EP2143841A2 - Cooling system - Google Patents

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EP2143841A2
EP2143841A2 EP09163601A EP09163601A EP2143841A2 EP 2143841 A2 EP2143841 A2 EP 2143841A2 EP 09163601 A EP09163601 A EP 09163601A EP 09163601 A EP09163601 A EP 09163601A EP 2143841 A2 EP2143841 A2 EP 2143841A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
cooling
heat
circuit
return
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09163601A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2143841A3 (en
Inventor
Martin Trittler
Rainer Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2143841A2 publication Critical patent/EP2143841A2/en
Publication of EP2143841A3 publication Critical patent/EP2143841A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/20—Waste heat recovery

Definitions

  • the invention relates to a cooling circuit for removing excess process and / or machine heat, such as in a paper, board or Tissuemaschine.
  • cooling liquid that performs cooling tasks on the machine are mostly oily, oily or other liquids with special properties, such as e.g. that they have a high boiling point and should take over simultaneous lubrication tasks or at least protect against corrosion.
  • a cooling system of this kind is used in the EP1048781B1 described.
  • the contamination of the process water is prevented by a closed primary circuit, a closed secondary circuit and a tertitiärer cooling water line for process water heating are available.
  • a disadvantage of this cooling system is that the waste heat can be transmitted to the tertiary cooling water circuit only to a certain extent by the secondary heat exchanger. Thus, only a part of the potential energy for the heating of the process water is available.
  • Another disadvantage is the increased water consumption due to the higher amount of cooling water that must flow through the heat exchanger and causes more water to evaporate in the cooling tower.
  • the secondary circuit of this cooling system is therefore an open system.
  • An oil - water separation device in the cooling water tank prevents oil from getting into the process water in the event of a leak at the oil coolers.
  • the waste heat of the secondary circuit is thus directly, without the detour via e.g. a heat exchanger used.
  • the object is achieved by means of the cooling system with the features of claim 1 or by means of a cooling method with the features of claim 8.
  • a cooling system for removing excess process and / or engine heat that at least one closed primary cooling circuit (primary circuit), which dissipates excess heat, per primary circuit at least one primary fluid / water heat exchanger to transfer the heat to at least one secondary cooling circuit (secondary circuit), each secondary circuit at least one cooling water tank with a device for separating oil, a removal point for process water, a cooling water drain, a cooling device for obtaining flow cooling water and min. A fresh water inlet.
  • primary circuit closed primary cooling circuit
  • secondary circuit secondary circuit
  • each secondary circuit at least one cooling water tank with a device for separating oil, a removal point for process water, a cooling water drain, a cooling device for obtaining flow cooling water and min.
  • the at least one cooling return water container has two regions, a first region and a second region, which can be separated from one another by means of a separating device.
  • This design of the cooling system ensures that even in the event of an accident, e.g. leakage of a primary heat exchanger, the cooling fluid (e.g., oil) coming from the primary circuit can not get into the process water and / or auxiliary water, and the paper machine need not be shut down in the event of an accident.
  • the cooling fluid e.g., oil
  • the separating device preferably consists of a partition wall, a pipe connection between the first region and the second region and a valve which is closed in the event of a malfunction and thus reliably prevents cooling water from passing from one region to the other.
  • the separator may also be a slider in the partition.
  • the secondary cooling water return coming from the heat exchangers, introduces the heated secondary return cooling water into the first region of the recirculating water tank in front of the oil separator, and the cooling water drain and the process water is withdrawn in an area behind the oil separator. Wherein the cooling water drainage takes place in the first area and the process water is removed from the second area of the cooling water return tank.
  • the secondary cooling water flows to the cooling device, preferably a cooling tower which releases the excess heat to the ambient air.
  • the water flow of the cooling water feed / cooling water return is divided in the cooling water return tank into the process water flow and the cooling water outflow stream and in the cooling tower into a cooling water flow and a steam flow.
  • To compensate for the diverted amounts of cooling water fresh water must be supplied to the cooling system according to the amount of process water withdrawn and the evaporation losses in the secondary cooling circuit.
  • the diversion of the process water causes the performance of the cooling tower can be made smaller. On the one hand, the amount of water to be cooled is lower, on the other hand there is an additional temperature reduction by the fresh water inlet, which compensates for the amount of process water taken.
  • the machine according to the invention must not be shut down forcibly, since in an interruption of the secondary circuit can be controlled independently of the process water extraction. So that the process water continues to have a certain temperature, the required heat energy is supplied from the outside. This can be done to some extent by the heating of the fresh water in the cooling of the ancillaries.
  • the excess process and / or engine heat of the secondary circuit must be dissipated in an interruption to 100% through the cooling device.
  • FIG. 1 shows a cooling system according to the invention a paper machine with three parallel primary circuits, each with a flow 3.1 - 3.3 and return 3.4 -3.6, the devices 3.7 - 3.9 (eg bearings, press rolls, other machine parts, etc.) by means of a flowing fluid - here oil - cool.
  • each primary fluid / water heat exchanger 2.1 - 2.3 In the primary circuits are located between the headers 3.1 - 3.3 and the return runs 3.4 - 3.6 each primary fluid / water heat exchanger 2.1 - 2.3, with the aid of which the waste heat is transferred to another secondary cooling circuit 2.
  • the primary cooling circuit 3 forms a closed circuit with respect to the secondary cooling circuit 2, only with the heat exchanger is there an indirect contact point.
  • the primary heat exchangers 2.1 - 2.3 are connected in parallel to each other and connected to each other via the flow 4 and the return 5.
  • the heated cooling water is introduced via the return line 5 into the upper region of a cooling water reservoir 6.
  • the cooling water return container 6 is subdivided into two subregions 6a, 6b, wherein a device for separating off oil is integrated in the first region 6a.
  • the two areas 6a, 6b are normally connected to one another and can be separated from one another in the event of a fault, for example if the cooling water is contaminated with oil become.
  • the separating device can consist of a dividing wall 12 in the cooling water reservoir 6 and a pipe connection 16 with a valve 17.
  • a closable opening in the partition wall is conceivable or a pumping device which pumps the cooling water from the first area 6a into the second area 6b.
  • the process water 10 is withdrawn from the second sub-area 6b, wherein hot cooling water flows in accordance with the withdrawn amount of process water via the connection of the areas 6a, 6b.
  • the required cooling water for the secondary circuit is taken from the first area 6a of the recirculating water tank 6 and from there to a cooling device, here a cooling tower 8 with a fan to support the cooling air flow, pumped. From there it reaches the heat exchangers 2.1 - 2.3 via the cooling water supply. Between the cooling tower 8 and the heat exchangers 2.1 - 2.3 is usually still a cooling water circulation tank 19 with fresh water inlet 15, a Pumpe18 and a filter.
  • the cooling tower releases the excess heat in the form of steam to the environment, the resulting loss of water is compensated via the fresh water inlet 15.
  • the withdrawn amount of process water is compensated in normal operation via the fresh water inlet 15.
  • the recirculating water tank 6 is provided in the second area 6b with a fresh water inlet 14 to compensate for the removal of the process water 10 with the valve 17 closed.
  • the waste heat from various units can still be used before running in, eg compressors, pumps, etc
  • the residual heat of the cooling water can be used on the way to the cooling tower. This plays a role especially if the direct Use of the return energy from the return 5 in case of failure can not be used.

