JP6914253B2 - 等温加熱負荷または非等温加熱負荷をシミュレートする方法、試験バイパス、および冷却装置 - Google Patents
等温加熱負荷または非等温加熱負荷をシミュレートする方法、試験バイパス、および冷却装置 Download PDFInfo
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Description
(1)消費装置への流入から消費装置からのリターンフローには、以下の機能の1つを実行するために、プロセス媒体が流れる加熱手段が設けられていた。
(ii)等温負荷をシミュレートする。この配置により、加熱手段の上流の流入における比エンタルピは、臨界点における比エンタルピよりも低くなければならない。さらに、加熱後の比エンタルピは、飽和蒸気の比エンタルピと等しくなければならない。飽和蒸気のプロセス圧力は、リターンフローにおけるプロセス圧力に対応する。
(2)加熱手段は、プロセス媒体の気化エンタルピを用いて等温負荷をシミュレートするために、プロセス中に設けられた液体容器内に設置される。この構成により、加熱手段の上流の流入における比エンタルピは、臨界点における比エンタルピよりも低くなければならない。さらに、加熱後の比エンタルピは、飽和蒸気の比エンタルピと等しくなければならない。ここで、飽和蒸気のプロセス圧力は、容器とリターンフローとの間に調整弁が設置されていないので、液体容器内のプロセス圧力およびリターンフローに対応する。流入口と容器との間のバイパスに調整弁を設置すると、流入圧力、リターンフロー圧力鍋、または試験バイパス内の質量流量のいずれかを調整する。
(2)リターンフローにおけるプロセス媒体の「状態点」。
(3)導入された熱負荷(等温+非等温)。
これらの「状態点」は、例えば、温度センサおよび圧力センサを用いて決定され、質量流量は、例えば、オリフィスまたはコリオリ測定によって測定される。
槽中の一定レベルを維持するために、すなわち準静的プロセスを提供するためには、気化した量と冷却装置を介して液化された質量流量との間に釣り合いがなければならない。
本発明の方法の有利な改良点は、様々な従属項に規定されており、以下に記載されている。
請求項1によれば、冷却装置のプロセス媒体中の消費装置によって付与される等温または非等温の加熱負荷のシミュレーション方法が、試験バイパスによって提供され、バイパスは、冷却装置から消費装置にプロセス媒体を送るために設計され提供される冷却装置の「フォワードフロー」と、消費装置から冷却装置にプロセス媒体を送るために設計され提供される「リターンフロー」との間の流れ結合をもたらし、試験バイパスは、少なくとも1つの調整弁と、等温加熱負荷をプロセス媒体に導入するための第1の加熱手段と、容器と、非等温加熱負荷をプロセス媒体内に導入するための第2の加熱手段とを備え、プロセス媒体が流入(「フォワードフロー」)から試験バイパスを経由してリターンフローへと通過させ(このようにして消費装置をバイパスする)、第1の加熱手段によって所定の等温加熱負荷が、第2の加熱手段により所定の非等温加熱負荷が、試験バイパス内のプロセス媒体に導入され、少なくとも1つの調整弁により、等温加熱負荷が導入される容器にプロセス圧力が確立され、容器内でプロセス媒体の液相の一定レベルが維持され、試験バイパスでは、特定の点におけるプロセス媒体の状態が測定され、等温加熱負荷の状態およびプロセス圧力の値を用いて、特定の点におけるプロセス媒体の質量流量が計算される。
本発明の方法のさらに別の好ましい実施形態によれば、第1の加熱手段が容器内に配置されていない場合、少なくとも1つの調整弁が、第1の加熱手段の上流に配置され、または第1の加熱手段の下流かつ容器の上流に配置されてさらに設けられる。
本発明によれば、このバイパスは、冷却装置のプロセス媒体を冷却装置の「フォワードフロー」から冷却装置のリターンフローに通すように構成され、好ましくは本発明の方法を実施するために使用される。記載されたバイパスは、少なくとも1つの調整弁と、試験バイパスを通過するプロセス媒体に等温加熱負荷を導入する第1の加熱手段と、プロセス媒体を収容する容器と、プロセス媒体に非等温加熱負荷を導入する第2の加熱手段、および試験バイパスのある点でのプロセス媒体の状態を測定する手段と、試験バイパスの第2の点でのプロセス媒体の圧力または温度を測定する手段とを有する。
本発明の試験バイパスの別の好ましい実施形態によれば、少なくとも1つの調整弁が第1の加熱手段の上流に配置されるか、または少なくとも1つの調整弁が第1の加熱手段の下流かつ容器の上流に配置されている(第1の加熱手段が容器内に配置されていない場合)。
さらに、本発明の別の態様によれば、請求項15に記載の特徴を有する冷却装置が開示される。
