montado, incluindo a derivação de distribuição de vapor superior suspensa dele.

[0041] A Figura 20B mostra uma vista em perspectiva pelo fundo de um único módulo de seção de condensador pré-montado, incluindo a derivação de distribuição de vapor superior suspensa dele.

[0042] A Figura 21A mostra uma vista em perspectiva pelo topo de um subconjunto de deque de ventilador e ventilador (cheio) para uma única célula, correspondente ao módulo de seção de condensador mos- trado nas Figuras 20A e 20B.

[0043] A Figura 21B mostra uma vista em perspectiva pelo fundo de um subconjunto de deque de ventilador e ventilador (cheio) para uma única célula, correspondente ao módulo de seção de condensador mos- trado nas Figuras 20A e 20B.

[0044] A Figura 22 mostra uma vista em perspectiva de uma estru- tura de torre para uma única célula, correspondente ao módulo de seção de condensador mostrado nas Figuras 20A e 20B.

[0045] A Figura 23 mostra a colocação do módulo de seção de con- densador das Figuras 20A e 20B levantado na estrutura de torre da Fi- gura 22.

[0046] A Figura 24 mostra a colocação do subconjunto de deque de ventilador e ventilador (cheio) das Figuras 21A e 21B, instalado sobre os módulos da seção da torre e da seção do condensador na Figura 23.

[0047] Os itens nos desenhos em anexo são numerados com os números de referência apresentados a seguir: 2 - painel de trocadores de calor 4 - seção de condensador primário 6 - seção de condensador secundário 7 - tubos 8 - atados de condensadores 10 - folha tubular de topo 12 - capota de topo 14 - folha tubular de fundo 15 - ângulo de levantamento / suporte 16 - capota de fundo 18 - entrada de vapor / saída de condensado 20 - chapa de blindagem 21 - perfurações

22 - borda de vieira 24 - capota de fundo secundária 26 - bocal (para capota de fundo secundária) 27 - célula / módulo de ACC 28 - derivação de vapor superior 29 - bocal em forma de Y 30 - tubo ascendente (LSM ou USM) 31 - duto de descarga de turbina 32 - derivação de distribuição de vapor inferior 34 - trilha / linha de células de ACC 36 - estrutura (de seção de atado de tubos) 37 - módulo de seção de condensador 40 - blindagem defletora 42 - tubulação de condensado 50 - suspensores 54 - haste de suspensão 56 - luva de suspensão 58 - discos ou botões fixos de suspensão 60 - recessos de suspensão 62 - módulo de estrutura inferior 64 - módulo de seção cheia

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0048] Com referência às Figuras 3 - 8, o painel de trocadores de calor 2 da presente invenção inclui duas seções de condensadores pri- mários 4, ladeando uma seção de condensador primário localizado no centro e integrado 6. Cada painel de trocadores de calor 2 consiste de uma pluralidade de atados de condensadores separados 8, com um pri- meiro subconjunto de atados de condensadores 8 constituindo a seção secundária localizada no centro 6, e um segundo subconjunto de dife- rentes atados de condensadores 8 constituindo cada seção primária de flanqueamento 4. As dimensões e as construções dos tubos 7 das se- ções primárias e secundárias são preferivelmente idênticas. Nas suas partes de topo, todos os tubos 7 de ambas as seções primárias e se- cundárias 4, 6 são unidos a uma folha tubular de topo 10, na qual se assenta uma capota de topo oca 12, que se estende pelo comprimento da parte de topo do painel de trocadores de calor 2. Os fundos de todos os tubos 7 das seções primárias e secundárias 4, 6 são conectados a uma folha tubular de fundo 14, que forma a parte de topo de uma capota de fundo 16. A capota de fundo 16 se estende igualmente pelo compri- mento do painel de trocadores de calor 2. A capota de fundo 16 fica em comunicação fluida direta com os tubos da seção primária 4, mas não com os tubos da seção secundária 6. A capota de fundo 16 é equipada no ponto central do seu comprimento com uma única entrada de vapor / saída de condensado 18, que recebe todo o vapor para o painel de trocadores de calor 2 e que serve como a saída para o condensado coletado das seções primárias 4. O fundo da capota de fundo 16 é pre- ferivelmente angulado descendentemente, a um ângulo entre 1 e 5 graus, de preferência, em torno de 3 graus com relação à horizontal de ambas as extremidades da capota 16 na direção da entrada de vapor / saída de condensado 18 na parte intermediária do painel de trocadores de calor 2. De acordo com uma concretização preferida e com referência às Figuras 9 - 12, a capota de fundo 16 pode incluir uma chapa de blin- dagem 20 para separar o fluxo de condensado do fluxo de vapor. A blin- dagem 20 pode ter perfurações 21 e/ou uma borda de vieira 22 ou ter outras aberturas ou uma configuração que permita que o condensado caindo na parte de topo da blindagem 20 entre no espaço abaixo da blindagem e escoe abaixo da blindagem na direção da entrada / saída