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

The system (1) has a closed primary cooling circuit (3) dissipating excessive heat, and including fluid/water heat exchangers (2.1-2.3) transferring the heat to a secondary cooling circuit (2). The secondary cooling circuit includes a cooling recirculated water container (6) with cooling water regions (6a, 6b), which are separated from each other by a pipe connection (16) and a valve (17). The secondary cooling circuit runs from the heat exchangers in the region (6a) before a heat precipitator (7). An independent claim is also included for a cooling process for using and guiding excessive process heat and machine heat.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlkreislauf zum Abführen überschüssiger Prozess-und/oder Maschinenwärme wie zum Beispiel in einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine.The invention relates to a cooling circuit for removing excess process and / or machine heat, such as in a paper, board or Tissuemaschine.

Beim Einsatz solcher Kühlsysteme in z.B. einer Papiermaschine besteht das Problem, dass die Kühlflüssigkeit, die an der Maschine Kühlungsaufgaben übernehmen, meist ölige, ölhaltige oder sonstige Flüssigkeiten mit speziellen Eigenschaften sind, wie z.B. dass sie einen hohe Siedepunkte haben und gleichzeitige Schmieraufgaben übernehmen oder zumindest gegen Korrosion schützen sollen.When using such cooling systems in e.g. The problem with a paper machine is that the cooling liquid that performs cooling tasks on the machine are mostly oily, oily or other liquids with special properties, such as e.g. that they have a high boiling point and should take over simultaneous lubrication tasks or at least protect against corrosion.

Diese Kühlflüssigkeiten sind in der Regel umweltschädlich und dürfen daher weder in die Umwelt gelangen noch dürfen sie über die Weiterverwendung eines Teiles des erwärmten Kühlwassers als Prozesswasser für z.B. die Chemikalienverdünnung oder als Spritzwasser in den Papierherstellungsprozess geraten.These coolants are usually harmful to the environment and therefore must not be released into the environment nor allowed to reuse any part of the heated cooling water as process water for e.g. the dilution of chemicals or splashed water into the papermaking process.

