EP3367033A1 - Heat exchanger and method for distributing a liquid phase in a heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger and method for distributing a liquid phase in a heat exchanger Download PDF

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EP3367033A1
EP3367033A1 EP17020069.5A EP17020069A EP3367033A1 EP 3367033 A1 EP3367033 A1 EP 3367033A1 EP 17020069 A EP17020069 A EP 17020069A EP 3367033 A1 EP3367033 A1 EP 3367033A1
Authority
EP
European Patent Office
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distributor
liquid
heat exchanger
liquid phase
core tube
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17020069.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Steinbauer
Christiane Kerber
Jürgen Spreemann
Christoph Seeholzer
Eva Müller
Konrad Braun
Florian Deichsel
Luis Matamoros
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.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to US15/902,345 priority patent/US20180245844A1/en
Priority to RU2018106651A priority patent/RU2018106651A/en
Priority to CN201810153997.2A priority patent/CN108507394A/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J5/00—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
    • F25J5/002—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/024—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/32—Details on header or distribution passages of heat exchangers, e.g. of reboiler-condenser or plate heat exchangers

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger, in particular a wound heat exchanger, and a method for distributing a liquid phase to a tube bundle of a heat exchanger
  • Such a heat exchanger is used for indirect heat exchange between at least a first medium, which is guided in a tube bundle of the heat exchanger and a second medium, which is guided in a surrounding the tube bundle shell space, which is bounded by a pressure-bearing jacket of the heat exchanger.
  • the two-phase entering refrigerant is usually separated in a pre-manifold of the heat exchanger by gravity in a gaseous phase and a liquid phase and then passed the liquid phase in a main manifold and abandoned by this (as a second medium) on the tube bundle ,
  • the liquid phase from the pre-distributor is fed into a central core tube and then directed (um) into the distribution manifolds of the main distributor. From there, the distribution takes place via the tube bundle.
  • the core tube absorbs the load of the tube bundle.
  • the central inlet into the distributor arms of the main distributor leads, in particular when starting the system, to an oversupply of the inner layers with refrigerant (or second medium), which can result in various thermo-hydraulic problems. For example, during start-up, an increased amount of gas to be flared is produced.
  • the use of the core tube as a distributor component means that the core tube and the pre-distributor are combined in terms of production technology. This does not allow independent or parallel production.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a heat exchanger and a corresponding method for distributing a liquid phase, which reduces the problems mentioned above.
  • a heat exchanger for indirect heat exchange between a first medium and a second medium.
  • the heat exchanger has at least the following components: a core tube extended along a longitudinal axis, on which a plurality of tubes for receiving the first medium is wound, the tubes forming a tube bundle; a pre-distributor having a liquid space for receiving a liquid phase of the second medium to be distributed to the tube bundle, wherein during normal operation the pre-distributor is not filled with the liquid phase beyond the liquid space; a centrally arranged with respect to the longitudinal axis inlet for introducing the liquid phase in the Liquid space; and a main manifold having a plurality of distributor arms for distributing the liquid phase to the tube bundle.
  • the invention provides that the distributor arms are in fluid communication with the liquid space of the pre-distributor via at least one flow path extending outside the core tube, the core tube being arranged or sealed with respect to the liquid space such that the liquid phase leaves the liquid space during normal operation of the heat exchanger can not be fed via the core tube into the distributor arms of the main distributor.
  • the core tube is arranged so separated from the liquid space or fluidly separated from this, that the liquid phase (especially during normal operation) from the liquid space is fed exclusively via the flow path in the distribution arms of the main manifold or can get.
  • the term 'liquid space' designates that portion of the pre-distributor or the volume which contains the liquid phase during normal operation of the heat exchanger. That is, the liquid space is limited at the top by the level of the liquid phase.
  • the liquid space during normal operation along the longitudinal axis extends maximally to the outlet opening of the core tube, so that the liquid phase can not penetrate through the outlet opening in the core tube , Filling the pre-distributor with the liquid phase beyond the outlet opening is thus not provided for the intended operation of the heat exchanger.
  • the heat exchanger has a central inlet for introducing the liquid phase into the liquid space. That is, the pre-distributor is in particular not a ring distributor with radially arranged to the longitudinal axis inlet.
  • the free cross section for draining the liquid phase can advantageously be increased in such a way that degassing of the liquid phase is possible.
  • the behavior of the distributor can be improved in exceptional driving conditions (for example when starting up).
  • exceptional driving conditions for example when starting up.
  • an oversupply of the inner layers of the tube bundle during startup of the system can be avoided since the liquid phase can be distributed radially further outward through the flow paths outside the core tube.
  • typical thermo-hydraulic problems during startup of the system can be avoided, which reduces the amount of gas usually burned off during startup in LNG systems.
  • the distributor arms of the main distributor are not connected to the feed of the liquid phase to the core tube, it is advantageously possible to manufacture the main distributor and / or the pre-distributor separately (ie not together with the core tube).
  • the core tube has an outlet opening arranged in the predistributor at an upper end of the core tube, wherein the outlet opening is arranged in the direction of the longitudinal axis above the liquid space, so that the liquid phase does not flow from the liquid space via the core tube into the distributor arms of the Main distributor is fed.
  • the heat exchanger has a baffle plate arranged with respect to the longitudinal axis below the central inlet, wherein the outlet opening of the core tube is arranged below the baffle plate with respect to the longitudinal axis, so that the liquid phase from the central inlet can not fall directly into the outlet opening.
  • the at least one flow path is formed by a downcomer extending along the longitudinal axis, so that the liquid phase to be distributed can be fed via the downpipe from the liquid space into the distributor arms.
  • Such downpipes are also referred to as 'downcomers'.
  • each distributor arm is in fluid communication with the liquid space of the pre-distributor by means of one or more downcomers.
  • the number and dimensions (e.g., tube cross-section) of the downcomers vary with respect to the entire heat exchanger and / or relative to a distributor arm.
  • At least one of the distributor arms is formed by a lower portion of a shaft which extends from the pre-distributor along the longitudinal axis, so that the liquid phase to be distributed via the shaft from the liquid space into the respective distributor arm can be fed.
  • all distributor arms of the main distributor are formed by corresponding shafts.
  • the corresponding shaft may be extended in a radial direction between the core tube and a jacket of the heat exchanger, wherein the shaft has a maximum radial extent corresponding to at least the maximum radial extent of the respective distributor arm, with which the corresponding shaft is in fluid communication.
  • the shaft in cross-section (perpendicular to the longitudinal axis) has the same shape as the corresponding distributor arm, which forms the lower portion of the shaft.
  • the cross-section may be pie-shaped.
  • the distributor arms are in flow communication via at least one compensation line, so that the liquid level of the liquid phase located in the distributor arms can be compensated by a flow of the liquid phase via the at least one compensation line.
  • the at least two distributor arms communicate hydraulically.
  • the at least one compensation line is a ring line (in relation to the longitudinal axis) in the circumferential direction of the heat exchanger.
  • the equalization line can advantageously achieve a more uniform distribution of the liquid phase within the main distributor.
  • the distributor arms extend in a radial direction between the core tube and a jacket of the heat exchanger and in an axial direction along the longitudinal axis, wherein the distributor arms each have a roof covering the respective distributor arm in the axial direction on the side facing the predistributor closes, and wherein the respective roof in the radial direction towards the jacket, ie towards the outside, falls off.
  • the distributor arms are in flow connection with the core tube, so that the gaseous phase located in the distributor arms can be removed from the distributor arms via the core tube.
  • the core tube has an outlet opening, wherein the core tube is in flow communication with a gas space of the predistributor at the outlet opening, so that the gaseous phase located in the distributor arms can be introduced into the gas space via the core tube.
  • the gaseous phase can be withdrawn from the gas space of the pre-distributor.
  • the gas space is arranged in particular during normal operation of the heat exchanger over the liquid space of the pre-distributor.
  • the core tube terminates in the gas space, wherein in particular the outlet opening is arranged on the front side of the core tube, and wherein the core tube protrudes with the outlet opening over the liquid space of the pre-distributor, so that the liquid phase can not get out of the liquid space in the core tube.
  • a method of distributing a liquid phase to a tube bundle of a heat exchanger according to the first aspect provided the invention.
