ES2965366T3 - Sistema de recuperación de calor de proceso - Google Patents

Abstract

Un sistema de recuperación de calor de proceso (1) en el que un intercambiador de calor (2) de tipo carcasa y tubos funciona como caldera o como precalentador de agua de alimentación de caldera, con agua de caldera o agua de alimentación de caldera circulando por el lado de la carcasa, para enfriar un fluido de proceso caliente que circula por el lado del tubo. El intercambiador de calor (2) está conectado a un tambor de vapor (3) mediante una tubería descendente (12) y una tubería ascendente (14) para la circulación de agua entre el intercambiador de calor (2) y el tambor de vapor (3). El intercambiador de calor (2) recibe el agua de la caldera desde el tambor de vapor (3) por la tubería de bajante (12), cuando el intercambiador de calor (2) funciona como caldera, o el agua de alimentación de la caldera por una tubería de agua de alimentación de la caldera (27). , cuando el intercambiador de calor (2) funciona como precalentador de agua de alimentación de caldera. El intercambiador de calor (2) suministra a través de la tubería ascendente (14) al tambor de vapor (3) agua de caldera, cuando el intercambiador de calor (2) funciona como caldera, o agua de alimentación precalentada de la caldera, cuando el intercambiador de calor (2) funciona. como precalentador de agua de alimentación de calderas. El intercambiador de calor (2) está provisto de placas o deflectores (29) del lado de la carcasa para impartir direcciones de flujo predominantes al agua en circulación de modo que, cuando el intercambiador de calor (2) funciona como una caldera, el flujo de agua del lado de la carcasa, a través de la tubos, tiene una dirección vertical predominante, mientras que, cuando el intercambiador de calor (2) funciona como precalentador de agua de alimentación de caldera, el flujo de agua del lado de la carcasa, a través de los tubos, tiene una dirección horizontal predominante. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de recuperación de calor de proceso

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a un sistema de recuperación de calor de proceso y, más específicamente, a un innovador sistema de recuperación de calor de proceso que comprende un intercambiador de calor de carcasa y tubos, horizontal o ligeramente inclinado, que enfría un fluido de proceso caliente que fluye por el lado del tubo mediante vaporización de agua en el lado de la carcasa o bien precalentamiento de agua de alimentación de caldera en el lado de la carcasa, y un tambor de vapor para la separación de agua y vapor, que está conectado al intercambiador de calor mediante tuberías ascendentes y descendentes. Tal sistema de recuperación de calor también puede comprender intercambiadores de calor adicionales, como calderas, conectados al tambor de vapor mediante tuberías ascendentes y descendentes adicionales.

Antecedentes de la invención

Es una práctica común en la industria de procesos, cuando se debe enfriar un fluido químico o petroquímico que está a alta temperatura, implementar un sistema de recuperación de calor que incluye una caldera de proceso de tipo carcasa y tubos conectada a un tambor de vapor mediante un conjunto de tuberías, en donde el fluido de proceso caliente fluye por los tubos de la caldera, mientras que el agua de caldera fluye por el lado de la carcasa de la caldera, transversal a los tubos. En la presente memoria descriptiva, con el término "transversal a" se entiende que el agua se mueve a través de los tubos o atraviesa el haz de tubos del intercambiador de calor, en donde la expresión "agua de caldera" significa que dicha agua puede ser agua en forma líquida y una mezcla de agua en forma líquida y vapor. La mezcla de agua y vapor producida en la caldera se suministra, mediante tuberías ascendentes, al tambor de vapor que tiene un nivel de agua controlado y dispositivos de separación para proporcionar la separación de agua y vapor. El agua fresca de la caldera se suministra por el tambor de vapor a la caldera mediante tuberías descendentes. Por lo tanto, el agua circula entre la caldera y el tambor de vapor como en un bucle. El vapor producido, después de la separación de agua y vapor en el tambor de vapor, se suministra a otros equipos de potencia o de proceso. La cantidad de vapor que sale se reintegra mediante una cantidad equivalente de agua de alimentación de caldera que es inyectada en el tambor de vapor y mezclada con el agua que está dentro del tambor de vapor.

Normalmente, el agua de alimentación de caldera se precalienta antes de inyectarla en el tambor de vapor. En consecuencia, el sistema de recuperación de calor de proceso también puede incluir un intercambiador de calor de carcasa y tubo adicional que funciona como un precalentador de agua de alimentación de caldera. Dicho precalentador puede precalentar el agua de alimentación de caldera al enfriar el mismo fluido de proceso que fluye a través de la caldera o bien otro fluido caliente. Cuando el precalentador de agua de alimentación de caldera enfría el mismo fluido de proceso caliente que fluye por los tubos de la caldera, el precalentador se considera, normalmente, una parte integral del sistema de recuperación de calor de proceso y, por lo tanto, el sistema comprende dos intercambiadores de calor de carcasa y tubos distintos, es decir, una caldera y un precalentador de agua de alimentación.

En el estado de la técnica se conocen intensificaciones de proceso de sistemas de recuperación de calor que comprenden una caldera y un precalentador, ambos del tipo de carcasa y tubos.

Por ejemplo, el documento US 4074660 A divulga un sistema que comprende al menos un tambor de vapor y un intercambiador de calor de carcasa y tubos, conectados entre sí mediante tuberías, para enfriar un fluido caliente que fluye por el lado del tubo del intercambiador de calor con agua fría que fluye por el lado de la carcasa del intercambiador de calor. La carcasa del intercambiador de calor está dividida, por un tabique, en dos cámaras que no están en comunicación directa de fluidos, de manera que puedan fluir dos corrientes diferentes de agua en la carcasa sin mezclarse directamente. En la primera cámara del lado de la carcasa circula el agua de caldera y, por lo tanto, el intercambiador de calor funciona como una caldera en dicha primera cámara del lado de la carcasa, mientras que en la segunda cámara del lado de la carcasa fluye agua hirviendo o subenfriada y, por lo tanto, el intercambiador de calor funciona como una caldera o precalentador de agua de alimentación de caldera en dicha segunda cámara del lado de la carcasa.

El documento US 7784433 B2 divulga otro sistema que comprende un tambor de vapor y un intercambiador de calor de carcasa y tubos, conectados entre sí mediante tuberías, para enfriar un gas de proceso caliente que fluye por el lado del tubo del intercambiador de calor con agua fría que fluye por el lado de la carcasa del intercambiador de calor. La carcasa del intercambiador de calor está dividida, por un tabique, en dos cámaras que están en comunicación directa de fluidos. La primera cámara del lado de la carcasa funciona como una caldera, mientras que la segunda cámara del lado de la carcasa funciona como un precalentador de agua de alimentación de caldera. Cada cámara está provista de tuberías distintas de entrada y salida y, más específicamente, con tuberías distintas para conectarse con el tambor de vapor. La cámara de la caldera está conectada al tambor de vapor mediante tuberías ascendentes y descendentes. La cámara del precalentador está conectada al tambor de vapor mediante tuberías de agua de alimentación de caldera.

