JP2015522767A

JP2015522767A - 液化した流れを加熱するための方法と装置

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Publication number: JP2015522767A
Application number: JP2015516606A
Authority: JP
Inventors: ケンペス，ロッドリック; ランシンク，ロベルト; パーキンス，グレゴリー・マーティン・パリー; ゾートメイヤー，リーンデルト・ヨハネス・アリー
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2033-06-12
Also published as: WO2013186275A2; US20140216067A1; CN104508348B; PT2861905T; KR20150018594A; EP2861905B1; WO2013186275A3; CN104508348A; PH12014502740A1; PH12014502740B1; EP2861905A2; JP6122490B2

Abstract

閉回路において、伝熱流体は第一の熱伝達領域から第二の熱伝達領域へと降下管を介して循環され、これらの要素は全て周囲環境の中に配置されている。第一のボックスの内部に収容された第一の熱伝達領域は第一の伝熱面を有し、この伝熱面を通して、加熱すべき液化流れは伝熱流体と第一の間接熱交換接触を行う。伝熱流体は凝縮され、そして伝熱流体の凝縮した部分の一部は第一のボックスの内部に蓄積され、それにより第一のボックスの内部に液相状態の伝熱流体からなる液体の層が形成される。液体の層から液体が取り出され、そして降下管を通して第二の熱伝達領域へ送られる。第二の熱伝達領域は第二の伝熱面を有し、この伝熱面を通して、伝熱流体は周囲環境と第二の間接熱交換接触を行う。【選択図】図１

Description

本発明は液化した流れを加熱するための方法と装置に関する。

本発明の趣旨における液化した流れ（液化流れ）は、周囲の温度よりも低い温度を有する。好ましくは、この液化流れの温度は２バール（絶対圧）未満の圧力において液化流れの泡立ち点以下にあって、そのためこの流れはそのような圧力において液相に維持される。工業において加熱することを要する液化流れの例は液化天然ガス（ＬＮＧ）である。

天然ガスは有用な燃料源である。しかし、それはしばしば市場から距離が比較的離れた所で生産される。そのような場合、天然ガスの流れの供給源において、あるいはその供給源の近くで、ＬＮＧプラントにおいて天然ガスを液化することが望ましいだろう。ＬＮＧの形において、天然ガスはガス状であるよりも容易に貯蔵し、また長い距離にわたって輸送することができる。というのは、ＬＮＧは占める容積が小さく、また高圧で貯蔵する必要がないからである。

ＬＮＧは一般に、それを燃料として用いる前に再気化される。ＬＮＧを再気化するために、ＬＮＧに熱が加えられるかもしれない。熱を加える前に、顧客の要求を満たすためにＬＮＧはしばしば加圧される。ガスの敷設網の仕様または顧客によって所望される要件に応じて、望ましい場合には組成も変更されるかもしれず、これは例えば、ある量の窒素を加えることによって、および／またはＣ２−Ｃ４含有量の幾分かを抽出することによって行われる。次いで、再気化された天然ガス製品を、顧客に（適切にはガスの敷設網を介して）販売することができる。

特許出願公開ＵＳ２０１０／００００２３３号は液化流れを加熱するための装置と方法を記載している。この装置と方法において、伝熱流体（熱媒液）が閉じた回路において循環され、この循環は、伝熱流体から加熱するべき液化流れへ熱が移動する第一の熱伝達領域と、周囲の空気から伝熱流体へ熱が移動する第二の熱伝達領域との間で行われる。伝熱流体は第一の熱伝達領域において凝縮され、そして第二の熱伝達領域において加熱される。伝熱流体は、閉じた回路の中を循環する伝熱流体に作用する重力を用いて循環される。

特許出願公開ＵＳ２００６／０２４２９６９号は、自然に循環する中間冷媒を用いて極低温液体を気化させるための別の装置と方法を開示している。極低温液体は第一の熱交換器において管束を通過し、その管束は第一の熱交換器の内部で垂直に配置されている。冷媒は、冷媒蒸気の入口および極低温液体のための管束と並んでいて第一の熱交換器を上方へ横切る上昇管を介して、第二の熱交換器から第一の熱交換器の中に通される。冷媒蒸気は第一の熱交換器の頂部の近くにある冷媒蒸気のための空間の中に排出される。冷媒蒸気は、管束の中の極低温液体と熱交換することによって凝縮されて液体の中間冷媒物質になり、それにより液体の中間冷媒物質は第一の熱交換器の底部に蓄積し、そして第二の熱交換器へ送られる。

ＵＳ２０１０／００００２３３号とＵＳ２００６／０２４２９６９号に記載された装置と方法については、通常の操作を行う間に伝熱流体の循環が途絶することが予想される。

特許出願公開ＵＳ２０１０／００００２３３号特許出願公開ＵＳ２００６／０２４２９６９号

本発明の第一の側面によれば、液化流れを加熱する方法が提供され、この方法は：
加熱すべき液化流れを、伝熱流体（熱伝達流体）（heat transfer fluid）を収容している外殻の形の第一のボックスを含む第一の熱伝達領域（第一の伝熱領域）（first heat transfer zone）を通過させ、第一のボックスの内部に配置された第一の伝熱面（first heat transfer surface）を通して伝熱流体と間接熱交換接触（indirect heat exchanging contact）をさせ、これにより伝熱流体から液化流れへ熱が移動し、それによって伝熱流体の少なくとも一部が凝縮して、凝縮部分が形成する工程；
凝縮部分の一部を第一のボックスの内部で蓄積させ、それにより第一のボックスの内部に液相の状態になっている伝熱流体からなる液体の層を形成する工程であって、ここで、第一のボックスの内部で液相の状態になっている伝熱流体からなる液体の層の上に蒸気の領域が存在し、それによって第一の伝熱面は第一のボックスの中の蒸気の領域の内部に配置される、前記工程；
伝熱流体を閉回路の中で少なくとも降下管（ダウンカマー）（downcomer）を経由して第一のボックスから第二の熱伝達領域（第二の伝熱領域）（second heat transfer zone）へと循環させ、そして第一の熱伝達領域へ戻す工程であって、これらの要素は全て周囲環境（ambient）の中に配置されている、前記工程；
を含み、
ここで、伝熱流体の前記循環工程は、第一のボックスの中の液体の層から液体を取り出す工程、および液相の状態になっている液体の層からの前記液体を降下管を通して第二の熱伝達領域へ送る工程、および伝熱流体を第二の熱伝達領域を通して第一の熱伝達領域へ送る工程を含み、それにより、第二の熱伝達領域において周囲環境との間接熱交換（indirect heat exchanging）を行い、それによって周囲環境から伝熱流体へ熱を伝え、そして伝熱流体を気化させ、ここで、第二の熱伝達領域は重力の方向について液体の層よりも上の位置にある第一のボックスの中の蒸気の領域の中への排出を行い、ここで、伝熱流体が第二の熱伝達領域から第一のボックスの中へ排出されるときに、第二の熱伝達領域からの伝熱流体は一つ以上の上昇管末端部材（ライザー末端部材）（riser end pieces）の開口（open ends）を通過し、一つ以上の上昇管末端部材は液体の層を横切って蒸気の領域に出ていて、それにより上昇管末端部材の開口は重力の方向について第一の熱交換表面よりも下に位置している。

