JP5766275B2 - 主熱交換器及びチューブ側流れを冷却する方法 - Google Patents
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Description
(a)第1のノズルを介してチューブ側流れの第1の質量流を個別のチューブの第1のゾーンの高温端部に供給するステップと、
(b)第2のノズルを介してチューブ側流れの第2の質量流を個別のチューブの第2のゾーンであって、前記中央マンドレルから前記主熱交換器の壁部まで延びた半径に沿って前記第1のゾーンからずらされている第2のゾーンの高温端部に供給するステップと、
(c)前記第1及び第2の質量流を冷却するために前記シェル側に冷媒流を供給し、蒸発した冷媒流を形成するステップと、
(d)該蒸発した冷媒流を前記主熱交換器の高温端部から取り出すステップと、
(e)前記チューブ側流れの前記第2の質量流に対する前記チューブ側流れの前記第1の質量流を調節して、前記ステップ(d)において取り出される蒸発した冷媒流の温度を最大化するステップと、を含むことを特徴とする、高温端部と低温端部とを有する主熱交換器においてチューブ側流れを冷却する方法が提供される。
シェル側を形成する壁部であって、前記シェル側にはコイル巻回されたチューブ束が配置されている、壁部と、
第1のノズルであって、チューブ側流れの第1の質量流を、前記第1のノズルを介して、前記チューブ束における個別のチューブの第1のゾーンの前記高温端部へ供給するための第1のノズルと、
第2のノズルであって、チューブ側流れの第2の質量流を、前記第2のノズルを介して、前記チューブ束における個別のチューブの第2のゾーンの前記高温端部へ供給するための第2のノズルであって、前記第2のゾーンは、前記主熱交換器の中央マンドレルから前記壁部まで延びた半径に沿って前記第1のゾーンからずらされている、第2のノズルと、
前記第1及び第2の質量流を冷却し、蒸発した冷媒流を形成するために、前記シェル側に冷媒流を供給するための分配器と、
前記蒸発した冷媒流を前記主熱交換器の前記高温端部から取り出すための手段と、
温度センサによって測定された蒸発した冷媒流の温度を最大化するために、前記第2のノズルによって供給されるチューブ側流れの第2の質量流に対して、前記第1のノズルによって供給される前記チューブ側流れの前記第1の質量流を調節するための制御装置と、を備えることを特徴とする、チューブ側流れを液化するための主熱交換器が提供される。
例として、特に、液化天然気体を製造するための主熱交換器において天然気体の形態の気体メタンリッチ供給気体を液化するためのプラントに関して、本発明の方法及び装置の特定の実施の形態をここで説明する。本発明は、以下に詳細に説明される3つのチューブ側流れの代わりに2つのチューブ側流れにおいて必要とされる、エチレンの製造又はその他のプロセスのようなその他の用途のために使用される主熱交換にも等しく適用可能である。ここで用いられる用語は、特定の実施の形態を説明する目的のためだけに用いられ、本発明の範囲を限定しようとするものではない。そうでないことが定義されない限り、ここで使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術の分野における当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。図面において、同じ符号は同じ部材を表すと理解すべきである。
Claims (35)
- 高温端部と低温端部とを有する主熱交換器においてチューブ側流れを冷却する方法であって、前記主熱交換器は、シェル側を形成する壁部を有し、前記シェル側内には、中央マンドレルの周囲に、コイル巻回されたチューブ束が配置されており、前記方法は、
(a)第1のノズルを介してチューブ側流れの第1の質量流を別個のチューブの第1のゾーンの高温端部に供給するステップと、
(b)第2のノズルを介してチューブ側流れの第2の質量流を別個のチューブの第2のゾーンであって、前記中央マンドレルから前記主熱交換器の壁部まで延びた半径に沿って前記第1のゾーンからずらされている第2のゾーンの高温端部に供給するステップと、
(c)前記第1及び第2の質量流を冷却するために前記シェル側に冷媒流を供給し、蒸発した冷媒流を形成するステップと、
(d)前記蒸発した冷媒流を前記主熱交換器の高温端部から取り出すステップと、
(e)前記ステップ(d)において取り出された前記蒸発した冷媒流の温度を最大化するために、前記チューブ側流れの前記第2の質量流に対して前記チューブ側流れの前記第1の質量流を調節するステップと、を含むことを特徴とする、高温端部と低温端部とを有する主熱交換器においてチューブ側流れを冷却する方法。 - 前記ステップ(e)は、前記第1及び第2のノズルのうちの一方又は両方に供給される質量流を調節することによって、前記中央マンドレルの長さにおける第1の軸方向位置におけるチューブ側流れの第1の質量流の温度を、前記第1の軸方向位置におけるチューブ側流れの第2の質量流の温度と等しくすることを含む、請求項1記載の方法。