  • the first medium is passed through the tubes of the heat exchanger, wherein the liquid phase is introduced into the liquid space of the pre-distributor, and wherein the liquid phase is fed exclusively via at least one outside of the core tube flow path in the distribution arms of the main manifold and from there is placed on a tube bundle of the heat exchanger.
  • the liquid phase between the distributor arms and the liquid space of the predistributor forms a coherent liquid column.
  • the at least one flow path in particular the downpipes or the ducts, has been submerged and the liquid level is located in the liquid space of the predistributor.
  • the liquid phase forms a first liquid column in the flow path and a second liquid column in the liquid space of the predistributor, wherein the first liquid column is separated from the second liquid column by a gas volume located in the flow path.
  • the gas volume located between the first and second liquid column can in particular contain liquid droplets which rain down from the liquid space of the predistributor onto the first liquid column standing in the flow path.
  • Such operation with non-submerged flow paths has the advantage that the level of the liquid phase in the pre-distributor varies less between different operating conditions, so that the overall height of the pre-distributor can be advantageously reduced.
  • FIGS. 1 and 2 show a wound heat exchanger 1 with a tube bundle 2, which serves to receive a first medium, which is to occur in an indirect heat exchange with a guided in a surrounding the tube bundle 2 shell space 5 liquid phase F.
  • the jacket space 5 is bounded by a pressure-bearing jacket 4, which extends along a longitudinal or cylindrical axis Z, which is arranged in the ready state of the heat exchanger 1 parallel to the vertical.
  • the tube bundle 2 has a plurality of tubes 20, which are each helically wound on a core tube 3 extended along the longitudinal axis Z, which is arranged coaxially with the jacket 4 in the jacket space 5.
  • the core tube 3 takes on the load of the tube bundle 2.
  • a two-phase mixture is first passed from above into a pre-distributor 100 of the heat exchanger 1 via an inlet 104 running along the longitudinal axis Z, for example.
  • the predistributor 100 has a bottom 101 extending transversely to the longitudinal axis Z and a circumferential lateral wall 102 which extends therefrom.
  • the inlet 104 further has an operating opening of the heat exchanger 1 downwardly facing inlet opening 105, which is opposite to a baffle plate 103, the above of the bottom 101 of the pre-distributor 100 in the pre-distributor 100 is arranged.
  • the two-phase mixture can flow off the baffle plate 103 to the bottom 101 and is collected and calmed there, whereby a gaseous phase G can outgas from the two-phase mixture.
  • the liquid phase F of the two-phase mixture collects in a liquid space 110 of the pre-distributor 100, while the outgassed gaseous phase G collects in a gas space 120 of the pre-distributor 100 arranged above the liquid space 110 and can be withdrawn, for example, from the gas space 120.
  • the core tube 3 protrudes through the bottom 101 of the pre-distributor 100 into the pre-distributor 100.
  • the core tube 3 has an outlet opening 31 at the top, which is arranged below the baffle plate 103.
  • the core tube 3 protrudes into the gas space 120 of the pre-distributor via the liquid space 110 of the pre-distributor 100, so that the liquid phase F located in the liquid space 110 can not flow into the core tube 3.
  • the pre-distributor 100 is only filled with the liquid phase F to such an extent that the liquid level of the liquid phase F lies below the outlet opening 31.
  • the pre-distributor 100 is connected exclusively to the distributor arms 201 of a main distributor 200 via a flow path 30 lying outside the core tube 3.
  • the distributor arms 201 extend from the central core tube 3 in a radial direction R (see FIG Fig. 3 ) perpendicular to the longitudinal axis Z to an inner side of the shell. 4
  • the flow path 30 can lead, for example, through a plurality of downpipes 10 arranged parallel to the longitudinal axis Z, as in the left part of FIG FIGS. 1 and 2 shown.
  • the flow path 30 may pass through a chute 12 connecting the pre-manifold 100 to a respective manifold arm 201, as in the right-hand part of FIG FIGS. 1 and 2 shown.
  • the shaft 12 has, in particular in the radial direction R, the same extent as the corresponding distributor arm 201.
  • the flow path 30 can be realized exclusively through downpipes 11, exclusively through shafts 12 or through a combination of downpipes 11 and shafts 12.
  • the distributor arms 201 can each be connected to the pre-distributor 100 via a downpipe 11 or via several downpipes 11.
  • the flow cross section of the flow path 30 is increased compared to heat exchangers of the prior art with running in the core tube flow path, so that during the downflow from the pre-manifold 100 in the distributor arms 201 better degassing of the liquid phase F is enabled.
  • the distributor arms 201 are limited (in the embodiment with downpipes 11) at the top (in the operational configuration of the heat exchanger 1) by a respective roof 203, which decreases in particular in the radial direction R from the central core tube 3 to the jacket 4 out.
  • the gaseous phase G which outgasses in the distributor arm 201 or which is entrained by the downpipes 11 into the distributor arm 201, can collect at the centrally arranged highest point of the roof 203.
  • the distributor arm 201 may in particular be connected at this position via a degassing 208 to the interior of the core tube 3, so that the gaseous phase G can enter from the distributor arm 201 via the degassing 208 into the core tube 3, can rise in the core tube 3 and through the Outlet opening 31 can enter the gas space 120 of the pre-distributor 100.
  • This has the advantage of improved degassing of the liquid phase F.
  • the liquid phase F can be distributed from above onto the tube bundle 2.
  • the distributor arms 201 each have a bottom 202 extending transversely to the longitudinal axis Z, in which a plurality of outlet openings 207 are provided, through which the liquid phase F can flow down from above onto the tube bundle 2, along the longitudinal axis Z below the distributor arms 201 is arranged.
  • the distributor arms 201 furthermore each have two lateral, opposing walls 204, 205, which in each case diverge towards the inside 4a of the jacket 4 and are connected to one another via an end wall 206, which lies opposite the inside 4a of the jacket 4.
  • the distributor arms 201 therefore each have, in particular, a cake piece-like shape.
  • the lateral walls 204, 205 as well as the end wall 206 of the respective distributor arm 201 also go upwards from the bottom 202 of the respective distributor arm 201 along the longitudinal axis Z and in each case close to the roof 203 of the respective distributor arm 201, which descends from the core tube 3 to the inside 4a of the jacket 4, so that the gaseous phase G entrained in the distributor arms 201 can rise along the roofs 203 to the core tube 3.
  • each two distributor arms 201 adjacent in the circumferential direction of the jacket 4 there is in particular a gap 6 through which tubes 20 of the tube bundle 2 can be guided upwards along the distributor arms 201 along the longitudinal axis Z.
  • the circumferentially adjacent distribution arms 201 are connected to each other at their lateral walls 204,205 in particular via equalization lines 209, so that in the distribution arms 201 and optionally in the downpipes 11 or shafts 12 standing level of the liquid phase F between the distributor arms 201 compensated via the compensation lines 209 is.
  • the heat exchanger 1 can be operated such that the level of a first liquid column S1 of the liquid phase F in the distributor arms 201 and in the downpipes 11 and / or the shafts 12 is.
  • the liquid phase F forms a second liquid column S2 in the liquid space 120 of the pre-distributor 100, which is separated from the first liquid column S1 by a gas volume V located in particular in the upper section of the downpipes 11 and / or the ducts 12.
  • the liquid phase F thus trickles from the liquid space 120 of the pre-distributor 100 through the gas volume V and impinges on the first liquid column S1.
  • This mode of operation can be achieved by a corresponding control of the inflow of the two-phase mixture into the pre-distributor 100 and the outflow from the distributor arms 201 of the main distributor onto the tube bundle 2.
  • the heat exchanger 1 also as in FIG. 2 shown operated such that between the distribution arms 201 and the pre-distributor 100 is a continuous liquid column S of the liquid phase F, so that the downpipes 11 and / or the shafts 12 are completely flooded with the liquid phase F.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1) mit einem Kernrohr (3), auf das Rohre (20) gewickelt sind, die ein Rohrbündel (2) bilden, einem Vorverteiler (100) mit einem Flüssigkeitsraum (110) zur Aufnahme einer flüssigen Phase (F), einem zentral angeordneten Zulauf (104) zum Einleiten der flüssigen Phase (F) in den Flüssigkeitsraum (110) und einem Hauptverteiler (200), der eine Mehrzahl an Verteilerarmen (201) zum Verteilen der flüssigen Phase (F) auf das Rohrbündel (2) aufweist, wobei die Verteilerarme (201) über zumindest einen außerhalb des Kernrohrs (3) verlaufenden Strömungspfad (30) mit dem Flüssigkeitsraum (110) in Strömungsverbindung stehen, wobei das Kernrohr (3) derart gegenüber dem Flüssigkeitsraum (110) angeordnet oder abgeschlossen ist, dass die flüssige Phase (F) aus dem Flüssigkeitsraum (110) nicht über das Kernrohr (3) in die Verteilerarme (201) des Hauptverteilers (100) einspeisbar ist.The invention relates to a heat exchanger (1) with a core tube (3), onto which tubes (20) are wound, which form a tube bundle (2), a predistributor (100) having a liquid space (110) for receiving a liquid phase (F ), a centrally arranged inlet (104) for introducing the liquid phase (F) into the liquid space (110) and a main distributor (200) having a plurality of distributor arms (201) for distributing the liquid phase (F) onto the tube bundle ( 2), wherein the distributor arms (201) are in fluid communication with the liquid space (110) via at least one flow path (30) extending outside the core tube (3), the core tube (3) being arranged or sealed relative to the liquid space (110) is that the liquid phase (F) from the liquid space (110) can not be fed via the core tube (3) into the distributor arms (201) of the main distributor (100).

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verteilen einer flüssigen Phase (F) auf ein Rohrbündel (2) des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers (1).