本発明の第二の側面によれば、液化流れを加熱するための装置が提供され、この装置は、第一の熱伝達領域を有し伝熱流体を循環させるための閉回路（closed circuit）、第二の熱伝達領域、および降下管を有し、これらの要素は全て周囲環境の中に配置されていて、ここで、第一の熱伝達領域は伝熱流体を収容している外殻の形の第一のボックスを含み、ここで、第一の伝熱面が第一のボックスの内部に配置されていて、この第一の伝熱面を通して加熱すべき液化流れと伝熱流体との間で第一の間接熱交換接触が行われ、前記装置はさらに、第一のボックスの内部の液体の中に伝熱流体からなる液体の層を有し、ここで、この第一のボックスの内部で液相の状態になっている伝熱流体からなる液体の層の上に蒸気の領域が存在し、それによって第一の伝熱面は第一のボックスの中の蒸気の領域の内部に配置されていて、ここで、第二の熱伝達領域が重力の方向について第一の熱伝達領域よりも低い位置に配置されていて、そして第二の熱伝達領域は第二の伝熱面（second heat transfer surface）を有していて、この第二の伝熱面を通して伝熱流体は周囲環境と第二の間接熱交換接触を行い、ここで、降下管が第一の熱伝達領域と第二の熱伝達領域を流体について接続していて、それにより降下管と第一のボックスの間の接点が第一のボックスの中の伝熱流体からなる液体の層の下に没するように配置されていて、ここで、第二の熱伝達領域は第一の熱伝達領域に流体について接続された少なくとも一つの上昇管（ライザー管）（riser tube）を有していて、少なくとも一つの上昇管は、この上昇管に流体について接続されているとともに液体の層を横切って蒸気の領域に出ている上昇管末端部材を有し、ここで、少なくとも一つの上昇管の開口は重力の方向について第一の熱交換表面（first heat exchange surface）よりも下に位置している。

本発明を非限定的な図面を参照しながら単なる例示として以下でさらに説明する。

図１は本発明を具現化した加熱器の横断面を示す。図２は図１の加熱器の縦断面を示す。図３は本発明を具現化した加熱器の横断面を示す。

この説明のために、ラインならびにそのラインの中で運ばれる流れについて単一の参照符号が用いられるだろう。同じ参照符号は同様の構成要素を指している。本発明は特徴部分および手段の一つ以上の特定の組み合わせを参照して説明されているが、それらの特徴部分および手段の多くは他の特徴部分および手段とは機能上独立していて、それらは他の態様または組み合わせにおいても等しく（または類似する形で）独立して適用されうる、ということを当業者であれば容易に理解するであろう。

本明細書は、概して言えば、液化流れを加熱する方法を開示し、この方法は：
加熱すべき液化流れを、伝熱流体を収容している外殻の形の第一のボックスを含む第一の熱伝達領域を通過させ、第一のボックスの内部に配置された第一の伝熱面を通して伝熱流体と間接熱交換接触をさせ、これにより伝熱流体から液化流れへ熱が移動し、それによって伝熱流体の少なくとも一部が凝縮して、凝縮部分が形成する工程；
凝縮部分の一部を第一のボックスの内部で蓄積させ、それにより第一のボックスの内部に液相の状態になっている伝熱流体からなる液体の層を形成する工程；
伝熱流体を閉回路の中で少なくとも降下管を経由して第一のボックスから第二の熱伝達領域へと循環させ、そして第一の熱伝達領域へ戻す工程であって、これらの要素は全て周囲環境の中に配置されている、前記工程；
を含み、
ここで、伝熱流体の前記循環工程は、第一のボックスの中の液体の層から液体を取り出す工程、および液相の状態になっている液体の層からの前記液体を降下管を通して第二の熱伝達領域へ送る工程、および伝熱流体を第二の熱伝達領域を通して第一の熱伝達領域へ送る工程を含み、それにより、第二の熱伝達領域において周囲環境との間接熱交換を行い、それによって周囲環境から伝熱流体へ熱を伝え、そして伝熱流体を気化させる。

さらに、本明細書は、概して言えば、液化流れを加熱するための装置を開示し、この装置は、第一の熱伝達領域を有し伝熱流体を循環させるための閉回路、第二の熱伝達領域、および降下管を有し、これらの要素は全て周囲環境の中に配置されていて、ここで、第一の熱伝達領域は伝熱流体を収容している外殻の形の第一のボックスを含み、ここで、第一の伝熱面が第一のボックスの内部に配置されていて、この第一の伝熱面を通して加熱すべき液化流れと伝熱流体との間で第一の間接熱交換接触が行われ、ここで、第二の熱伝達領域が重力の方向について第一の熱伝達領域よりも低い位置に配置されていて、そして第二の熱伝達領域は第二の伝熱面を有し、この第二の伝熱面を通して伝熱流体は周囲環境と第二の間接熱交換接触を行い、ここで、降下管が第一の熱伝達領域と第二の熱伝達領域を流体について接続していて、さらに第一のボックスの内部で液体の中に伝熱流体からなる液体の層を含み、それにより降下管と第一のボックスの間の接点が第一のボックスの中の伝熱流体からなる液体の層の下に没するように配置されている。

