JPS5855432B2 - 熱交換装置およびその使用方法 - Google Patents

熱交換装置およびその使用方法

Info

Publication number
JPS5855432B2
JPS5855432B2 JP53029332A JP2933278A JPS5855432B2 JP S5855432 B2 JPS5855432 B2 JP S5855432B2 JP 53029332 A JP53029332 A JP 53029332A JP 2933278 A JP2933278 A JP 2933278A JP S5855432 B2 JPS5855432 B2 JP S5855432B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
heat exchange
passageway
fluid
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP53029332A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS53115956A (en
Inventor
モーリス・グルニエ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
Original Assignee
Air Liquide SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide SA filed Critical Air Liquide SA
Publication of JPS53115956A publication Critical patent/JPS53115956A/ja
Publication of JPS5855432B2 publication Critical patent/JPS5855432B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0257—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F25J1/0055—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream originating from an incorporated cascade
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/008—Hydrocarbons
    • F25J1/0087—Propane; Propylene
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/008—Hydrocarbons
    • F25J1/0092—Mixtures of hydrocarbons comprising possibly also minor amounts of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F25J1/0215—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle
    • F25J1/0216—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle using a C3 pre-cooling cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0217—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as at least a three level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F25J1/0218—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as at least a three level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one or more SCR cycles, e.g. with a C3 pre-cooling cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0244—Operation; Control and regulation; Instrumentation
    • F25J1/0245—Different modes, i.e. 'runs', of operation; Process control
    • F25J1/0249—Controlling refrigerant inventory, i.e. composition or quantity
    • F25J1/025—Details related to the refrigerant production or treatment, e.g. make-up supply from feed gas itself
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