Figure imgaf001
Furthermore, the invention relates to a method for distributing a liquid phase (F) on a tube bundle (2) of the heat exchanger (1) according to the invention.
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere einen gewickelten Wärmeübertrager, und ein Verfahren zur Verteilung einer flüssigen Phase auf ein Rohrbündel eines WärmeübertragersThe invention relates to a heat exchanger, in particular a wound heat exchanger, and a method for distributing a liquid phase to a tube bundle of a heat exchanger

Ein derartiger Wärmeübertrager dient zum indirekten Wärmetausch zwischen zumindest einem ersten Medium, das in einem Rohrbündel des Wärmetauschers geführt wird und einem zweiten Medium, das in einem das Rohrbündel umgebenden Mantelraum geführt wird, der durch einen drucktragenden Mantel des Wärmeübertragers begrenzt wird.Such a heat exchanger is used for indirect heat exchange between at least a first medium, which is guided in a tube bundle of the heat exchanger and a second medium, which is guided in a surrounding the tube bundle shell space, which is bounded by a pressure-bearing jacket of the heat exchanger.

Bei solchen Wärmeübertragern, z.B. in LNG-Anlagen, wird in der Regel das zweiphasig eintretende Kältemittel in einem Vorverteiler des Wärmeübertragers mittels Schwerkraftabscheidung in eine gasförmige Phase und eine flüssige Phase getrennt und sodann die flüssige Phase in einen Hauptverteiler geführt und von diesem (als zweites Medium) auf das Rohrbündel aufgegeben.In such heat exchangers, e.g. In LNG systems, the two-phase entering refrigerant is usually separated in a pre-manifold of the heat exchanger by gravity in a gaseous phase and a liquid phase and then passed the liquid phase in a main manifold and abandoned by this (as a second medium) on the tube bundle ,

Hierbei wird z.B. die flüssige Phase aus dem Vorverteiler in ein zentrales Kernrohr eingespeist und dann in die Verteilerarme des Hauptverteilers (um)gelenkt. Von dort erfolgt die Verteilung über das Rohrbündel. Das Kernrohr nimmt dabei die Last des Rohrbündels auf.Here, e.g. the liquid phase from the pre-distributor is fed into a central core tube and then directed (um) into the distribution manifolds of the main distributor. From there, the distribution takes place via the tube bundle. The core tube absorbs the load of the tube bundle.

Beim Herabstürzen der flüssigen Phase vom Vorverteiler in das zentrale Kernrohr wird jedoch Gas mitgerissen, wobei es aus konstruktiven Gründen oftmals nicht möglich ist, den Durchmesser des Kernrohrs so groß zu dimensionieren, dass das rückströmende Gas an der neu einströmenden flüssigen Phase vorbei nach oben entweichen kann.However, gas is entrained during the precipitation of the liquid phase from the predistributor into the central core tube, and for constructional reasons it is often not possible to dimension the diameter of the core tube so large that the backflowing gas can escape upwards past the newly flowing liquid phase ,

Die solchermaßen am Ausströmen gehinderte gasförmige Phase behindert ihrerseits wiederum die neu einströmende flüssige Phase, wodurch eine Zweiphasenströmung entsteht, die eine ordnungsgemäße Einströmung der flüssigen Phase in die Verteilarme des Hauptverteilers behindert und somit in den Verteilerarmen die gleichmäßige Verteilung der flüssigen Phase auf das Rohrbündel stört. Diese Effekte vermindern signifikant die Leistung des Wärmeübertragers.The gaseous phase hindered in this way from flowing out, in turn, hampers the newly flowing liquid phase, whereby a two-phase flow is created which hinders a proper inflow of the liquid phase into the distribution arms of the main distributor and thus in the distributor arms even distribution of the liquid phase on the tube bundle interferes. These effects significantly reduce the performance of the heat exchanger.

Weiterhin führt der zentrale Zulauf in die Verteilerarme des Hauptverteilers insbesondere beim Anfahren der Anlage zu einer Überversorgung der inneren Lagen mit Kältemittel (bzw. zweitem Medium), was verschiedene thermo-hydraulische Probleme zur Folge haben kann. Zum Beispiel fällt während des Anfahrens eine erhöhte Menge abzufackelnden Gases an.Furthermore, the central inlet into the distributor arms of the main distributor leads, in particular when starting the system, to an oversupply of the inner layers with refrigerant (or second medium), which can result in various thermo-hydraulic problems. For example, during start-up, an increased amount of gas to be flared is produced.

Des Weiteren führt die Verwendung des Kernrohrs als Verteilerkomponente dazu, dass Kernrohr und Vorverteiler fertigungstechnisch kombiniert sind. Dies erlaubt keine unabhängige bzw. parallele Fertigung.Furthermore, the use of the core tube as a distributor component means that the core tube and the pre-distributor are combined in terms of production technology. This does not allow independent or parallel production.

Hiervon ausgehend liegt daher der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager sowie ein entsprechendes Verfahren zum Verteilen einer flüssigen Phase bereitzustellen, der bzw. das die eingangs genannten Probleme mindert.Proceeding from this, the present invention is therefore based on the object of providing a heat exchanger and a corresponding method for distributing a liquid phase, which reduces the problems mentioned above.

Diese Aufgabe wird durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Wärmeübertragers sind in den entsprechenden Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben und vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 9 und 10 angegeben. Die Erfindung wird im Folgenden näher beschrieben.This object is achieved by a heat exchanger with the features of claim 1 and by a method according to claim 8. Advantageous embodiments of the heat exchanger are specified in the corresponding subclaims 2 to 7 and advantageous embodiments of the method are specified in the subclaims 9 and 10. The invention will be described in more detail below.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Wärmeübertrager zum indirekten Wärmeaustausch zwischen einem ersten Medium und einem zweiten Medium zur Verfügung gestellt. Der Wärmeübertrager weist zumindest die folgenden Komponenten auf: ein entlang einer Längsachse erstrecktes Kernrohr, auf das eine Mehrzahl an Rohren zur Aufnahme des ersten Mediums gewickelt ist, wobei die Rohre ein Rohrbündel bilden; einen Vorverteiler mit einem Flüssigkeitsraum zur Aufnahme einer auf das Rohrbündel zu verteilenden flüssigen Phase des zweiten Mediums, wobei bei einem bestimmungsgemäßen Betrieb der Vorverteiler nicht über den Flüssigkeitsraum hinaus mit der flüssigen Phase befüllt ist bzw. wird; einen in Bezug auf die Längsachse zentral angeordneten Zulauf zum Einleiten der flüssigen Phase in den Flüssigkeitsraum; und einen Hauptverteiler, der eine Mehrzahl an Verteilerarmen zum Verteilen der flüssigen Phase auf das Rohrbündel aufweist.According to a first aspect of the invention, a heat exchanger for indirect heat exchange between a first medium and a second medium is provided. The heat exchanger has at least the following components: a core tube extended along a longitudinal axis, on which a plurality of tubes for receiving the first medium is wound, the tubes forming a tube bundle; a pre-distributor having a liquid space for receiving a liquid phase of the second medium to be distributed to the tube bundle, wherein during normal operation the pre-distributor is not filled with the liquid phase beyond the liquid space; a centrally arranged with respect to the longitudinal axis inlet for introducing the liquid phase in the Liquid space; and a main manifold having a plurality of distributor arms for distributing the liquid phase to the tube bundle.

Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verteilerarme über zumindest einen außerhalb des Kernrohrs verlaufenden Strömungspfad mit dem Flüssigkeitsraum des Vorverteilers in Strömungsverbindung stehen, wobei das Kernrohr derart bezüglich des Flüssigkeitsraumes angeordnet oder abgeschlossen ist, dass die flüssige Phase aus dem Flüssigkeitsraum bei einem bestimmungsgemäßen Betrieb des Wärmeübertragers nicht über das Kernrohr in die Verteilerarme des Hauptverteilers einspeisbar ist.In this case, the invention provides that the distributor arms are in fluid communication with the liquid space of the pre-distributor via at least one flow path extending outside the core tube, the core tube being arranged or sealed with respect to the liquid space such that the liquid phase leaves the liquid space during normal operation of the heat exchanger can not be fed via the core tube into the distributor arms of the main distributor.

Mit anderen Worten: das Kernrohr ist derart gegenüber dem Flüssigkeitsraum getrennt angeordnet bzw. strömungstechnisch von diesem getrennt, dass die flüssige Phase (insbesondere beim bestimmungsgemäßen Betrieb) aus dem Flüssigkeitsraum ausschließlich über den Strömungspfad in die Verteilerarme des Hauptverteilers einspeisbar ist bzw. gelangen kann.In other words, the core tube is arranged so separated from the liquid space or fluidly separated from this, that the liquid phase (especially during normal operation) from the liquid space is fed exclusively via the flow path in the distribution arms of the main manifold or can get.

Dabei bezeichnet der Begriff 'Flüssigkeitsraum' denjenigen Abschnitt des Vorverteilers bzw. dasjenige Volumen, der bzw. das beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Wärmeübertragers die flüssige Phase enthält. Das heißt, der Flüssigkeitsraum ist nach oben hin durch den Pegel der flüssigen Phase begrenzt.In this case, the term 'liquid space' designates that portion of the pre-distributor or the volume which contains the liquid phase during normal operation of the heat exchanger. That is, the liquid space is limited at the top by the level of the liquid phase.