閉回路を通しての伝熱流体の循環をさらに改善する方法を以下で説明する。伝熱流体の循環は蒸気戻し上昇管を通る伝熱流体の蒸気の戻しの流れによって妨げられるかもしれない、と考えられていた。ここでは、重力の方向について第一の伝熱面よりも下の位置に上昇管末端部材の開口を配置することが提案されている。これにより、気化した伝熱流体の蒸気が上昇管末端部材の中に必要以上に長い時間にわたって閉じ込められることが回避される。蒸気は、第一の伝熱面も中に配置されている第一の熱伝達領域の蒸気の領域を通ってさらに上昇することによって第一の熱交換表面に達することができる。蒸気は上昇管末端部材の領域内を流れるのに比べて、蒸気の領域内では流動抵抗を受けずに済むだろう。上昇管末端部材の開口は好ましくは、第一のボックスの中の伝熱流体からなる液体層の名目上の液体高さ（nominal liquid level）よりも高い位置に配置されている。

さらに、降下管の中の蒸気の存在は閉回路の中の伝熱流体の循環を妨げるかもしれない、と考えられていた。

ここで提案している方法と装置においては、第一のボックスの中に蓄積した液相の状態にある伝熱流体からなる液体層からの液体だけが、液相状態で降下管を通して第二の熱伝達領域へ送られる。その液体層は、加熱すべき液化流れとの間接熱交換によって伝熱流体を凝縮し、そして凝縮した部分の一部を第一のボックスの中に蓄積することによって形成される。

降下管と第一のボックスの間の接点が第一のボックスの中の伝熱流体からなる液体の層の下に没するように配置されているので、降下管の中への第一のボックスからの蒸気の通過が効果的に阻止される。その結果、閉回路を通しての伝熱流体の循環は、降下管の中への第一のボックスからの蒸気の流れによって妨げられない。

特に、第一のボックスから降下管の中への蒸気の通過を回避することと第二の熱伝達領域において発生する蒸気の影響を受ける第一のボックスの中への流入の遮断を低減することの組み合わせは、伝熱流体の自然な循環を増大させるのに特に有効である。

閉回路を通しての伝熱流体の循環は、降下管の中での蒸気の発生が少量である場合でも、おそらく循環が全く行われない程度まで妨げられるかもしれない、ということが見いだされた。従って、降下管の中には蒸気が全く侵入および／または発生しないことが好ましい。

好ましい態様において、降下管は周囲環境から断熱されている、そして／あるいは、降下管を通して第二の熱伝達領域へ流下する液相の状態になっている伝熱流体の液体層からの液体は周囲環境から断熱されている。

それにより、降下管を通して下方へ運ばれる伝熱流体の凝縮部分の気化は避けられる。その結果、閉回路を通しての伝熱流体の循環は、降下管の中での蒸気の発生によって妨げられることはないだろう。

絶縁の量についての絶対的な要件は無い。絶縁の量は、降下管の内側の伝熱流体と降下管の外側との間の温度差（これは例えば、周囲空気の温度と日射の吸収によって影響される）のために、伝熱流体が降下管を通過するときに、伝熱流体へ漏れる熱のために降下管の内側で伝熱流体の気化が全く生じない、ということが達成されるのに十分な程度であることが推奨される。従って、絶縁の量は特定の設計上の構成（これには例えば、降下管の垂直高さ、降下管の中での伝熱流体の滞留時間、伝熱流体の組成、および伝熱流体の実際の操作圧力が含まれる）に依存し、これはそれぞれの設計によって異なるかもしれない。従って、漏れる熱の影響は装置ごとに評価することが推奨される。しかし、指針として、０．３ｍ^２Ｋ／Ｗ以上のＲ値を満たすような絶縁が、例として示される。

伝熱流体が第二の熱伝達領域において気化する間に伝熱流体が上昇する場合には、伝熱流体の循環はさらに一層促進される。というのは、残りの全ての液体が上昇することを蒸気が助けるからである。好ましくは、第二の熱伝達領域は、第一の熱伝達領域に流体について接続された少なくとも一つの上昇管を含む。

明らかに、降下管および／または少なくとも一つの上昇管は、（それらの各々の流れの方向を横断する）円形の断面を有するのが適切だろう。しかし、降下管と少なくとも一つの上昇管のいずれか一方または両方について望ましい場合は、非円形の断面を適用してもよい。

典型的に、循環はポンプを用いずに重力だけによって維持することができ、特に、伝熱流体の凝縮が第一の熱伝達領域で生じて、伝熱流体の気化が第二の熱伝達領域で生じる場合に、そうである。

一群の態様において、降下管と第二の熱伝達領域は分配ヘッダーを介して互いに流体について接続されていて、それにより、第二の熱伝達領域は、分配ヘッダーを第一の熱伝達領域に流体について接続している複数の上昇管を有する。複数の上昇管は好ましくは、上昇管の列を形成するように一列に配置される。降下管を出た凝縮部分は複数の上昇管の全体に分配されてもよく、上昇管の中で上昇が起こる。これは、第二の熱伝達領域における間接熱交換のために周囲環境に曝露される累積面積が周囲環境に曝露される降下管の面積よりも大きくなるようにするための一つの適当な手段である。複数の上昇管に加えて用いることのできる別の手段あるいは複数の上昇管の代わりに用いることのできる別の手段は、少なくとも一つの上昇管から周囲環境に向けて外側に突き出ているフィンのような熱接触改善要素を設けることである。

降下管と比較して第二の熱伝達領域における熱交換面積が相違していると、伝熱流体の循環がさらに促進される。というのは、周囲環境から伝熱流体への熱伝達速度が大きくなる結果として、第二の熱伝達領域における気化が改善されるからである。

閉回路を通しての伝熱流体の循環は、降下管の中での蒸気の発生が少量である場合でも、おそらく循環が全く行われない程度まで妨げられるかもしれない。従って、降下管の中には蒸気が全く発生および／または侵入しないことが好ましい。

好ましくは、降下管だけでなく選択的に用いられる分配ヘッダーも周囲環境から断熱されている。これにより、伝熱流体が第二の熱伝達領域の中に入る前に（例えば、上昇管の中で）、この流体の気化が起こらないことがさらに保証される。

さらに、分配ヘッダーは好ましくは重力の方向について第二の熱伝達領域よりも下に配置されている。これにより、少なくとも一つの上昇管の中で発生する蒸気は降下管の中への通り道を見つけることができない、ということが実現する。何故ならば、少なくとも一つの上昇管の中で発生する蒸気は全て上方へ流れると予想されるからである。

第一の熱伝達領域と降下管の間に渦防止器（渦防止装置）（ボルテックスブレーカー）（vortex breaker）を設けるのが好ましいかもしれない。そのような渦防止器は、降下管の中に凝縮した伝熱流体の液体と共に蒸気が連行されることが低減および／または回避されることを容易にするかもしれない。