    • F25J1/0264—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams
    • F25J1/0265—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams comprising cores associated exclusively with the cooling of a refrigerant stream, e.g. for auto-refrigeration or economizer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0269—Arrangement of liquefaction units or equipments fulfilling the same process step, e.g. multiple "trains" concept
    • F25J1/0271—Inter-connecting multiple cold equipments within or downstream of the cold box
    • F25J1/0272—Multiple identical heat exchangers in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0292—Refrigerant compression by cold or cryogenic suction of the refrigerant gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0209—Natural gas or substitute natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J5/00—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
    • F25J5/002—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
    • F28D9/0068—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements with means for changing flow direction of one heat exchange medium, e.g. using deflecting zones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0093—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/02—Processes or apparatus using separation by rectification in a single pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/70—Refluxing the column with a condensed part of the feed stream, i.e. fractionator top is stripped or self-rectified
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/62—Separating low boiling components, e.g. He, H2, N2, Air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/64—Separating heavy hydrocarbons, e.g. NGL, LPG, C4+ hydrocarbons or heavy condensates in general
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/32—Details on header or distribution passages of heat exchangers, e.g. of reboiler-condenser or plate heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/50—Arrangement of multiple equipments fulfilling the same process step in parallel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S62/00—Refrigeration
    • Y10S62/902—Apparatus
    • Y10S62/903—Heat exchange structure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、第１に、ガスを冷却するための板型熱交換機
形式の１個以上の熱交換部材を具える熱交換装置、第２
に本発明による熱交換装置を用いるガス冷却装置、第３
に、本発明による熱交換装置を用いるに適するガス冷却
方法に関するものである。
板製熱交換機は単位体積当りの熱交換表面積が大きい理