Stand der TechnikState of the art

Ein Kühlsystem dieser Art wird in der EP1048781B1 beschrieben. Hier wird die Verunreinigung des Prozesswassers dadurch verhindert, dass eine geschlossener Primärkreislauf, ein geschlossener Sekundärkreislauf und eine teritiärer Kühlwasserstrang zur Prozesswassererwärmung vorhanden sind. Ein Nachteil bei diesem Kühlsystem ist es, dass durch den Sekundärwärmetauscher die Abwärme nur zu einem gewissen Anteil an den tertiären Kühlwasserkreislauf übertragen werden kann. Somit steht auch nur ein Teil der möglichen Energie für die Erwärmung des Prozesswassers zu Verfügung. Ein weiterer Nachteil ist der erhöhte Wasserverbrauch durch die höhere Menge an Kühlwasser die durch den Wärmetauscher fließen muss und im Kühlturm bewirkt, dass mehr Wasser verdampft.A cooling system of this kind is used in the EP1048781B1 described. Here, the contamination of the process water is prevented by a closed primary circuit, a closed secondary circuit and a tertitiärer cooling water line for process water heating are available. A disadvantage of this cooling system is that the waste heat can be transmitted to the tertiary cooling water circuit only to a certain extent by the secondary heat exchanger. Thus, only a part of the potential energy for the heating of the process water is available. Another disadvantage is the increased water consumption due to the higher amount of cooling water that must flow through the heat exchanger and causes more water to evaporate in the cooling tower.

Ein anderes dem Fachmann bekanntes Kühlsystem ist dahingehend optimiert worden, dass es die auf den Sekundärkreislauf übertragene Abwärme der primären Kühlkreisläufe direkt in einen Kühlwasserbehälter einleitet und aus diesem Kühlwasserbehälter dann Prozesswasser für die Spritzrohre und/oder für die Chemikalienverdünnung entnommen wird.Another refrigeration system known to those skilled in the art has been optimized to absorb the waste heat of the primary energy transferred to the secondary circuit Introduces cooling circuits directly into a cooling water tank and then from this cooling water tank process water for the spray pipes and / or for the chemical dilution is removed.

Der Sekundärkreislauf dieses Kühlsystems ist also ein offenes System. Eine Öl - Wassertrennvorrichtung im Kühlwasserbehälter verhindert, dass im Falle einer Leckage an den Ölkühlern kein Öl in das Prozesswasser gelangt.The secondary circuit of this cooling system is therefore an open system. An oil - water separation device in the cooling water tank prevents oil from getting into the process water in the event of a leak at the oil coolers.

Die Abwärme des Sekundärkreislaufes wird so direkt, ohne den Umweg über z.B. einen Wärmetauscher, genutzt.The waste heat of the secondary circuit is thus directly, without the detour via e.g. a heat exchanger used.

Dennoch besteht im Falle einer Verunreinigung die Gefahr einer Verunreinigung des Prozesswassers, so dass bei einer Verunreinigung die Maschinen sofort abgeschaltet werden muss.Nevertheless, there is a risk of contamination of the process water in the event of contamination, so that in case of contamination, the machine must be shut down immediately.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Kühlkreislaufes zu schaffen der die Vorteile des bisherigen System weiter nutzt und gleichzeitig eine Verunreinigung des Prozesswasser einer Papier- oder Kartonmaschine zuverlässig verhindert ohne im Falle eine Verunreinigung eine Produktionsunterbrechung zu verursachen.It is therefore an object of the invention to provide a refrigeration cycle which further utilizes the advantages of the previous system and at the same time reliably prevents contamination of the process water of a paper or board machine without causing a production interruption in the event of contamination.

Erfindungsbeschreibunginvention description

Die Aufgabe wird mittels des Kühlsystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mittels eines Kühlverfahrens mit den Merkmalen des Anspruches 8 gelöst.The object is achieved by means of the cooling system with the features of claim 1 or by means of a cooling method with the features of claim 8.

Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the present invention will become apparent from the dependent claims.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Kühlsystem zur Abführung überschüssiger Prozess-und /oder Maschinenwärme vorgeschlagen, dass aus mindestens einem geschlossenen primären Kühlkreislauf (Primärkreislauf), welcher überschüssige Wärme ableitet, je Primärkreislauf mindestens einen primären Fluid/Wasser-Wärmetauscher zur Übertragung der Wärme auf mindestens einen sekundären Kühlkreislauf (Sekundärkreislauf), je Sekundärkreislauf mindestens ein Kühlrückwasserbehälter mit einer Vorrichtung zum Abscheiden von Öl, einer Entnahmestelle für Prozesswasser, einen Kühlwasserablauf, einer Kühlvorrichtung zur Gewinnung von Vorlauf Kühlwasser sowie mind. einem Frischwasserzulauf.To solve the problem, a cooling system for removing excess process and / or engine heat is proposed that at least one closed primary cooling circuit (primary circuit), which dissipates excess heat, per primary circuit at least one primary fluid / water heat exchanger to transfer the heat to at least one secondary cooling circuit (secondary circuit), each secondary circuit at least one cooling water tank with a device for separating oil, a removal point for process water, a cooling water drain, a cooling device for obtaining flow cooling water and min. A fresh water inlet.

Der mindestens eine Kühlrückwasserbehälter hat zwei Bereiche einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich die mittels einer Trennvorrichtung voneinander trennbar sind.The at least one cooling return water container has two regions, a first region and a second region, which can be separated from one another by means of a separating device.