18. Quando vista da extremidade da capota de fundo 16, a chapa de blindagem 20 é presa em um ângulo próximo da horizontal (entre a ho-

rizontal e 12 graus da horizontal na direção transversal), de modo a ma- ximizar a seção transversal proporcionada pela capota de fundo 16 para o fluxo de vapor. A chapa de blindagem 20 pode ser plana, como mos- trado na Figura 11, ou curva, como mostrado na Figura 12. A folha tu- bular de topo 12 e a folha tubular de fundo 14 podem ser equipadas com ângulos de levantamento / suporte 15 para levantar e/ou suportar os trocadores de calor 2.

[0049] Uma câmara secundária interna, ou uma capota de fundo secundária 24, é colocada dentro da capota de fundo 16 em conexão fluida apenas com os tubos 7 da seção secundária 6 e se estende pelo comprimento da seção secundária 6, mas, de preferência, não além dela. Essa capota de fundo secundária 24 é equipada com um bocal 26 para retirar não condensáveis e condensado.

[0050] A entrada de vapor / saída de condensado 18 para o painel de trocadores de calor 2 e a entrada de vapor / saídas de condensado 18 para todos os painéis de trocadores de calor, na mesma célula / mó- dulo de ACC 27, são conectadas a um grande cilindro ou uma derivação de distribuição de vapor superior 28, suspensa abaixo dos painéis de trocadores de calor 2 e que se estende perpendicularmente ao eixo lon- gitudinal dos painéis de trocadores de calor 2 nos seus pontos interme- diários. Consultar, por exemplo, as Figuras 13 - 15, 20A e 20B. A deri- vação de distribuição de vapor superior 28 se estende pela largura da célula / módulo 27 e é fechada em ambas as extremidades. No seu cen- tro de fundo, a derivação de distribuição de vapor superior 28 é conec- tada a um único tubo ascendente 30, que é conectado, no seu fundo, à derivação de distribuição de vapor inferior 32. Onde a superfície de topo da derivação de distribuição de vapor superior 28 passa abaixo do ponto central de cada painel de trocadores de calor 2, a derivação de distribui- ção de vapor superior 28 é equipada com um bocal em forma de Y 29, que se conecta à entrada de vapor / saídas de condensado 18 no fundo de cada par adjacente dos painéis de trocadores de calor 2.

[0051] De acordo com essa construção, cada célula 27 do ACC re- cebe vapor de um único tubo ascendente 30. O único tubo ascendente 30 alimenta vapor a uma única derivação de distribuição de vapor supe- rior 28, suspensa diretamente abaixo do ponto central de cada painel de trocadores de calor 2, e a derivação de distribuição de vapor superior 28 alimenta vapor a cada um dos painéis de trocadores de calor 2 em uma célula 27 por meio de uma única entrada de vapor / saída de con- densado 18.