Für den Fall, dass in dem Vorverteiler ein Abschnitt des Kernrohres mit einer Auslassöffnung angeordnet ist, erstreckt sich der Flüssigkeitsraum beim bestimmungsgemäßen Betrieb entlang der Längsachse maximal bis zu der Auslassöffnung des Kernrohres, so dass die flüssige Phase nicht durch die Auslassöffnung in das Kernrohr eindringen kann. Ein Füllen des Vorverteilers mit der flüssigen Phase über die Auslassöffnung hinaus ist also beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Wärmeübertragers nicht vorgesehen.In the event that a section of the core tube with an outlet opening is arranged in the pre-distributor, the liquid space during normal operation along the longitudinal axis extends maximally to the outlet opening of the core tube, so that the liquid phase can not penetrate through the outlet opening in the core tube , Filling the pre-distributor with the liquid phase beyond the outlet opening is thus not provided for the intended operation of the heat exchanger.

Der Wärmeübertrager weist einen zentralen Zulauf zum Einleiten der flüssigen Phase in den Flüssigkeitsraum auf. Das heißt, bei dem Vorverteiler handelt es sich insbesondere nicht um einen Ringverteiler mit radial zu der Längsachse angeordnetem Zulauf.The heat exchanger has a central inlet for introducing the liquid phase into the liquid space. That is, the pre-distributor is in particular not a ring distributor with radially arranged to the longitudinal axis inlet.

Durch den außerhalb des Kernrohres geführten mindestens einen Strömungspfad kann mit Vorteil der freie Querschnitt zum Ablaufen der flüssigen Phase derart erhöht werden, dass ein Entgasen der flüssigen Phase möglich ist.By virtue of the at least one flow path guided outside the core tube, the free cross section for draining the liquid phase can advantageously be increased in such a way that degassing of the liquid phase is possible.

Weiterhin kann durch entsprechende Anzahl und Dimensionierung der Strömungspfade das Verhalten des Verteilers bei außergewöhnlichen Fahrweisen (z.B. beim Anfahren) verbessert werden. So kann beispielsweise eine Überversorgung der inneren Lagen des Rohrbündels beim Anfahren der Anlage vermieden werden, da sich durch die Strömungspfade außerhalb des Kernrohres die flüssige Phase radial weiter außen verteilen lässt. Hierdurch können typische thermo-hydraulischen Probleme beim Anfahren der Anlage vermieden werden, was die üblicherweise beim Anfahren abzufackelnde Gasmenge in LNG-Anlagen verringert.Furthermore, by appropriate number and dimensioning of the flow paths, the behavior of the distributor can be improved in exceptional driving conditions (for example when starting up). Thus, for example, an oversupply of the inner layers of the tube bundle during startup of the system can be avoided since the liquid phase can be distributed radially further outward through the flow paths outside the core tube. As a result, typical thermo-hydraulic problems during startup of the system can be avoided, which reduces the amount of gas usually burned off during startup in LNG systems.

Dadurch dass die Verteilerarme des Hauptverteilers nicht zur Einspeisung der flüssigen Phase mit dem Kernrohr verbunden sind, ist es außerdem vorteilhafterweise möglich, den Hauptverteiler und/ oder den Vorverteiler separat (also nicht gemeinsam mit dem Kernrohr) zu fertigen.In addition, since the distributor arms of the main distributor are not connected to the feed of the liquid phase to the core tube, it is advantageously possible to manufacture the main distributor and / or the pre-distributor separately (ie not together with the core tube).

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Kernrohr eine in dem Vorverteiler angeordnete Auslassöffnung an einem oberen Ende des Kernrohres auf, wobei die Auslassöffnung in Richtung der Längsachse oberhalb des Flüssigkeitsraumes angeordnet ist, so dass die flüssige Phase aus dem Flüssigkeitsraum nicht über das Kernrohr in die Verteilerarme des Hauptverteilers einspeisbar ist.According to a further embodiment, the core tube has an outlet opening arranged in the predistributor at an upper end of the core tube, wherein the outlet opening is arranged in the direction of the longitudinal axis above the liquid space, so that the liquid phase does not flow from the liquid space via the core tube into the distributor arms of the Main distributor is fed.

Insbesondere weist der Wärmeübertrager ein bezüglich der Längsachse unterhalb des zentralen Zulaufs angeordnete Prallplatte auf, wobei die Auslassöffnung des Kernrohres bezüglich der Längsachse unterhalb der Prallplatte angeordnet ist, so dass die flüssige Phase aus dem zentralen Zulauf nicht direkt in die Auslassöffnung fallen kann.In particular, the heat exchanger has a baffle plate arranged with respect to the longitudinal axis below the central inlet, wherein the outlet opening of the core tube is arranged below the baffle plate with respect to the longitudinal axis, so that the liquid phase from the central inlet can not fall directly into the outlet opening.

Gemäß einer Ausführungsform ist der mindestens eine Strömungspfad durch ein entlang der Längsachse erstrecktes Fallrohr gebildet, so dass die zu verteilende flüssige Phase über das Fallrohr von dem Flüssigkeitsraum in die Verteilerarme einspeisbar ist.According to one embodiment, the at least one flow path is formed by a downcomer extending along the longitudinal axis, so that the liquid phase to be distributed can be fed via the downpipe from the liquid space into the distributor arms.

Derartige Fallrohre werden auch als 'Downcomer' bezeichnet.Such downpipes are also referred to as 'downcomers'.

Insbesondere steht jeder Verteilerarm mittels eines oder mehrerer Fallrohre mit dem Flüssigkeitsraum des Vorverteilers in Strömungsverbindung.In particular, each distributor arm is in fluid communication with the liquid space of the pre-distributor by means of one or more downcomers.

Insbesondere variieren die Anzahl und Dimensionierung (z.B. der Rohrquerschnitt) der Fallrohre bezogen auf den gesamten Wärmeübertrager und/ oder bezogen auf einen Verteilerarm.In particular, the number and dimensions (e.g., tube cross-section) of the downcomers vary with respect to the entire heat exchanger and / or relative to a distributor arm.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest einer der Verteilerarme durch einen unteren Abschnitt eines Schachts gebildet, der sich von dem Vorverteiler entlang der Längsachse erstreckt, so dass die zu verteilende flüssige Phase über den Schacht von dem Flüssigkeitsraum in den jeweiligen Verteilerarm einspeisbar ist. Insbesondere sind alle Verteilerarme des Hauptverteilers durch entsprechende Schächte gebildet.According to a further embodiment, at least one of the distributor arms is formed by a lower portion of a shaft which extends from the pre-distributor along the longitudinal axis, so that the liquid phase to be distributed via the shaft from the liquid space into the respective distributor arm can be fed. In particular, all distributor arms of the main distributor are formed by corresponding shafts.

Z.B. kann der entsprechende Schacht in einer radialen Richtung zwischen dem Kernrohr und einem Mantel des Wärmeübertragers erstreckt sein, wobei der Schacht eine maximale radiale Erstreckung aufweist, die mindestens der maximalen radialen Erstreckung des jeweiligen Verteilerarms entspricht, mit dem der entsprechende Schacht in Strömungsverbindung steht.For example, the corresponding shaft may be extended in a radial direction between the core tube and a jacket of the heat exchanger, wherein the shaft has a maximum radial extent corresponding to at least the maximum radial extent of the respective distributor arm, with which the corresponding shaft is in fluid communication.

Insbesondere weist der Schacht im Querschnitt (senkrecht zu der Längsachse) dieselbe Form auf wie der entsprechende Verteilerarm, den der untere Abschnitt des Schachts bildet. Z.B. kann der Querschnitt tortenstückartig geformt sein.In particular, the shaft in cross-section (perpendicular to the longitudinal axis) has the same shape as the corresponding distributor arm, which forms the lower portion of the shaft. For example, the cross-section may be pie-shaped.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform stehen die Verteilerarme über mindestens eine Ausgleichsleitung in Strömungsverbindung, so dass der Flüssigkeitsstand der in den Verteilerarmen befindlichen flüssigen Phase durch eine Strömung der flüssigen Phase über die mindestens eine Ausgleichsleitung ausgleichbar ist.According to a further embodiment, the distributor arms are in flow communication via at least one compensation line, so that the liquid level of the liquid phase located in the distributor arms can be compensated by a flow of the liquid phase via the at least one compensation line.

Das heißt, die zumindest zwei Verteilerarme kommunizieren hydraulisch. Insbesondere handelt es sich bei der mindestens einen Ausgleichsleitung um eine (in Bezug auf die Längsachse) in Umfangsrichtung des Wärmeübertragers verlaufende Ringleitung.That is, the at least two distributor arms communicate hydraulically. In particular, the at least one compensation line is a ring line (in relation to the longitudinal axis) in the circumferential direction of the heat exchanger.