したがって、導入された熱Q2−3、および「状態点」Z4における既知の圧力p4および既知の「状態点」Z1を用いて、質量流量を決定することができる。
代替の実施形態(図示せず)では、第1の加熱手段H1は、調整弁CV1の上流または液体容器G内に配置されていてもよい。代替的にまたは追加的に、第2の加熱手段H2は、第2の調整弁CV2(図示せず)の下流に配置されていてもよい。
(項目1)
試験バイパス(2)による手段を用いて、冷却装置(1)のプロセス媒体(M)内の消費装置(V)によって与えられる等温加熱負荷または非等温加熱負荷をシミュレートする方法であって、前記冷却装置(1)の「フォワードフロー」(A)と前記冷却装置(1)のリターンフロー(B)との間の流れ接続が設けられ、前記試験バイパス(2)は、少なくとも1つの調整弁(CV1,CV2)、前記等温加熱負荷を導入するための第1の加熱手段(H1)、容器(G)、および前記非等温負荷を導入するための第2の加熱手段(H2)を備え、前記プロセス媒体(M)が前記「フォワードフロー」(A)から前記試験バイパス(2)を通して前記リターンフロー(B)に導かれ、前記試験バイパス(2)内で、前記第1の加熱手段(H1)による手段によって所定の等温加熱負荷が前記プロセス媒体(M)に導かれるとともに、前記第2の加熱手段(H2)によって所定の非等温加熱負荷が前記プロセス媒体(M)に導かれ、前記少なくとも1つの調整弁(CV1,CV2)の手段により前記等温加熱負荷が導かれる前記容器(G)内にプロセス圧力(p4)が確立されて、前記容器(G)内で前記プロセス媒体(M)の液相(F)の一定のレベル(LI4)が保持され、前記試験バイパス(2)内にて点(Z1、Z2、Z6、Z7)で前記プロセス媒体(M)の状態が測定され、前記等温加熱負荷および前記点(Z1、Z2、Z6、Z7)での前記プロセス圧力(p4)の前記状態の前記値を用いて、前記点(Z1)での前記プロセス媒体(M)の質量流量(m)が計算される、方法。
(項目2)
項目1に記載の方法において、前記点(Z1、Z2、Z6、Z7)での前記プロセス媒体(M)の状態の測定は、前記プロセス媒体(M)の温度の測定および前記プロセス媒体(M)の前記点(Z1、Z2、Z6、Z7)での前記圧力の測定を含む、方法。
(項目3)
項目1または2に記載の方法において、前記試験バイパス(2)内の第2の点で、前記プロセス媒体(M)の前記圧力また前記温度が測定され、この圧力またはこの温度、前記計算された質量流量(m)、および既知の前記非等温加熱負荷Q 5−6 により、前記試験バイパス(2)の前記第2の点における前記プロセス媒体(M)の状態が決定される、方法。
(項目4)
項目1乃至3のいずれか1項に記載の方法において、前記第1の加熱手段(H1)は、前記容器(G)の上流または前記容器(G)の中に配置され、前記第2の加熱手段(H2)は、前記容器(G)の下流に配置されている、方法。
(項目5)
項目1乃至4のいずれか1項に記載の方法において、前記少なくとも1つの調整弁(CV1)は前記第1の加熱手段(H1)の上流に配置されている、または前記少なくとも1つの調整弁(CV1)は前記第1の加熱手段(H1)の下流かつ前記容器(G)の上流に配置されている、方法。
(項目6)
項目1乃至4のいずれか1項に記載の方法において、前記少なくとも1つの調整弁(CV2)は前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置されている、または、前記少なくとも1つの調整弁(CV2)は前記容器(G)の下流かつ前記第2の加熱手段(H2)の上流に配置されている、方法。
(項目7)
項目5に記載の方法において、前記試験バイパス(2)は、前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された、または、前記容器(G)の下流かつ前記第2の加熱手段(H2)の上流に配置された、前記容器(G)内の前記圧力(p4)を調整するための、第2の調整弁(CV2)を有する、方法。
(項目8)
項目5乃至7のいずれか1項に記載の方法において、前記点(Z1、Z2、Z6、Z7)は、前記試験バイパス(2)の、
前記少なくとも1つの調整弁(CV1)の上流、および/または、前記第1の加熱手段(H1)の上流に配置された点(Z1)と、
前記少なくとも1つの調整弁(CV1)の下流、かつ、前記第1の加熱手段(H1)の上流に配置された点(Z2)と、
前記少なくとも1つの調整弁(CV2)の下流、および/または、前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z7)と、
