DE1751958C3

DE1751958C3 - Mit einem beliebigen, unter Normalbedingungen flüssigen Wärmeübertragungsmittel arbeitendes Wärmeübertragungsverfahren

Info

Publication number: DE1751958C3
Application number: DE1751958A
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Chem. Dr. 4650 Gelsenkirchen Trefny
Original assignee: Krupp-Koppers 4300 Essen GmbH
Current assignee: Krupp-Koppers 4300 Essen GmbH
Priority date: 1968-08-24
Filing date: 1968-08-24
Publication date: 1978-10-19
Also published as: BE737831A; DE1751958A1; DE1751958B2; FR2016323A1; US3608609A; FR2016323B1

Description

Die Erfindung betrifft ein mit einem beliebigen, unter Normalbedingungen flüssigen Wärmeübertragungsmittel arbeitendes Wärmeübertragungsverfahren. bei dem »las in einem Röhrenofen erhitzte, unter leichtem Überdruck gehaltene Wärmeübertragungsmittel in einem Entspannungsverdampfer entspannt und dadurch in eine dampfförmige und eine flüssige Phase aufgetrennt wird, worauf beide Phasen getrennt voneinander /um Wärmeaustausch herangezogen werden, wobei die flüssige Phase über eine Vorlaufpumpe /um Flüssig-VVärmctauscher gefördert wird und schließlich das gesamte Wärmeübertragungsmittel /ur Wiedererhitzung in den Röhrenofen zurückgeführt wird.

Aus der Zeitschrift »Chemical Engincering« vom II. 4. 1966. S. 164 - Ib7. insbesondere Fig. 9. ist ein ilcrartigcs Wärmeübertragungsverfahren im Prinzip bekannt, bei dem die dampfförmige Phase in einem sogen. Kondensations·Wärmetauscher und die flüssige Phase in einem sogen. Flüssig-Wärmetauscher zum Wärmeaustausch herangezogen werden. Über die Möglichkeiten, wie das Verfahren den jeweiligen Anforderungen in den beiden Wärmetauschern optimal angepaßt werden kann, enthält die genannte I.iteralurilelle jedoch keine Aussage.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für das eingangs bezeichnete Wärmeübertragungsverfahren eine sowohl den Anforderungen im Kondensations-Wärmetauscher als auch den Regelansprüchen im Flüssig'Wärmetatischer gerecht werdende feinfühlige Regelung zu schaffen,

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Wärriieübertragungsverfahren der eingangs beschriebenen Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß folgende Maßnahmen z-iir Anwendung gelangen:

a) Zum Konstanthalten des Druckes wird aus dem Entspannungsverdampfer durch eine Überströmleitung eine Teilmenge des dampfförmigen Wärmeüberlragungsmiitels abgeführt und in einem Kühler kondensiert, wobei der dabei anfallende, entsprechend den Regelabweichungen des Druckes

ic schwankende Kondensatfluß (Menge pro Zeiteinheit) als Regelgröße für die Beheizung des Röhrenofens dient;

b) die Menge der zum Flüssig-Wärmetauscher geförderten flüssigen Phase wird in Abhängigkeit von

is einem Wert gesteuert, der in einem am Flüssig-

Wärmetauscher vorgesehenen Wärmemengenmesser ermittelt wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt also die Regelung des Dampfdruckes des WärmeüberUdgungsmiiiels und damit auch die Regelung der Beheizung des Röhrenofens in relativ einfacher Weise dadurch, daß man durch eine besondere Leitung eine Teilmenge des dampfförmigen Wärmeübertragungsmittel aus dem Entspannungsverdampfer entweichen läßt und in einem

2s Kühler kondensiert. Der anfallende Kondensatfluß (Menge pro Zeiteinheit) dient dann als Regelgröße für die Beheizung des Röhrenofens. Übe-schreitet der Kondensatfluß einen zugelassenen Regelbereich, so bedeutet dies, daß im Entspannungsverdampfer ein zu hoher Druck entstanden ist. Die Wärmezufuhr zum Röhrenofen ist also zu groß und muß gedrosselt werden. Unterschreitet der Kondensalfluß dagegen den zugelassenen Regelbereich, so bedeutet dies, daß im Entspannungsverdampfer ein zu niedriger Druck vorliegt. Die Wärmezufuhr zum Röhrenofen muß daher erhöht werden.

Ferner läßt sich die Wärmezufuhr zu dem mit dein flüssigen Wärmeübertragungsmittel beschickten Wärmetauscher — in einfacher Weise dadurch regeln, daß die durch die Vorlaufpumpe gcför.>itc Menge des flüssigen Wärmeübertragungsmittels in Abhängigkeit von dem in einem Wärmemengenmesser ermittelten Wert gesteuert wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt, wie bereits festgestellt wurde, im Entspannungsverdampfer eine Zerlegung des Wärmeübertragungsmittel in eine flussige und eine dampfförmige Phase. Da die Dämpfe einen guten Wärmeübergang gewährleisten, kann der Dampfsirom vorzugsweise zur Beheizung des Wärmetauschers herangezogen, in dem vor allem ein guter Wärmeübergang gefordert wird und/oder in dem das Überschreiten einer zulässigen Höchsttemperatur vermieden werden soll. Das flüssige Wärmeübertragungsmittel erlaubt dagegen eine bessere Dosierung der

■is Wärmezufuhr, weshalb es vorzugsweise dem Wärme tauscher zugeleitet wird, in dem es vor allem auf eine gute und genaue Wärmedosierung ankommt. Auch hier kann die zulässige Höchsttemperatur nicht überschrit ten werden, weil das Wärmeübertragungsmittel verdampfen würde.