- 第1の温度センサが前記第1の質量流の温度を示す第1の信号を生成し、第2の温度センサが前記第2の質量流の温度を示す第2の信号を生成し、前記ステップ(e)は、制御装置を使用して前記チューブ側流れの前記第2の質量流に対して前記チューブ側流れの前記第1の質量流を調節し、前記第1の信号を前記第2の信号と等しくすることを含む、請求項1又は2記載の方法。
- 前記第1の軸方向位置は、前記主熱交換器の低温端部に位置するか、又は該低温端部に隣接する、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
- 前記第1のゾーンは、前記チューブ束の内側のゾーンであり、前記第2のゾーンは、前記チューブ束の外側のゾーンである、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
- 前記第1のノズルを通る質量流は第1の弁を用いて制御可能に調節され、前記第2のノズルを通る質量流は第2の弁を用いて制御可能に調節される、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- 前記第1の弁及び前記第2の弁のうちの一方又は両方は、前記主熱交換器の外側に設けられている、請求項6記載の方法。
- 前記第1の弁及び前記第2の弁のうちの一方又は両方は、フェイルセーフ開放型低圧力降下弁である、請求項6又は7記載の方法。
- 前記第1の弁及び前記第2の弁のうちの一方又は両方は、前記チューブ側流れの前記高温端部及び前記低温端部のうちの一方又は両方に配置されている、請求項6から8までのいずれか1項記載の方法。
- 前記第1のノズルが、第1のチューブシートを介して前記第1のゾーンにチューブ流体を供給し、前記第2のノズルが、第2のチューブシートを介して前記第2のゾーンに前記チューブ側流体を供給する、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。
- 前記チューブ束が、前記主熱交換器の前記高温端部の側に配置された高温チューブ束と、前記主熱交換器の前記低温端部の側に配置された低温チューブ束とを有し、前記高温チューブ束及び前記低温チューブ束のそれぞれが、高温端部及び低温端部を有し、前記第1の位置が、前記高温チューブ束の前記低温端部にあるか又は該低温端部に隣接している、請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。
- 前記チューブ側流れが、液体として前記高温チューブ束の前記高温端部に進入しかつ過冷却された液体として前記低温チューブ束の前記低温端部から出る第1のチューブ側流れである、請求項11記載の方法。
- 前記第1のチューブ側流れが、気体メタンリッチ供給物として前記高温チューブ束の前記高温端部に進入し、前記気体メタンリッチ供給物は、前記高温チューブ束の前記高温端部から前記低温チューブ束の前記高温端部へ移動するまでに液化されている、請求項11又は12記載の方法。
- 前記第1のチューブ側流れは、液体として前記低温チューブ束の前記高温端部に進入し、過冷却された液体として前記低温チューブ束の前記低温端部から流出する、請求項13記載の方法。
- 前記過冷却された液体は、貯蔵部に送られる前に前記主熱交換器の前記低温チューブ束の前記低温端部から取り出される、請求項14記載の方法。
- 前記第1のチューブ側流れは、大部分が液体の軽い冷媒流と熱交換し、該冷媒流は前記低温チューブ束のシェル側において次第に沸騰する、請求項15記載の方法。
- 前記主熱交換器の前記シェル側の前記高温端部から取り出された、蒸発した冷媒は、第1の冷媒圧縮機及び第2の冷媒圧縮機へ供給され、前記第1の冷媒圧縮機及び前記第2の冷媒圧縮機において、前記蒸発した冷媒は圧縮され、高圧の冷媒流を形成する、請求項16記載の方法。
- 前記高圧の冷媒流は、熱交換器へ送られ、該熱交換器において、前記高圧の冷媒流は冷却され、部分的に凝縮した冷媒流を生じ、該部分的に凝縮した冷媒流は、次いで分離器へ送られ、液体状態の重い冷媒部分と、気体状態の軽い冷媒部分とに分離させられる、請求項17記載の方法。
- 前記重い冷媒部分は、第2のチューブ側流れとなり、該第2のチューブ側流れは、液体として前記高温チューブ束の前記高温端部に供給され、かつ液体状態の過冷却された重い冷媒流として前記高温チューブ束の前記低温端部において流出する、請求項18記載の方法。