由からか、または、金属板をろうづけして造られる版型
熱交換機が極めてコンパクトな構造を有するためからか
１種以上の順次の冷媒（冷媒が１成分だけからなるか、
または１成分より多くの成分よりなる）と間接的に熱交
換することによってガス（純ガスまたは混合ガス）を冷
却するに特に好適であると考えられている。
しかし、ガスを冷却するために１種以上の多くの成分よ
りなる冷媒を用いる場合、この冷媒またはこれらの冷媒
が時として、または冷却サイクル中に２相（液相と蒸気
相）とで流れる結果として版型熱交換機を用いることが
大きな、時として取返しのつかない欠点となる。
かように冷媒が２相で流れる場合には多数成分の冷媒の
液相および気相を後述するように一様に分配させること
が必要である。
すなわち、種々の熱交換部材がガスを冷却するため平行
に配置されている場合に、これらの熱交換部材間に一様
に分配させることが必要である。
この点に関して、市販の板状熱交換部材の寸法が相対的
に小さい場合には、多量のガスを冷却するために複数の
部材を平行に配置して用いることが常に必要である。
また、多成分の冷媒を流すため同じ熱交換部材に設けら
れた種々の通路に一様に分配することが必要である。
さらに、上述の冷媒を流すため熱交換部材に設けられた
１個の同じ通路内に一様に分配することが必要である。
かように一様に分配することによってはじめて多成分冷
媒の液体と蒸気との間の温度を実質的に一様に平衡させ
、これにより冷媒とガスとを全体として一様に熱交換さ
せることができる。
たとえ、物理的作動を多成分冷媒に順次かつ周期的に行
なっても、用いられる冷却方法が熱力学的に可逆的であ
り、これがため選択された冷却方法に対する満足すべき
エネルギー効率を達成するためには、冷却過程において
、加熱中に、また加熱する前に多成分冷媒が２相を呈す
るため、費用がかかる欠点がある。
２相（液相と気相）を１個の同じ版型熱交換機の種々の
通路に一様に分配するため、種々の装置が従来提案され
ているが、技術的に複雑で実施することが困難であった
り、または２相の分配を十分に一様に行なうことができ
ないと云う理由でぃづれも満足すべきものでなかった。
かかる認識から、本発明によれば、従来の解決方法とは
異なり、使用される多成分冷媒に関してばかりでなく冷
却すべきガスに関しても版型熱交換機における２相分配
に対する要求および範囲を最小に制限することによって
上述した問題を解決しようと試み、使用する熱交換機を
特殊な構造とすることによって、また、冷却サイクルに
おける作動条件を適切に選択することによって上述した
問題を解決したものである。
本発明による板型熱交換機形式の１個以上の熱交換部材
を具える熱交換装置は、 第１寸法または長さ方向および第２寸法または幅方向に
延びる実質的に同一形状の複数の金属板を第３寸法また
は厚みの方向に互に平行に離間して配置して設け、 上述した金属板と封鎖装置とによって複数の扁平な通路
を画成し、 第１流体（特に、冷却すべき冷媒混合物）を前記熱交換
部材の全長に流すための第１回路に属する第１形式の少
なくとも１個の通路を具え、この第１形式の通路に設け
られた封鎖装置が通路の２個の端において冷媒混合物に
対する入口および出口をそれぞれ開放したままとし、 およびまたは第２流体（特に冷却すべきガス）を前記第
１流体と同一方向の流れで熱交換部材の長さ方向に流す
ための第２回路に属する第２形式の少なくとも１個の通
路を具え、この第２形式の通路に設けられた封鎖装置が
通路の２端において前記ガスに対する入口および出口を
それぞれ形成したままとし、また、 第３流体←特に、加熱すべき冷媒混合物）を前記第１お
よび第２流体と反対方向の流れで熱交換部材の長さの一
部にわたり流すための第３回路に属して第１および第２
形式の２個の通路の少なくとも一方と熱交換関係にある
第３形式の少なくとも１個の通路を具え、この第３形式
の通路に設けられた封鎖装置が前記混合物に対する入口
および出口を開放したままとし、 第４流体（特に、加熱すべき補助冷媒）を流すための第
４回路に属して第１および第２形式の２個の通路の少な
くとも一方と熱交換関係にある第４形式の少なくとも１
個の通路を具え、この第４形式の通路に設けられた封鎖
装置が通路の２個の端において、補助冷媒に対する第１
開口および第２開口を開放したままとし、 前記第３形式の通路に隣接する第４形式の少なくとも１
個の通路が熱交換部材の長さの他の部分にわたって延長
し、熱交換部材の幅方向に延びる少なくとも１個の横断
隔壁が第３および第４形式の２個の通路を互に分離して
なることを特徴とする。
以下、本発明を図面につき説明する。
第１図に示す本発明による冷却用熱交換装置は互に熱的
に関連した少なくとも２個の冷却回路１３および１４を
具える。
第１冷却回路１３には１種類の成分よりなる補助冷媒（
例えば、プロパン）を圧縮するための第１圧縮機１５を
設け、これに高圧出口１６と、３個の入口、すなわち低
圧、第１中間圧力およびこの第１中間圧力と前記の高圧
との間の第２中間圧力のそれぞれの補助冷媒の３種の蒸
発部分を導入するための入口１７，１８および１９とを
設ける。
回路１３にはまた水のような外部冷却材を流す凝縮器１
０を設け、この凝縮器の入口２３を第１圧縮器１５の出
口１６に連通させる。
凝縮した補助冷媒を膨張させるための３個の膨張装置２
６゜２５および２４を互に直列に接続して設けるととも
に、補助冷媒の液相および気相を低圧、第１中間圧力お
