DD140582A1 - METHOD FOR MELKING FIXED SUBSTITUTES OF HEAT TRANSFER FLUIDS - Google Patents

METHOD FOR MELKING FIXED SUBSTITUTES OF HEAT TRANSFER FLUIDS Download PDF

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DD140582A1 DD20960678A DD20960678A DD140582A1 DD 140582 A1 DD140582 A1 DD 140582A1 DD 20960678 A DD20960678 A DD 20960678A DD 20960678 A DD20960678 A DD 20960678A DD 140582 A1 DD140582 A1 DD 140582A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschmelzen fester Niederschläge von Wärmeübertragungsflächen und bezieht sich insbesondere auf das Gebiet der Tieftemperaturtechnik. Ziel der' Erfindung ist es, das Abschmelzen von festen Niederschlägen von Wärmeübertragungsflächen, wobei der entsprechende Wärmeübertrager von einem gas- und/oder dampfförmigen Medium umströmt wird, zu entwickeln, das mit geringem apparativem und energetischem Aufwand den kontinuierlichen und flexiblen Betrieb von Anlagen gestattet, in denen derartige Wärmeübertrager eingebaut sind. Es steht die Aufgabe, ohne Abtrennung des abzuschmelzenden Wärmeübertragers aus dem Prozeß eine kontinuierliche Arbeitsweise der Anlage ohne Beeinträchtigung ihrer Leistungsparameter zu sichern. Erfindungsgemäß wird dem Wärmeübertrager ein kleiner Wärmeübertrager vorgeschaltet, der ebenfalls von einem gas- und/oder dampfförmigen Medium, jedoch während des Abschmelzvorganges von Flüssigkeit umströmt wird. Das hier aufgewärmte Medium durchströmt dann den in Sektionen aufgeteilten Wärmeübertrager sektionsweise mit mindestens doppeltem aber nicht mehr als sechsfachem Massestrom. Die Erfindung kommt bei ortsgebundenen Flüssiggastanks ©Oii« · . I» SÄl zur Anwendung. . 8 SeitenThe invention relates to a method for melting solid Precipitation of heat transfer surfaces and relates in particular in the field of cryogenic technology. Goal of' Invention is the melting of solid precipitates of Heat transfer surfaces, wherein the corresponding heat exchanger of a gas and / or vapor medium flows around, too develop, with little equipment and energy expenditure the continuous and flexible operation of facilities allowed, in where such heat exchangers are installed. It is the task without separation of the heat exchanger to be melted from the process a continuous operation of the system without impairment to secure their performance parameters. According to the invention, the heat exchanger a small heat exchanger upstream, the same from a gaseous and / or vaporous medium, but during the Abschmelzvorganges is surrounded by liquid. The warmed up here Medium then flows through the divided into sections heat exchanger Sectionwise with at least twice but not more than six times Mass flow. The invention comes with stationary liquid gas tanks © Oii «·. I »will be used. , 8 pages

Description

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TITEL DER ERFINDUNGTITLE OF THE INVENTION

Verfahren zum Abschmelzen fester Niederschläge von WärmeübertragungsflächenMethod for melting solid precipitates of heat transfer surfaces

ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschmelzen fester Niederschläge von Wärmeübertragungsflächen, wobei der entsprechende Wärmeübertrager von einem gas- und/oder dampfförmigen Medium umströmt wird und er zur Verdampfung und/oder Erwärmung von Medien, insbesondere tiefsiedenden Flüssiggasen, verwendet wird.The invention relates to a method for melting solid precipitates of heat transfer surfaces, wherein the corresponding heat exchanger is flowed around by a gaseous and / or vaporous medium and it is used for evaporation and / or heating of media, in particular low-boiling liquefied gases.

CHARAKTERISTIK DER BEKANIiTEN TECHNISCHEN LÖSUNGENCHARACTERISTICS OF BEAUTIFUL TECHNICAL SOLUTIONS

Es gibt verschiedene bekannte Verfahren zur Entfernung von festen Niederschlägen an Wärmeübertragungsflächen, die auf der Zuführung von Wärme oder Lösungsmitteln basieren·There are several known methods of removing solid precipitates from heat transfer surfaces based on the supply of heat or solvents.

Üblich ist es, zwei parallel geschaltete Wärmeübertrager mit gleicher Leistung wechselweise zu betreiben, indem nur ein Wärmeübertrager arbeitet, währendIt is customary to operate two parallel heat exchangers with the same power alternately by only one heat exchanger works, while

-8.ÜFZ.1975*755516-8.ÜFZ.1975 * 755516

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der andere in dieser Zeit durch die umgebende Luft selbst, durch erwärmtes Gas, durch Heizdampf oder durch Berieselung mit angewärmtem Wasser abgeschmolsen wird (z. B-. DD-PS-Nr. 18730).the other at this time by the surrounding air itself, by heated gas, by heating steam or by sprinkling with warmed water is molten (z., DD-PS No. 18730).