El documento US 10744474 B2 divulga un sistema de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 que comprende un tambor de vapor y un intercambiador de calor de carcasa y tubos, conectados entre sí mediante tuberías, para enfriar un gas de proceso caliente que fluye por el lado del tubo con agua fría que fluye por el lado de la carcasa. La carcasa del intercambiador de calor no está provista de tabiques y, por lo tanto, la carcasa del intercambiador de calor no está dividida en diferentes cámaras. El intercambiador de calor puede funcionar como una caldera o bien como un precalentador de agua de alimentación de caldera o, dicho de otra manera, a través de la carcasa del intercambiador de calor puede fluir agua de caldera o agua de alimentación de caldera. El sistema está provisto de tuberías ascendentes y descendentes para suministrar, respectivamente, agua de caldera desde el tambor de vapor a la carcasa del intercambiador de calor y para suministrar agua de caldera desde la carcasa del intercambiador de calor al tambor de vapor, y con tuberías de entrada y salida de agua de alimentación de caldera para inyectar, respectivamente, agua de alimentación de caldera en la carcasa del intercambiador de calor y para suministrar agua de alimentación de caldera precalentada desde la carcasa del intercambiador de calor al tambor de vapor. En consecuencia, la tecnología descrita en el documento US 10744474 B2 se caracteriza por dos circuitos de tuberías distintos que conectan la carcasa del intercambiador de calor con el tambor de vapor. Más específicamente, un circuito de tuberías está diseñado para operaciones de ebullición y consta de tuberías ascendentes y descendentes, mientras que el otro circuito de tuberías está diseñado para operaciones de precalentamiento y consta de tuberías de salida de agua de alimentación de caldera. Por lo tanto, cuando el intercambiador de calor funciona como una caldera, el agua de caldera en condiciones de ebullición se suministra desde el intercambiador de calor al tambor de vapor mediante una tubería ascendente, mientras que, cuando el intercambiador de calor funciona como un precalentador, el agua de alimentación de caldera precalentada en condiciones subenfriadas se suministra desde el intercambiador de calor al tambor de vapor a través de una tubería de agua de alimentación de caldera que es distinta de dicha tal tubería ascendente. La tubería ascendente, la tubería descendente y la tubería de agua de alimentación de caldera están provistas de válvulas interceptoras para interceptar y apagar un circuito, mientras que el otro circuito está abierto y encendido.

Los sistemas de recuperación de calor de proceso intensificado descritos en los documentos anteriores son competitivos, ya que, en lugar de dos intercambiadores de calor independientes, es decir, una caldera y un precalentador, hay un único intercambiador de calor capaz de funcionar como caldera y/o precalentador. Sin embargo, un inconveniente de los sistemas de recuperación de calor de proceso intensificado divulgados en el documento US 7784433 B2 y especialmente en el documento US 10744474 B2 se debe a una configuración compleja de tuberías y válvulas, porque los intercambiadores de calor que funcionan como una caldera o un precalentador están conectados, respectivamente, al tambor de vapor mediante dos circuitos de tuberías distintos para cada intercambiador de calor individual.

Sumario de la invención

Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de recuperación de calor de proceso que sea capaz de resolver los inconvenientes de la técnica anterior de una manera simple, económica y particularmente funcional.

En detalle, un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la reivindicación 1, que sea capaz de optimizar las tuberías y válvulas que conectan un intercambiador de calor, que funcione como una caldera o como un precalentador de agua de alimentación de caldera, a un tambor de vapor. Tal sistema de recuperación de calor de proceso está diseñado para tener una configuración de tuberías y válvulas que sea menos compleja con respecto a sistemas similares de acuerdo con la técnica anterior, resultando más práctico y competitivo desde un punto de vista ingenieril, operativo y de fabricación.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de recuperación de calor de proceso que comprenda un intercambiador de calor de carcasa y tubos con una configuración especial de deflectores del lado de la carcasa, para impartir al agua en circulación diferentes direcciones de flujo predominantes dependiendo de las operaciones de caldera o de precalentamiento. El fluido de proceso caliente fluye a través del intercambiador de calor de carcasa y tubos en el lado del tubo, por una o más vías de paso. En el lado de la carcasa, fluye agua de caldera en, o prácticamente en condiciones de saturación, o bien agua de alimentación de caldera en condiciones de subenfriamiento. En el primer caso, el intercambiador de calor funciona como una caldera y el agua de caldera tiene una vaporización significativa dentro de la carcasa del intercambiador de calor, mientras que en el último caso el intercambiador de calor funciona como un precalentador de agua de alimentación de caldera y el agua de alimentación de caldera se precalienta sin vaporización o con una vaporización despreciable dentro de la carcasa del intercambiador de calor. La carcasa del intercambiador de calor no está provista de tabiques que forman cámaras distintas en el lado de la carcasa.

Estos objetivos se logran de acuerdo con la presente invención al proporcionar un sistema de recuperación de calor de proceso como se establece en las reivindicaciones adjuntas.

Otras características de la invención se destacan en las reivindicaciones dependientes, que forman parte integral de la presente descripción.

El sistema de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la presente invención está diseñado para enfriar un fluido de proceso caliente mediante vaporización de agua de caldera o precalentamiento de agua de alimentación de caldera. Este sistema de recuperación de calor de proceso comprende al menos un intercambiador de calor, diseñado para enfriar el fluido de proceso caliente, al menos un tambor de vapor y al menos un conjunto de tuberías de interconexión, que conecta el intercambiador de calor y el tambor de vapor.

El intercambiador de calor es del tipo carcasa y tubos y está provisto de una carcasa, con una pluralidad de tubos, con al menos una entrada de fluido de proceso caliente, para introducir dicho fluido de proceso caliente que fluye por el lado del tubo del intercambiador de calor por una o más vías de paso en el lado del tubo, con al menos una salida de fluido de proceso caliente, para extraer dicho fluido de proceso caliente desde el lado del tubo del intercambiador de calor, con al menos una conexión descendente de carcasa, a través de la cual el agua de caldera que fluye a través de la carcasa entra en dicha carcasa, y con al menos una conexión de agua de alimentación de caldera, a través de la cual el agua de alimentación de caldera que fluye a través de la carcasa entra en dicha carcasa.

El tambor de vapor está provisto de al menos una conexión descendente de tambor y al menos una conexión ascendente de tambor. El conjunto de tuberías de interconexión comprende al menos una tubería descendente conectada, en un extremo de la misma, a la conexión descendente de tambor y, en el otro extremo de la misma, a la conexión descendente de carcasa mediante al menos un conducto descendente respectivo, de manera que el agua de caldera se suministra desde el tambor de vapor al intercambiador de calor a través de la tubería descendente. La conexión de agua de alimentación de caldera está conectada a al menos una tubería de agua de alimentación de caldera respectiva, de manera que el agua de alimentación de caldera se suministra al intercambiador de calor a través de la tubería de agua de alimentación de caldera.

Al menos una válvula interceptora de descendente se proporciona en las tuberías descendentes, o en cada conducto descendente, o en las tuberías descendentes y en al menos un conducto descendente. La tubería de agua de alimentación de caldera está provista a su vez de al menos una válvula interceptora de agua de alimentación de caldera.

La está provista de al menos dos conexiones ascendentes de la cubierta para extraer agua de caldera o bien de agua de alimentación de caldera, mientras que el conjunto de tuberías de interconexión comprende una única tubería ascendente conectada, en un extremo de la misma, a la conexión ascendente de tambor de vapor y, en el otro extremo de la misma, a las al menos dos conexiones ascendentes de carcasa del intercambiador de calor mediante un conducto ascendente para cada conexión ascendente de carcasa, de manera que el agua de caldera o el agua de alimentación de caldera que fluye a través de la carcasa se suministra desde el intercambiador de calor al tambor de vapor a través de dicha tubería ascendente única.