前記少なくとも1つの調整弁(CV2)の上流、かつ、前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z6)と、
前記第2の調節弁(CV2)の下流、かつ、前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z7)と、
前記第2の調節弁(CV2)の上流、かつ、前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z6)と、のうちの1つである、方法。
(項目9)
冷却装置(1)のプロセス媒体(M)を前記冷却装置(1)の「フォワードフロー」(A)から前記冷却装置(1)のリターンフロー(B)に通過させるための試験バイパス(2)であって、特に項目1乃至8のいずれか1項による方法に用いられる、方法において、前記試験バイパス(2)は、少なくとも1つの調整弁(CV1、CV2)と、等温加熱負荷を導入するための第1の加熱手段(H1)と、容器(G)と、非等温加熱負荷を導入するための第2の加熱手段(H2)とを有するとともに、前記試験バイパスの点(Z1)での前記プロセス媒体(M)の状態を測定するための手段(4)と、前記試験バイパス(2)の第2の点での前記プロセス媒体(M)の圧力または温度を測定する手段(5)とを備える、試験バイパス。
(項目10)
項目9に記載の試験バイパス装置において、前記第1の加熱手段(H1)は、前記容器(G)の上流または前記容器(G)内に配置され、前記第2の加熱手段(H2)が前記容器(G)の下流に配置された、試験バイパス。
(項目11)
項目9または10に記載の試験バイパス装置において、前記少なくとも1つの調整弁(CV1)は、前記第1の加熱手段(H1)の上流に配置され、または前記少なくとも1つの調整弁(CV1)が前記第1の加熱手段(H1)の下流かつ前記容器(G)の上流に配置された、試験バイパス。
(項目12)
項目9または10に記載の試験バイパス装置において、前記少なくとも1つの調整弁(CV2)は前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置され、または前記少なくとも1つの調整弁(CV2)は前記容器(G)の下流かつ前記第2の加熱手段(H2)の上流に配置された、試験バイパス。
(項目13)
項目11に記載の試験バイパスにおいて、前記容器(G)内の前記圧力(p4)を調整するための前記試験バイパスは、前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された、または、前記容器(G)の下流かつ前記第2の加熱手段(H2)の上流に配置された、別の調整弁(CV2)を有する、試験バイパス。
(項目14)
項目11乃至13のいずれか1項に記載の試験バイパスにおいて、前記(Z1、Z2、Z6、Z7)は、
前記少なくとも1つの調整弁(CV1)の上流、および/または、前記第1の加熱手段(H1)の上流に配置された点(Z1)と、
前記少なくとも1つの調整弁(CV1)の下流かつ前記第1の加熱手段(H1)の上流に配置された点(Z2)と、
前記少なくとも1つの調整弁(CV2)の下流、および/または、前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z7)と、
前記少なくとも1つの調整弁(CV2)の上流かつ前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z6)と、
前記第2の調節弁(CV2)の下流かつ前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z7)と、
前記第2の調節弁(CV2)の上流かつ前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z6)と、のいずれかの前記試験バイパス(2)の点である、試験パイパス。
(項目15)
冷却するための冷却装置(1)において、前記冷却装置(1)は、項目9乃至14のいずれか1項に記載の試験バイパスを有し、前記試験バイパス(2)は、前記冷却装置の「フォワードフロー」(A)と前記冷却装置の「リターンフロー」(B)との間の流れ接続をもたらす、冷却装置(1)。
2 試験バイパス
4 プロセス媒体の状態の測定手段
5 圧力または温度の測定手段
CV1,CV2 調整弁
G 容器
H1 第1の加熱手段
H2 第2の加熱手段
LI4 容器内のプロセス媒体の高さ
M プロセス媒体
Z1乃至Z7 試験バイパスの点
A 流入流れ(「フォワードフロー」)
B リターンフロー
V 消費装置
Claims (16)