- 前記高温チューブ束の前記低温端部において取り出された前記過冷却された重い冷媒流は、減圧された重い冷媒流を形成するよう第1の膨張装置を通るときに膨張させられ、前記減圧された重い冷媒流は、次いで、前記高温チューブ束の前記低温端部と、前記低温チューブ束の前記高温端部との間の中間の位置において前記主熱交換器のシェル側に導入され、前記減圧された重い冷媒流は、前記シェル側において蒸発させられ、これにより、前記第1、第2及び第3のチューブ側流れにおける流体が前記高温チューブ束を通過するときに該流体を冷却する、請求項19記載の方法。
- 前記分離器からの前記軽い冷媒部分の一部は、第3のチューブ側流れとなり、該第3のチューブ側流れは、気体として前記高温チューブ束の前記高温端部に導入されかつ過冷却された液体として前記低温チューブ束の前記低温端部において流出する、請求項20記載の方法。
- 前記第3のチューブ側流れは、前記高温チューブ束を通過するときに気体から液体に冷却され、前記低温チューブ束を通過するときに液体から過冷却された液体に冷却される、請求項21記載の方法。
- 前記低温チューブ束の前記低温端部から取り出された前記過冷却された軽い冷媒流は、圧力の減少を生じるよう第2の膨張装置を介して膨張させられ、減圧された軽い冷媒流を生じる、請求項22記載の方法。
- 前記減圧された軽い冷媒流は、前記主熱交換器の前記シェル側に、前記主熱交換器の低温端部において導入され、前記減圧された軽い冷媒流は前記シェル側において蒸発させられ、これにより、前記第1及び第3のチューブ側流れにおける流体が前記低温チューブ束を通過するときに前記流体を冷却し、かつ前記第1、第2及び第3のチューブ側流れにおける流体が前記高温チューブ束を通過するときに前記流体に冷却を提供する、請求項23記載の方法。
- チューブ側流れを液化するための主熱交換器であって、該主熱交換器は、使用時に高温端部及び低温端部を有し、前記主熱交換器は、
シェル側を形成する壁部であって、前記シェル側にはコイル巻回されたチューブ束が配置されている、壁部と、
第1のノズルであって、前記チューブ側流れの第1の質量流を、前記第1のノズルを介して、前記チューブ束における個別のチューブの第1のゾーンの前記高温端部へ供給するための第1のノズルと、
第2のノズルであって、前記チューブ側流れの第2の質量流を、前記第2のノズルを介して、前記チューブ束における個別のチューブの第2のゾーンの前記高温端部へ供給するための第2のノズルであって、前記第2のゾーンは、前記主熱交換器の中央マンドレルから前記壁部まで延びた半径に沿って前記第1のゾーンからずらされている、第2のノズルと、
前記第1及び第2の質量流を冷却するために前記シェル側に冷媒流を供給し、蒸発した冷媒流を形成するための、分配器と、
前記蒸発した冷媒流を前記主熱交換器の前記高温端部から取り出すための手段と、
温度センサによって測定された前記蒸発した冷媒流の温度を最大化するために、前記第2のノズルによって供給された前記チューブ側流れの前記第2の質量流に対して、前記第1のノズルによって供給された前記チューブ側流れの前記第1の質量流を調節するための制御装置と、を備えることを特徴とする、チューブ側流れを液化するための主熱交換器。 - 前記マンドレルの長さにおける第1の軸方向位置における前記チューブ側流れの前記第1の質量流の温度を、前記第1の軸方向位置における前記チューブ側流れの前記第2の質量流の温度と等しくするために、前記制御装置は、前記第1及び第2のノズルのうちの一方又は両方に供給される質量流を調節する、請求項25記載の主熱交換器。
- 第1の温度センサは、前記第1の質量流の温度を示す第1の信号を生成し、第2の温度センサは、第2の質量流の温度を示す第2の信号を生成し、前記第1の信号を前記第2の信号と等しくするために、前記制御装置は、前記チューブ側流れの前記第2の質量流に対して前記チューブ側流れの前記第1の質量流を調節する、請求項25又は26記載の主熱交換器。
- 前記第1の軸方向位置は、前記主熱交換器の前記低温端部にあるか、又は該低温端部に隣接している、請求項25から27までのいずれか1項記載の主熱交換器。
- 前記第1のゾーンは、前記チューブ束の内側のゾーンであり、前記第2のゾーンは、前記チューブ束の外側のゾーンである、請求項25から28までのいずれか1項記載の主熱交換器。
- 前記第1のノズルを通る質量流は、第1の弁を用いて制御可能に調節され、前記第2のノズルを通る質量流は、第2の弁を用いて制御可能に調節される、請求項25から29までのいずれか1項記載の主熱交換器。
- 前記第1及び第2の弁のうちの一方又は両方は、前記主熱交換器の外側に設けられている、請求項30記載の主熱交換器。
- 前記第1及び第2の弁のうちの一方又は両方は、フェイルセーフ開放型低圧力降下弁である、請求項30又は31記載の主熱交換器。
- 前記第1及び第2の弁のうちの一方又は両方は、前記チューブ側流れの前記高温端部及び前記低温端部のうちの一方又は両方に配置されている、請求項30から32までのいずれか1項記載の主熱交換器。