液化流れを加熱するための装置の一つの非限定的な例が、液化天然ガスの加熱器の形で図１と図２に示されている。この加熱器は液化天然ガスの気化器として用いられてもよい。図１は装置の横断面を示し、そして図２は装置の縦断面を示している。

この装置は第一の熱伝達領域１０、第二の熱伝達領域２０、降下管３０、および伝熱流体９を（矢印５ａ、５ｂ、５ｃによって示されるように）循環させるための閉回路５を有し、これらは全て周囲環境１００の中に配置されている。典型的に、周囲環境１００は空気からなる。第一の熱伝達領域１０、第二の熱伝達領域２０および降下管３０は全て、閉回路５の一部を形成している。第二の熱伝達領域２０は少なくとも一つの上昇管２２を有していてもよく、この場合、伝熱流体９は少なくとも一つの上昇管２２の中を運ばれてもよく、一方、周囲環境は少なくとも一つの上昇管２２の外側と接触している。選択的に、閉回路５は降下管３０と第二の熱伝達領域２０を互いに流体について接続するための分配ヘッダー４０を有していてもよい。このような分配ヘッダー４０は、第二の熱伝達領域２０が複数の上昇管２２を有する場合に有用であろう。少なくとも一つの（または複数の）上昇管２２は第一の熱伝達領域１０に流体について接続されている。

任意の分配ヘッダー４０は好ましくは、重力に関して（重力の方向について）第二の熱伝達領域２０よりも下方に配置されている。

第一の熱伝達領域１０は第一のボックス１３（例えば、外殻の形のもの）を有していてもよく、これは伝熱流体９を収容している。第一の熱伝達領域１０は第一の伝熱面１１を有し、これは第一のボックス１３の内部に配置されていてもよい。第一のボックス１３の外殻は細長い物体であってもよく、例えば本質的に円筒形のドラムの形になっていて、前端と後端に適当なカバーが設けられている。外側に湾曲した外殻のカバーは適切な選択肢であろう。外殻は主軸Ａに沿って長手方向に延びているのが適当であろう。

第一の伝熱面１１は、加熱すべき液化流れを伝熱流体９と第一の間接熱交換接触をさせるように機能し、従って、伝熱流体９は、第一の熱交換表面１１の反対側に位置している、すなわち、加熱すべき液化流れから離れて面している第一の熱交換表面の側に位置している。選択肢として、第一の伝熱面１１は一つ以上の管１２で形成されていてもよく、場合により、管の束１４として配置される。その場合、加熱すべき液化流れは一つ以上の管１２の内部で運ばれてもよく、このとき伝熱流体は一つ以上の管１２の外側と接触している。

外殻と管のある熱交換器と同様に、管１２は単一の通路または複数の通路として配置されていてもよく、必要であれば、前端および／または後端に任意の適当な固定したヘッドを設ける。

第二の熱伝達領域２０は重力の方向について第一の熱伝達領域１０よりも下方に配置されている。第二の熱伝達領域２０は第二の伝熱面２１を有し、この伝熱面を通して伝熱流体９は周囲環境１００と第二の間接熱交換接触をしている。第二の伝熱面２１が一つ以上の上昇管２２を有する場合、伝熱流体９は一つ以上の上昇管２２の内部で運ばれてもよく、このとき周囲環境は一つ以上の上昇管２２の外側と接触している。一つ以上の上昇管２２の外表面には面積増大要素のような伝熱性を改善する要素が設けられていると都合が良い。これらはフィン２９、溝（図示せず）またはその他の適当な手段の形のものであってよい。フィン２９は全ての上昇管２２の上に存在していてもよいが、しかし明快にするために、それらは図２においては一つの上昇管２２の上だけにしか描かれていないことに留意されたい。

降下管３０は第一の熱伝達領域１０を第二の熱伝達領域２０に流体について接続している。より詳しくは、降下管３０は第一の熱伝達領域１０から降下管３０の中へ伝熱流体を通すための上流端を有し、また降下管３０から第二の熱伝達領域２０へ向けて伝熱流体９を通すための下流端を有する。降下管３０は周囲環境１００から断熱されている。これは図１において降下管３０の外表面に付与された絶縁層３５によって概略的に示されている。絶縁層３５は何らかの適当な管状またはダクト状の絶縁材料で形成されていて、そして／または、そのような材料を含んでいて、また絶縁層３５は選択的に絶縁下腐食に対して保護を提供してもよい。適切には、絶縁層は浸出濃縮（percolation condense）を避けるために発泡材料（好ましくは独立気泡材料）を含む。一つの例はArmaflex（アーマフレックス：登録商標）パイプ絶縁材であり、あるいはこれに任意にArmachek-R（登録商標）のクラッド（被覆）を施したものであり、両者はArmacell UK Ltd. から市販されている。Armachek-R（登録商標）は高密度ゴムをベースとする被覆ライニングである。

図１において矢印５２によって示すように、第二の熱伝達領域２０に沿って周囲空気の循環を増大させるために、（一つまたは複数の）ファン５０を第二の熱伝達領域２０に対して配置してもよい。これにより、第二の間接熱交換接触における伝熱速度が増大するだろう。好ましくは、ファン５０から第二の熱伝達領域２０まで（あるいはこの逆の方向へ）周囲空気を導くように配置された通風路５５の中にファンが収容される。好ましい態様において、周囲空気は第二の熱伝達領域２０から通風路５５の中へ、そしてファン５０へ向かって、概ね下方へ循環する。

降下管３０は様々な形態をとってもよい。例えば、非限定的な例として、降下管は流体について第一の熱伝達領域１０をＴ接点２３と接続する共通区画３１を有していてもよく、Ｔ接点で伝熱流体９は二つの枝管３２に分割される。二つの枝管３２はそれぞれ一つの分配ヘッダー４０に接続されていてもよく、それによりこれらの分配ヘッダーの各々は、これらの分配ヘッダーのうちの一方の内部にある伝熱流体９はＴ接点２３または第一の熱伝達領域１０を介する以外には他方の分配ヘッダーへ流れることができない、という意味において分離されている。Ｔ接点２３は重力の方向について第一のボックス１３よりも下に位置していてもよい。

（例えば、蝶形弁の形の）弁３３を降下管３０の中および／または降下管３０の枝管３２のそれぞれの中に任意に設けてもよい。これは手動で操作される弁であってもよい。この弁を用いると、閉回路を通る伝熱流体の循環を調節することができ、降下管において大きな垂直の差異がある場合は、泡立ち点（沸点）に対して及ぼす液体静水頭の影響がかなりあるかもしれず、弁によって摩擦による圧力降下を作り出すことによってその影響を打ち消すことができる。