Preferentemente, al menos uno de los conductos ascendentes está provisto de una válvula interceptora ascendente respectiva.

El sistema de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la presente invención puede comprender al menos un intercambiador de calor aguas arriba adicional. Por lo tanto, la entrada de fluido de proceso caliente puede conectarse al intercambiador de calor aguas arriba, mientras que el tambor de vapor puede estar provisto de al menos una conexión de entrada aguas arriba del tambor y de al menos una conexión de salida aguas arriba del tambor, de manera que el intercambiador de calor aguas arriba puede conectarse al tambor de vapor mediante al menos una tubería ascendente aguas arriba del tambor, a través de dicha conexión de entrada aguas arriba del tambor, y por medio de al menos una tubería descendente aguas arriba del tambor, a través de dicha conexión de salida aguas arriba del tambor.

El sistema de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la presente invención también puede comprender al menos un intercambiador de calor adicional aguas abajo. Por lo tanto, la salida de fluido de proceso caliente puede conectarse al intercambiador de calor aguas abajo, mientras que el tambor de vapor puede estar provisto de al menos una conexión de entrada aguas abajo del tambor y de al menos una conexión de salida aguas abajo del tambor, de manera que el intercambiador de calor aguas abajo puede conectarse al tambor de vapor por medio de al menos una tubería ascendente aguas abajo del tambor, a través de dicha conexión de entrada aguas abajo del tambor y por medio de al menos una tubería descendente aguas abajo del tambor, a través de dicha conexión de salida aguas abajo del tambor.

De acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención, la carcasa del intercambiador de calor puede tener un eje longitudinal sustancialmente horizontal y puede estar provista internamente de una o más placas o deflectores en el lado de la carcasa, que son sustancialmente perpendiculares al eje longitudinal de la carcasa y a través de las cuales pasan los tubos del intercambiador de calor. Las placas o deflectores están provistos de cortes o aberturas principales diseñados para distribuir el agua de caldera o bien el agua de alimentación de caldera a lo largo de la dirección de dicho eje longitudinal a través de las direcciones de flujo predefinidas en el lado de la carcasa.

Preferentemente, al menos parte de las placas o deflectores pueden estar provistos de uno o más cortes o aberturas superiores respectivos diseñados para distribuir al menos parte del agua de caldera o bien del agua de alimentación de caldera a lo largo de las direcciones sustancialmente horizontales del flujo de la carcasa superior en una porción superior de la carcasa. Siempre preferentemente, al menos parte de las placas o deflectores pueden estar provistos de uno o más cortes o aberturas inferiores respectivos diseñados para distribuir al menos parte del agua de caldera o bien del agua de alimentación de caldera a lo largo de las direcciones sustancialmente horizontales del flujo de la carcasa inferior en una porción inferior de la carcasa. Las placas o deflectores pueden ser placas o deflectores de un solo segmento, o placas o deflectores de doble segmento, o placas o deflectores de triple segmento, o también placas o deflectores de tipo disco y rosca.

De acuerdo con una primera realización preferida del sistema de recuperación de calor de proceso, las placas o deflectores, la conexión descendente de carcasa y las conexiones ascendentes de carcasa están diseñadas y situadas en el intercambiador de calor para impartir un flujo vertical predominante, transversal a los tubos, al agua de caldera cuando el intercambiador de calor funciona como una caldera. Preferentemente, el fluido de proceso caliente es un gas de proceso caliente descargado de un reactor u horno químico. Por tanto, el intercambiador de calor puede ser un enfriador de gas de proceso que funciona como una caldera, para operaciones de ebullición, produciendo, por lo tanto, agua de caldera con una fracción significativa de vapor o una mezcla de agua y vapor, suministrada al tambor de vapor a través de la conexión ascendente de tambor.

De acuerdo con una segunda realización preferida del sistema de recuperación de calor de proceso, las placas o deflectores, la conexión de agua de alimentación de caldera y las conexiones ascendentes de la carcasa están diseñadas y situadas en el intercambiador de calor para impartir una dirección de flujo horizontal predominante, con un camino tortuoso o sinuoso transversal a los tubos, al agua de alimentación de caldera cuando el intercambiador de calor funciona como un precalentador de agua de alimentación de caldera. Preferentemente, el fluido de proceso caliente es nuevamente un gas de proceso caliente descargado desde un reactor u horno químico, y el intercambiador de calor puede ser un enfriador de gas de proceso que funciona como un precalentador de agua de alimentación de caldera, produciendo, por lo tanto, un agua de alimentación de caldera precalentada, sin vaporización o con una vaporización despreciable, suministrada al tambor de vapor a través de la conexión ascendente de tambor.

Preferentemente, el tambor de vapor puede colocarse encima de dicho intercambiador de calor y puede estar provisto de al menos una conexión de salida de vapor, conectada a al menos una tubería de salida de vapor correspondiente, al menos una conexión de agua de alimentación de tambor, conectada a al menos una tubería de agua de alimentación de tambor correspondiente y, preferentemente, a medios de control para controlar el nivel de agua dentro del tambor de vapor.

El sistema de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la presente invención puede implementar así un método para recuperar calor de proceso, de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el intercambiador de calor puede funcionar alternativamente como una caldera, para operaciones de ebullición y como un precalentador de agua de alimentación de caldera, para operaciones de precalentamiento. Cuando el intercambiador de calor funciona como una caldera, la válvula interceptora de agua de alimentación de caldera está cerrada y la válvula interceptora de descendente está abierta, de manera que el agua de caldera se suministra desde el tambor de vapor al intercambiador de calor a través de la tubería descendente, dicha agua de caldera fluye y se vaporiza transversal a los tubos del intercambiador de calor y luego dicha agua de caldera se suministra desde el intercambiador de calor al tambor de vapor a través de una única tubería ascendente. Cuando el intercambiador de calor funciona como un precalentador de agua de alimentación de caldera, la válvula interceptora de agua de alimentación de caldera está abierta y la válvula interceptora de descendente está cerrada, de manera que el agua de alimentación de caldera se suministra al intercambiador de calor a través de la tubería de agua de alimentación de caldera, dicha agua de alimentación de caldera fluye y se precalienta transversal a los tubos del intercambiador de calor y luego dicha agua de alimentación de caldera se suministra desde el intercambiador de calor al tambor de vapor a través de una tubería ascendente única. Preferentemente, una válvula interceptora ascendente respectiva, provista en al menos uno de los conductos ascendentes, está abierta cuando el intercambiador de calor funciona como una caldera y está cerrada cuando el intercambiador de calor funciona como un precalentador de agua de alimentación de caldera.

Por lo tanto, en el sistema de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la presente invención, el intercambiador de calor está conectado al tambor de vapor únicamente mediante tuberías ascendentes y descendentes. No hay ninguna tubería adicional y distinta de agua de alimentación de caldera que conecte el intercambiador de calor con el tambor de vapor como en los documentos de la técnica anterior citados anteriormente.

Cuando el intercambiador de calor del sistema de acuerdo con la presente invención funciona como una caldera, el agua de caldera del lado de la carcasa en condiciones de saturación y con una fracción importante de vapor o la mezcla de agua y vapor, se suministra desde la carcasa del intercambiador de calor al tambor de vapor mediante una tubería ascendente, mientras que el agua fresca de caldera, en o prácticamente en de condiciones de saturación y sin vapor, se suministra desde el tambor de vapor a la carcasa del intercambiador de calor mediante la tubería descendente.