Durch diese Ausführung des Kühlsystems wird sichergestellt, dass selbst bei einem Störfall, z.B. einer Leckage eines primären Wärmetauschers das Kühlfluid (z.B. Öl) welches aus dem Primärkreislauf stammt, nicht in das Prozesswasser und /oder Hilfsstoffwasser gelangen kann und dass die Papiermaschine bei einem Störfall nicht abgeschaltet werden muss.This design of the cooling system ensures that even in the event of an accident, e.g. leakage of a primary heat exchanger, the cooling fluid (e.g., oil) coming from the primary circuit can not get into the process water and / or auxiliary water, and the paper machine need not be shut down in the event of an accident.

Ein Produktionsausfall wegen verunreinigtem Prozesswasser oder Umweltschäden durch verschmutztes und mit Chemikalien belastetes Abwasser wird auf diese Weise wirkungsvoll vermieden.A loss of production due to contaminated process water or environmental damage from polluted and contaminated with chemicals wastewater is effectively avoided in this way.

Die Trennvorrichtung besteht vorzugsweise aus einer Trennwand, einer Rohrverbindung zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich und einem Ventil, welches im Störfall geschlossen wird und so zuverlässig verhindert, dass Kühlwasser von einem Bereich in den anderen gelangt.
Alternativ kann die Trennvorrichtung auch ein Schieber in der Trennwand sein.The separating device preferably consists of a partition wall, a pipe connection between the first region and the second region and a valve which is closed in the event of a malfunction and thus reliably prevents cooling water from passing from one region to the other.
Alternatively, the separator may also be a slider in the partition.

Der sekundär Kühlwasserrücklauf, kommend von den Wärmetauschern, leitet das erwärmte sekundäre Rücklaufkühlwasser in den ersten Bereich des Kühlrückwasserbehälters vor dem Ölabscheider ein und der Kühlwasserablauf sowie die Entnahme des Prozesswassers erfolgt in einem Bereich hinter dem Ölabscheider. Wobei der Kühlwasserablauf im ersten Bereich erfolgt und das Prozesswasser aus dem zweiten Bereich des Kühlrückwasserbehälters entnommen wird.The secondary cooling water return, coming from the heat exchangers, introduces the heated secondary return cooling water into the first region of the recirculating water tank in front of the oil separator, and the cooling water drain and the process water is withdrawn in an area behind the oil separator. Wherein the cooling water drainage takes place in the first area and the process water is removed from the second area of the cooling water return tank.

Vom Kühlmittelabfluss fließt das sekundäre Kühlwasser zur Kühlvorrichtung, vorzugsweise ein Kühlturm der die überschüssige Wärme an die Umgebungsluft abgibt.From the coolant outflow, the secondary cooling water flows to the cooling device, preferably a cooling tower which releases the excess heat to the ambient air.

Betrachtet man den Wasserstrom im Sekundärkreislauf so ergibt sich folgendes. Der Wasserstrom des Kühlwasservorlauf/ Kühlwasserrücklauf wird im Kühlrückwasserbehälter aufgeteilt in den Prozesswasserstrom und den Kühlwasserablaufstrom und im Kühlturm in einen Kühlwasserstrom und einen Dampfstrom. Zum Ausgleich der abgezweigten Kühlwassermengen muss dem Kühlsystem Frischwasser entsprechend der entnommenen Prozesswassermenge und der Verdunstungsverluste im sekundären Kühlkreislauf zugeführt wird.Looking at the water flow in the secondary circuit, the result is as follows. The water flow of the cooling water feed / cooling water return is divided in the cooling water return tank into the process water flow and the cooling water outflow stream and in the cooling tower into a cooling water flow and a steam flow. To compensate for the diverted amounts of cooling water fresh water must be supplied to the cooling system according to the amount of process water withdrawn and the evaporation losses in the secondary cooling circuit.

Das Abzweigen des Prozesswassers bewirkt das die Leistung des Kühlturms kleiner ausgelegt werden kann. Zum einem ist die zu kühlende Wassermenge geringer, zum anderen erfolgt eine zusätzliche Temperaturreduzierung durch den Frischwasserzulauf, der die entnommene Prozesswassermenge ausgleicht.The diversion of the process water causes the performance of the cooling tower can be made smaller. On the one hand, the amount of water to be cooled is lower, on the other hand there is an additional temperature reduction by the fresh water inlet, which compensates for the amount of process water taken.