第一のボックス１３が主軸Ａに沿って延びる細長い外殻の形で設けられている場合、枝管３２は主軸Ａの方向を横断するように延びているのが適当であろう。複数の上昇管からなる上昇管２２は、主軸Ａに平行な主要な方向で分配ヘッダー４０の上に分配されるように配置することができる。この場合、各々の分配ヘッダー４０も主軸Ａと本質的に同じ方向の細長い形を有するのが適当であり、この場合、上昇管２２は主軸Ａに平行な面内にあるように構成するのが適当であろう。特に有利な態様において、上昇管は、主要な方向とこの主要な方向を横断して延びる横断方向との二次元のパターンに従うように配置される。

選択された分配ヘッダー４０と第一の熱伝達領域１０とを流体について接続する上昇管２２の数は、第一の熱伝達領域１０と同じく分配ヘッダー４０とを流体について接続する降下管の数（および／または単一の降下管の枝管の数）よりも大きい。例えば、一つの例において、第一の熱伝達領域１０と単一の分配ヘッダー４０との間に８４本の上昇管２２が配置され、分配ヘッダー４０には単一の降下管３０の単一の枝管３２だけによって伝熱流体９が供給される。多数の上昇管２２は二つの部分集合（サブセット）に分割されて配置されるのが適当であり、第一の部分集合は分配ヘッダー４０と第一の熱伝達領域１０とを接続する降下管３０（または枝管３２）の一方の側に配置され、一方、上昇管２２の第二の部分集合は降下管３０（または枝管３２）の他方の側に配置される。降下管３０の両側で降下管３０（または枝管３２）と上昇管２２のそれぞれの部分集合との間にエアシール５７が設けられていてもよく、それにより空気が降下管３０と上昇管２２のそれぞれの部分集合との間の隙間を通って第二の熱伝達領域を迂回するのが避けられる。

標準的な運転を行う間、加熱器は、第一の熱伝達領域１０の中に蓄積した液相状態にある伝熱流体９の液体層６を含んでいる。第一の熱伝達領域１０の内部の液相になっている伝熱流体９の液体層６の上には蒸気の領域８がある。加熱器の標準的な運転を行う間の名目上の液体高さ７は、液体層６と蒸気の領域８の間の境界面の高さと定められる。

第一の熱交換表面１１は好ましくは、名目上の液体高さ７の上で第一の熱伝達領域１０における蒸気の領域８の中に配置されている。これにより、加熱すべき液化流れと伝熱流体９との間の第一の熱交換接触における熱伝達は、蒸気の領域８の中で利用できる伝熱流体９の凝縮熱から最も効果的な利益を得ることができる。

第一の熱伝達領域１０と降下管３０の間の接点は、第一のボックス１３の外殻における開口部によって形成することができる。その接点は好ましくは、第一のボックス１３の中の伝熱流体９の名目上の液体高さ７よりも重力の方向について低い位置にある。

第二の熱伝達領域２０は好ましくは、名目上の液体高さ７よりも重力の方向について高い位置において第一の熱伝達領域１０の中への排出を行う。このようにして、第一のボックス１３の中に蓄積した熱交換流体９の液相の相を迂回しながら、伝熱流体９を第二の熱伝達領域２０から第一の熱伝達領域１０へと循環させて戻すことができる。これは、図１と図２に示すように、上昇管に流体について接続されているとともに上昇管２２と名目上の液体高さ７よりも上にある第一の熱伝達領域１０の内部にある蒸気の領域８との間に延びている上昇管末端部材２４によって達成することができ、このとき上昇管末端部材２４は液体層６を横切る。

上昇管末端部材２４の開口は第一の熱交換表面１１よりも重力の方向について低い位置にある。これにより、気化した伝熱流体の蒸気が上昇管末端部材２４の中に必要以上に長い時間にわたって閉じ込められることが回避される。蒸気は第一の熱伝達領域１０の蒸気の領域８の中をさらに上昇することによって第一の熱交換表面１１に達することができ、そこでは蒸気は上昇管末端部材２４の領域内にあるよりも流動抵抗を受けずに済むだろう。好ましくは、上昇管末端部材２４の開口は名目上の液体高さ７よりも高い位置にある。

選択的に、運転を行う間に第一の熱交換表面１１から下降する凝縮した熱交換流体９から上昇管末端部材２４を保護するために、一つ以上の液体迂回手段を設けてもよい。そのような液体迂回手段は多くのやり方で具現化することができ、そのうちの一つは図１と図２において（例えば、管１２の上に設けられた）第一の熱交換表面１１と上昇管末端部材２４の開口の間に配置された堰板２５の形で示されている。図示している堰板２５は、主軸Ａに平行で水平よりも約３０°傾斜して配置されていて、それにより凝縮した伝熱流体９をボックス１３の長手方向の中心部へ向けて導く。他の構成も可能であり、例えば、堰板を垂直に配置し、それにより堰板が配置された垂直面の一方の側に第一の熱交換表面があって、上昇管末端部材がその垂直面の他方の側にあるようにしたもの、および／または、蒸留皿において用いられるものに類似するように上昇管末端部材の上にバブルキャップ（半球蓋）を用いるものがある。これらのやり方および／または他のやり方の組み合わせを採用してもよい。

降下管３０の上流端に、例えば第一の熱伝達領域１０と降下管３０の間の接点またはその近くに、渦防止器６０を設けてもよい。図１と図２の態様において、渦防止器６０は第一の熱伝達領域１０と降下管３０の共通区画３１との間の接点の近くにあるのが適切である。渦防止器は降下管３０に流入する液体の中の蒸気を取り込むことができるので、液体層６において渦巻きが発生するのを避けるために用いられる公知の装置である。

図１と図２においては示していないが、分配ヘッダー４０は周囲環境から断熱されていてもよい（例えば、降下管３０と同様のやり方で）。分配ヘッダー４０の断熱手段は分配ヘッダー４０の上の絶縁材料の層を含んでいてもよく、それは降下管３０のために用いたものと同じ絶縁材料であるのが好ましい。