Durch die Ausgleichsleitung kann vorteilhafterweise eine gleichmäßigere Verteilung der flüssigen Phase innerhalb des Hauptverteilers erreicht werden.The equalization line can advantageously achieve a more uniform distribution of the liquid phase within the main distributor.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform verlaufen die Verteilerarme in einer radialen Richtung zwischen dem Kernrohr und einem Mantel des Wärmeübertragers und in einer axialen Richtung entlang der Längsachse, wobei die Verteilerarme jeweils ein Dach aufweisen, das den jeweiligen Verteilerarm in der axialen Richtung an der dem Vorverteiler zugewandten Seite abschließt, und wobei das jeweilige Dach in der radialen Richtung zum Mantel hin, also nach außen hin, abfällt.According to a further embodiment, the distributor arms extend in a radial direction between the core tube and a jacket of the heat exchanger and in an axial direction along the longitudinal axis, wherein the distributor arms each have a roof covering the respective distributor arm in the axial direction on the side facing the predistributor closes, and wherein the respective roof in the radial direction towards the jacket, ie towards the outside, falls off.

Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine bessere Entgasung, da sich die in die Verteilerarme transportierte gasförmige Phase am (zentral positionierten) höchsten Punkt des Verteilerarms sammeln kann.This advantageously enables better degassing, since the gaseous phase transported into the distributor arms can collect at the (centrally positioned) highest point of the distributor arm.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform stehen die Verteilerarme mit dem Kernrohr in Strömungsverbindung, so dass die in den Verteilerarmen befindliche gasförmige Phase über das Kernrohr aus den Verteilerarmen abziehbar ist.According to a further embodiment, the distributor arms are in flow connection with the core tube, so that the gaseous phase located in the distributor arms can be removed from the distributor arms via the core tube.

Hierdurch wird mit Vorteil eine effektive Entgasung der Verteilerarme durch das zentrale Kernrohr ermöglicht.As a result, an effective degassing of the distributor arms is made possible by the central core tube with advantage.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Kernrohr eine Auslassöffnung auf, wobei das Kernrohr an der Auslassöffnung mit einem Gasraum des Vorverteilers in Strömungsverbindung steht, so dass die in den Verteilerarmen befindliche gasförmige Phase über das Kernrohr in den Gasraum einleitbar ist. Insbesondere kann die gasförmige Phase aus dem Gasraum des Vorverteilers abgezogen werden.According to a further embodiment, the core tube has an outlet opening, wherein the core tube is in flow communication with a gas space of the predistributor at the outlet opening, so that the gaseous phase located in the distributor arms can be introduced into the gas space via the core tube. In particular, the gaseous phase can be withdrawn from the gas space of the pre-distributor.

Der Gasraum ist insbesondere beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Wärmeübertragers über dem Flüssigkeitsraum des Vorverteilers angeordnet. Insbesondere endet das Kernrohr in dem Gasraum, wobei insbesondere die Auslassöffnung an der Stirnseite des Kernrohrs angeordnet ist, und wobei das Kernrohr mit der Auslassöffnung über den Flüssigkeitsraum des Vorverteilers hinausragt, so dass die flüssige Phase nicht aus dem Flüssigkeitsraum in das Kernrohr gelangen kann.The gas space is arranged in particular during normal operation of the heat exchanger over the liquid space of the pre-distributor. In particular, the core tube terminates in the gas space, wherein in particular the outlet opening is arranged on the front side of the core tube, and wherein the core tube protrudes with the outlet opening over the liquid space of the pre-distributor, so that the liquid phase can not get out of the liquid space in the core tube.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Verteilen einer flüssigen Phase auf ein Rohrbündel eines Wärmeübertragers nach dem ersten Aspekt der Erfindung zur Verfügung gestellt. Bei dem Verfahren wird das erste Medium durch die Rohre des Wärmeübertragers geleitet, wobei die flüssige Phase in den Flüssigkeitsraum des Vorverteilers eingeleitet wird, und wobei die flüssige Phase ausschließlich über zumindest einen außerhalb des Kernrohrs verlaufenden Strömungspfad in die Verteilerarme des Hauptverteilers eingespeist wird und von dort auf ein Rohrbündel des Wärmeübertragers gegeben wird.According to a second aspect of the invention, there is provided a method of distributing a liquid phase to a tube bundle of a heat exchanger according to the first aspect provided the invention. In the method, the first medium is passed through the tubes of the heat exchanger, wherein the liquid phase is introduced into the liquid space of the pre-distributor, and wherein the liquid phase is fed exclusively via at least one outside of the core tube flow path in the distribution arms of the main manifold and from there is placed on a tube bundle of the heat exchanger.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens bildet die flüssige Phase zwischen den Verteilerarmen und dem Flüssigkeitsraum des Vorverteilers eine zusammenhängende Flüssigkeitssäule.According to one embodiment of the method, the liquid phase between the distributor arms and the liquid space of the predistributor forms a coherent liquid column.

Bei dieser Betriebsweise des Wärmeübertragers ist der mindestens eine Strömungspfad, insbesondere sind die Fallrohre oder die Schächte, abgetaucht und der Flüssigkeitsstand befindet sich im Flüssigkeitsraum des Vorverteilers.In this mode of operation of the heat exchanger, the at least one flow path, in particular the downpipes or the ducts, has been submerged and the liquid level is located in the liquid space of the predistributor.

Dies hat den Vorteil einer besseren Entgasung, da die in dem mindestens einen Strömungspfad befindlichen Gasblasen direkt bis in den Flüssigkeitsraum des Vorverteilers aufsteigen können.This has the advantage of better degassing, since the gas bubbles located in the at least one flow path can ascend directly into the liquid space of the pre-distributor.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bildet die flüssige Phase in dem Strömungspfad eine erste Flüssigkeitssäule und in dem Flüssigkeitsraum des Vorverteilers eine zweite Flüssigkeitssäule, wobei die erste Flüssigkeitssäule von der zweiten Flüssigkeitssäule durch ein in dem Strömungspfad befindliches Gasvolumen getrennt ist.According to a further embodiment of the method, the liquid phase forms a first liquid column in the flow path and a second liquid column in the liquid space of the predistributor, wherein the first liquid column is separated from the second liquid column by a gas volume located in the flow path.

Dabei kann das zwischen der ersten und zweiten Flüssigkeitssäule befindliche Gasvolumen insbesondere Flüssigkeitstropfen enthalten, die von dem Flüssigkeitsraum des Vorverteilers auf die in dem Strömungspfad stehende erste Flüssigkeitssäule herabregnen.In this case, the gas volume located between the first and second liquid column can in particular contain liquid droplets which rain down from the liquid space of the predistributor onto the first liquid column standing in the flow path.

Eine solche Betriebsweise mit nicht abgetauchten Strömungspfaden hat den Vorteil, dass die Standhöhe der flüssigen Phase in dem Vorverteiler zwischen unterschiedlichen Betriebszuständen weniger stark schwankt, so dass die Bauhöhe des Vorverteilers vorteilhafterweise reduziert werden kann.Such operation with non-submerged flow paths has the advantage that the level of the liquid phase in the pre-distributor varies less between different operating conditions, so that the overall height of the pre-distributor can be advantageously reduced.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen durch die nachfolgende Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren erläutert werden.Further details and advantages of the invention will be explained by the following description of an embodiment with reference to the figures.

Es zeigen:

Fig. 1
einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager in einem ersten Betriebszustand mit im Strömungspfad zwischen Vorverteiler und Hauptverteiler unterbrochener Flüssigkeitssäule der flüssigen Phase;
Fig. 2
einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager in einem zweiten Betriebszustand mit durchgehender Flüssigkeitssäule der flüssigen Phase; und
Fig. 3
eine schematische Draufsicht auf die Böden der Verteilerarme des Hauptverteilers des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Wärmeübertragers.
Show it:
Fig. 1
a heat exchanger according to the invention in a first operating state with the liquid phase of the liquid phase interrupted in the flow path between the predistributor and the main distributor;
Fig. 2
a heat exchanger according to the invention in a second operating state with a continuous liquid column of the liquid phase; and
Fig. 3
a schematic plan view of the bottoms of the distributor arms of the main distributor of the in the FIGS. 1 and 2 shown heat exchanger.

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen gewickelten Wärmeübertrager 1 mit einem Rohrbündel 2, das zur Aufnahme eines ersten Mediums dient, welches in einen indirekten Wärmeaustausch mit einer in einem das Rohrbündel 2 umgebenden Mantelraum 5 geführten flüssigen Phase F treten soll. Der Mantelraum 5 wird dabei von einem drucktragenden Mantel 4 begrenzt, der sich entlang einer Längs- bzw. Zylinderachse Z erstreckt, die im betriebsbereiten Zustand des Wärmeübertragers 1 parallel zur Vertikalen angeordnet ist.The FIGS. 1 and 2 show a wound heat exchanger 1 with a tube bundle 2, which serves to receive a first medium, which is to occur in an indirect heat exchange with a guided in a surrounding the tube bundle 2 shell space 5 liquid phase F. The jacket space 5 is bounded by a pressure-bearing jacket 4, which extends along a longitudinal or cylindrical axis Z, which is arranged in the ready state of the heat exchanger 1 parallel to the vertical.