よび第２中間圧力でそれぞれ分離するための３個の分離
器２７，２８および２９を設ける。
第１膨張装置２４の入口を凝縮器１０の出口３０に第２
分離器２８、第２膨張装置２５、第３分離器２９および
第３膨張装置２６を介して直接に連通させる。
膨張した補助冷媒を低圧、第１中間圧および第２中間圧
のそれぞれで蒸発させるための３個の通路または回路３
３ａ 、３３ｂ 、３３ｃを冷媒混合物が流れる方向に
おいて冷媒混合物を冷却するための通路または回路３６
と後述する天然ガスを冷却するための通路または回路３
７と熱交換させる。
第２冷却回路１４には第２圧縮機２３７を設け、これに
２個の圧縮段２３７ａ 、２３７ｂを設ける。
第１圧縮段２３７ａには冷媒混合物（メタン、エタン、
プロパン、ブタンおよび窒素よりなる混合物）の蒸発し
た部分を低圧で導入する入口３８と、冷媒混合物の蒸発
した部分を蒸発圧力で排出する出口３９とを設ける。
第２圧縮段２３７ｂには上述の冷媒混合物の全部を蒸発
圧力で導入するための入口４０を設け、この人口４０を
第１圧縮段２３７ａの出口３９に連通させ、また、圧縮
した冷媒混合物を高圧で排出するための出口４３を設け
る。
また、第２冷却回路１４には圧縮した冷媒混合物を冷却
するための通路または回路３６を設け、この回路におい
て、先づ、第１冷却回路１３の３個の蒸発通路３３ｃ、
３３ｂおよび３３ａの全てと順次に熱交換させて冷却し
、次で、冷媒混合物を蒸発圧力で冷媒混合物を加熱する
ための通路または回路４５および低圧で冷媒混合物を加
熱するための通路または回路４６に順次に通過させる。
冷却通路３６の入口４４を第２圧縮機２３７の出口４３
に連通させる。
冷却した冷媒混合物を上述した蒸発圧力および低圧にそ
れぞれ膨張させるための第２膨張装置４７および第３膨
張装置４８を設け、これらの２個の膨張装置４７および
４８のそれぞれの入口を冷却通路３６の出口４９に直接
に連通させる。
冷却すべき天然ガスを冷却するための通路または回路３
７を天然ガスが流れる方向に順次に部分３７．３７’お
よび３７“で示すように３個の部分に分け、冷却通路３
７は先づ３つの蒸発通路３３ｃ。
３３ｂ１及び３３ａとの熱交換に関係し、次いで同時に
加熱通路４５と４６との熱交換に関係し、部分３７と３
７′との間において、メタンより重い成分を抽出するた
めユニット５０へ部分的に冷却した天然ガスの排出しそ
してメタンに富んだガス状成分を前記ユニット５０から
戻しまた部分３７′と３７“との間では窒素除去ユニッ
ト５３へ実質的に冷却した天然ガスを出しそして窒素に
乏しいガス状成分を前記胞窒ユニット５３から戻す。
第１図に示すように、種々の熱交換通路３５ａ。
３５ｂ、３５ｃ、３６，３７．４５および４６を１個の
同じ熱交換部材５８に結合し、これを例えばろう付けし
たアルミニウム板による熱交換器形式とし、これを第２
〜１０図につき後述するように、例えば１４個のような
複数個の類似または同一形状で第１の寸法である長さ方
向および第２の寸法である幅方向に延ひる金属板１０１
〜１１４で構成する。
これらの板１０１〜１１４を第３の寸法である厚さの方
向に互に一定の間隔で平行に離間させて設ける。
封鎖装置５９（第４図参照）を種々の相対的に細く薄い
矩形の金属細条片で構成し、これらと板１０１〜１１４
とにより複数の矩形の通路を限定し、これらの間に前述
した通路からの複数の入口および出口を限定する。
第１形式の通路を構成する互に平行に配置された４個の
通路１を板１０２および１０３，１０４および１０５，
１０８および１０９，１１０および１１１間にそれぞれ
限定し、これらを第６図に更に詳細に示す。
これらの４個の通路１によって冷却すべき冷媒混合物（
第１流体）を部材５８の全長に流すための第１回路を形
成する。
第１形式の各通路に配置される封鎖装置５９はこれらの
通路の両端の入口１１および出口１２のそれぞれを開放
したままとする。
更に詳しく説明すれば、各通路１に部材５８の長さ方向
にのみ流れを許す波板で構成したパツキン６０を充填し
、このパツキン６０の長さ方向の両端に冷却すべき冷媒
混合物を分配するための３個の波板部分６３゜６４．６
５と冷却した冷媒混合物を捕集するための３個の波板部
分６６．６７．６８とを設ける。
第１形式の通路１の入口１１を冷却すべき冷媒混合物を
導入するための１個のヘッダ６９に連通させ、第１形式
の通路１の出口１２を冷却した冷媒混合物を引出すため
の１個のヘッダ７０に連通させる。
第２形式の通路を構成する平行に配置した２個の通路２
を板１０６および１０７，１１２および１１３間にそれ
ぞれ限定し、これらを第８図に更に詳細に示す。
これらの２個の通路２によって冷却すべき天然ガス（第
２流体）を冷却すべき冷媒混合物と同一方向の流れで部
材５８の全長に流すための第２回路を形成する。
これらの第２形式の通路のそれぞれに配置される封鎖装
置５９はこれらの通路の両端における冷却すべき天然ガ
スの入口２１および冷却した天然ガスの出口２２のそれ
ぞれを開放したままとする。
更に詳しく説明すれば、第２形式の各通路２を熱交換部
材５８の長さに沿って第１部分２、第２部分２′および
第３部分２“に分け、部分２および２と部分２′および
２“とを２個の仕切板７８．７９のそれぞれによって分
離し、これらの仕切板を第２形式の通路を限定する一対
の連続板（例えば１０６および１０７）間の部材５８の
幅全体に延在させる。
第２形式の各通路の第１部分２は部材５８の長さの第１