- 試験バイパス(2)による手段を用いて、冷却装置(1)のプロセス媒体(M)内の消費装置(V)によって与えられる等温加熱負荷または非等温加熱負荷をシミュレートする方法であって、前記冷却装置(1)の「フォワードフロー」(A)と前記冷却装置(1)のリターンフロー(B)との間の流れ接続が設けられ、前記試験バイパス(2)は、少なくとも1つの調整弁(CV1,CV2)、前記等温加熱負荷を導入するための第1の加熱手段(H1)、容器(G)、および前記非等温負荷を導入するための第2の加熱手段(H2)を備え、
前記プロセス媒体(M)が前記「フォワードフロー」(A)から前記試験バイパス(2)を通して前記リターンフロー(B)に導かれ、
前記試験バイパス(2)内で、前記第1の加熱手段(H1)による手段によって所定の等温加熱負荷が前記プロセス媒体(M)に導かれるとともに、前記第2の加熱手段(H2)によって所定の非等温加熱負荷が前記プロセス媒体(M)に導かれ、
前記少なくとも1つの調整弁(CV1,CV2)の手段により前記等温加熱負荷が導かれる前記容器(G)内にプロセス圧力(p4)が確立されて、前記容器(G)内で前記プロセス媒体(M)の液相(F)の一定のレベル(LI4)が保持され、
前記試験バイパス(2)内にて点(Z1、Z2、Z6、Z7)で前記プロセス媒体(M)の状態が測定され、
前記等温加熱負荷および前記点(Z1、Z2、Z6、Z7)での前記プロセス圧力(p4)の前記状態の前記値を用いて、前記点(Z1)での前記プロセス媒体(M)の質量流量(m)が計算され、
前記第2の加熱手段(H2)は前記容器(G)の下流に配置される、方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記点(Z1、Z2、Z6、Z7)での前記プロセス媒体(M)の状態の測定は、前記プロセス媒体(M)の温度の測定および前記プロセス媒体(M)の前記点(Z1、Z2、Z6、Z7)での前記圧力の測定を含む、方法。
- 請求項1または2に記載の方法において、前記試験バイパス(2)内の第2の点で、前記プロセス媒体(M)の前記圧力また前記温度が測定され、この圧力またはこの温度、前記計算された質量流量(m)、および既知の前記非等温加熱負荷Q5−6により、前記試験バイパス(2)の前記第2の点における前記プロセス媒体(M)の状態が決定される、方法。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法において、前記第1の加熱手段(H1)は、前記容器(G)の上流または前記容器(G)の中に配置され、前記第2の加熱手段(H2)は、前記容器(G)の下流に配置されている、方法。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法において、前記少なくとも1つの調整弁(CV1)は前記第1の加熱手段(H1)の上流に配置されている、または前記少なくとも1つの調整弁(CV1)は前記第1の加熱手段(H1)の下流かつ前記容器(G)の上流に配置されている、方法。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法において、前記少なくとも1つの調整弁(CV2)は前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置されている、または、前記少なくとも1つの調整弁(CV2)は前記容器(G)の下流かつ前記第2の加熱手段(H2)の上流に配置されている、方法。
- 請求項5に記載の方法において、前記試験バイパス(2)は、前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された、または、前記容器(G)の下流かつ前記第2の加熱手段(H2)の上流に配置された、前記容器(G)内の前記圧力(p4)を調整するための、第2の調整弁(CV2)を有する、方法。
- 請求項5乃至7のいずれか1項に記載の方法において、前記点(Z1、Z2、Z6、Z7)は、前記試験バイパス(2)の、
前記少なくとも1つの調整弁(CV1)の上流、および/または、前記第1の加熱手段(H1)の上流に配置された点(Z1)と、
前記少なくとも1つの調整弁(CV1)の下流、かつ、前記第1の加熱手段(H1)の上流に配置された点(Z2)と、
前記少なくとも1つの調整弁(CV2)の下流、および/または、前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z7)と、
前記少なくとも1つの調整弁(CV2)の上流、かつ、前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z6)と、
前記第2の調節弁(CV2)の下流、かつ、前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z7)と、