Das Rohrbündel 2 weist eine Mehrzahl an Rohren 20 auf, die jeweils helikal auf ein entlang der Längsachse Z erstrecktes Kernrohr 3 gewickelt sind, das koaxial zum Mantel 4 im Mantelraum 5 angeordnet ist. Dabei nimmt das Kernrohr 3 die Last des Rohrbündels 2 auf.The tube bundle 2 has a plurality of tubes 20, which are each helically wound on a core tube 3 extended along the longitudinal axis Z, which is arranged coaxially with the jacket 4 in the jacket space 5. The core tube 3 takes on the load of the tube bundle 2.

Zum Verteilen der flüssigen Phase F auf das Rohrbündel 2 wird zunächst ein Zweiphasengemisch über einen z.B. entlang der Längsachse Z verlaufenden Zulauf 104 von oben her in einen Vorverteiler 100 des Wärmeübertragers 1 geleitet. Der Vorverteiler 100 weist einen quer zur Längsachse Z verlaufenden Boden 101 sowie eine davon abgehende umlaufende laterale Wandung 102 auf. Der Zulauf 104 weist weiterhin eine im betriebsbereiten Zustand des Wärmeübertragers 1 nach unten weisende Zulauföffnung 105 auf, die einer Prallplatte 103 gegenüberliegt, die oberhalb des Bodens 101 des Vorverteilers 100 im Vorverteiler 100 angeordnet ist. Das Zweiphasengemisch kann von der Prallplatte 103 auf den Boden 101 abfließen und wird dort gesammelt und beruhigt, wobei eine gasförmige Phase G aus dem Zweiphasengemisch ausgasen kann. Die flüssige Phase F des Zweiphasengemisches sammelt sich in einem Flüssigkeitsraum 110 des Vorverteilers 100, während die ausgegaste gasförmige Phase G sich in einem über dem Flüssigkeitsraum 110 angeordneten Gasraum 120 des Vorverteilers 100 sammelt und z.B. aus dem Gasraum 120 abgezogen werden kann.In order to distribute the liquid phase F onto the tube bundle 2, a two-phase mixture is first passed from above into a pre-distributor 100 of the heat exchanger 1 via an inlet 104 running along the longitudinal axis Z, for example. The predistributor 100 has a bottom 101 extending transversely to the longitudinal axis Z and a circumferential lateral wall 102 which extends therefrom. The inlet 104 further has an operating opening of the heat exchanger 1 downwardly facing inlet opening 105, which is opposite to a baffle plate 103, the above of the bottom 101 of the pre-distributor 100 in the pre-distributor 100 is arranged. The two-phase mixture can flow off the baffle plate 103 to the bottom 101 and is collected and calmed there, whereby a gaseous phase G can outgas from the two-phase mixture. The liquid phase F of the two-phase mixture collects in a liquid space 110 of the pre-distributor 100, while the outgassed gaseous phase G collects in a gas space 120 of the pre-distributor 100 arranged above the liquid space 110 and can be withdrawn, for example, from the gas space 120.

Das Kernrohr 3 ragt durch den Boden 101 des Vorverteilers 100 in den Vorverteiler 100 hinein. Das Kernrohr 3 weist nach oben hin eine Auslassöffnung 31 auf, die unterhalb der Prallplatte 103 angeordnet ist. Dabei ragt das Kernrohr 3 über den Flüssigkeitsraum 110 des Vorverteilers 100 in den Gasraum 120 des Vorverteilers hinein, so dass die in dem Flüssigkeitsraum 110 befindliche flüssige Phase F nicht in das Kernrohr 3 strömen kann. Der Vorverteiler 100 ist also beim verwendungsgemäßen Betrieb des Wärmeübertragers 1 nur so weit mit der flüssigen Phase F gefüllt, dass der Flüssigkeitspegel der flüssigen Phase F unterhalb der Auslassöffnung 31 liegt.The core tube 3 protrudes through the bottom 101 of the pre-distributor 100 into the pre-distributor 100. The core tube 3 has an outlet opening 31 at the top, which is arranged below the baffle plate 103. In this case, the core tube 3 protrudes into the gas space 120 of the pre-distributor via the liquid space 110 of the pre-distributor 100, so that the liquid phase F located in the liquid space 110 can not flow into the core tube 3. Thus, when the heat exchanger 1 is in operation, the pre-distributor 100 is only filled with the liquid phase F to such an extent that the liquid level of the liquid phase F lies below the outlet opening 31.

Der Vorverteiler 100 ist erfindungsgemäß ausschließlich über einen außerhalb des Kernrohres 3 liegenden Strömungspfad 30 mit den Verteilerarmen 201 eines Hauptverteilers 200 verbunden. Dabei verlaufen die Verteilerarme 201 von dem zentralen Kernrohr 3 in einer radialen Richtung R (siehe Fig. 3) senkrecht zur Längsachse Z zu einer Innenseite des Mantels 4.According to the invention, the pre-distributor 100 is connected exclusively to the distributor arms 201 of a main distributor 200 via a flow path 30 lying outside the core tube 3. In this case, the distributor arms 201 extend from the central core tube 3 in a radial direction R (see FIG Fig. 3 ) perpendicular to the longitudinal axis Z to an inner side of the shell. 4

Der Strömungspfad 30 kann z.B. durch eine Mehrzahl von parallel zu der Längsachse Z angeordneten Fallrohren 10 führen, wie im linken Teil der Figuren 1 und 2 dargestellt. Alternativ dazu kann der Strömungspfad 30 durch einen den Vorverteiler 100 mit einem jeweiligen Verteilerarm 201 verbindenden Schacht 12 führen, wie im rechten Teil der Figuren 1 und 2 dargestellt. Der Schacht 12 weist insbesondere in der radialen Richtung R dieselbe Ausdehnung auf wie der entsprechende Verteilerarm 201. Der Strömungspfad 30 kann dabei ausschließlich durch Fallrohre 11, ausschließlich durch Schächte 12 oder durch eine Kombination von Fallrohren 11 und Schächten 12 realisiert sein. Die Verteilerarme 201 können jeweils über ein Fallrohr 11 oder über mehrere Fallrohre 11 mit dem Vorverteiler 100 verbunden sein.The flow path 30 can lead, for example, through a plurality of downpipes 10 arranged parallel to the longitudinal axis Z, as in the left part of FIG FIGS. 1 and 2 shown. Alternatively, the flow path 30 may pass through a chute 12 connecting the pre-manifold 100 to a respective manifold arm 201, as in the right-hand part of FIG FIGS. 1 and 2 shown. The shaft 12 has, in particular in the radial direction R, the same extent as the corresponding distributor arm 201. The flow path 30 can be realized exclusively through downpipes 11, exclusively through shafts 12 or through a combination of downpipes 11 and shafts 12. The distributor arms 201 can each be connected to the pre-distributor 100 via a downpipe 11 or via several downpipes 11.

Durch die Fallrohre 11 und/ oder die Schächte 12 wird vorteilhafterweise der Strömungsquerschnitt des Strömungspfad 30 im Vergleich zu Wärmeübertragern des Standes der Technik mit im Kernrohr verlaufendem Strömungspfad vergrößert, so dass während des Herabströmens vom Vorverteiler 100 in die Verteilerarme 201 eine bessere Entgasung der flüssigen Phase F ermöglicht wird.Through the downpipes 11 and / or the shafts 12 advantageously the flow cross section of the flow path 30 is increased compared to heat exchangers of the prior art with running in the core tube flow path, so that during the downflow from the pre-manifold 100 in the distributor arms 201 better degassing of the liquid phase F is enabled.

Die Verteilerarme 201 sind (in der Ausführungsform mit Fallrohren 11) nach oben hin (in der betriebsgemäßen Konfiguration des Wärmeübertragers 1) von einem jeweiligen Dach 203 begrenzt, das insbesondere in der radialen Richtung R vom zentralen Kernrohr 3 zu dem Mantel 4 hin abfällt. Dadurch kann sich die gasförmige Phase G, die in dem Verteilerarm 201 ausgast oder die durch die Fallrohre 11 in den Verteilerarm 201 mitgerissen wird, am zentral angeordneten höchsten Punkt des Daches 203 sammeln. Der Verteilerarm 201 kann insbesondere an dieser Position über eine Entgasungsleitung 208 mit dem Inneren des Kernrohres 3 verbunden sein, so dass die gasförmige Phase G aus dem Verteilerarm 201 über die Entgasungsleitung 208 in das Kernrohr 3 eintreten kann, im Kernrohr 3 aufsteigen kann und durch die Auslassöffnung 31 in den Gasraum 120 des Vorverteilers 100 gelangen kann. Dies hat den Vorteil einer verbesserten Entgasung der flüssigen Phase F.The distributor arms 201 are limited (in the embodiment with downpipes 11) at the top (in the operational configuration of the heat exchanger 1) by a respective roof 203, which decreases in particular in the radial direction R from the central core tube 3 to the jacket 4 out. As a result, the gaseous phase G, which outgasses in the distributor arm 201 or which is entrained by the downpipes 11 into the distributor arm 201, can collect at the centrally arranged highest point of the roof 203. The distributor arm 201 may in particular be connected at this position via a degassing 208 to the interior of the core tube 3, so that the gaseous phase G can enter from the distributor arm 201 via the degassing 208 into the core tube 3, can rise in the core tube 3 and through the Outlet opening 31 can enter the gas space 120 of the pre-distributor 100. This has the advantage of improved degassing of the liquid phase F.