[0052] Portanto, o vapor de um processo industrial se desloca ao longo duto de descarga da turbina 31 no ou próximo do nível do solo, ou a qualquer uma ou mais elevações adequadas para o leiaute do lu- gar. Quando o duto de vapor 31 se aproxima do ACC da invenção, ele se divide em vários subdutos (derivações de distribuição de vapor infe- riores 32), um para cada pista (linha de células) 34 do ACC. Cada deri- vação de distribuição de vapor inferior 32 se desloca abaixo da sua res- pectiva pista de células 34 e se estende por um único tubo ascendente 30 para cima no ponto central de cada célula 27. Consultar, por exem- plo, as Figuras 13A e 13B. O único tubo ascendente 30 se conecta ao fundo da derivação de distribuição de vapor superior 28, suspensa da estrutura 36 do módulo de seção de condensador 37, Figuras 13 - 15. A derivação de distribuição de vapor superior 28 libera vapor por meio de uma pluralidade de bocais em forma de Y 29 para o par de entradas / saídas da capota 18 de cada par adjacente de painéis de trocadores de calor 2, Figuras 15 - 17. O vapor se desloca ao longo da capota de fundo 16 e acima pelos tubos 7 das seções primárias 4, condensando na medida em que o ar passa pelos tubos com nervuras 7 das seções de condensadores primários 4. A água condensada se desloca pelos mesmos tubos 7 da seção primária 4 em contracorrente com o vapor, é coletada na capota de fundo 16 e, eventualmente, é drenada de volta pela derivação de distribuição de vapor superior 28 e pela derivação de distribuição de vapor inferior 32 e pelo duto de descarga da turbina 31 a um tanque de coleta de condensado (não mostrado). De acordo com uma concretização preferida, a conexão entre a capota de fundo 16 e a derivação de distribuição de vapor superior 28 pode ser dotada com uma blindagem de defletor 40 para separar a drenagem da queda de condensado do vapor chegando.

[0053] O vapor não condensado e os não condensáveis são coleta- dos na capota de topo 12 e são retirados para o centro do painel de trocadores de calor 2, no qual se deslocam pelos tubos 7 da seção se- cundária 6, concorrentemente com o condensado formado nela. Os não condensáveis são retirados para o capota de fundo secundário 24, lo- calizado dentro do capota de fundo 16 e fora por um bocal de saída 26. Água condensada adicional, formada na seção secundária 6, é coletada na capota de fundo secundário 24 e se desloca pelo bocal de saída 26, bem como se desloca depois pela tubulação de condensado 42 para a derivação de distribuição de vapor superior 28 para se unir à água cole- tada das seções de condensadores primários 4.

[0054] De acordo com outro aspecto da invenção, os painéis de tro- cadores de calor 2 são suspensos da estrutura 36 do módulo de seção de condensador 37 por uma pluralidade de suspensores flexíveis 50, o que permite a expansão e a contração dos painéis de trocadores de calor 2 com base na carga térmica e no clima. A Figura 17 mostra como os suspensores 50 são conectados à estrutura 36 do módulo de seção de condensador 37, e as Figuras 18A, 18B, 19A e 19B mostram os de- talhes de duas concretizações de suspensores. De acordo com todas as concretizações, o suspensor 50 é construído para permitir que painel de trocadores de calor 2 se expanda ou se contraia enquanto proporci- onando suporte para o peso deles. Quatro suspensores 50 são usados para cada painel de trocadores de calor 2. De acordo com uma concre- tização, o suspensor 50 é construído de uma haste 54 com luvas 56 em cada extremidade. As luvas 56 são colocadas sobre a haste 54 e são impedidas de saírem das respectivas extremidades por discos ou bo- tões fixos 58 em cada extremidade da haste 54, que se encaixam nos recessos formados correspondentemente 60 na superfície interna das respectivas luvas, mas que os recessos não se estendem para a extre- midade da luva. Uma extremidade do suspensor 50 é conectada à es- trutura 36 do módulo de seção de condensador 7 e a outra extremidade do suspensor é presa a um ângulo de levantamento / suporte 15 ou outro ponto de fixação na folha tubular de topo 10 ou na folha tubular de fundo 14. As luvas 56 são preferivelmente ajustáveis para permitir o ajuste do comprimento do suspensor correto, durante a construção. Uma vez ajustado, o movimento dos painéis de trocadores de calor 2 é acomodado pelas juntas esféricas na parte de topo e na de fundo dos suspensores 50 e pelo deslocamento angular dos suspensores 50.

[0055] De acordo as concretizações preferidas da invenção, os ACCs da invenção são construído em uma maneira modular. De acordo com várias concretizações, a estrutura inferior 62, os módulos de se- ções de condensadores 37 e as seções cheias 64 podem ser montados separada e simultaneamente no solo. De acordo com uma concretiza- ção, a estrutura da seção de condensador pode se levantada em uma estrutura inferior construída em forma de bastão, alta o suficiente para suspender a derivação de distribuição de vapor superior 28 do lado in- ferior da estrutura de seção de condensador. Os painéis de trocadores de calor 2 são então abaixados e presos na estrutura 36 do módulo de seção de condensador 37 e na derivação de distribuição de vapor su- perior 28, de preferência, no ou logo acima do nível do solo, consultas as Figuras 20A e 20B. Uma vez completada, o módulo de seção de con-

densador montado 37, com a derivação de distribuição de vapor supe- rior 28 anexada, pode ser levantado e colocado na parte de topo da estrutura inferior correspondente completa 62 (Figuras 22 e 23), e a se- ção cheia correspondente completa 64 (Figuras 21A e 21B) levantada subsequentemente para se apoiar na parte de topo do módulo de seção de condensador 37 (Figura 24). Ainda que a montagem, descrita no pre- sente relatório descritivo, seja apresentada como sendo feita na grade, a montagem dos vários módulos pode ser feita nas suas posições finais, se os esquemas de planejamento e construção permitirem.