部分にわたって冷却すべき天然ガスを流すよう構成し、
これを更に詳細に説明すれば、第１通路部分２に波板で
構成された長さ方向にのみ流れを許すパツキン７３を設
けるとともにこのパツキン７３の一端に２個の波板部分
７４．７５を設けて入口２１から入る冷却すべき天然ガ
スを分配させるようにし、また、パツキン７３の他端に
２個の波板部分７６゜７７を設けて出口２ｚから分離ユ
ニット５０に引き出される部分的に冷却した天然ガスを
捕集するよう構成する。
第２形式の各通路の第２部分２′はユニット５０からの
部分的に冷却された実質的にメタンに富む天然ガスを部
材５８の長さの第２部分に流すための通路部分である。
この第２通路部分には、部材５８の長さ方向にのみ流れ
を許す波板によるパツキン７３′を設け、このパツキン
７３′の一端には入口２１′を経て入る実質的にメタン
に富む天然ガスを分配する働きを有する２個の波板部分
７４′および７５′を設け、パツキン７３′の他端には
出口２２“を経て窒素除去ユニット５３に引き出される
相当冷却した天然ガスを捕集する働きを有する２個の波
板部分７６′および７７′を設ける。
第２形式の各通路の最後の第３通路部分子は窒素除去ユ
ニット５３からの窒素の含まれない天然ガスを部材５８
の長さの最後の部分に流すための通路部分である。
更に詳細に説明すれば、この最後の第３部分２Ｎには部
材５８の長さ方向にのみ流れを許す波板によるパツキン
７３“を設け、このパツキン７３“の一端には入口２１
“を経て入る脱窒素天然ガスを分配する働きを有する２
個の波板部分７４“、７５“を設け、パツキン７３“の
他端には出口２２を経て除去される完全に冷却した脱窒
素天然ガスを捕集する働きを有する２個の波板部分７６
“。
７７“を設ける。
第２形式の通路２に属する入口２１．２１’および２１
“の全てを天然ガス入口ヘッダ８０ 、８０’、 ８０
〃のそれぞれに連通させる。
第２形式の通路２に属する出口２２，２２’、２２“の
全てを天然ガス出口ヘッダ８３．８３’、８３“にそれ
ぞれ連通させる。
第３形式の３個の通路３を金属板１０３および１０４．
１０７および１０８，１１１および１１２間にそれぞれ
限定し、これらの通路３を第７図に更に詳細に示す。
これらの３個の通路３によって加熱すべき冷媒混合物（
第３流体）を蒸発圧力で熱交換部材５８の長さの一部に
流すための第３回路を形成する。
例えば金属板１０７および１０８間の通路のように第３
形式の各通路は第１形式の通路１および第２形式の通路
２の双方と熱交換関係にある。
第３形式の各通路に配置される封鎖装置はこれらの通路
の両端において蒸発圧力で加熱すべき冷媒混合物の入口
３１および加熱した冷媒混合物の出口３２のそれぞれに
おいて開放したままとする。
更に詳細に説明すれば、各通路３には部材５８の長さ方
向にのみ通し得る波板によるパツキン８４を充填し、こ
のパツキンの長さ方向の一端には蒸発圧力で加熱すべき
冷媒混合物を分配する働きを有する３個の波板部分８５
゜８６．８７を設け、他端には加熱した冷媒混合物を捕
集する働きを有する２個の波板部分８８゜８９を設ける
。
第３形式の通路３の入口３１の全てを加熱すべき冷媒混
合物の１個の同じ入口・＼ラダ９０に連通させ、第３形
式の通路３の出口３２の全てを加熱した冷媒混合物の１
個の同じ出口ヘッダ９３に連通させる。
第４形式の７個の通路４ａを金属板１０１および１０２
，１０３および１０４，１０５および１０６．１０７お
よび１０８，１０９およびｉｉｏ、ｉｌｌおよび１１２
，１１３および１１４間にそれぞれ限定し、これらの板
間には第４形式の補充通路を構成する７個の通路４ｂを
それぞれ限定し、また、上述したと同じ板間に第４形式
の附加通路を構成する７個の通路４ｃをそれぞれ限定す
る。
例えば、板１０５および１０６間に限定されるような第
４形式の各通路４ａを第１形式の通路１および第２形式
の通路２と熱交換関係とする。
同様に、第４形式の各補充通路４ｂおよび第４形式の各
附加通路４ｃをもまた通路１および２と熱交換関係とす
る。
７個の通路４ａ１７個の補充通路４ｂおよび７個の附加
通路４ｃのそれぞれは第４回路、所謂補充第４回路およ
び所謂付加第４回路を形成し、これらの３個の通路の全
ては加熱すべき液体の補助冷媒（プロパン）を受けるた
めの通路であって、更に詳細に説明すれば、冷却すべき
天然ガスおよび冷媒混合物の流れと交差させて上述の補
助冷媒を低圧（補助冷媒または第４流体）、第１中間圧
力（補充補助冷媒または補充第４流体）および第２中間
圧力（付加補助冷媒または付加第４流体）のそれぞれで
蒸発させるための通路である。
第４形式の３個の通路４ａ。４ｂ、４ｃに配置される封
鎖装置５９はこれらの通路の両端において、すなわち、
一端における第１開口または入口４１ａ、４１ｂ、４１
ｃのそれぞれおよび他端における第２開口または出口４
２ａ 、４２ｂおよび４２ｃのそれぞれにおいて開放し
たままとする。
第４形式の各通路４ａ。４ｂ 、４ｃを適切に配置して
熱交換部材５８の幅方向に補助冷媒（第４流体）を受け
るようにし、これがため（第５および７図に示すように
）部材５８の幅方向にのみ通し得るパツキン９４ａ。
９４ｂまたは９４ｃを設ける。
このパツキンを波板で構成し、この波形をその横断面全
体にわたって、捕集および分配装置を介することなく、
熱交換部材５８の外側に開放する。
入口４１ａ。４１ｂおよび４１ｃの全てを補助冷媒に対
する入口ヘッダ（９６ａ、９６ｂおよび９６ｃのそれぞ
れ）に連通させ、また、出口４２ａ、４２ｂおよび４２