一例として、主に図２を参照すると、Ｕ字管の束の形になっている二列の管の束１４が示されている。しかし、本発明はこのタイプの管束には限定されない。この特定の外殻の前端部１５にある外殻カバーにはヘッドフランジ１７を含むカバーノズル１６が設けられていて、これには任意のタイプの適当な（好ましくは固定した）管付きヘッドのシートを取り付けることができる。複列の管束のためのヘッドには一つ以上の列の隔壁を設けてもよい。典型的に、二列の管束に対しては一列の隔壁で十分である。本発明はこの特定のタイプのカバーノズル１６には限定されず、例えば、その代わりに固定した管のシートを有するカバーノズルを選択してもよい。適切なヘッドは、一体のボンネットヘッドまたは取り外し可能なカバーを有するヘッドである。（複数の）管は一つ以上の横方向のバフル（そらせ板）または支持板によって互いに相対的な位置に固定することができる。管の束を支持するために第一のボックス１３の内側に機械的な構造物を設けてもよく、例えば、管の束の下に配置される構造物の形とする。管の端部を管のシートの中に固定してもよい。

選択的に、後端部にもカバーノズルを設けてもよく、それにより、Ｕ字管の代わりに管のシートを後端部にも設けてもよい。

本発明の必須要件ではないが、上述した態様において、降下管３０の各々の枝管３２は、接続エルボー部分（接続湾曲部分）３８を介して流体に関して互いに接続された横向き部分３４と下向き部分３６を有する。横向き部分３４における第一の熱伝達領域１０から第二の熱伝達領域２０への伝熱流体９の第一の名目上の流れの方向（これは矢印５ａによって示されている）は、下向き部分３６における第一の熱伝達領域１０から第二の熱伝達領域２０への伝熱流体９の第二の名目上の流れの方向（この名目上の流れの方向は５ｂによって示されている）よりも垂直に向く度合いが小さい。好ましくは、第一の名目上の流れの方向（５ａ）は垂直方向から６０°ないし９０°の範囲内で偏向していて、より好ましくは、垂直方向から８０°ないし９０°の範囲内で偏向している。好ましくは、第二の名目上の流れの方向（５ｂ）は垂直方向から０°ないし３０°の範囲内で偏向していて、より好ましくは、垂直方向から０°ないし１０°の範囲内で偏向している。驚くべきことに、降下管の中の蒸気の存在に対する閉回路を通る熱交換流体９の循環の感受性は３０°と６０°の間の範囲の傾斜角度において極めて高いことが見いだされた。理論によって拘束されることは意図していないが、降下管の中での圧力の勾配はこの傾斜の範囲内で蒸気の存在に対して特に感受性が高く、そのため、二相の流れの形態は成層波動的（stratified wavy）になる、と現在は理解されている。

第一の名目上の流れの方向（５ａ）が垂直方向から６０°ないし９０°の範囲内で偏向していて、より好ましくは垂直方向から８０°ないし９０°の範囲内で偏向しているように横向き部分３４を配置し、そして第二の名目上の流れの方向（５ｂ）が垂直方向から０°ないし３０°の範囲内で偏向していて、より好ましくは垂直方向から０°ないし１０°の範囲内で偏向しているように下向き部分３６を配置することによって、降下管３０の全ての部分を３０°と６０°の間の傾斜の範囲内で通る平均の流れの方向を、（接続エルボー部分３８の中にある比較的短い時間を除いて）この傾斜範囲内の角度で伝熱流体９を降下管３０の中を通して流すことを必要とせずに、達成することができる。このような態様において、接続エルボー部分３８は、横向き部分３４と下向き部分３６の間にあって流れの方向が３０°と６０°の間の傾斜になっている降下管の一部分であると定義づけられる。

上昇管２２の第二の伝熱面２１は、上昇管２２の概ね真っ直ぐな部分に配置されていてもよい。上昇管２２の概ね真っ直ぐな部分は、３０°と６０°の間の傾斜の範囲内の角度を含めた任意の所望の角度になっていてよい。伝熱流体９は垂直から約３０°の角度で偏向している上昇管２２の概ね真っ直ぐな部分の中を矢印５ｃに沿う方向に循環する。降下管３０の各々の枝管３２は、各々の枝管３２の下向き部分３６の上で上昇管２２に対してほぼ平行に延びている。

しかし、代替の態様の一つの群においては、降下管３０における各々の枝管３２の少なくとも下向き部分３６は、もっと垂直な流れの方向をもって配置されていて、例えば、垂直な方向から３０°未満の角度で偏向している。ここで図３を参照すると、そのような代替の態様の例として、図１に類似する断面が概略的に示されている。この代替の態様は上で説明したのと同じ特徴の多くのものを有している。強調すべき一つの相違点は、各々の枝管３２の下向き部分３６の中での伝熱流体９の矢印５ｂに沿う流れの方向は、上昇管２２の概ね真っ直ぐな部分の中での伝熱流体９の矢印５ｃに沿う流れの方向よりも垂直からの偏向の程度が小さい、ということである。好ましくは、各々の枝管３２の下向き部分３６の中での矢印５ｂに沿う流れの方向は、垂直から約１０°以内で延びている。このように配向した降下管の枝管３２（すなわち、垂直または垂直に近い下降流）の中の圧力勾配は、垂直から１０°と６０°の間の傾斜角度で配向している場合よりも蒸気の発生に対して感受性が低いことが見いだされた。

明らかに、これらの考慮は追加的な防衛手段として任意に適用される。何故ならば、降下管の中での蒸気の発生が１００％生じる場合には、典型的には降下管の内部での二相の流れは存在しないであろうから。

水平な面について垂直な投影で見たとき、接続エルボー部分３８は好ましくは第一のボックス１３よりも外側に位置していて、一方、この投影において主軸Ａは第一のボックス１３の内部に位置していてもよい。このような構成においては、降下管３０の下向き部分３６は、（描写されている投影で見たとき）第一のボックス１３から水平に外れていてもよい。その結果、垂直な方向での周囲空気（５２）の循環は、第一の熱伝達領域１０を有している第一のボックス１３によってさほど妨げられる必要はない。何故ならば、周囲空気は接続エルボー３８と第一のボックス１３の間で垂直な方向に循環することができるからである。このような態様において、第二の伝熱面２１は、水平な面について投影して見たとき、（この第二の伝熱面２１の少なくとも一部については）接続エルボー３８と第一のボックス１３の間の空間に配置されるのが好ましい。

図１に示すように、降下管の下向き部分３６は、少なくとも一つの上昇管２２に平行に配置される。本発明は、降下管３０の各々の枝管の下向き部分が上昇管２２と同じ面内に配置される態様も包含する。さらに、接点２３と横向き部分３４を有する代わりに、各々の降下管は、降下管と同じ面内にある位置で第一のボックスからノズルを介して直接接続されていてもよく、それにより降下管と上昇管は横向き部分を用いることを要せずに同じ面内になる。これにより、二つの独立した循環ループを有することも可能であろう（各々が個々の降下管を有する左側の脚と右側の脚）。