Cuando el intercambiador de calor del sistema de acuerdo con la presente invención funciona como un precalentador de agua de alimentación de caldera, el agua de alimentación de caldera precalentada, en condiciones subenfriadas o con una vaporización despreciable, se suministra desde la carcasa del intercambiador de calor al tambor de vapor por medio de tal tubería ascendente y no por una tubería adicional y distinta de agua de alimentación de caldera. Por lo tanto, la tubería ascendente no está necesariamente provista de una válvula interceptora, ya que funciona tanto en operaciones de ebullición como de precalentamiento.

Dicho de otra manera, el sistema de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la presente invención se caracteriza por una intensificación de proceso innovadora: en lugar de dos tuberías distintas para suministrar respectivamente agua de caldera y agua de alimentación de caldera desde la carcasa del intercambiador de calor al tambor de vapor, hay una única tubería común. Como resultado, la configuración de tuberías y válvulas del sistema de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la presente invención se simplifica (intensifica) con respecto a las tecnologías de la técnica anterior, tanto desde el punto de vista de fabricación como operativo.

Breve descripción de los dibujos

Las características y ventajas de un sistema de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la presente invención quedarán más claras a partir de la siguiente descripción a modo de ejemplo y no limitativa, con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los que:

la Figura 1 es una vista esquemática de una realización preferida de un sistema de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la presente invención, en donde se muestran la vista lateral del intercambiador de calor, la vista lateral del tambor de vapor, el conjunto de tuberías de interconexión entre el intercambiador de calor y el tambor de vapor, otras tuberías conectadas al intercambiador de calor y al tambor de vapor, así como las direcciones de los flujos de las tuberías;

la Figura 2 es una vista lateral esquemática del intercambiador de calor de la Figura 1, en donde dicho intercambiador de calor funciona como una caldera y en donde se muestran las respectivas direcciones de flujo de entrada y salida del lado de la carcasa, así como las direcciones de flujo predominantes dentro de la carcasa del intercambiador de calor;

la Figura 3 es otra vista lateral esquemática del intercambiador de calor de la Figura 1, en donde dicho intercambiador de calor funciona como un precalentador de agua de alimentación de caldera y en donde se muestran las respectivas direcciones de flujo de entrada y salida del lado de la carcasa, así como las direcciones de flujo predominantes dentro de la carcasa del intercambiador de calor.

Descripción detallada de la invención

Con referencia específica a la figura 1, se muestra una primera realización preferida de un sistema de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la presente invención. El sistema de recuperación de calor de proceso se indica en todo su conjunto con el número de referencia 1 y está configurado para enfriar un fluido de proceso caliente mediante vaporización de agua de caldera o precalentamiento de agua de alimentación de caldera. El sistema de recuperación de calor de proceso 1 comprende al menos un intercambiador de calor 2, diseñado para enfriar el fluido de proceso caliente, y un tambor de vapor 3, preferentemente, colocado encima del intercambiador de calor 2. Al menos un conjunto de tuberías de interconexión 12, 22, 24 y 14, 18, 20, como se explicará mejor más adelante, conecta el intercambiador de calor 2 y el tambor de vapor 3. El intercambiador de calor 2 es del tipo de carcasa y tubos y preferentemente tiene una disposición horizontal o ligeramente inclinada. Dicho de otra manera, el intercambiador de calor 2 está provisto de una carcasa 31 que tiene preferentemente un eje longitudinal sustancialmente horizontal o ligeramente inclinado.

El intercambiador de calor 2 tiene al menos una entrada de fluido de proceso caliente 4 y al menos una salida de fluido de proceso caliente 5 en el lado del tubo. Por lo tanto, el fluido de proceso caliente que se va a enfriar fluye a través de la pluralidad de tubos del intercambiador de calor 2, por una o más vías de paso del lado del tubo. En el lado de la carcasa, el intercambiador de calor 2 está provisto de placas o deflectores 29 instalados dentro de la carcasa 31 para impartir al fluido del lado de la carcasa direcciones de flujo preferidas y predominantes, como puede observarse en las figuras 2 y 3. Las placas o deflectores 29 no forman ninguna cámara definida dentro de la carcasa 31 del intercambiador de calor 2.

La carcasa 31 del intercambiador de calor 2 está provista de al menos una conexión descendente de carcasa 21, 23, conectada a los respectivos conductos descendentes 22, 24 del conjunto de tuberías de interconexión, para introducir el agua de caldera en la carcasa 31 del intercambiador de calor 2. La carcasa 31 del intercambiador de calor 2 también está provista de al menos dos conexiones ascendentes de carcasa 17, 19, conectadas a los respectivos conductos ascendentes 18, 20 del conjunto de tuberías de interconexión, para extraer de la carcasa 31 la mezcla de agua y vapor producida o el agua de alimentación de caldera precalentada. La carcasa 31 del intercambiador de calor 2 está provista además de al menos una conexión de agua de alimentación de caldera 26, conectada a al menos una tubería de agua de alimentación de caldera 27 respectiva, para introducir el agua de alimentación de caldera en la carcasa 31. Los dos conductos ascendentes 18, 20 están agrupados, preferentemente, cerca del intercambiador de calor 2, en una única tubería ascendente 14 conectada al tambor de vapor 3 a través de al menos una conexión ascendente de tambor 13, preferentemente, una única conexión ascendente de tambor 13. De manera similar, se agrupan los dos conductos descendentes 22, 24, preferentemente, cerca del intercambiador de calor 2, en al menos una tubería descendente 12 conectada al tambor 3 a través de al menos una conexión descendente de tambor 11. Preferentemente, se proporcionan una tubería descendente única 12 y una conexión descendente de tambor única 11.

En la realización preferida del sistema de recuperación de calor de proceso 1 mostrada en la figura 1, al menos uno de los conductos ascendentes 20 está provisto de una válvula interceptora de ascendente 30 respectiva. En otra posible configuración del sistema de recuperación de calor de proceso, diferente a la de la figura 1 y no mostrada en los dibujos, los conductos ascendentes no están provistos de válvulas interceptoras.

En la realización preferida del sistema de recuperación de calor de proceso 1 mostrada en la figura 1, la tubería ascendente única 14 no está provista de una válvula interceptora. La tubería descendente 12 está preferentemente provista de una única válvula interceptora de descendente 25, mientras que los conductos descendentes 22, 24 no están provistos de válvulas interceptoras. En otra posible configuración del sistema de recuperación de calor de proceso, diferente a la de la figura 1 y no mostrada en los dibujos, la tubería descendente no está provista de válvulas interceptoras, mientras que los conductos descendentes están provistos de respectivas válvulas interceptoras de descendente (no mostradas). En un futuro, en una posible configuración del sistema de recuperación de calor de proceso, diferente a la de la figura 1 y no mostrada en los dibujos, la tubería descendente está provista de una única válvula interceptora y al menos uno de los conductos descendentes está provisto de una válvula interceptora de descendente respectiva.

En la realización preferida del sistema de recuperación de calor de proceso 1 mostrada en la figura 1, la tubería de agua de alimentación de caldera 27 está provista de una válvula interceptora de agua de alimentación de caldera 28.