ｃの全てを補助冷媒の出口ヘッダ９５ａ。
９５ｂおよび９５ｃに連通させる。
第５形式の４個の通路５を板１０１および１０２．１０
５および１０６，１０９および１１０．１１３および１
１４間にそれぞれ限定し、この第５形式の通路を第５図
に詳細に示す。
４個の通路５によって熱交換部材５８の長さの一部にお
いて低圧で加熱すべき冷媒混合物（第５流体）を冷却す
べき天然ガスおよび冷媒混合物と反対方向の流れで、ま
た蒸発圧力で加熱すべき冷媒混合物と同一方向の流れで
流すための第５回路を形成する。
例えば、板１０５および１０６間に限定されるような第
５形式の各通路５は第１形式の通路１および第２形式の
通路２と熱交換関係にある。
第５形式の各通路に配置される封鎖装置５９はこれらの
通路の両端において、低圧で加熱すべき冷媒混合物の入
口５１および加熱した冷媒混合物の出口５２のそれぞれ
に開放したままとする。
更に詳細に説明すれば、第５形式の各通路５には部材５
８の長さ方向にのみ通し得る波板よりなるパツキン９７
を充填し、このパツキンの長さ方向の一端に低圧の加熱
すべき冷媒混合物を分配する働きを有する２個の波板部
分９８，９９を設け、他端に低圧の加熱した冷媒混合物
を捕集する働きを有する２個の波板部分１００，１１５
を設ける。
通路５の入口５１を低圧の冷媒混合物の１個の同じ入口
ヘッダ１１６に連通させ、第５形式の通路５の出口５２
を低圧の冷媒混合物の１個の同じ出口ヘッダに連通させ
る。
熱交換部材５８における第、５形式の種々の通路５間に
低圧の蒸気相および液相の冷媒混合物を一様に分配し得
る２相分配装置１１８を第５形式の全ての通路５の入口
５１に関連して設け、この２相分配装置には低圧の冷媒
混合物の蒸気相および液相を分離し得る分離器１１９と
この冷媒混合物の蒸気相を種々の入口５１間に一様に分
配し得る分配器１２０（第５図参照）とを設ける。
分離器１１９の２相入口を第２膨張装置４８の出口に連
通させるとともに同じ分離器１１９の液体出口および蒸
気出口を入口ヘッダ１１６およびガス分配器１２０のそ
れぞれに連通させる。
次に、熱交換部材５８の特徴につき説明する。
第７図に示すように、第３形式の通路３は入口端３１か
ら部材５８の第１寸法の方向に部材５８の長さの一部に
対してのみ延長し、通路３に隣接する第４形式の少なく
とも１個の通路４ａは部材５８の第１寸法の方向に部材
５８の長さの他の部分に対して延長し、これらの対の通
路３および４ａを横方向隔壁１２１によって分離する。
第５図に示すように、第５形式の通路５は入口端５１か
ら部材５８の第１寸法の方向に部材５８の長さの一部に
対してのみ延長し、通路５に隣接する第４形式の少なく
とも１個の通路４ａは部材５８の第１寸法方向に部材５
８の長さの他の部分に対して延長し、これらの対の通路
５および４ａを横方向隔壁１２２によって分離する。
パツキン１２３を第５形式の各通路５内に隔壁１２２と
部分１００および１１５との間に配置して熱交換部材５
８を機械的結合する。
通路４ｂおよび４ｃはそれぞれ部材５８の第１寸法方向
にのび、２個の隔壁１２４および１２５によって通路４
ａを補充通路４ｂからまたこの補充通路を付加通路４ｃ
からそれぞれ分離する。
結論として、第１図から明らかなように、冷媒混合物を
上方圧力で冷却するための回路または通路３６は熱交換
部材５８における第１回路（第１形式の通路１）に対応
し、天然ガスを冷却するための回路または通路３７は部
材５８における第２回路（第２形式の通路２）に対応し
、冷媒混合物を蒸発圧力で加熱するための回路または通
路４５は部材５８における第３回路（第３形式の通路３
）に対応し、回路３３ａ 、３３ｂおよび３３ｃの３個
の蒸発通路は熱交換部材における第４回路（第４形式の
通路４ａ）、熱交換部材５８における補充第４回路（第
４形式の補充通路４ｂ）および部材５８における付加第
４回路（第４形式の付加通路４ｃ）にそれぞれ対応し、
冷媒混合物を低圧で加熱するための回路または通路４６
は熱交換器５８における第５回路（第５形式の通路５）
に対応する。
熱交換部材５８内に上述した熱交換通路を配置すること
によって、冷媒混合物を冷却するための回路または通路
３６は先づ３個の順次の回路または通路３３ｃ、３３ｂ
および３３ａと連続的に熱交換して補助冷媒を蒸発し、
次いで、通路または回路４５および４６の双方と熱交換
して冷媒混合物を蒸気圧力および低圧でそれぞれ加熱す
る。
冷媒混合物を加熱するための回路または通路４５および
４６は冷媒混合物を冷却するための通路または回路３６
と天然ガスを冷却するための通路または回路３１との双
方と熱交換する。
上述した冷却装置は以下に述べるように熱的に関連して
互に段階的に生ずる少なくとも２個の順次のサイクル１
３および１４によって冷却を行なうことができる。
第１冷却サイクル１３では、周期的に繰返して順次に３
３４５０ＯＮｍ’／ｈの量のプロパン（補助冷媒）を第
１圧縮機１５において１４．１絶対圧力（ａｔａｓ）の
高圧力に圧縮する。
この圧縮したプロパンを凝縮器１０において水（外部冷
媒）と熱交換させて凝縮器の出口における温度が３２°
Ｃ程度になるようにする。
３個の膨張装置２４．２５および２６を用いることによ
って、凝縮冷媒混合物を順次に膨張して低圧力（１，４
ａｔａｓ）、第１中間圧力（２，８７ａｔａｓ）および
第２中間圧力（６，５２ａｔａｓ ）にそれぞれする。
蒸発回路３３ａ、３３ｂおよび３３ｃにおいて、３４℃