Mittels der Verteilerarme 201 des Hauptverteilers 200 ist die flüssige Phase F von oben auf das Rohrbündel 2 verteilbar. Wie in Figur 3 dargestellt weisen die Verteilerarme 201 hierzu jeweils einen quer zur Längsachse Z erstreckten Boden 202 auf, in dem eine Vielzahl an Auslassöffnungen 207 vorgesehen sind, durch welche die flüssige Phase F von oben auf das Rohrbündel 2 herabströmen kann, das entlang der Längsachse Z unterhalb der Verteilerarme 201 angeordnet ist.By means of the distributor arms 201 of the main distributor 200, the liquid phase F can be distributed from above onto the tube bundle 2. As in FIG. 3 For this purpose, the distributor arms 201 each have a bottom 202 extending transversely to the longitudinal axis Z, in which a plurality of outlet openings 207 are provided, through which the liquid phase F can flow down from above onto the tube bundle 2, along the longitudinal axis Z below the distributor arms 201 is arranged.

Die Verteilerarme 201 weisen weiterhin jeweils zwei laterale, einander gegenüberliegende Wände 204, 205 auf, die zur Innenseite 4a des Mantels 4 hin jeweils auseinanderlaufen und über eine stirnseitige Wand 206, die der Innenseite 4a des Mantels 4 jeweils gegenüberliegt, miteinander verbunden sind. Die Verteilerarme 201 weisen daher entsprechend jeweils insbesondere eine tortenstückartige Form auf. Die lateralen Wände 204, 205 sowie die stirnseitige Wand 206 des jeweiligen Verteilerarmes 201 gehen des Weiteren vom Boden 202 des jeweiligen Verteilerarmes 201 entlang der Längsachse Z nach oben ab und schließen jeweils an das Dach 203 des jeweiligen Verteilerarmes 201 an, das vom Kernrohr 3 ausgehend zur Innenseite 4a des Mantels 4 hin abfällt, so dass die in die Verteilerarme 201 mitgenommene gasförmige Phase G entlang der Dächer 203 zum Kernrohr 3 hin aufsteigen kann.The distributor arms 201 furthermore each have two lateral, opposing walls 204, 205, which in each case diverge towards the inside 4a of the jacket 4 and are connected to one another via an end wall 206, which lies opposite the inside 4a of the jacket 4. The distributor arms 201 therefore each have, in particular, a cake piece-like shape. The lateral walls 204, 205 as well as the end wall 206 of the respective distributor arm 201 also go upwards from the bottom 202 of the respective distributor arm 201 along the longitudinal axis Z and in each case close to the roof 203 of the respective distributor arm 201, which descends from the core tube 3 to the inside 4a of the jacket 4, so that the gaseous phase G entrained in the distributor arms 201 can rise along the roofs 203 to the core tube 3.

Zwischen je zwei in Umfangsrichtung des Mantels 4 benachbarten Verteilerarmen 201 ist weiterhin insbesondere ein Zwischenraum 6 vorhanden, durch den hindurch Rohre 20 des Rohrbündels 2 an den Verteilerarmen 201 vorbei entlang der Längsachse Z nach oben geführt werden können.In addition, between each two distributor arms 201 adjacent in the circumferential direction of the jacket 4, there is in particular a gap 6 through which tubes 20 of the tube bundle 2 can be guided upwards along the distributor arms 201 along the longitudinal axis Z.

Die in Umfangsrichtung benachbarten Verteilerarme 201 sind an ihren lateralen Wänden 204,205 insbesondere über Ausgleichsleitungen 209 miteinander verbunden, so dass der in den Verteilerarmen 201 und gegebenenfalls in den Fallrohren 11 oder Schächten 12 stehende Pegel der flüssigen Phase F zwischen den Verteilerarmen 201 über die Ausgleichsleitungen 209 ausgleichbar ist.The circumferentially adjacent distribution arms 201 are connected to each other at their lateral walls 204,205 in particular via equalization lines 209, so that in the distribution arms 201 and optionally in the downpipes 11 or shafts 12 standing level of the liquid phase F between the distributor arms 201 compensated via the compensation lines 209 is.

Wie in Figur 1 gezeigt kann der Wärmeübertrager 1 derart betrieben werden, dass der Pegel einer ersten Flüssigkeitssäule S1 der flüssige Phase F in den Verteilerarmen 201 bzw. in den Fallrohren 11 und/ oder den Schächten 12 steht. In diesem Fall bildet die flüssige Phase F im Flüssigkeitsraum 120 des Vorverteilers 100 eine zweite Flüssigkeitssäule S2 aus, welche von der ersten Flüssigkeitssäule S1 durch ein insbesondere im oberen Teilabschnitt der Fallrohre 11 und/ oder der Schächte 12 befindliches Gasvolumen V getrennt ist. Die flüssige Phase F rieselt also von dem Flüssigkeitsraum 120 des Vorverteilers 100 durch das Gasvolumen V und trifft auf die erste Flüssigkeitssäule S1. Diese Betriebsweise kann durch eine entsprechende Steuerung des Zuflusses des Zweiphasengemisches in den Vorverteiler 100 und des Abflusses aus den Verteilerarmen 201 des Hauptverteilers auf das Rohrbündel 2 erreicht werden.As in FIG. 1 shown, the heat exchanger 1 can be operated such that the level of a first liquid column S1 of the liquid phase F in the distributor arms 201 and in the downpipes 11 and / or the shafts 12 is. In this case, the liquid phase F forms a second liquid column S2 in the liquid space 120 of the pre-distributor 100, which is separated from the first liquid column S1 by a gas volume V located in particular in the upper section of the downpipes 11 and / or the ducts 12. The liquid phase F thus trickles from the liquid space 120 of the pre-distributor 100 through the gas volume V and impinges on the first liquid column S1. This mode of operation can be achieved by a corresponding control of the inflow of the two-phase mixture into the pre-distributor 100 and the outflow from the distributor arms 201 of the main distributor onto the tube bundle 2.

Alternativ dazu kann der Wärmeübertrager 1 auch wie in Figur 2 dargestellt derart betrieben werden, dass zwischen den Verteilerarmen 201 und dem Vorverteiler 100 eine durchgängige Flüssigkeitssäule S der flüssigen Phase F steht, dass also die Fallrohre 11 und/ oder die Schächte 12 vollständig mit der flüssigen Phase F geflutet sind. Bezugszeichenliste 1 Wärmeübertrager 2 Rohrbündel 3 Kernrohr 4 Mantel 5 Mantelraum 6 Zwischenraum 10 Fallrohr 11 Schacht 20 Rohr 30 Strömungspfad 31 Auslassöffnung 100 Vorverteiler 101 Boden 102 Wandung 103 Prallplatte 104 Zulauf 105 Zulauföffnung 110 Flüssigkeitsraum 120 Gasraum 200 Hauptverteiler 201 Verteilerarm 202 Boden 203 Dach 204,205 Laterale Wand 206 Stirnseitige Wand 207 Öffnung 208 Entgasungsleitung 209 Ausgleichsleitung F Flüssige Phase G Gasförmige Phase R Radiale Richtung S Flüssigkeitssäule S1 Erste Flüssigkeitssäule S2 Zweite Flüssigkeitssäule V Gasvolumen Z Längsachse Alternatively, the heat exchanger 1 also as in FIG. 2 shown operated such that between the distribution arms 201 and the pre-distributor 100 is a continuous liquid column S of the liquid phase F, so that the downpipes 11 and / or the shafts 12 are completely flooded with the liquid phase F. <U> REFERENCE LIST </ u> 1 Heat exchanger 2 tube bundle 3 core tube 4 coat 5 shell space 6 gap 10 downspout 11 shaft 20 pipe 30 flow path 31 outlet 100 preliminary distributor 101 ground 102 wall 103 flapper 104 Intake 105 inlet opening 110 liquid space 120 headspace 200 main distribution 201 distributor 202 ground 203 top, roof 204.205 Lateral wall 206 Front wall 207 opening 208 degassing 209 compensation line F Liquid phase G Gaseous phase R Radial direction S liquid column S1 First liquid column S2 Second liquid column V gas volume Z longitudinal axis

Claims (11)