Für das Kühlverfahren zur Nutzung und Abführung überschüssiger Prozess- und /oder Maschinenwärme ergeben sich folgende Verfahrensschritten:

  • Ableitung überschüssiger Wärme über mindestens einem geschlossenen primären Kühlkreislauf (Primärkreislauf)
  • Übertragung der Wärme auf mindestens einen sekundären Kühlkreislauf (Sekundärkreislauf) mittels eines primären Fluid/Wasser- Wärmetauscher
  • Einleitung des erwärmten sekundären Rücklaufkühlwassers in mindestens einen Kühlrückwasserbehälter mit einer Vorrichtung zum Abscheiden von Öl
  • Entnahme eines Teils des sekundären Rücklaufkühlwassers als Prozesswasser aus dem Kühlrückwasserbehälter
  • Abführen der überflüssigen Wärmeenergie in einer Kühlvorrichtung zur Gewinnung von sekundärem Vorlaufkühlwasser
  • Zuführen von Frischwasser zu Ausgleich der entnommenen Prozesswassermenge und der Verdunstungsverluste im sekundären Kühlkreislauf
  • Unterbrechen der Verwendung des sekundären Rücklaufwassers als Prozesswasser im Falle einer Störung und/oder Verunreinigung des sekundären Rücklaufwassers.
For the cooling process for the use and removal of excess process and / or machine heat, the following process steps result:
  • Dissipation of excess heat via at least one closed primary cooling circuit (primary circuit)
  • Transfer of heat to at least one secondary cooling circuit (secondary circuit) by means of a primary fluid / water heat exchanger
  • Introduction of the heated secondary return cooling water into at least one recirculating water tank with an apparatus for separating oil
  • Removing a portion of the secondary return cooling water as process water from the cooling water return tank
  • Discharge the excess heat energy in a cooling device for obtaining secondary flow cooling water
  • Supply of fresh water to equalize the amount of process water withdrawn and the evaporation losses in the secondary cooling circuit
  • Discontinue the use of the secondary return water as process water in case of failure and / or contamination of the secondary return water.

Durch die Unterbrechung der Verwendung des sekundären Rücklaufwassers als Prozesswasser muss die Maschine erfindungsgemäß nicht mehr zwangsweise abgeschaltet werden, da bei einer Unterbrechung der Sekundärkreislauf unabhängig vom der Prozesswasserentnahme geregelt werden kann. Damit das Prozesswasser weiterhin eine gewisse Temperatur hat, wird die benötigte Wärmeenergie von außen zugeführt. Dies kann in einem gewissen Maß durch die Erwärmung des Frischwassers bei der Kühlung der Nebenaggregate erfolgen.Due to the interruption of the use of the secondary return water as process water, the machine according to the invention must not be shut down forcibly, since in an interruption of the secondary circuit can be controlled independently of the process water extraction. So that the process water continues to have a certain temperature, the required heat energy is supplied from the outside. This can be done to some extent by the heating of the fresh water in the cooling of the ancillaries.

Die überschüssige Prozess- und /oder Maschinenwärme des Sekundärkreislaufes muss bei einer Unterbrechung zu 100% über die Kühlvorrichtung abgeführt werden.The excess process and / or engine heat of the secondary circuit must be dissipated in an interruption to 100% through the cooling device.

Alternativ ist es denkbar, dass bei einer Unterbrechung die überschüssige Prozess-und /oder Maschinenwärme des Sekundärkreislaufes teilweise über einen zusätzlichen Wärmetauscher auf das Wasser des Frischwasserzulaufs übertragen wird.Alternatively, it is conceivable that in the event of an interruption, the excess process and / or engine heat of the secondary circuit is partially transferred via an additional heat exchanger to the water of the fresh water inlet.

Durch die Lösung der Aufgabe der Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:

  • Vermeidung der Verschmutzung des Prozesswassers
  • Optimale Energieausnutzung
  • Vermeidung der Aufkonzentration der Wasserinhaltsstoffe durch den
  • ständigen Frischwasserzulauf im Sekundärkreislauf
By solving the object of the invention, the following advantages are achieved:
  • Prevention of contamination of process water
  • Optimal energy utilization
  • Avoiding the concentration of water constituents by the
  • constant supply of fresh water in the secondary circuit

Figurenbeschreibungfigure description

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Figur 1:
eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung
Figur 2:
eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung mit erweiterten Funktionen
Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. Show it:
FIG. 1:
A first embodiment of the cooling device according to the invention
FIG. 2:
a second embodiment of the cooling device according to the invention with advanced features

Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kühlsystem einer Papiermaschine mit drei parallel angeordneten Primärkreisläufen mit jeweils einem Vorlauf 3.1 - 3.3 und Rücklauf 3.4 -3.6, welche die Vorrichtungen 3.7 - 3.9 (z.B. Lager, Presswalzen, sonstige Maschinenteile, etc.) mit Hilfe eines durchfließenden Fluides - hier Öl - kühlen.The FIG. 1 shows a cooling system according to the invention a paper machine with three parallel primary circuits, each with a flow 3.1 - 3.3 and return 3.4 -3.6, the devices 3.7 - 3.9 (eg bearings, press rolls, other machine parts, etc.) by means of a flowing fluid - here oil - cool.

Im den Primärkreisläufen befinden sich zwischen den Vorläufen 3.1 - 3.3 und den Rückläufen 3.4 - 3.6 jeweils primäre Fluid/Wasser Wärmetauscher 2.1 - 2.3, mit deren Hilfe die Abwärme an einen weiteren Sekundärkühlkreislauf 2 übertragen wird. Der Primärkühlkreislauf 3 bildet gegenüber dem Sekundärkühlkreislauf 2 einen abgeschlossenen Kreislauf, nur mit dem Wärmetauscher gibt es einen mittelbaren Berührungspunkt.In the primary circuits are located between the headers 3.1 - 3.3 and the return runs 3.4 - 3.6 each primary fluid / water heat exchanger 2.1 - 2.3, with the aid of which the waste heat is transferred to another secondary cooling circuit 2. The primary cooling circuit 3 forms a closed circuit with respect to the secondary cooling circuit 2, only with the heat exchanger is there an indirect contact point.