El tambor de vapor 3 tiene también una conexión de salida del vapor 7, conectada a una tubería del vapor de salida 8 correspondiente, para extraer el vapor producido en el intercambiador de calor 2 y luego separarlo en el tambor de vapor 3, y una conexión de agua de alimentación de tambor 9, conectada a una tubería de agua de alimentación de tambor 10 correspondiente. El tambor de vapor 3 también puede estar provisto de al menos una conexión adicional de entrada del tambor aguas abajo/aguas arriba 42, 49 y al menos una conexión adicional de salida aguas abajo/aguas arriba 41, 48 del tambor para las respectivas tuberías adicionales ascendentes aguas abajo/aguas arriba 16, 47 del tambor y una tubería adicional descendente aguas abajo/aguas arriba 15, 46 del tambor, conectando el tambor de vapor 3 a otras calderas o intercambiadores, como, por ejemplo, a uno o más intercambiadores de calor adicionales aguas abajo 44, conectados al tambor de vapor 3 a través de una tubería descendente aguas abajo 15 del tambor y una tubería ascendente aguas abajo 16 del tambor y/o uno o más intercambiadores de calor adicionales aguas arriba 45, conectados al tambor de vapor 3 a través de una tubería descendente aguas arriba 46 del tambor y de una tubería ascendente aguas arriba 47 del tambor. El tambor de vapor 3 también suele estar provisto de otras conexiones bien conocidas (no mostradas) para desagües, purgas, instrumentos, etc. El tambor de vapor 3 comprende preferentemente medios de control para controlar el nivel de agua 6 dentro del tambor de vapor 3.

El intercambiador de calor 2 del sistema de recuperación de calor de proceso 1 de acuerdo con la presente invención puede funcionar como una caldera (para operaciones de ebullición) o como un precalentador de agua de alimentación de caldera (para operaciones de precalentamiento).

En operaciones de ebullición, la única válvula interceptora de descendente 25 o las múltiples válvulas interceptoras de descendentes (no mostradas), si están presentes, están abiertas para que el agua de caldera, en condiciones de saturación o prácticamente de saturación, fluya desde el tambor de vapor 3 a la carcasa 31 del intercambiador de calor 2 a través de la tubería descendente 12 y los conductos descendentes 22, 24. La válvula interceptora de ascendente 30 está preferentemente abierta. La mezcla de agua y vapor producida en el intercambiador de calor 2 fluye desde la carcasa 31 al tambor de vapor 3 a través de los conductos ascendentes 18, 20 y la tubería ascendente única 14. La válvula interceptora de agua de alimentación de caldera 28 está cerrada, de manera que no circula flujo en la tubería de agua de alimentación de caldera 27. El agua de caldera procedente de los conductos descendentes 22, 24 se inyecta en la carcasa 31 a través de las conexiones descendentes de carcasa 21, 23, fluye por el lado de la carcasa del intercambiador de calor transversal a los tubos, se vaporiza parcialmente y luego sale de la carcasa 31 a través de las conexiones ascendentes de carcasa 17, 19. La mezcla de agua y vapor producida en el intercambiador de calor 2 se descarga en el tambor de vapor 3 a través de la conexión ascendente de tambor 13. En el tambor de vapor 3, el agua se separa del vapor mediante dispositivos separadores (no mostrados), el agua separada se recircula al intercambiador de calor 2 a través de la conexión descendente de tambor 11, y el vapor separado sale del tambor de vapor 3 a través de la conexión de salida de vapor 7. Durante la vaporización de agua, el fluido de proceso caliente que fluye por el lado del tubo del intercambiador de calor se enfría mediante el intercambio de calor indirecto con el agua de caldera.

En operaciones de precalentamiento, la única válvula interceptora de descendente 25 o las múltiples válvulas interceptoras de descendentes (no mostradas), si están presentes, están cerradas para que no haya flujo del agua de caldera desde el tambor de vapor 3 a la carcasa 31 del intercambiador de calor 2. La válvula interceptora de agua de alimentación de caldera 28 está abierta, de manera que el agua de alimentación de caldera fluye en la tubería de agua de alimentación de caldera 27 y se inyecta en la carcasa 31 del intercambiador de calor 2 a través de la conexión de agua de alimentación de caldera 26. La válvula interceptora de ascendente 30 está preferentemente cerrada, de manera que el agua de alimentación de caldera fluye desde la carcasa 31 del intercambiador de calor 2 al tambor de vapor 3 a través de sólo uno de los conductos ascendentes 18 y a través de la tubería ascendente única 14. El agua de alimentación de caldera inyectada en la carcasa 31 a través de la conexión de agua de alimentación de caldera 26 está en condiciones de subenfriamiento. El agua de alimentación de caldera precalentada que sale de la carcasa 31 no tiene vaporización o tiene una vaporización despreciable. Durante el precalentamiento, el fluido de proceso caliente que fluye por el lado del tubo del intercambiador de calor se enfría mediante el intercambio de calor indirecto con el agua de alimentación de caldera.

La figura 2 muestra el intercambiador de calor 2 funcionando como una caldera (para operaciones de ebullición) de acuerdo con una realización preferida de la presente invención. En particular, se muestran posibles direcciones de flujo predominantes 32, 33, 34 del agua de caldera que circula por el lado de la carcasa. Las placas o deflectores 29 son placas o deflectores verticales o, dicho de otra manera, placas o deflectores instalados en una posición sustancialmente perpendicular con respecto al eje longitudinal de la carcasa. Los tubos del intercambiador de calor pasan a través de dichas placas o deflectores 29. Las placas o deflectores 29 pueden ser de un solo segmento o, preferentemente, de doble segmento o de triple segmento o de tipo disco y rosca. El número, la posición y la disposición de las placas o deflectores 29 se muestran con fines explicativos, pero no limitativos en la figura 2 y pueden ser diferentes a los de la figura 2.

Las placas o deflectores 29 están provistos convenientemente de cortes o aberturas principales 43 para distribuir el agua a lo largo de toda la carcasa 31 del intercambiador de calor 2. Las placas o deflectores 29, o al menos una parte de los mismos, también están provistos de respectivos cortes o aberturas superiores 35. Opcionalmente, las placas o deflectores 29, o al menos una parte de los mismos, pueden estar provistos de respectivos cortes o aberturas inferiores 38. El agua de caldera, en condiciones de saturación o prácticamente de saturación, entra en la carcasa 31 del intercambiador de calor 2 a través de las conexiones descendentes de la carcasa 21,23 y se distribuye a lo largo del eje longitudinal de la carcasa por medio de los cortes o aberturas principales 43 de las placas o deflectores 29 y, opcionalmente, por medio de los cortes o aberturas inferiores 38 de dichas placas o deflectores 29 de acuerdo con las direcciones de flujo horizontales predominantes 33 de la carcasa inferior. Entonces, el agua de caldera se mueve y se vaporiza transversal a los tubos del intercambiador de calor 2 mediante una dirección de flujo vertical predominante 32 a lo largo del eje longitudinal de la carcasa. La mezcla de agua y vapor producida se recoge en las conexiones ascendentes de carcasa 17, 19 por medio de los cortes o aberturas principales 43 de las placas o deflectores 29 y por medio de los cortes o aberturas superiores 35 de dichas placas o deflectores 29 de acuerdo con las direcciones de flujo horizontales predominantes 34 en la carcasa superior.