- 前記第1のノズルは、第1のチューブシートを介して前記第1のゾーンにチューブ流体を供給し、前記第2のノズルは、第2のチューブシートを介して前記第2のゾーンにチューブ側流体を供給する、請求項25から33までのいずれか1項記載の主熱交換器。
- 前記チューブ束は、前記主熱交換器の前記高温端部の側に配置された高温チューブ束と、前記主熱交換器の前記低温端部の側に配置された低温チューブ束とを有し、前記高温チューブ束及び前記低温チューブ束のそれぞれは、高温端部及び低温端部を有し、前記第1の位置は、前記高温チューブ束の前記低温端部にあるか、又は該低温端部に隣接している、請求項25から34までのいずれか1項記載の主熱交換器。
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US4809154A (en) * | 1986-07-10 | 1989-02-28 | Air Products And Chemicals, Inc. | Automated control system for a multicomponent refrigeration system |
SE457330B (sv) * | 1987-10-20 | 1988-12-19 | Tilly S Roer Ab | Anordning foer temperering och homogenisering av troegflytande massor |
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US5651270A (en) | 1996-07-17 | 1997-07-29 | Phillips Petroleum Company | Core-in-shell heat exchangers for multistage compressors |
US5791160A (en) * | 1997-07-24 | 1998-08-11 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method and apparatus for regulatory control of production and temperature in a mixed refrigerant liquefied natural gas facility |
DZ2671A1 (fr) * | 1997-12-12 | 2003-03-22 | Shell Int Research | Processus de liquéfaction d'un produit alimenté gazeux riche en méthane pour obtenir un gaz natural liquéfié. |
NL1008124C2 (nl) | 1998-01-26 | 1999-07-27 | Lentjes Standard Fasel Bv | Inrichting en werkwijze voor het koelen van gas. |
MY128820A (en) * | 2000-04-25 | 2007-02-28 | Shell Int Research | Controlling the production of a liquefied natural gas product stream |
US7594414B2 (en) * | 2001-05-04 | 2009-09-29 | Battelle Energy Alliance, Llc | Apparatus for the liquefaction of natural gas and methods relating to same |
DE10135654B4 (de) | 2001-07-21 | 2005-09-22 | Henting, Bernd | Wärmetauscher |
DE60324626D1 (de) * | 2002-04-23 | 2008-12-24 | Exxonmobil Res & Eng Co | Wärmetauscher mit schwimmendem Endkasten |
TWI314637B (en) * | 2003-01-31 | 2009-09-11 | Shell Int Research | Process of liquefying a gaseous, methane-rich feed to obtain liquefied natural gas |
JP2005061484A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Ishikawajima Plant Construction Co Ltd | 低温液体加熱方法及びその装置 |
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