Im Sekundärkühlkreislauf 2 sind die primären Wärmetauscher 2.1 - 2.3 parallel zueinander geschaltet und über dem Vorlauf 4 und dem Rücklauf 5 miteinander verbunden.In the secondary cooling circuit 2, the primary heat exchangers 2.1 - 2.3 are connected in parallel to each other and connected to each other via the flow 4 and the return 5.

Von den primären Wärmetauschern 2.1 - 2.3 wird das erhitzte Kühlwasser über den Rücklauf 5 in den oberen Bereich eines Kühlrückwasserbehälters 6 eingeleitet. Der Kühlrückwasserbehälter 6 ist in zwei Teilbereiche 6a, 6b unterteilt, wobei in ersten Bereich 6a eine Vorrichtung zum Abscheiden von Öl integriert ist.Of the primary heat exchangers 2.1 - 2.3, the heated cooling water is introduced via the return line 5 into the upper region of a cooling water reservoir 6. The cooling water return container 6 is subdivided into two subregions 6a, 6b, wherein a device for separating off oil is integrated in the first region 6a.

Die beiden Bereiche 6a, 6b sind im Normalfall miteinander verbunden und können im Störfall, z.B. bei Verunreinigung des Kühlwassers mit Öl, voneinander getrennt werden. Die Trennvorrichtung kann dabei wie gezeigt aus einer Trennwand 12 im Kühlrückwasserbehälter 6 und einer Rohrverbindung 16 mit einem Ventil 17 bestehen. Alternativ ist auch eine verschließbare Öffnung in der Trennwand denkbar oder eine Pumpvorrichtung die das Kühlwasser vom ersten Bereich 6a in den zweiten Bereich 6b pumpt.The two areas 6a, 6b are normally connected to one another and can be separated from one another in the event of a fault, for example if the cooling water is contaminated with oil become. As shown, the separating device can consist of a dividing wall 12 in the cooling water reservoir 6 and a pipe connection 16 with a valve 17. Alternatively, a closable opening in the partition wall is conceivable or a pumping device which pumps the cooling water from the first area 6a into the second area 6b.

Das Prozesswasser 10 wird aus dem zweiten Teilbereich 6b entnommen, wobei über die Verbindung der Bereiche 6a, 6b warmes Kühlwasser entsprechend der entnommen Prozesswassermenge nachströmt.The process water 10 is withdrawn from the second sub-area 6b, wherein hot cooling water flows in accordance with the withdrawn amount of process water via the connection of the areas 6a, 6b.

Das benötigte Kühlwasser für den Sekundärkreislauf wird dem aus dem ersten Bereich 6a des Kühlrückwasserbehälters 6 entnommen und von dort zu einer Kühlvorrichtung, hier eine Kühlturm 8 mit einem Ventilator zur Unterstützung des Kühlluftstromes, gepumpt. Von dort gelangt es über den Kühlwasservorlauf zu den Wärmetauschern 2.1 - 2.3. Zwischen dem Kühlturm 8 und den Wärmetauschern 2.1 - 2.3 befindet sich in der Regel noch eine Kühlwasserkreislaufbehälter 19 mit Frischwasserzulauf 15, eine Pumpe18 sowie eine Filter.The required cooling water for the secondary circuit is taken from the first area 6a of the recirculating water tank 6 and from there to a cooling device, here a cooling tower 8 with a fan to support the cooling air flow, pumped. From there it reaches the heat exchangers 2.1 - 2.3 via the cooling water supply. Between the cooling tower 8 and the heat exchangers 2.1 - 2.3 is usually still a cooling water circulation tank 19 with fresh water inlet 15, a Pumpe18 and a filter.

Der Kühlturm gibt die überschüssige Wärme in Form von Dampf an die Umgebung ab, der dadurch entstehende Wasserverlust wird über den Frischwasserzulauf 15 ausgeglichen.
Zudem wird über den Frischwasserzulauf 15 die entnommene Prozesswassermenge im Normalbetrieb ausgeglichen.
Auch der Kühlrückwasserbehälter 6 ist im zweiten Bereich 6b mit einem Frischwasserzulauf 14 versehen um die Entnahme des Prozesswassers 10 bei geschlossenem Ventil 17 auszugleichen. Zur Vorwärmung des Frischwassers kann vor dem Einlaufen noch die Abwärme verschiedener Aggregate genutzt werden, z.B. Verdichter, Pumpen u.s.w.The cooling tower releases the excess heat in the form of steam to the environment, the resulting loss of water is compensated via the fresh water inlet 15.
In addition, the withdrawn amount of process water is compensated in normal operation via the fresh water inlet 15.
Also, the recirculating water tank 6 is provided in the second area 6b with a fresh water inlet 14 to compensate for the removal of the process water 10 with the valve 17 closed. To preheat the fresh water, the waste heat from various units can still be used before running in, eg compressors, pumps, etc