El agua de caldera intercambia principalmente calor con el fluido de proceso caliente y luego se vaporiza mediante la dirección de flujo vertical predominante 32. Esta dirección de flujo horizontal predominante en la carcasa inferior 33, la dirección de flujo vertical 32 y la dirección de flujo horizontal 34 de la carcasa superior se imparten al agua de caldera por medio de las placas o deflectores 29 del lado de la carcasa y por medio de posiciones específicas de las conexiones descendentes de carcasa 21, 23 y las conexiones ascendentes de carcasa 17, 19. Los cortes o aberturas principales 43 de las placas o deflectores 29 garantizan una inundación uniforme y eficiente de la carcasa 31 del intercambiador de calor 2. Los cortes o aberturas inferiores 38 opcionales de las placas o deflectores 29 pueden mejorar la dirección de flujo horizontal predominante 33 en la carcasa inferior y, por lo tanto, la inundación del lado de la carcasa. Los cortes o aberturas superiores 35 de las placas o deflectores 29 pueden mejorar la dirección de flujo horizontal predominante 34 de la carcasa superior y, por lo tanto, asegurar una extracción eficiente y sin restricciones de la mezcla de vapor y agua.

La figura 3 muestra el intercambiador de calor 2 funcionando como un precalentador de agua de alimentación de caldera (para operaciones de precalentamiento) de acuerdo con una realización preferida de la presente invención. En particular, la figura 3 muestra posibles direcciones de flujo predominantes 36 de agua de alimentación de caldera que se mueve transversal a los tubos del intercambiador de calor 2. Las configuraciones de las placas o deflectores 29 son las mismas que se describen en la figura 2. El agua de alimentación de caldera, en condiciones de subenfriamiento, entra en la carcasa 31 del intercambiador de calor 2 a través de la conexión de agua de alimentación de caldera 26. Entonces, el agua de alimentación de caldera se mueve transversal a los tubos del intercambiador de calor 2 hacia la conexión ascendente de carcasa 17 de acuerdo con una dirección de flujo horizontal predominante 36 caracterizada en cualquier caso por un camino tortuoso o sinuoso 40 debido a la acción realizada por los cortes o aberturas principales 43 de las placas o deflectores 29. La dirección de flujo horizontal predominante 36 incluye una posible dirección de flujo horizontal de carcasa superior 33 y una dirección de flujo horizontal de carcasa superior 34. El agua de alimentación de caldera intercambia principalmente calor con el fluido de proceso caliente y luego se calienta a través de la dirección de flujo horizontal predominante 36. El agua de alimentación de caldera precalentada, sin vaporización o con una vaporización despreciable, sale de la carcasa 31 del intercambiador de calor 2 a través de la conexión ascendente de carcasa 17. Una vez más, el número, la posición y la disposición de las placas o deflectores 29 se muestran con fines explicativos, pero no limitativos en la figura 3 y pueden ser diferentes a los de la figura 3.

A partir de las realizaciones preferidas del sistema de recuperación de calor de proceso 1 descrito anteriormente y mostrado en las figuras 2 y 3, es por lo tanto evidente para cualquier persona experta en la material que, para operaciones eficientes de ebullición o de precalentamiento:

- las conexiones descendentes de carcasa 21, 23 se instalan preferentemente en la parte inferior 39 de la carcasa a una distancia predefinida entre sí, para distribuir eficientemente el agua de caldera a lo largo del eje longitudinal de la carcasa 31, mientras que las conexiones ascendentes de carcasa 17, 19 se instalan preferentemente en la parte superior de carcasa 37, en línea o desplazadas con respecto a las conexiones descendentes de carcasa 21, 23 y a una distancia predefinida entre sí, para recoger eficientemente la mezcla de agua y vapor, y finalmente para instalar una dirección de flujo vertical predominante a lo largo de todo el eje longitudinal de la carcasa 31;

- al menos una de las conexiones descendentes de carcasa 21 y al menos una de las conexiones ascendentes de carcasa 17 están instaladas preferentemente en, o cerca de, la entrada de fluido de proceso caliente 4, para garantizar una inundación de agua y una recogida de vapor eficientes en la porción más caliente de la carcasa 31 del intercambiador de calor 2;

- la conexión de agua de alimentación de caldera 26 y al menos una de las conexiones ascendentes de carcasa 17 que extraen el agua de alimentación de caldera están instaladas preferentemente en, o cerca de, extremos opuestos de la carcasa 31, para instalar una dirección de flujo horizontal predominante;

- la conexión de agua de alimentación de caldera 26 se instala preferentemente en, o cerca de, la salida de fluido de proceso caliente 5, para instalar una dirección de flujo horizontal predominante en contracorriente con el fluido de proceso caliente en el caso de una sola vía de paso en el lado del tubo.

Asimismo, a partir de las realizaciones preferidas del sistema de recuperación de calor de proceso 1 descrito anteriormente y mostrado en las figuras 2 y 3, es, por lo tanto, evidente para cualquier persona experta en la materia que:

- el sistema de recuperación de calor de proceso 1 de acuerdo con la presente invención, que comprende un intercambiador de calor 2 que funciona como una caldera o bien como un precalentador de agua de alimentación de caldera, tiene una configuración optimizada para tuberías y válvulas, dado que la mezcla de agua y vapor producida en el intercambiador de calor 2 (para operaciones de ebullición) y el agua de alimentación de caldera precalentada en el intercambiador de calor 2 (para operaciones de precalentamiento) se suministran ambas al tambor de vapor 3 mediante una tubería común, ascendente y única 14, y tal tubería ascendente única 14 no tiene válvula interceptora;

- el intercambiador de calor 2 del sistema de recuperación de calor 1 de acuerdo con la presente invención, funciona tanto en operaciones de ebullición como de precalentamiento, tiene configuraciones optimizadas para sus placas o deflectores 29 en el lado de la carcasa.

Finalmente, independientemente de las operaciones de ebullición o precalentamiento, la entrada de fluido de proceso caliente 4 y/o la salida de fluido de proceso caliente 5 que entra/sale del intercambiador de calor 2 pueden conectarse respectivamente a posibles intercambiadores de calor adicionales aguas arriba 45 y/o intercambiadores de calor adicionales aguas abajo 44, a su vez conectados respectivamente al tambor de vapor 3 a través de la tubería ascendente aguas abajo/aguas arriba 16, 47 del tambor adicional y/o la tubería descendente aguas abajo/aguas arriba 15, 46 del tambor. En este caso, los intercambiadores de calor adicionales aguas arriba/aguas abajo suelen ser calderas que enfrían el mismo fluido de proceso caliente mediante la vaporización del agua que circula entre el tambor de vapor 3 y dicha caldera aguas arriba/aguas abajo. De esta manera, tal caldera aguas arriba/aguas abajo puede ser parte del sistema de recuperación de calor de proceso 1.

De esta manera de observa que el sistema de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la presente invención consigue los objetivos anteriormente descritos. El sistema de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la presente invención es sustancialmente diferente de los correspondientes sistemas de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la técnica anterior, con referencia específica al sistema del documento US 10744474 B2, dado que el intercambiador de calor del sistema de recuperación de calor de proceso de acuerdo con la presente invención, que funciona como caldera o precalentador:

- no tiene placas divisorias en el lado de la carcasa que formen cámaras distintas en el lado de la carcasa;

- suministra el agua de caldera y el agua de alimentación de caldera desde la carcasa del intercambiador al tambor de vapor por medio de una tubería única común, en lugar de una pluralidad de tuberías distintas;

- dicha tubería única común no está necesariamente provista de una válvula interceptora.