[0056] A descrição de um tipo de nervura e da dimensão do pre- sente relatório descritivo não pretende limitar a invenção. Os tubos da invenção, descritos no presente relatório descritivo, podem ser usados com nervuras de qualquer, sem se afastar do âmbito da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala conectado a uma instalação de produção de vapor industrial, caracterizado pelo fato de que compreende: uma única ou várias trilhas de seções de condensadores, cada trilha de seção de condensador compreendendo uma linha de cé- lulas de seções de condensadores, cada célula compreendendo um único ventilador retirando ar por uma pluralidade de atados de trocado- res de calor, e cada atado de trocadores de calor tendo um eixo longi- tudinal e um eixo transversal perpendicular ao seu eixo longitudinal; cada atado de trocadores de calor compreendendo uma se- ção de condensador secundário, uma seção de condensador primário e uma capota de topo conectada e em comunicação fluida com uma ex- tremidade de topo de cada tubo na dita seção de condensador secun- dário e na dita seção de condensador primário, um purificador de ar pri- mária conectada e em comunicação fluida com uma extremidade de fundo de cada tubo nas ditas seções de condensadores primários, uma câmara secundária interna dentro da capota de fundo conectada e em comunicação fluida com uma extremidade de fundo de cada tubo na dita seção de condensador secundário, a dita capota de fundo secundária conectada a um lado de topo da dita capota de fundo primária, cada dita capota de fundo primária tendo uma única entrada de vapor; e cada célula de seção de condensador compreendendo uma derivação de distribuição de vapor superior, suspensa de e diretamente adjacente a um lado de fundo dos ditos atados de trocadores de calor, dispostos ao longo de um eixo, que é perpendicular a um eixo longitudi- nal dos ditos atados de trocadores de calor, em um ponto intermediário dos ditos atados de trocadores de calor, a dita derivação de distribuição de vapor superior compreendendo um cilindro fechado em ambas as extremidades, tendo na sua superfície de topo uma pluralidade de co- nexões adaptadas para conexão às ditas entradas do capota de fundo primário, e tendo, em uma superfície de fundo, uma única conexão a um tubo ascendente de vapor.

2. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizado pelo fato de que cada atado de trocadores de calor compreende uma única seção de condensador, na qual todos os tubos, no atado de trocadores de calor, recebem vapor de uma extremidade de fundo dos ditos tubos.

3. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 2, caracte- rizado pelo fato de que cada atado de trocadores de calor compreende duas seções de condensadores primários ladeando a dita seção secun- dária.

4. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizado pelo fato de que cada dito atado de trocadores de calor é sus- penso da estrutura de seção de condensador por uma pluralidade de suportes de suspensão flexíveis.

5. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 4, caracte- rizado pelo fato de que todos os ditos suportes de suspensão flexíveis compreendem uma haste central, conectada em todas as extremidades, a uma luva de conexão, e em que uma luva de conexão de cada suporte de suspensão flexível é conectada à dita estrutura de seção de conden- sador, e uma segunda luva de conexão de cada suporte de suspensão flexível é conectada uma folha tubular do dito atado de trocadores de calor.

6. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizado pelo fato de que a dita pluralidade de tubos com nervuras, nos ditos condensadores primários, tem um comprimento de 2,0 m a 2,8 m, uma altura de seção transversal de 120 mm e uma largura de seção transversal de 4 - 10 mm.

7. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 6, caracte- rizado pelo fato de que os ditos tubos têm uma largura de seção trans- versal de 5,2 - 7 mm.

8. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 7, caracte- rizado pelo fato de que os ditos tubos têm uma largura de seção trans- versal de 6,0 mm.

9. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizado pelo fato de que a dita pluralidade de tubos com nervuras, nos ditos condensadores primários, tem nervuras presas nos lados planos dos ditos tubos, as ditas nervuras tendo uma altura de 9 a 10 mm e espaçadas a 5 a 12 nervuras por polegada.

10. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, er- guido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita pluralidade de tubos com nervuras, nos ditos condensadores primários, tem nervuras presas nos lados pla- nos dos ditos tubos, as ditas nervuras tendo uma altura de 18 a 20 mm, varrendo um espaço entre os tubos adjacentes e contatando os tubos adjacentes, as ditas nervuras espaçadas a 5 a 12 nervuras por pole- gada.

11. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, er- guido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção de condensador secundário é localizada no centro ao longo do dito atado de trocadores de calor e ladeada em cada extremidade pelas seções de condensadores primá- rios.

12. Método de montagem em grande escala de um conden- sador resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala, como de- finido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: montar uma seção de condensador no nível do solo, inclu- indo uma estrutura de seção de condensador e os ditos atados de tro- cadores de calor; suportar a dita seção de condensador a uma altura do solo suficiente apenas para suspender uma derivação de distribuição de va- por superior diretamente abaixo dos e adjacente aos ditos atados de trocadores de calor; montar uma seção cheia com conjunto de deque de ventila- dor e ventilador no nível do solo; levantar a dita seção de condensador e a derivação de dis- tribuição de vapor superior montadas e coloca-las acima de uma estru- tura inferior correspondente; e levantar a dita seção cheia montada e coloca-la acima da dita seção de condensador.

13. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, er- guido no campo, de grande escala conectado a uma instalação de pro- dução de vapor industrial, caracterizado pelo fato de que compreende: uma única ou várias trilhas de seções de condensadores, cada trilha de seção de condensador compreendendo uma linha de cé- lulas de seções de condensadores, cada célula compreendendo um único ventilador retirando ar por uma pluralidade de atados de trocado- res de calor, e cada atado de trocadores de calor tendo um eixo longi- tudinal e um eixo transversal perpendicular ao seu eixo longitudinal;

cada atado de trocadores de calor compreendendo uma plu- ralidade de tubos de condensadores e uma capota de topo conectada a e em comunicação fluida com uma extremidade de topo de cada um da dita pluralidade de tubos de condensadores, uma capota de fundo co- nectada a em comunicação fluida com uma extremidade de fundo de cada um da dita pluralidade de tubos de condensadores, cada dita ca- pota de fundo sendo uma única entrada de vapor; e cada célula de seção de condensador compreendendo uma derivação de distribuição de vapor superior, suspensa de e diretamente adjacente a um lado de fundo dos ditos atados de trocadores de calor, dispostos ao longo de um eixo, que é perpendicular a um eixo longitudi- nal dos ditos atados de trocadores de calor, em um ponto intermediário dos ditos atados de trocadores de calor, a dita derivação de distribuição de vapor superior compreendendo um cilindro fechado em ambas as extremidades, tendo na sua superfície de topo uma pluralidade de co- nexões adaptadas para conexão às ditas entradas do capota de fundo primário, e tendo, em uma superfície de fundo, uma única conexão a um tubo ascendente de vapor.

14. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, er- guido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada atado de trocadores de calor com- preende apenas um único estágio, no qual todos os tubos no atado de trocadores de calor recebem vapor de uma extremidade de fundo dos ditos tubos.

15. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, er- guido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita capota de fundo é configurada para receber gases não condensáveis do ditos tubos de condensadores.

16. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, er- guido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 13,

caracterizado pelo fato de que cada dito atado de trocadores de calor é suspenso da estrutura de seção de condensador por uma pluralidade de suportes de suspensão flexíveis.

17. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, er- guido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que todos os ditos suportes de suspensão flexíveis compreendem uma haste central, conectada em todas as ex- tremidades, a uma luva de conexão, e em que uma luva de conexão de cada suporte de suspensão flexível é conectada à dita estrutura de se- ção de condensador, e uma segunda luva de conexão de cada suporte de suspensão flexível é conectada uma folha tubular do dito atado de trocadores de calor.

18. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, er- guido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita pluralidade de tubos de condensa- dores tem um comprimento de 2,0 m a 2,8 m, uma altura de seção trans- versal de 120 mm e uma largura de seção transversal de 4 - 10 mm.

19. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, er- guido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que os ditos tubos de condensadores têm uma largura de seção transversal de 5,2 - 7 mm.

20. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, er- guido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que os ditos tubos de condensadores têm uma largura de seção transversal de 6,0 mm.

21. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, er- guido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita pluralidade de tubos de condensa- dores tem nervuras presas nos lados planos dos ditos tubos, as ditas nervuras tendo uma altura de 9 a 10 mm e espaçadas a 5 a 12 nervuras por polegada.

22. Condensador de vapor industrial, resfriado com ar, er- guido no campo, de grande escala, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita pluralidade de tubos de condensa- dores tem nervuras presas nos lados planos dos ditos tubos, as ditas nervuras tendo uma altura de 18 a 20 mm, varrendo um espaço entre os tubos adjacentes e contatando os tubos adjacentes, as ditas nervu- ras espaçadas a 5 a 12 nervuras por polegada.

23. Método de montagem em grande escala de um conden- sador resfriado com ar, erguido no campo, de grande escala, como de- finido na reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende: montar uma seção de condensador no nível do solo, inclu- indo uma estrutura de seção de condensador e os ditos atados de tro- cadores de calor; suportar a dita seção de condensador a uma altura do solo suficiente apenas para suspender uma derivação de distribuição de va- por superior diretamente abaixo dos e adjacente aos ditos atados de trocadores de calor; montar uma seção cheia com conjunto de deque de ventila- dor e ventilador no nível do solo; levantar a dita seção de condensador e a derivação de dis- tribuição de vapor superior montadas e coloca-las acima de uma estru- tura inferior correspondente; e levantar a dita seção cheia montada e coloca-la acima da dita seção de condensador.

Petição 870210020858, de 04/03/2021, pág. 7/62

DERIVAÇÃO DE PRIMÁRIO

DISTRIBUIÇÃO

DE VAPOR

SECUNDÁRIO

DERIVAÇÃO DE PRIMÁRIO

NÃO CONDENSADO 1/18

PRIMÁRIO

SECUNDÁRIO

DERIVAÇÃO DE

CONDENSADO

TÉCNICA ANTERIOR

Petição 870210020858, de 04/03/2021, pág. 19/62

EXPANSÃO VERTICAL DE ATADO EXPANSÃO HORIZONTAL

EXPANSÃO DE DUTO DE ATADO

HORIZONTAL DE SUSPENSOR

ATADO NA POSIÇÃO FRIA

ATADO NA POSIÇÃO QUENTE CONFIGURAÇÃO DA HASTE DE SUSPENSÃO, CONFIGURAÇÃO DA HASTE DE OPÇÃO 1, ESCALA 2" = 1" - 0" SUSPENSÃO, OPÇÃO 1, ESCALA 2" = 1" - 0" 13/18

EXPANSÃO VERTICAL DE ATADO EXPANSÃO HORIZONTAL

EXPANSÃO DE DUTO DE ATADO

HORIZONTAL DE SUSPENSOR

ATADO NA POSIÇÃO FRIA ATADO NA POSIÇÃO QUENTE CONFIGURAÇÃO DA HASTE DE CONFIGURAÇÃO DA HASTE DE SUSPENSÃO, SUSPENSÃO, OPÇÃO 2, ESCALA 2" = 1" - 0" OPÇÃO 2, ESCALA 2" = 1" - 0"

Petição 870210020858, de 04/03/2021, pág. 20/62 VISTA EM PLANTA DO SUBCONJUNTO 1 14/18

VISTA PELO FUNDO DO SUBCONJUNTO 1

Petição 870210020858, de 04/03/2021, pág. 21/62 VISTA EM PLANTA DO SUBCONJUNTO 2 15/18

VISTA PELO FUNDO DO SUBCONJUNTO 2

Petição 870210020858, de 04/03/2021, pág. 22/62 16/18

VISTA EM ELEVAÇÃO DA ESTRUTURA INFEIROR DA FASE 1 DE ERGUIMENTO

Petição 870210020858, de 04/03/2021, pág. 23/62 17/18

VISTA EM ELEVAÇÃO DA ESTRUTURA INFEIROR DA FASE 1 DE ERGUIMENTO + SUBCONJUNTO 1

Petição 870210020858, de 04/03/2021, pág. 24/62 18/18

VISTA EM ELEVAÇÃO DA ESTRUTURA INFEIROR DA FASE 1 DE ERGUIMENTO + SUBCONJUNTOS 1 E 2