Nachteilig sind bei diesem Verfahren, die Anordnung von zwei gleich großen Wärmeübertragern mit dem damit verbundenen Platzbedarf, der Aufwand an erforderlichen Umschaltarmaturen einschließlich der auslösenden Meß- und Regeltechnik sowie diverser Einrichtungen wie Gebläse, Elektroerhitzer usw· Ferner ist bekannt, daß durch Strahlung und/oder leitung über elektrische Heizkörper Wärme zum Abschmelzen von festen Niederschlägen, z. B. Eis, zugeführt v/ird Cz. B. DD-PS-Nr. 103313)· Die Anwendung dieser Verfahren ist schwierig, da meist komplizierte Rippenrohrwärmeübertrager, zu beheizen sind, deren Aufbau einen beachtlichen technischen Aufwand für die Ausführung der elektrischen Heizung - mitunter noch exgeschützt - erfordert, verbunden mit einer zeitlich langen Aufheizphase und ungleichmäßiger Wärmeverteilung· Bekannt ist außerdem ein Verfahren, bei dem das zu verdampfende bzw. zu erwärmende'Medium durch elektrische Beheizung direkt auf eine zum Abschmelzen der festen Niederschläge geeignete Temperatur erwärmt wird (z. B. DD-PS-Nr* 103313, DE-OS-Wr. 2616498). Von Nachteil ist hier, daß im kontinuierlichen Betrieb ebenfalls mit zwei parallel geschalteten Wärmeübertragern gearbeitet wird, wobei neben den daraus resultierenden Kachteilen noch Entleerungsbehälter, druckfeste Ausführung und zusätzliche Sicherheitseinrichtungen hinzukommen*The disadvantage of this method, the arrangement of two heat exchangers of equal size with the associated space requirements, the cost of required changeover valves including the triggering measuring and control technology and various devices such as blowers, electric heaters, etc. Furthermore, it is known that by radiation and / or electric heater heating Heat for melting solid precipitates, eg. As ice, fed c /. B. DD-PS-No. 103313) The application of these methods is difficult, since usually complicated finned tube heat exchangers are to be heated, the construction of which requires considerable technical effort for the execution of the electrical heating, sometimes even protected, combined with a time-consuming heating phase and uneven heat distribution in addition, a method in which the medium to be vaporized or heated is heated by electric heating directly to a temperature suitable for melting the solid precipitates (eg DD-PS-No * 103313, DE-OS-WR 2616498 ). The disadvantage here is that in continuous operation is also working with two parallel heat exchangers, in addition to the resulting Kachteilen still evacuation container, flameproof design and additional safety features are added *

-5- 209 60 6-5- 209 60 6

Ein weiteres bekanntes Verfahren ist so ausgeführt, daß ein Lösungsmittel, z· B· Glykol, auf die festen Niederschläge gesprüht wird und dieses die Niederschläge von den Wärmeübertragungsflächen löst (DD-PS-Nr · 54020)· Dieses Verfahren bedingt Pumpeneysteme, Sprüh- und Auffangeinrichtungen sowie Lösungsmittelrückgewinnungsanlagen und es ist für tief siedende Flüssigkeiten, wie z· B· Sauerstoff, ungeeignet·Another known method is carried out so that a solvent, z · B. · Glycol, is sprayed onto the solid precipitates and this dissolves the precipitates from the heat transfer surfaces (DD-PS-No. 54020) · This method requires pumping systems, spray and It is unsuitable for low-boiling liquids such as oxygen.

ZIEL DER BRFINDUIiGOBJECTIVE OF THE BRFINDUIiG

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Abschmelzen von festen Niederschlägen von Wärmeübertragungsflachen, wobei der entsprechende Wärmeübertrager von einem gas- und/oder dampfförmigen Medium umströmt wird, zu entwickeln, das mit geringem apparativen und energetischen Aufwand den kontinuierlichen und flexiblen Betrieb von Anlagen gestattet, in denen derartige Wärmeübertrager eingebaut sind.The aim of the invention is to develop a method for melting solid precipitates of heat transfer surfaces, wherein the corresponding heat exchanger is flowed around by a gas and / or vapor medium, which allows the continuous and flexible operation of plants with low equipment and energy costs in which such heat exchangers are installed.