El sistema de recuperación de calor de proceso de la presente invención así concebido es susceptible en cualquier caso de numerosas modificaciones y variantes, todas comprendidas dentro del mismo concepto inventivo; además, todos los detalles pueden sustituirse por elementos técnicamente equivalentes. En la práctica, los materiales utilizados, así como las formas y el tamaño, puede ser de cualquier tipo de acuerdo con los requisitos técnicos.

El alcance de protección de la invención está, por lo tanto, definido por las reivindicaciones adjuntas.

Lista de referencias

1: sistema de recuperación de calor de proceso;

2: intercambiador de calor;

3: tambor de vapor;

4: entrada de fluido de proceso caliente;

5: salida de fluido de proceso caliente;

6: nivel de agua controlado;

7: conexión de salida de vapor;

8: tubería de salida de vapor;

9: conexión de agua de alimentación de tambor;

10: tubería de agua de alimentación de tambor;

11: conexión descendente de tambor;

12: tubería descendente;

13: conexión ascendente de tambor;

14: tubería ascendente única;

15: tubería descendente aguas abajo del tambor;

16: tubería ascendente aguas abajo del tambor;

17: conexión ascendente de carcasa;

18: conducto ascendente;

19: conexión ascendente de carcasa;

20: conducto ascendente;

21: conexión descendente de carcasa;

22: conducto descendente;

23: conexión descendente de carcasa;

24: conducto descendente;

25: válvula interceptora de descendente;

26: conexión de agua de alimentación de caldera;

27: tubería de agua de alimentación de caldera;

28: válvula interceptora de agua de alimentación de caldera;

29: placas o deflectores;

30: válvula interceptora de tubo ascendente;

31: carcasa;

32: dirección de flujo vertical;

33: dirección de flujo horizontal de carcasa inferior;

34: dirección de flujo horizontal de carcasa superior;

35: cortes o aberturas superiores;

36: dirección de flujo horizontal predominante;

37: parte superior de carcasa;

38: cortes o aberturas inferiores;

39: parte inferior de carcasa;

40: camino tortuoso o sinuoso;

41: conexión de salida aguas abajo del tambor;

42: conexión de entrada aguas abajo del tambor;

43: cortes o aberturas principales;

44: intercambiador de calor aguas abajo;

45: intercambiador de calor aguas arriba;

46: tubería descendente aguas arriba del tambor;

47: tubería ascendente aguas arriba del tambor;

48: conexión de salida aguas arriba del tambor;

49: conexión de entrada aguas arriba del tambor.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de recuperación de calor de proceso (1) para enfriar un fluido de proceso caliente mediante vaporización de agua de una caldera o precalentamiento de agua de alimentación de una caldera, comprendiendo dicho sistema de recuperación de calor de proceso (1):

- al menos un intercambiador de calor (2), diseñado para enfriar dicho fluido de proceso caliente,

- al menos un tambor de vapor (3), y

- al menos un conjunto de tuberías de interconexión (12, 22, 24; 14, 18, 20), que conecta dicho intercambiador de calor (2) y dicho tambor de vapor (3),

en donde dicho intercambiador de calor (2) es del tipo de carcasa y tubos y está provisto de:

- una carcasa (31),

- una pluralidad de tubos,

- al menos una entrada de fluido de proceso caliente (4), para introducir dicho fluido de proceso caliente que fluye por el lado del tubo de dicho intercambiador de calor (2) por una o más vías de paso del lado del tubo, - al menos una salida de fluido de proceso caliente (5), para extraer dicho fluido de proceso caliente desde el lado del tubo de dicho intercambiador de calor (2),

- al menos una conexión descendente de carcasa (21,23), a través de la cual dicha agua de caldera que fluye a través de dicha carcasa (31) entra en dicha carcasa (31), y

- al menos una conexión de agua de alimentación de caldera (26), a través de la cual dicha agua de alimentación de caldera que fluye a través de dicha carcasa (31) entra en dicha carcasa (31),

en donde dicho tambor de vapor (3) está provisto de al menos una conexión descendente de tambor (11) y al menos una conexión ascendente de tambor (13),

en donde dicho conjunto de tuberías de interconexión (12, 22, 24; 14, 18, 20) comprende al menos una tubería descendente (12) conectada, en un extremo de la misma, a dicha al menos una conexión descendente de tambor (11) y, en el otro extremo de la misma, a dicha al menos una conexión descendente de carcasa (21, 23) a través de al menos un conducto descendente (22, 24) respectivo, de manera que dicha agua de caldera se suministra desde dicho tambor de vapor (3) a dicho intercambiador de calor (2) a través de dicha al menos una tubería descendente (12),

en donde dicha conexión de agua de alimentación de caldera (26) está conectada a al menos una tubería de agua de alimentación de caldera (27) respectiva, de manera que dicha agua de alimentación de caldera se suministra a dicho intercambiador de calor (2) a través de dicha al menos una tubería de agua de alimentación de caldera (27), en donde al menos una válvula interceptora de descendente (25) se proporciona en dicha tubería descendente (12) o en cada conducto descendente (22, 24) o en dicha tubería descendente (12) y en al menos un conducto descendente (22, 24), y

en donde dicha tubería de agua de alimentación de caldera (27) está provista de al menos una válvula interceptora de agua de alimentación de caldera (28),

en donde

- dicha carcasa (31) está provista de al menos dos conexiones ascendentes de carcasa (17, 19) para extraer dicha agua de caldera o dicha agua de alimentación de caldera, estando dicho sistema de recuperación de calor de proceso (1)caracterizado por que

- dicho conjunto de tuberías de interconexión (12, 22, 24; 14, 18, 20) comprende una única tubería ascendente (14) conectada, en un extremo de la misma, a dicha conexión ascendente de tambor (13) y, en el otro extremo de la misma, a dichas al menos dos conexiones ascendentes de carcasa (17, 19) a través de un conducto ascendente (18, 20) para cada una de dichas al menos dos conexiones ascendentes de carcasa (17, 19), de manera que dicha agua de caldera o dicha agua de alimentación de caldera que fluye a través de dicha carcasa (31) se suministra desde dicho intercambiador de calor (2) a dicho tambor de vapor (3) a través de dicha tubería ascendente única (14).

2. El sistema de recuperación de calor de proceso (1) de acuerdo con la reivindicación 1,caracterizado por queal menos uno de dichos conductos ascendentes (18, 20) está provisto de una válvula interceptora de ascendente (30) respectiva.

3. El sistema de recuperación de calor de proceso (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende al menos un intercambiador de calor adicional aguas arriba (45), en donde dicha entrada de fluido de proceso caliente (4) está conectada a dicho intercambiador de calor aguas arriba (45) y en donde dicho tambor de vapor (3) está provisto de al menos una conexión de entrada aguas arriba (49) del tambor y de al menos una conexión de salida aguas arriba (48) del tambor, de manera que dicho intercambiador de calor aguas arriba (45) está conectado a dicho tambor de vapor (3) por medio de al menos una tubería ascendente aguas arriba (47) del tambor, a través de dicha conexión de entrada aguas arriba (49) del tambor y por medio de al menos una tubería descendente aguas arriba (46) del tambor, a través de dicha conexión de salida aguas arriba (48) del tambor.