Alternativ kann hier auch noch einmal die Restwärme des Kühlwassers auf dem Weg zum Kühlturm genutzt werden. Dies spielt vor allem dann eine Rolle wenn die direkte Nutzung der Rücklaufenergie aus dem Rücklauf 5 im Störfall nicht genutzt werden kann.Alternatively, once again, the residual heat of the cooling water can be used on the way to the cooling tower. This plays a role especially if the direct Use of the return energy from the return 5 in case of failure can not be used.

BezuaszeichenlisteBezuaszeichenliste

11
Kühlsystemcooling system
22
SekundärkreislaufSecondary circuit
2.1 - 2.32.1 - 2.3
Fluid/WasserwärmetauscherFluid / water heat exchanger
33
PrimärkreislaufPrimary circuit
3.1 - 3.33.1 - 3.3
primärer Kühlwasservorlaufprimary cooling water feed
3.4 - 3.63.4 - 3.6
primärer Kühlwasserrücklaufprimary cooling water return
3.7 - 3.93.7 - 3.9
Kühlvorrichtungcooler
44
sekundär KühlwasservorlaufSecondary cooling water supply
55
sekundär KühlwasserrücklaufSecondary cooling water return
66
KühlrückwasserbehälterRear cooling water tank
6a, 6b6a, 6b
erster /zweiter Kühlwasserbereichfirst / second cooling water area
77
Ölabscheideroil separator
88th
Kühlvorrichtungcooler
99
KühlwasserablaufCooling water outlet
1010
Prozesswasserprocess water
1111
Ventilatorfan
1212
Trennwandpartition wall
1313
Wärmetauscherheat exchangers
14,1514.15
Frischwasserfresh water
1616
VerbindungsrohrleitungConnecting pipeline
1717
VentilValve
1818
Pumpepump
1919
KühlwasserkreislaufbehälterCooling water circulation container

Claims (11)