運転において、上述したいずれの態様に係る装置も、液化流れを加熱する方法において用いるのに適している。加熱すべき液化流れの主な例はＬＮＧの流れである。生じる加熱された流れは（液化天然ガスを加熱して気化することによって製造された）再気化された天然ガスの流れであるかもしれず、これは天然ガスの敷設網のパイプ網を介して配給することができる。

ＬＮＧは通常、主たるメタンと比較的少ない量の（例えば、２５モル％未満の）エタン、プロパンおよびブタン（Ｃ２−Ｃ４）、ペンタンを含めた微量の比較的重い炭化水素（Ｃ５＋）、およびおそらくは幾分かの（典型的には２モル％未満の）非炭化水素成分（これには例えば、窒素、水、二酸化炭素および／または二硫化水素が含まれる）の混合物である。ＬＮＧの温度は、２バール（絶対圧）未満の圧力においてそれを液相に保つのに十分なほどに低い。このような混合物は天然ガスから誘導することができる。

ＬＮＧの加熱を達成するために適当な伝熱流体はＣＯ_２である。伝熱流体９は閉回路５の中を循環する。その循環が行われる間に、伝熱流体９は第一の熱伝達領域１０において気相から液相への第一の相転移を受け、そして第二の熱伝達領域２０において液相から気相への第二の相転移を受ける。

特に好ましい態様によれば、伝熱流体は少なくとも９０モル％のＣＯ_２を含み、より好ましくは、それは１００モル％または約１００モル％のＣＯ_２からなる。ＬＮＧを加熱するために用いる場合のＣＯ_２の重要な利点は、伝熱流体９のための閉回路５において漏れが発生したときに、ＣＯ_２が漏出箇所で凝固し、それにより漏出箇所を小さくするか、あるいはそれを塞ぐ、ということである。さらに、ＣＯ_２は閉回路から漏れたときに可燃性の混合物を生成しない。ＣＯ_２の沸点は、３０〜３５バールの範囲の圧力において−５．８℃から−０．１℃までの範囲にある。

液化流れを加熱する方法において、加熱すべき液化流れは第一の熱伝達領域１０を通過し、伝熱流体９と間接熱交換接触をして、それにより伝熱流体９から第一の熱伝達領域１０を通過する液化流れへと熱が移動する。それにより、伝熱流体９の少なくとも一部は凝縮して、凝縮部分を形成する。好ましくは、間接熱交換は、蒸気の領域８の中で加熱すべき液化流れと伝熱流体９の蒸気との間で起こる。

適切には、加熱すべき液化流れは、選択的に用いられる管の束１４の一つ以上の管１２の中に供給される。液化流れが高圧になっているとき、それは超臨界状態にあるかもしれず、その場合には加熱しても相転移は起こらない。臨界圧力未満では、液化流れは第一の熱伝達領域１０を通過するときに、泡立ち点未満の状態のままになっているか、あるいは一つ以上の管１２の中で部分的または完全に気化するだろう。第一の熱交換表面１１は好ましくは、第一の熱伝達領域１０における蒸気の領域８の中で名目上の液体高さ７よりも上に配置される。

好ましくは、伝熱流体９の凝縮部分は第一の熱伝達領域１０の中に蓄積され、それにより液相状態にある伝熱流体９からなる液体層６を形成する。その凝縮部分は、（好ましくは名目上の液体高さ７よりも上で）第一の伝熱面１１から液体層６の中に滴下するかもしれず、あるいは堰板２５のうちの一つのような液体迂回手段を介して滴下する。

それと同時に、液体層６の中に存在する液体の熱交換流体９の一部は降下管３０に流入する。これは閉回路５における伝熱流体９の循環の一部を形成する。液相は、周囲から断熱された降下管３０を通して、第一の熱伝達領域１０から降下管３０を介して第二の熱伝達領域２０へと流下し、そして第一の熱伝達領域１０へ戻る。降下管３０を通る伝熱流体の流量、あるいは好ましくは降下管３０の各々の枝管３２を通る相対的な流量は弁３３によって調節される。

第二の熱伝達領域２０において、伝熱流体９は周囲環境と間接熱交換し、それにより熱は周囲環境から伝熱流体９に通され、そして伝熱流体９は気化する。第二の熱伝達領域２０に沿う周囲空気の循環を増大させるために、任意に設けられるファン５０を利用してもよい。図１において矢印５２によって示すように、周囲空気は下向きの方向に第二の熱伝達領域２０を横切ってもよい。

第二の熱伝達領域２０において伝熱流体９が気化する間に、伝熱流体９は上昇するのが好ましい。この上昇は少なくとも一つの上昇管２２の中で行うことができるが、好ましくは複数の上昇管２２の中で行われる。後者の場合、降下管３０を出る凝縮部分は複数の上昇管２２の全体に分配されるのが好ましい。

降下管３０の内部には蒸気が発生および／または存在しないのが好ましく、というのは、降下管３０の中の多少の蒸気であっても閉回路５の中での伝熱流体９の流れの挙動に悪影響を及ぼすかもしれないからである。特に、閉回路５を通る伝熱流体９の循環がもっぱら重力によって行われる場合、降下管３０の中に蒸気が存在するのを避けるのが有利である。閉回路５の中を伝熱流体９が循環するそれぞれの一回の通過について、液相の状態にある凝縮部分は第一の熱伝達領域１０から降下管３０へ渦防止器６０を介して通るのが好ましく、この渦防止器は、降下管３０の中への蒸気の侵入が回避されるのをさらに助ける。

当業者であれば、添付する特許請求の範囲から逸脱することなく多くの様々なやり方で本発明を実施できることを理解するであろう。

５閉回路、５ａ第一の名目上の流れの方向、５ｂ第二の名目上の流れの方向、５ｃ伝熱流体の循環方向、６液体層、７名目上の液体高さ、８蒸気の領域、９伝熱流体、１０第一の熱伝達領域、１１第一の伝熱面（第一の熱交換表面）、１２管、１３第一のボックス、１４管の束、１５外殻の前端部、１６カバーノズル、１７ヘッドフランジ、２０第二の熱伝達領域、２１第二の伝熱面、２２上昇管、２３Ｔ接点、２４上昇管末端部材、２５堰板、２９フィン、３０降下管、３１共通区画、３２枝管、３３弁、３４横向き部分、３５絶縁層、３６下向き部分、３８接続エルボー部分、４０分配ヘッダー、５０ファン、５２周囲空気、５５通風路、５７エアシール、６０渦防止器、１００周囲環境、Ａ主軸。