WESEN DER ERFINDUNGEssence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Verfahren so zu gestalten, daß ohne Abtrennung des abzuschmelzenden Wärmeübertragers aus einem Prozeß eine kontinuierliche Arbeitsweise der Anlage ohne Beeinträchtigung ihrer Leistungsparameter gesichert wird·The invention is based on the object to design the method so that without separation of the heat exchanger to be melted from a process, a continuous operation of the system is secured without affecting their performance parameters ·

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem Wärme-Übertrager ein kleiner Wärmeübertrager vorgeschaltet wird, der ebenfalls von einem gas- und/oderThis object is achieved in that the heat exchanger is preceded by a small heat exchanger, which is also of a gas and / or

dampfförmigen Medium, vorzugsweise von Umgebungsluft, umströmt, jedoch in der Abschmelzperiode mit Flüssigkeit beheizt wird und hierbei das durch diesen strömende Medium auf die für den Abschmelzvorgang erforderliche Temperatur erwärmt wird· Das gesamte Medium wird dann den mit festen Niederschlägen behafteten und in Sektionen aufgeteilten Wärmeüberträger, wobei die Länge der innerhalb einer Sektion hintereinandergeschalteten Wärmeübertragung sr öhre im Bereich des 100- bis 2000fachen des Rohrinnendurchmessers liegt, sektionsweise mit mindestens doppeltem aber nicht mehr als sechsfachem Massenstrom zugeführt und die entsprechenden Wärmeübertragungsflächen von ihren festen Niederschlägen befreit·vaporous medium, preferably ambient air, flows around it, but in the melting-off period is heated with liquid and in this case the medium flowing through it is heated to the temperature required for the melting process. The entire medium is then transferred to the solid-precipitated heat exchangers divided into sections; wherein the length of the heat transfer tube connected in series within a section is in the range of 100 to 2000 times the internal diameter of the pipe, supplied in sections with at least twice but not more than six times the mass flow and frees the corresponding heat transfer surfaces from their solid precipitates.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELEmbodiment

An einem Ausführungsbeispiel aus der Tieftemperaturtechnik soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden·The method according to the invention will be explained in more detail in one embodiment of the cryogenic technique.

Für die kontinuierliche Versorgung eines Verbrauchers mit gasförmigem, unter Druck stehendem Sauerstoff wird aus einem ortsgebundenen Tank flüssiger Sauerstoff entnommen· Dieser gelangt zur Verdampfung und Erwärmung in die aus zwei hintereinander geschalteten von Urngebungsluft umströmten Wärmeübertragern bestehende Einrichtung· Im Betrieb bilden sich an den Wärmeübertragungsflächen beider. Wärmeübertrager Reif- und Eisablagerungen, die je nach den Witterungsbedingungen unterschiedlich schnell zunehmen und einen notwendigen Abschmelzprozeß erfordern·For the continuous supply of a consumer with gaseous, pressurized oxygen, liquid oxygen is withdrawn from a stationary tank. This liquid passes into the device consisting of two heat exchangers surrounded by ambient air flow in succession for evaporation and heating. In operation, both form on the heat transfer surfaces. Heat exchanger Frost and ice deposits, which increase at different rates depending on the weather conditions and require a necessary melting process ·

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Der Abschmelzprozeß wird eingeleitet, indem der kleinere, zuerst von Sauerstoff beaufschlagte Wärmeübertrager durch Wasser überflutet und beheizt wird, wobei der Sauerstoff die für den Abschmelzprozeß des nachgeschalteten größeren Wärmeübertragers notwendige Temperatur erhält· Letztgenannter Wärmeübertrager besitzt senkrecht angeordnete Rippenrohre, die sich auf drei Sektionen verteilen· Die I»änge der innerhalb einer Sektion hintereinandergeschalteten Rippenrohre beträgt das 500fache des Rohrinnendurchmessers· Die gesamte erwärmte Säuerstoffmenge wird durch Absperrung zweier Sektionen nur noch über eine Sektion des Wärmeübertragers geleitet, so daß die entsprechenden Rippenrohre Jetzt während des Abechmelzprozesses mit der dreifachen Sauerstoffmenge gegenüber dem Hormalbetrieb belastet werden· Die'Wärmezufuhr zur Verdampfung und Erwärmung des Sauerstoffes bis auf die zum Abschmelzen erforderliche Temperatur erfolgt während des gesamten Abschmelzprozesses über den im Wasser befindlichen Wärmeübertrager· Die notwendige Wasserbadtemperatur wird durch Dampfbeheizung gesichert· Es kann aber auch elektrische Energie oder Warmwasser zugeführt werden· Sobald die erste Sektion abgetaut ist, wird auf die zweite und nach deren Abtauen auf die dritte Sektion umgeschaltet, wobei immer nur die zu tauende Sektion vom warmen Sauerstoff durchströmt wird· Mit der Entfernung der festen Niederschläge von der Wärmeübertragungsfläche der dritten Sektion des Wärmeübertragers ist der Abschmelzprozeß beendet und die erste und zweite Sektion wird wieder zugeschaltet·The Abschmelzprozeß is initiated by the smaller, first acted upon by oxygen heat exchanger is flooded and heated by water, the oxygen receives the necessary for the Abschmelzprozeß the downstream larger heat exchanger temperature · The latter heat exchanger has vertically arranged finned tubes, which are spread over three sections · The length of the finned tubes within a section is 500 times the inside diameter of the tube. • The total quantity of acidified material is passed through a section of the heat exchanger by closing two sections, so that the corresponding finned tubes now have three times the amount of oxygen compared to the hormone operation during the melting process The heat input for evaporation and heating of the oxygen up to the temperature required for melting takes place during the entire melting process via the heat exchanger located in the water · The necessary water bath temperature is ensured by steam heating · It can be supplied also electrical energy or warm water · As soon as the first section is defrosted, on the second and after its defrosting on the third section is switched, whereby always only With the removal of the solid precipitates from the heat transfer surface of the third section of the heat exchanger the Abschmelzprozeß is completed and the first and second section is switched on again ·