の温度で膨張冷媒混合物の第１部分（９２５０ＯＮｍ３
／ｈ）、−１５℃の温度において第２部分（１４５５０
ＯＮｉ／ｈ ）および１１０Ｃの温度において第３部分
（９６５０ＯＮｍ”／ｈ）を低圧、第１中間圧力および
第２中間圧力で第２冷却サイクル１４における冷媒混合
物および回路３６および３７のそれぞれにおける冷却過
程で天然ガスと交差流で熱交換して膨張させる。
上述したプロパンの３つの蒸発溜升を第１圧縮機１５の
入口１７，１８および１９に導入して再び圧縮して高圧
にする。
第２サイクルにおいて、周期的に繰返して順次に体積で
３３．５％のメタンと、３３．５％のエタンと、１０％
のプロパンと、１％のブタンと、２０優の窒素とよりな
る冷媒混合物を圧縮機２３７を用いて３８．２ ａｔａ
ｓの上方圧力に圧縮する。
かようにして圧縮した冷媒混合物を４７０００ＯＮ７７
１″／ｈの量で凝縮器２０によって３２℃の温度に（部
分的凝縮もなく）冷却する。
かように圧縮した冷媒混合物を、引続き冷却回路３６に
おいて、上述したプロパンの３種の溜升と交差流で熱交
換して一１６６℃に冷却し、これら３種の溜升は蒸発イ
オン回路３３ｃ、３３ｂおよび３３ａのそれぞれにおい
て第２中間圧力、第１中間圧力および低圧での蒸発過程
で冷媒混合物の流れ方向に順次に発生する。
次で、回路４５および４６のそれぞれに蒸発圧力および
低圧で流れる冷媒混合物の部分と対向流で熱交換する。
かようにして冷却された冷媒混合物の一部および他の部
分を膨張装置４７および４８によって蒸発圧力および低
圧にそれぞれ膨張する。
膨張装置４７からの冷媒混合物の部分（３２０００ＯＮ
ｍ／ｈ）を−３３°Ｃに、また膨張装置４８からの冷却
混合物の他の部分（１５ｏｏｏｏＮｍ”／ｈ）を−３３
℃〜−８０’Ｃの温度範囲に加熱導管４５において蒸発
圧力（５，５ａｔａｓ ）で、また加熱導管４６におい
て低圧（１，５ａｔａｓ ）でそれぞれ冷媒混合物（導
管３６に流れる）と天然ガス（導管３７に流れる）との
双方との対向流による熱交換によって加熱し、これら冷
媒混合物および天然ガスを蒸発過程においてプロパンと
の熱交換後にそれぞれ引続き冷却する。
第２圧縮器２３７を用いることによって、蒸発圧力およ
び低圧でそれぞれ加熱される冷媒混合物の２部分を上方
圧力に再圧縮する。
第２冷却サイクル１４に関して、説明する必要があるこ
とは、冷媒混合物の種々の成分の性質、冷媒混合物の組
成中の種々の成分の各係、圧縮機２３７の吐出上方圧力
、第２圧縮段２３７ｂの入口圧力、第１圧縮段２３７ａ
の入口圧力等のパラメータの少なくとも一つを次のよう
な方法で選択する点にある。
蒸発の過程で３種の異なる圧力においてプロパンと交差
流で行なわれる熱交換後に、（回路３６内、したがって
熱交換部材５８の種々の通路１内での）冷媒混合物およ
び（回路３７内、したがって熱交換部材５８内の種々の
通路２内での）天然ガスの順次の冷却の最初の部分は、
回路４５内において（したがって熱交換部材５８内の種
々の通路３内で）上述した蒸発圧力で加熱されている冷
媒混合物の部分からの冷却エネルギーの主入力によって
、また回路４６内において（したがって熱交換部材５８
内の種々の通路５内で）上述した低圧で加熱されている
同じ冷媒混合物の他の部分からの冷却エネルギーの２次
入力によって行なわれる。
また、冷媒混合物および天然ガスの冷却の最後の部分は
、回路４６内において（したがって熱交換部材５８内の
種々の通路５内で）低圧力で加熱されている冷媒混合物
の前記他方の部分からの冷却エネルギーの主入力によっ
て、また回路４５内において（したがって熱交換部材５
８内の種々の通路３内で）上述した蒸発圧力で加熱され
ている冷媒混合物の前記一方の部分からの冷却エネルギ
の２次入力によって行なわれる。
言い換えれば、上述した作動条件の意味するところは次
の通りである。
上述した冷却の最初の部分を行なうのは主として上述し
た蒸発圧力での蒸発過程中における冷媒混合物の部分と
の熱交換によってであり、他方、冷却の最後の部分を行
なうのは主として上述した低圧での蒸発過程中における
冷媒混合物の部分との熱交換によってである。
また、問題の冷却の最後の部分においては、冷媒混合物
は主として低圧での蒸発過程における冷媒混合物との熱
交換によって（回路３６内で）成る程度冷却され、次に
、蒸発圧力で加熱中の液状の冷媒混合物との熱交換によ
っても冷却され、これがため、弁４７および４８におけ
る膨張後、冷媒混合物は蒸発力および低圧のそれぞれに
おいて純粋な液体の形でまた２棚温合物の形で得られる
。
蒸発圧力で加熱される冷媒混合物の部分の流れが低圧で
加熱される冷媒混合物の他の部分の流れに比べ実質的に
犬である場合（この作動状態が本発明の場合には満足す
べきものである）、熱交換部材５８に入る２相流体を分
配する問題は冷媒混合物の全体の流れの相対的に小部分
に限られ、従って相当に簡単化される。
第１〜１０図につき上述した冷却装置に種々の変更を加
えて本発明を実施することができる。
熱交換装置５８は板１０１〜１１４を垂直にして垂直配
置する代りに、板１０１〜１１４を水平にして水平配置
することもできる。
ｊ第１７図に示すように、熱交換装置５
８を異なる構造の２個の平行に配置した熱交換部材５８
Ａおよび５８Ｂで構成する。
第１部材５８Ａには第１形式の少なくとも１個の通路１
と、第３形式の少なくとも１個の通路３Ａと、第４形式
の少なくとも１個の通路４Ａと、第５形式の少なくとも
１個の通路５Ａとを設ける。