Es hegt auf der Hand, daß dabei sowohl für den Kreislauf des dampfförmigen als auch für den Kreislauf des flüssigen Wärmeübertragungsmittels an Stelle jeweils eines einzigen Wärmelauschers auch mehrere

<vs Wärmelauscher vorgesehen sein können.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll durch das in der Abbildung dargestellte Fließschema noch weiter erläutert Werden, Zur Vereinfachung ist dabei eine

Anlüge dargestellt worden, bei der in die Kreisläufe für das dampfförmige und das flüssige Wärmeübertragungsmittel jeweils nur ein Wärmetauscher geschaltet worden ist.

Das flüssige Wärmeübertragungsmittel gelangt durch > die Speiseleitung 1 in die beheizten Rohre 2 des Röhrenofens 3, der durch die Brenner 4 beheizt wird. Aus den beheizten Rohren 2 tritt das Wärmeübertragungsmittel, das beim Erhitzen unter leichtem Überdruck steht, in Jtn Entspannungsverdampfer 5 ein, in ic dem es entspannt wird. Dabei verdampft ein Teil des Wärmeübertragungsmittels, so daß sich im Entspannungsverdampfer 5 eine dampfförmige Phase 6 und eine flüssige Phase 12 bildet. Das dampfförmige Wärmeübertragungsmittel strömt durch die Dampfleitung 7 in den ι ς Kondensations-Wärmetauscher 8, in dem es vor allem auf das NichtÜberschreiten einer zulässigen Höchsttemperatur und/oder einen guten Wärmeübergang ankommt. Das heißt, daß durch die Behandlungsleitung 9 strömende Gut soll im Kondensations-Wärmetauscher 8 möglichst schnell erwärmt werden. Das kondensierte Wärmeüberiragungsmittei gelangt sodann über das Leitungsstück 10 vermittels der Kondensalpunipe 11 in die Rücklaufleitung 18.

Währenddessen wird das erhitzte flüssige Wärme- >₅ übertragungsmittel aus dem Entspannungsverdampfer 5 vermittels der Vorlaufpumpe 14 durch die Vorlaufleitung 13 in einen Flüssig-Wärmetauscher 15 gepumpt. In diesem kommt es vor allem auf eine gute Wärmedosicrung an. Das heißt, dem durch die weitere Behar.dlungs- ρ leitung 16 strömenden Gut soll möglichst schonend eine genau festgelegte Wärmemenge zugeführt werden. Das entsprechend abgekühlte Wärmeübertragungsmittel verlaßt den Flüssig-Wänneuiuseher 15 durch das Leitungssiück 17 und gelangt in die Rücklaufleitung 18 wo es zusammen mit dem Kondensat aus dem Leiiungsstück 10 zur .Speiseleitung I und damit in den Röhrenofen zurückfließt. ι

Um im Flüssig-Wärmctauscher 15 die gewünschte gute Würmedosierung zu gewährleisten, ist an ihm ein Wärmemengenmesser 19 angebracht, dessen Meßwert Über die Impulsleitung 20 die Förderleistung der Vorlaufpunipe 14 steuert.

Durch die Überströmleitung 21 wird zum Konstanthalten des Druckes eine Teilmenge des dampfförmigen Wärmeübertragungsmittels aus dem Entspannungsverdampfer 5 abgezogen und im Kühler 22 kondensiert. Die Menge des dabei anfallenden Kondensates wird im Durchfliißmengenmesser 23, der in die Rückführungsleitung 24 geschaltet ist, ermittelt. Über die weitere Impulsleitung 25 ist der Durchflußmengenmesser 23 mit dem Ventil 36 verbunden, durch das die Brennstoffzufuhr durch die Brennstoffleitung 28 .', den Brennern 4 geregelt wird. Die Steuerung des V;ntiis 26 in Abhängigkeit von dem im Durchflußmengenmesser 23 ermittelten Wert erfolgt dabei in der weiter oben beschriebenen Weise.

In den* vorliegenden Fließschema sind lediglich alle zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unerläßlichen Einrichtungen aufgeführt. Nebeneinrichtungen, die zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht unbedingt erforderlicii sind, wurden nicht aufgeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Mit einem beliebigen, unier Normalbedingungen flüssigen Wärmeübertragungsmittel arbeitendes Wärmeübertragungsverfahren. bei dem das in einem Röhrenofen erhitzte, unter leichtem Überdruck gehaltene Wärmeübertragungsmittel in einem Entspannungsverdampfer entspannt und dadurch in eine dampfförmige und eine flüssige Phase aufgetrennt wird, worauf beide Phasen getrennt voneinander zum Wärmeaustausch herangezogen werden, wobei die flüssige Phase über eine Vorlaufpumpe zum Flüssig-Wärmetauscher gefördert wird und schließlich das gesamte Wärmeübertragungsmittel zur Wiedererhitzung in den Röhrenofen zurückgeführt wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Zum Konstanthalten des Druckes wird aus dem Enlspannungsverdampfer (5) durch eine Überströmleitung (21) eine Teilmenge des dampfförmigen Wärmeübertragungsmittels abgeführt und in einem Kühler (22) kondensiert, wobei der dabei anfallende, entsprechend den Regelabweichungen des Druckes schwankende Kondensatfluß (Menge pro Zeiteinheil) als Regelgröße für die Beheizung des Röhrenofens (3) dient:

b) die Menge der/um Flüssig-Wärmetauscher (15) geförderten flüssigen Phase wird in Abhängigkeit von einem Wert gesteuert, der in einem am Flüssig-Wärmetauscher vorgesehenen Wärmemengenmesser (19) ermittelt wird.