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Die Dampfbeheizung wird eingestellt, das Wasser abgelassen und damit beginnen beide Wärmeübertrager gemeinsam wieder im Normalbetrieb zu arbeiten· Das Verfahren hat den Vorteil, daß auch während des Abschmelzprozesses die Verdampfung und/oder Erwärmung des Mediums weiter von statten geht, ohne daß .sich dieses nennenswert auf die Endtemperatur des Mediums auswirkt« Es kommt zu keiner wesentlichen Erhöhung des Materialeinsätζes, da der vorgeschaltete Wärmeübertrager sehr klein ausgeführt wird und durch sein eigenes Leistungsvermögen eine Reduzierung der Größe des abzuschmelzenden Wärmeübertragers gestattet.The steam heating is set, the water drained and thus both heat exchangers start to work together again in normal operation · The method has the advantage that even during the Abschmelzprozesses the evaporation and / or heating of the medium continues to equip, without that. This is worth mentioning "There is no significant increase in the material intake, since the upstream heat exchanger is made very small and allows by its own performance, a reduction in the size of the heat exchanger to be melted.

Das Verfahren hat weiter den Vorteil, daß im Bedarfsfall ungefähr eine Verdoppelung der Wärmeübertragungsleistung mit guter Regulierbarkeit bis zu diesem Y/ert über eine längere Zeit möglich ist. Durch die ermöglichte Reduzierung der Anzahl und Dauer der Abschmelzprozesse und der Verbesserung des Wärmeüberganges wird Energie eingespart»The method further has the advantage that, if necessary, approximately doubling the heat transfer efficiency with good controllability up to this value over a longer time is possible. By reducing the number and duration of the melting processes and improving the heat transfer, energy is saved »

Claims (1)

209 60209 60 BRFINDIMGSAISPRUCHBRFINDIMGSAISPRUCH Verfahren zum Abschmelzen fester Niederschläge von WSrmeilbertragungsflachen, wobei der entsprechende Wärmeübertrager von einem gas- und/oder dampfförmigen Medium umströmt und er zur Verdampfung und/ oder Erwärmung.von Medien, insbesondere tiefsiedenden Flüssiggasen, verwendet wird, gekennzeichnet
dadurch, daß ihm ein kleiner Wärmeübertrager vorgeschaltet wird, der ebenfalls von einem gas- und/
oder dampfförmigen Medium, Jedoch während des Abschmelzvorganges von Flüssigkeit umströmt und hierbei das durch diesen strömende Medium auf die für den Abschmelzvorgang erforderliche Temperatur erwärmt wird, dann das gesamte Medium den mit festen niederschlagen behafteten und in Sektionen aufgeteilten 'Wärmeübertrager, wobei die Länge der innerhalb einer Sektion hintereinandergeschalteten Wärmeübertragungsrohre im Bereich des 100- bis 2000-fachen des Rohrinnendurchrnessers liegt, sektionsweise mit mindestens doppeltem aber nicht mehr als sechsfachem Massenstrom beaufschlagt·
Method for melting solid precipitates of heat transfer surfaces, wherein the corresponding heat exchanger flows around a gaseous and / or vaporous medium and is used for evaporation and / or heating of media, in particular low-boiling liquefied gases
in that it is preceded by a small heat exchanger, which is also preceded by a gas and / or
However, during the Abschmelzvorganges flows around liquid and in this case the medium flowing through it is heated to the temperature required for the Abschmelzvorgang, then the entire medium the solid precipitated and divided into sections' heat exchanger, the length of which within a Section of series-connected heat transfer tubes in the range of 100 to 2000 times the Rohrinnendurchrnrnersr, sectioned with at least twice but not more than six times the mass flow applied ·
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