Kühlsystem zur Nutzung und Abführung überschüssiger Prozess- und /oder Maschinenwärme umfassend: - mindestens einem geschlossenen primären Kühlkreislauf (3) (Primärkreislauf), welcher überschüssige Wärme ableitet, - je Primärkreislauf (3) mindestens einen primären Fluid/Wasser-Wärmetauscher (2.1 bis 2.3) zur Übertragung der Wärme auf mindestens einen sekundären Kühlkreislauf (2) (Sekundärkreislauf) - je Sekundärkreislauf (2) mindestens ein Kühlrückwasserbehälter (6) mit einer Vorrichtung (7) zum Abscheiden von Öl, einer Entnahmestelle für Prozesswasser (10), einen Kühlwasserablauf (9), einer Kühlvorrichtung (8) zur Gewinnung von Vorlauf Kühlwasser (4) sowie mind. einem Frischwasserzulauf (14,15) dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Kühlrückwasserbehälter (6) einen ersten Bereich (6a) und einen zweiten Bereich(6b) aufweist die mittels einer Trennvorrichtung (16,17) voneinander trennbar sind.Cooling system for use and removal of excess process and / or engine heat comprising: - at least one closed primary cooling circuit (3) (primary circuit), which dissipates excess heat, - per primary circuit (3) at least one primary fluid / water heat exchanger (2.1 to 2.3) for the transfer of heat to at least one secondary cooling circuit (2) (secondary circuit) - per secondary circuit (2) at least one cooling water return tank (6) with a device (7) for separating oil, a removal point for process water (10), a cooling water outlet (9), a cooling device (8) for obtaining flow cooling water (4) and at least one fresh water inlet (14,15) characterized,
in that the at least one cooling return water container (6) has a first region (6a) and a second region (6b) which can be separated from one another by means of a separating device (16, 17). Kühlsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Trennvorrichtung aus einer Trennwand (12) einer Rohrverbindung (16) zwischen dem ersten Bereich (6a) und dem zweiten Bereich (6b) und einem Ventil(17) besteht.Cooling system according to claim 1,
characterized,
in that the separating device consists of a dividing wall (12) of a pipe connection (16) between the first region (6a) and the second region (6b) and a valve (17). Kühlsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Trennvorrichtung ein Schieber in der Trennwand (12) ist.Cooling system according to claim 1,
characterized,
in that the separating device is a slide in the dividing wall (12). Kühlsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der sekundär Kühlwasserrücklauf (5) von den Wärmetauschern (2.1 bis 2.3) in den ersten Bereich (6a) des Kühlrückwasserbehälters (6) vor dem Ölabscheider (7) einläuft und der Kühlwasserablauf (9) und die Entnahme des Prozesswassers (10) in einem Bereich hinter dem Ölabscheider im ersten Bereich (6a) angeordnet sind.Cooling system according to claim 1,
characterized,
that the secondary cooling water return (5) from the heat exchangers (2.1 to 2.3) in the first region (6a) of the recirculating water tank (6) before the oil separator (7) enters and the cooling water outlet (9) and the removal of the process water (10) in one Area behind the oil separator in the first region (6a) are arranged. Kühlsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Prozesswasser (10) aus dem zweiten Bereich (6b) des Kühlrückwasserbehälters (6) entnommen wird.Cooling system according to claim 1,
characterized,
in that the process water (10) is taken from the second area (6b) of the re-cooling water tank (6). Kühlsystem nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kühlvorrichtung (8) ein Kühlturm ist, der die überschüssige Wärme an die Umgebung abgibt.Cooling system according to claim 1
characterized,
in that the cooling device (8) is a cooling tower which releases the excess heat to the environment. Kühlsystem nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
dass dem sekundären Kühlwasservorlauf (4) nach der Kühlvorrichtung (8) Frischwasser entsprechend der entnommenen Prozesswassermenge (10) und der Verdunstungsverluste im sekundären Kühlkreislauf (2) zugeführt wird.Cooling system according to claim 1
characterized,
that the secondary cooling water supply (4) after the cooling device (8) fresh water according to the extracted process water quantity (10) and the evaporation losses in the secondary cooling circuit (2) is supplied. Kühlverfahren zur Nutzung und Abführung überschüssiger Prozess- und /oder Maschinenwärme mit folgend Verfahrensschritten: - Ableitung überschüssige Wärme über mindestens einem geschlossenen primären Kühlkreislauf (3) (Primärkreislauf) - Übertragung der Wärme auf mindestens einen sekundären Kühlkreislauf (2) (Sekundärkreislauf) mittels eines primären Fluid/Wasser-Wärmetauscher (2.1 bis 2.3) - Einleitung des erwärmten sekundären Rücklaufkühlwassers (5) in mindestens einen Kühlrückwasserbehälter (6) mit einer Vorrichtung (7) zum Abscheiden von Öl - Entnahme eines Teils des sekundären Rücklaufkühlwassers (5) als Prozesswasser (10) aus dem Kühlrückwasserbehälter (6) - abführen der überflüssigen Wärmeenergie in einer Kühlvorrichtung (8) zur Gewinnung von sekundärem Vorlaufkühlwasser (4) - Zuführen von Frischwasser (14;15) zu Ausgleich der entnommenen Prozesswassermenge (10) und der Verdunstungsverluste im sekundären Kühlkreislauf (2) dadurch gekennzeichnet,
dass die Verwendung des sekundären Rücklaufwassers (5) als Prozesswasser (10) im Falle einer Störung und/oder Verunreinigung des sekundären Rücklaufwassers (5) unterbrochen wird.Cooling method for using and removing excess process and / or machine heat with the following method steps: - dissipation of excess heat via at least one closed primary cooling circuit (3) (primary circuit) - Transfer of heat to at least one secondary cooling circuit (2) (secondary circuit) by means of a primary fluid / water heat exchanger (2.1 to 2.3) - Introduction of the heated secondary return cooling water (5) in at least one cooling water return tank (6) with a device (7) for separating oil - Removing a portion of the secondary return cooling water (5) as process water (10) from the recirculating water tank (6) - dissipate the excess heat energy in a cooling device (8) for obtaining secondary flow cooling water (4) - Supply of fresh water (14; 15) to compensate for the amount of process water removed (10) and the evaporation losses in the secondary cooling circuit (2) characterized,
that the use of the secondary return water (5) as process water (10) in the event of a fault and / or contamination of the secondary return water (5) is interrupted. Kühlverfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei der Unterbrechung der Verwendung des sekundären Rücklaufwassers (5) als Prozesswasser (10) dem Prozesswasser (10) die benötigte Wärmeenergie von außen zugeführt wird.Cooling method according to claim 8,
characterized,
that the heat energy required is supplied from the outside during interruption of use of the secondary return water (5) as process water (10) to the process water (10). Kühlverfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei der Unterbrechung der Verwendung des sekundären Rücklaufwassers (5) als Prozesswasser (10) die überschüssige Prozess- und /oder Maschinenwärme des Sekundärkreislaufes komplett über die Kühlvorrichtung (8) abgeführt wird,Cooling method according to claim 8,
characterized,
that when the use of the secondary return water (5) as process water (10) is interrupted, the excess process and / or machine heat of the secondary circuit is completely removed via the cooling device (8), Kühlverfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei der Unterbrechung der Verwendung des sekundären Rücklaufwassers (5) als Prozesswasser (10) die überschüssige Prozess- und /oder Maschinenwärme des Sekundärkreislaufes teilweise über einen Wärmetauscher(13) auf das Wasser des Frischwasserzulaufs (14) übertragen wird.Cooling method according to claim 8,
characterized,
in that when the use of the secondary return water (5) as process water (10) is interrupted, the excess process and / or engine heat of the secondary circuit is partially transferred to the water of the fresh water inlet (14) via a heat exchanger (13).
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