Wärmeübertrager (1) zum indirekten Wärmeaustausch zwischen einem ersten Medium und einem zweiten Medium, mit: - einem entlang einer Längsachse (Z) erstreckten Kernrohr (3), auf das eine Mehrzahl an Rohren (20) zur Aufnahme des ersten Mediums gewickelt ist, wobei die Rohre (20) ein Rohrbündel (2) bilden, - einem Vorverteiler (100) mit einem Flüssigkeitsraum (110) zur Aufnahme einer auf das Rohrbündel (2) zu verteilenden flüssigen Phase (F) des zweiten Mediums, - einem in Bezug auf die Längsachse (Z) zentral angeordneten Zulauf (104) zum Einleiten der flüssigen Phase (F) in den Flüssigkeitsraum (110), - einem Hauptverteiler (200), der eine Mehrzahl an Verteilerarmen (201) zum Verteilen der flüssigen Phase (F) auf das Rohrbündel (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Verteilerarme (201) über zumindest einen außerhalb des Kernrohrs (3) verlaufenden Strömungspfad (30) mit dem Flüssigkeitsraum (110) in Strömungsverbindung stehen, wobei das Kernrohr (3) derart bezüglich des Flüssigkeitsraumes (110) angeordnet oder abgeschlossen ist, dass die flüssige Phase (F) aus dem Flüssigkeitsraum (110) bei einem bestimmungsgemäßen Betrieb des Wärmeübertragers (1) nicht über das Kernrohr (3) in die Verteilerarme (201) des Hauptverteilers (100) einspeisbar ist.Heat exchanger (1) for indirect heat exchange between a first medium and a second medium, comprising: a core tube (3) extended along a longitudinal axis (Z), onto which a plurality of tubes (20) for receiving the first medium is wound, the tubes (20) forming a tube bundle (2), a pre-distributor (100) having a liquid space (110) for receiving a liquid phase (F) of the second medium to be distributed to the tube bundle (2), a feed (104) arranged centrally in relation to the longitudinal axis (Z) for introducing the liquid phase (F) into the liquid space (110), a main distributor (200) having a plurality of distributor arms (201) for distributing the liquid phase (F) onto the tube bundle (2), characterized,
that the distribution arms (201) via at least one outside of the core tube (3) extending flow path (30) to the liquid chamber (110) are in flow communication, wherein the core tube (3) in such a way with respect to the liquid chamber (110) is arranged or finished that the Liquid phase (F) from the liquid space (110) in a normal operation of the heat exchanger (1) via the core tube (3) in the distributor arms (201) of the main distributor (100) can be fed. Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernrohr (3) eine in dem Vorverteiler (100) angeordnete Auslassöffnung (31) aufweist, wobei die Auslassöffnung (31) in Richtung der Längsachse (Z) oberhalb des Flüssigkeitsraumes (110) angeordnet ist, so dass die flüssige Phase (F) aus dem Flüssigkeitsraum (110) nicht über das Kernrohr (3) in die Verteilerarme (201) des Hauptverteilers (100) einspeisbar ist.Heat exchanger (1) according to claim 1, characterized in that the core tube (3) has an outlet opening (31) arranged in the predistributor (100), the outlet opening (31) being directed in the direction of the longitudinal axis (Z) above the liquid space (110). is arranged so that the liquid phase (F) from the liquid space (110) is not fed via the core tube (3) in the distributor arms (201) of the main distributor (100). Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Strömungspfad (30) durch ein entlang der Längsachse (Z) erstrecktes Fallrohr (10) gebildet ist, so dass die zu verteilende flüssige Phase (F) über das Fallrohr (10) von dem Flüssigkeitsraum (110) in die Verteilerarme (201) einspeisbar ist.Heat exchanger (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one flow path (30) is formed by a down along the longitudinal axis (Z) extending downpipe (10), so that the liquid phase to be distributed (F) via the downpipe (10) of the liquid space (110) in the distributor arms (201) can be fed. Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Verteilerarme (201) durch einen unteren Abschnitt eines Schachts (11) gebildet ist, der sich von dem Vorverteiler (100) entlang der Längsachse (Z) erstreckt, so dass die zu verteilende flüssige Phase (F) über den Schacht (11) von dem Flüssigkeitsraum (110) in den jeweiligen Verteilerarm (201) einspeisbar ist.Heat exchanger (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the distributor arms (201) is formed by a lower portion of a shaft (11) extending from the pre-distributor (100) along the longitudinal axis (Z), so the liquid phase (F) to be distributed can be fed in via the shaft (11) from the liquid space (110) into the respective distributor arm (201). Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerarme (201) über mindestens eine Ausgleichsleitung (209) in Strömungsverbindung stehen, so dass der Flüssigkeitsstand der in den Verteilerarmen (201) befindlichen flüssigen Phase (F) durch eine Strömung der flüssigen Phase (F) über die mindestens eine Ausgleichsleitung (209) ausgleichbar ist.Heat exchanger (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the distributor arms (201) via at least one compensation line (209) are in flow communication, so that the liquid level of the distributor arms (201) located in the liquid phase (F) by a flow the liquid phase (F) via the at least one compensation line (209) is compensated. Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerarme (201) in einer radialen Richtung (R) zwischen dem Kernrohr (3) und einem Mantel (4) des Wärmeübertragers (1) und in einer axialen Richtung entlang der Längsachse (Z) verlaufen, wobei die Verteilerarme (201) jeweils ein Dach (202) aufweisen, das den jeweiligen Verteilerarm (201) in der axialen Richtung an der dem Vorverteiler (100) zugewandten Seite abschließt, wobei das jeweilige Dach (202) in der radialen Richtung (R) zum Mantel (4) hinabfällt.Heat exchanger (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the distributor arms (201) in a radial direction (R) between the core tube (3) and a jacket (4) of the heat exchanger (1) and in an axial direction along the Extending longitudinal axis (Z), wherein the distributor arms (201) each having a roof (202) which closes the respective distributor arm (201) in the axial direction on the pre-distributor (100) side facing, wherein the respective roof (202) in the radial direction (R) falls down to the jacket (4). Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerarme (201) mit dem Kernrohr (3) in Strömungsverbindung stehen, so dass die in den Verteilerarmen (201) befindliche gasförmige Phase (G) über das Kernrohr (3) aus den Verteilerarmen (201) abziehbar ist.Heat exchanger (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the distributor arms (201) are in flow communication with the core tube (3) so that the gaseous phase (G) located in the distributor arms (201) passes over the core tube (3). is removable from the distributor arms (201). Wärmeübertrager (1) nach den Ansprüchen 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernrohr (3) über die Auslassöffnung (31) mit einem Gasraum (120) des Vorverteilers (100) in Strömungsverbindung steht, so dass die in den Verteilerarmen (201) befindliche gasförmige Phase (G) über das Kernrohr (3) in den Gasraum (120) einleitbar ist.Heat exchanger (1) according to claims 2 and 7, characterized in that the core tube (3) via the outlet opening (31) with a gas space (120) of the pre-distributor (100) is in flow communication, so that in the Distributor arms (201) located gaseous phase (G) via the core tube (3) in the gas space (120) can be introduced. Verfahren zum Verteilen einer flüssigen Phase (F) auf ein Rohrbündel (2) eines Wärmeübertragers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das erste Medium durch die Rohre (20) des Wärmeübertragers (1) geleitet wird, und wobei die flüssige Phase (F) in den Flüssigkeitsraum (110) des Vorverteilers (100) eingeleitet wird und ausschließlich über zumindest einen außerhalb des Kernrohrs (3) verlaufenden Strömungspfad (30) in die Verteilerarme (201) des Hauptverteilers (200) eingespeist wird und von dort auf ein Rohrbündel (2) des Wärmeübertragers (1) gegeben wird.A method for distributing a liquid phase (F) to a tube bundle (2) of a heat exchanger (1) according to one of claims 1 to 7, wherein the first medium is passed through the tubes (20) of the heat exchanger (1), and wherein the liquid Phase (F) in the liquid space (110) of the pre-distributor (100) is introduced and exclusively via at least one outside the core tube (3) extending flow path (30) in the distributor arms (201) of the main distributor (200) is fed and from there on a tube bundle (2) of the heat exchanger (1) is given. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die flüssige Phase (F) zwischen den Verteilerarmen (201) und dem Flüssigkeitsraum (110) des Vorverteilers (100) eine zusammenhängende Flüssigkeitssäule (S) bildet.The method of claim 9, wherein the liquid phase (F) between the distributor arms (201) and the liquid space (110) of the pre-distributor (100) forms a continuous liquid column (S). Verfahren nach Anspruch 9, wobei die flüssige Phase (F) in dem Strömungspfad (30) eine erste Flüssigkeitssäule (S1) bildet und in dem Flüssigkeitsraum (110) des Vorverteilers (100) eine zweite Flüssigkeitssäule (S2) bildet, wobei die erste Flüssigkeitssäule (S1) von der zweiten Flüssigkeitssäule (S2) durch ein in dem Strömungspfad (30) befindliches Gasvolumen (V) getrennt ist.Process according to claim 9, wherein the liquid phase (F) forms a first liquid column (S1) in the flow path (30) and forms a second liquid column (S2) in the liquid space (110) of the predistributor (100), the first liquid column (30). S1) is separated from the second liquid column (S2) by a gas volume (V) located in the flow path (30).
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