4. El sistema de recuperación de calor de proceso (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende al menos un intercambiador de calor adicional aguas abajo (44), en donde dicha salida de fluido de proceso caliente (5) está conectada a dicho intercambiador de calor aguas abajo (44) y en donde dicho tambor de vapor (3) está provisto de al menos una conexión de entrada aguas abajo (42) del tambor y de al menos una conexión de salida aguas abajo (41) del tambor, de manera que dicho intercambiador de calor aguas abajo (44) está conectado a dicho tambor de vapor (3) por medio de al menos una tubería ascendente aguas abajo (16) del tambor, a través de dicha conexión de entrada aguas abajo (42) del tambor y por medio de al menos una tubería descendente aguas abajo (15) del tambor, a través de dicha conexión de salida aguas abajo (41) del tambor.

5. El sistema de recuperación de calor de proceso (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,caracterizado por quedicha carcasa (31) tiene un eje longitudinal sustancialmente horizontal y está provista internamente de una o más placas o deflectores (29) en el lado de la carcasa, que son sustancialmente perpendiculares a dicho eje longitudinal y a través de los cuales pasan los tubos de dicho intercambiador de calor (2), en donde dichas placas o deflectores (29) están provistas de cortes o aberturas principales (43) diseñados para distribuir dicha agua de caldera o bien dicha agua de alimentación de caldera a lo largo de la dirección de dicho todo eje longitudinal a través de direcciones de flujo predefinidas (32, 33, 34, 36) en el lado de la carcasa.

6. El sistema de recuperación de calor de proceso (1) de acuerdo con la reivindicación 5,caracterizado por queal menos parte de dichas placas o deflectores (29) están provistos de uno o más respectivos cortes o aberturas superiores (35) diseñados para distribuir al menos parte de dicha agua de caldera o bien de dicha agua de alimentación de caldera a lo largo de las direcciones de flujo sustancialmente horizontales (34) de la carcasa superior en una porción superior (37) de dicha carcasa (31).

7. El sistema de recuperación de calor de proceso (1) de acuerdo con la reivindicación 5 o 6,caracterizado por queal menos parte de dichas placas o deflectores (29) están provistos de uno o más respectivos cortes o aberturas inferiores (38) diseñados para distribuir al menos parte de dicha agua de caldera o bien de dicha agua de alimentación de caldera a lo largo de las direcciones de flujo sustancialmente horizontales (33) de la carcasa inferior en una porción inferior (39) de dicha carcasa (31).

8. El sistema de recuperación de calor de proceso (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7,caracterizado por quedichas placas o deflectores (29) se eligen del grupo que consiste en:

- placas o deflectores de un único segmento (29),

- placas o deflectores de doble segmento (29),

- placas o deflectores de triple segmento (29),

- placas o deflectores tipo disco y rosca (29).

9. El sistema de recuperación de calor de proceso (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8,caracterizado por quedichas placas o deflectores (29), dicha conexión descendente de carcasa (21, 23) y dichas conexiones ascendentes de carcasa (17, 19) están diseñadas y situadas en dicho intercambiador de calor (2) para impartir una dirección de flujo vertical predominante (32), transversal a los tubos, a dicha agua de caldera cuando dicho intercambiador de calor (2) funciona como una caldera.

10. El sistema de recuperación de calor de proceso (1) de acuerdo con la reivindicación 9,caracterizado por quedicho fluido de proceso caliente es un gas de proceso caliente descargado desde un reactor u horno químico y dicho intercambiador de calor (2) es un enfriador de gas de proceso que funciona como una caldera, para operaciones de ebullición, produciendo, por lo tanto, agua de caldera con una fracción significativa de vapor o una mezcla de agua y vapor, suministrada a dicho tambor de vapor (3) a través de dicha conexión ascendente de tambor (13).

11. El sistema de recuperación de calor de proceso (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8,caracterizado por quedichas placas o deflectores (29), dicha conexión de agua de alimentación de caldera (26) y dichas conexiones ascendentes de carcasa (17, 19) están diseñadas y situadas en dicho intercambiador de calor (2) para impartir una dirección de flujo horizontal predominante (36), con un camino tortuoso o sinuoso (40) transversal a los tubos, a dicha agua de alimentación de caldera cuando dicho intercambiador de calor (2) funciona como un precalentador de agua de alimentación de caldera.

12. El sistema de recuperación de calor de proceso (1) de acuerdo con la reivindicación 11,caracterizado por quedicho fluido de proceso caliente es un gas de proceso caliente descargado desde un reactor u horno químico y dicho intercambiador de calor (2) es un enfriador de gas de proceso que funciona como un precalentador de agua de alimentación de caldera, produciendo, por lo tanto, un agua de alimentación de caldera precalentada, sin vaporización o con una vaporización despreciable, suministrada a dicho tambor de vapor (3) a través de dicha conexión ascendente de tambor (13).

13. El sistema de recuperación de calor de proceso (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12,caracterizado por quedicho tambor de vapor (3) está colocado encima de dicho intercambiador de calor (2) y está provisto de al menos una conexión de salida de vapor (7), conectada a al menos una tubería de salida de vapor (8) correspondiente, al menos una conexión de agua de alimentación de tambor (9), conectada a al menos una tubería de agua de alimentación de tambor (10) correspondiente y, preferentemente, a medios de control para controlar el nivel de agua (6) dentro del tambor de vapor (3).

14. Un método para recuperar calor de proceso utilizando al menos un sistema de recuperación de calor de proceso (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho intercambiador de calor (2) funciona alternativamente como una caldera, para operaciones de ebullición y como un precalentador de agua de alimentación de caldera, para operaciones de precalentamiento y, en donde:

- cuando dicho intercambiador de calor (2) funciona como una caldera, dicha válvula interceptora de agua de alimentación de caldera (28) está cerrada y dicha válvula interceptora de descendente (25) está abierta, de manera que dicha agua de caldera se suministra desde dicho tambor de vapor (3) a dicho intercambiador de calor (2) a través de dicha tubería descendente (12), dicha agua de caldera fluye y se vaporiza transversal a los tubos de dicho intercambiador de calor (2) y luego dicha agua de caldera se suministra desde dicho intercambiador de calor (2) a dicho tambor de vapor (3) a través de dicha tubería ascendente única (14), y

- cuando dicho intercambiador de calor (2) funciona como precalentador de agua de alimentación de caldera, dicha válvula interceptora de agua de alimentación de caldera (28) está abierta y dicha válvula interceptora de descendente (25) está cerrada, de manera que dicha agua de alimentación de caldera se suministra a dicho intercambiador de calor (2) a través de dicha tubería de agua de alimentación de caldera (27), dicha agua de alimentación de caldera fluye y se precalienta transversal a los tubos de dicho intercambiador de calor (2) y luego dicha agua de alimentación de caldera se suministra desde dicho intercambiador de calor (2) a dicho tambor de vapor (3) a través de dicha tubería ascendente única (14).

15. El método de acuerdo con la reivindicación 14, en donde una válvula interceptora de ascendente (30) respectiva que se proporciona en al menos uno de los conductos ascendentes (18, 20) está abierta cuando dicho intercambiador de calor (2) funciona como una caldera y está cerrada cuando dicho intercambiador de calor (2) funciona como un precalentador de agua de alimentación de caldera.