Claims

液化流れを加熱する方法であって：
加熱すべき液化流れを、伝熱流体を収容している外殻の形の第一のボックスを含む第一の熱伝達領域を通過させ、第一のボックスの内部に配置された第一の伝熱面を通して伝熱流体と間接熱交換接触をさせ、これにより伝熱流体から液化流れへ熱が移動し、それによって伝熱流体の少なくとも一部が凝縮して、凝縮部分が形成する工程；
凝縮部分の一部を第一のボックスの内部で蓄積させ、それにより第一のボックスの内部に液相の状態になっている伝熱流体からなる液体の層を形成する工程であって、ここで、第一のボックスの内部で液相の状態になっている伝熱流体からなる液体の層の上に蒸気の領域が存在し、それによって第一の伝熱面は第一のボックスの中の蒸気の領域の内部に配置される、前記工程；
伝熱流体を閉回路の中で少なくとも降下管を経由して第一のボックスから第二の熱伝達領域へと循環させ、そして第一の熱伝達領域へ戻す工程であって、これらの要素は全て周囲環境の中に配置されている、前記工程；
を含み、
ここで、伝熱流体の前記循環工程は、第一のボックスの中の液体の層から液体を取り出す工程、および液相の状態になっている液体の層からの前記液体を降下管を通して第二の熱伝達領域へ送る工程、および伝熱流体を第二の熱伝達領域を通して第一の熱伝達領域へ送る工程を含み、それにより、第二の熱伝達領域において周囲環境との間接熱交換を行い、それによって周囲環境から伝熱流体へ熱を伝え、そして伝熱流体を気化させ、ここで、第二の熱伝達領域は重力の方向について液体の層よりも上の位置にある第一のボックスの中の蒸気の領域の中への排出を行い、ここで、伝熱流体が第二の熱伝達領域から第一のボックスの中へ排出されるときに、第二の熱伝達領域からの伝熱流体は一つ以上の上昇管末端部材の開口を通過し、一つ以上の上昇管末端部材は液体の層を横切って蒸気の領域に出ていて、それにより上昇管末端部材の開口は重力の方向について第一の熱交換表面よりも下に位置している、前記方法。
第一のボックスから降下管の中へ幾ばくかの蒸気も通されない、請求項１に記載の方法。
第一のボックスの内部に蓄積した伝熱流体の液体層の名目上の液体高さを維持する、請求項１または２に記載の方法。
第一の熱伝達領域と降下管の間の接点が第一のボックスの外殻における開口によって形成されていてもよく、その接点は名目上の液体高さよりも重力の方向について低い位置にある、請求項３に記載の方法。
上昇管末端部材の開口が名目上の液体高さよりも上の位置にある、請求項３または４に記載の方法。
液相の状態になっている液体層からの前記液体は、周囲環境から断熱されている第二の熱伝達領域へ降下管を通して流下する、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
閉回路の中での伝熱流体の前記循環工程のそれぞれ一回の通過は、液相の状態にある凝縮部分を第一のボックスから降下管へ渦防止器を介して通す工程を含む、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
加熱すべき液化流れは液化天然ガスを含み、この液化天然ガスを加熱して気化することによって再気化した天然ガスの流れが製造される、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
第一の熱交換表面から下降する凝縮した熱交換流体から上昇管末端部材を保護する工程をさらに含む、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
液化流れを加熱するための装置であって、この装置は、第一の熱伝達領域を有し伝熱流体を循環させるための閉回路、第二の熱伝達領域、および降下管を有し、これらの要素は全て周囲環境の中に配置されていて、ここで、第一の熱伝達領域は伝熱流体を収容している外殻の形の第一のボックスを含み、ここで、第一の伝熱面が第一のボックスの内部に配置されていて、この第一の伝熱面を通して加熱すべき液化流れと伝熱流体との間で第一の間接熱交換接触が行われ、前記装置はさらに、第一のボックスの内部の液体の中に伝熱流体からなる液体の層を有し、ここで、この第一のボックスの内部で液相の状態になっている伝熱流体からなる液体の層の上に蒸気の領域が存在し、それによって第一の伝熱面は第一のボックスの中の蒸気の領域の内部に配置されていて、ここで、第二の熱伝達領域が重力の方向について第一の熱伝達領域よりも低い位置に配置されていて、そして第二の熱伝達領域は第二の伝熱面を有していて、この第二の伝熱面を通して伝熱流体は周囲環境と第二の間接熱交換接触を行い、ここで、降下管が第一の熱伝達領域と第二の熱伝達領域を流体について接続していて、それにより降下管と第一のボックスの間の接点が第一のボックスの中の伝熱流体からなる液体の層の下に没するように配置されていて、ここで、第二の熱伝達領域は第一の熱伝達領域に流体について接続された少なくとも一つの上昇管を有していて、少なくとも一つの上昇管は、この上昇管に流体について接続されているとともに液体の層を横切って蒸気の領域に出ている上昇管末端部材を有し、ここで、少なくとも一つの上昇管の開口は重力の方向について第一の熱交換表面よりも下に位置している、前記装置。
蒸気の領域の中に開口が設けられている、請求項１０に記載の装置。
第一のボックスの内部に蓄積した伝熱流体からなる液体の層の名目上の液体高さをさらに有し、ここで、第一の熱伝達領域と降下管の間の接点を第一のボックスの外殻における開口部によって形成することができ、ここで、その接点は名目上の液体高さよりも重力の方向について低い位置にあり、そして／または、ここで、少なくとも一つの上昇管の開口は名目上の液体高さよりも高い位置にある、請求項１０または１１に記載の装置。
降下管は周囲環境から断熱されている、請求項１０から１２のいずれかに記載の装置。
降下管は第一の熱伝達領域から降下管の中へ伝熱流体を通すための上流端を有し、また降下管から第二の熱伝達領域へ向けて伝熱流体を通すための下流端を有し、ここで、降下管の上流端において渦防止器が設けられている、請求項１０から１３のいずれかに記載の装置。
熱交換表面と少なくとも一つの上昇管末端部材の開口との間に配置された一つ以上の液体迂回手段をさらに有する、請求項１０から１４のいずれかに記載の装置。