前記第2の調節弁(CV2)の上流、かつ、前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z6)と、のうちの1つである、方法。 - 冷却装置(1)のプロセス媒体(M)を前記冷却装置(1)の「フォワードフロー」(A)から前記冷却装置(1)のリターンフロー(B)に通過させるための試験バイパス(2)であって、請求項1乃至8のいずれか1項による方法に用いられる、前記試験バイパス(2)において、
容器(G)と、
少なくとも1つの調整弁(CV1、CV2)であって、前記調整弁(CV1、CV2)または前記調整弁(CV1、CV2)の各々は、前記等温加熱負荷が導かれる前記容器(G)内にプロセス圧力(p4)が確立されて、前記容器(G)内で前記プロセス媒体(M)の液相(F)の一定のレベル(LI4)が保持される、調整弁(CV1、CV2)と、
等温加熱負荷を前記プロセス媒体(M)内に導入するための第1の加熱手段(H1)と、
非等温加熱負荷を前記プロセス媒体(M)内に導入するための第2の加熱手段(H2)とを有し、
前記試験バイパス(2)は、前記試験バイパスの点(Z1、Z2、Z6、Z7)での前記プロセス媒体(M)の熱力学的な状態を測定するための手段(4)をさらに備え、
前記試験バイパス(2)は、前記等温加熱負荷および前記プロセス圧力(p4)の前記状態の前記値を用いて、前記点(Z1)での前記プロセス媒体(M)の質量流量(m)が計算されるように構成された、試験バイパス(2)。 - 請求項9に記載の試験バイパスにおいて、前記試験バイパス(2)の第2の点での前記プロセス媒体(M)の圧力または温度を測定する手段(5)をさらに備えた、試験バイパス。
- 請求項9または10に記載の試験バイパスにおいて、前記第1の加熱手段(H1)は、前記容器(G)の上流または前記容器(G)内に配置され、前記第2の加熱手段(H2)が前記容器(G)の下流に配置された、試験バイパス。
- 請求項9乃至11のいずれか1項に記載の試験バイパスにおいて、前記少なくとも1つの調整弁(CV1)は、前記第1の加熱手段(H1)の上流に配置され、または前記少なくとも1つの調整弁(CV1)が前記第1の加熱手段(H1)の下流かつ前記容器(G)の上流に配置された、試験バイパス。
- 請求項9乃至12のいずれか1項に記載の試験バイパスにおいて、前記少なくとも1つの調整弁(CV2)は前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置され、または前記少なくとも1つの調整弁(CV2)は前記容器(G)の下流かつ前記第2の加熱手段(H2)の上流に配置された、試験バイパス。
- 請求項12に記載の試験バイパスにおいて、前記容器(G)内の前記圧力(p4)を調整するための前記試験バイパスは、前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された、または、前記容器(G)の下流かつ前記第2の加熱手段(H2)の上流に配置された、別の調整弁(CV2)を有する、試験バイパス。
- 請求項11乃至14のいずれか1項に記載の試験バイパスにおいて、前記(Z1、Z2、Z6、Z7)は、
前記少なくとも1つの調整弁(CV1)の上流、および/または、前記第1の加熱手段(H1)の上流に配置された点(Z1)と、
前記少なくとも1つの調整弁(CV1)の下流かつ前記第1の加熱手段(H1)の上流に配置された点(Z2)と、
前記少なくとも1つの調整弁(CV2)の下流、および/または、前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z7)と、
前記少なくとも1つの調整弁(CV2)の上流かつ前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z6)と、
前記第2の調節弁(CV2)の下流かつ前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z7)と、
前記第2の調節弁(CV2)の上流かつ前記第2の加熱手段(H2)の下流に配置された点(Z6)と、のいずれかの前記試験バイパス(2)の点である、試験パイパス。 - 冷却するための冷却装置(1)において、前記冷却装置(1)は、請求項9乃至15のいずれか1項に記載の試験バイパスを有し、前記試験バイパス(2)は、前記冷却装置の「フォワードフロー」(A)と前記冷却装置の「リターンフロー」(B)との間の流れ接続をもたらす、冷却装置(1)。
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