第２部材５８Ｂには第２形式の少なくとも１個の通路２
と、第３形式の少なくとも１個の通路３Ｂと、第４形式
の少なくとも１個の通路４Ｂと、第５形式の少なくとも
１５個の通路５とを設ける。
次に、本発明の他の実施例を第１１〜１６図につき説明
する。
これらの図面において第１〜１０図における符号と同じ
符号は第１〜１０図に示したと同様の構造およびまたは
同様の機能を有する ：部分を示す。
第１１および１２図に示す板熱交換形式の本発明による
熱交換装置は第１〜１０図につき説明した熱交換装置と
は相違して、複数個、例えば３個の初期熱交換部材１２
８を具え、これらの熱交換、部材は第１〜１０図につき
説明した熱交換部材５８と同一ではないとしても同様の
構造を有し、これら３個の熱交換部材１２８，１２８’
および１２８“は互に並列に接続され、第１形式の種々
の通路ｔ、ｉ’、ｉ“への入口１１，１１’、１１“を
上方圧力でガス状冷媒混合物（第１流体）を供給する１
本の同じ導管１３０に並列に接続する。
第２形式の種々の通路２ 、２’、 ２“への入口２１
，２１’。
２１“を天然ガス（第２流体）を供給するための１本の
同じ導管１３１に並列に接続する。
第３形式の種々の通路３ 、３’、 ３“への出口３２
，３２’。
３２“を蒸発圧力で加熱した冷媒混合物（第３流体）を
除去するための１本の同じ導管１３２に並列に接続する
。
第５形式の種々の通路５．５’、５“の出口５２．５２
’、５２“を低圧で加熱した冷媒混合物（第５流体）を
除去するための１本の同じ導管１３３に並列に接続する
。
第４形式の種々の通路４ａ、４ａ’、４ａ“（４ｂ 、
４ｂ’、 ４ｂ“および４ｃ。
４ｃ’、４ｃ“）の第１開口４１ａ、４１ａ’、４１ａ
“（４１ｂ、４１ｂ’、４１ｂ“および４１ ｃ 、
４１ ｃ’。
４１ｃ“）を低圧（第１中間圧力、第２中間圧力）で蒸
発したプロパン（第４流体）を供給するための１本の同
じ導管１３４ａ （１３４ｂ 、１３４ｃ）に並列に接
続する。
第４形式の種々の通路４ａ。４ａ’、４ａ“（４ｂ 、
４ｂ’、 ４ｂ“および４ｃ、４ｃ’。
４ｃ“）の第２開口４２ａ、４２ａ’、４２ａ“（４２
ｂ、４２ｂ’、４２ｂ“および４２ｃ、４２ｃ’。
４２ｃ“）を低圧（第１中間圧力、第２中間圧力）で液
体プロパン（第４流体）を除去するための１本の同じ導
管１３５ａ（１３５ｂ 、１３５ｃ）に並列に接続する
。
第１形式の種々の通路ｉ、ｉ’。１“の出口１２，１２
’、１２“を上方圧力で冷却した冷媒混合物（第１流体
）を抽出するための１個の同じ装置または導管１３６に
並列に接続する。
第２形式の種々の通路２，２’、γめ出口２２，２２’
。
２２“を１本の同じ導管１３７に並列に接続する。
第３形式の種々の通路３，３’、３“の入口３１゜３１
’、 ３１“を蒸発圧力で冷却した冷媒混合物（第３流
体）を供給するための１個の同じ装置１３８に並列に接
続する。
種々の初期熱交換部材１２８゜１２８’、１２８“に属
する第５形式の種々の通路５゜５′、５“への入口５１
，５１’、５１“を低圧で冷媒混合物（第５流体）を供
給するための装置１３９に並列に接続する。
板式熱交換機の最終熱交換部材の数は初期熱交換部材の
数に比べ少なく、例えば、図示の例では、１個の最終熱
交換部材１２９を種々の初期熱交換部１２８，１２８’
、１２８“を直列に接続して設ける。
冷却を完了した低圧の冷媒混合物（第６流体）を最終熱
交換部材１２９の全長に流すための第６回路に第６形式
の少なくとも１個の通路６を設ける。
第６形式の各通路に配置される封鎖装置（図示せず）は
通路の両端における上方圧力の冷媒混合物に対する入口
６１および出口６２のそれぞれにおいて開放したままと
する。
冷却を完了している上方圧力の冷媒混合物と同様に冷却
を完了している天然ガス（第７流体）とを同一方向に最
終熱交換部材１２９の全長に流すための第７回路に第７
形式の少なくとも１個の通路７を設ける。
この第７形式の各通路７に配置される封鎖装置を通路の
両端における天然ガスに対する入ロア１および出口γ２
において開放したままとする。
第８形式の少なくとも１個の通路８を第６および第７形
式の通路６および７のそれぞれと熱交換させ、冷却すべ
き冷媒混合物および天然ガスとは対向流で加熱すべき低
圧の冷媒混合物（第８流体［を最終熱交換部材１２９の
全長に流すように設ける。
第８形式の各通路に配置される封鎖装置（図示せず）を
通路の両端における低圧の冷媒混合物に対する入口８１
および出口８２においが開放したままとする。
２相分配装置１４１を入口８１に関連して設けて低圧の
２相冷媒混合物の気相および液相を最終熱交換部材１２
９における第８形式の種々の通路間に一様に分配し得る
ようにする。
２相分配装置１４１には分離器１４２とガス分配装置（
図示せず）とを設ける。
最終熱交換部材１２９における第６形式の種々の通路６
への入口６１に冷却冷媒混合物の供給装置１４０を連通
させる。
最終熱交換部材１２９における第７形式の種々の通路へ
の入ロア１に初期熱交換部材１２８から天然ガスを引き
出すための導管１３７を窒素除去ユニット５３を経て間
接的に連通させる。
最終熱交換部材１２９における第８形式の種々の通路８
の出口８２を低圧の冷媒混合物を種々の初期熱交換部材
１２８，１２８’。
１２８“に供給するための装置１３９に直接に連通させ
る。
蒸発圧力の冷媒混合物を供給するための装置１３８を最
終熱交換部材１２９に通すことなく、第１膨張装置４７
を経て最終熱交換部材１２９における第６形式の種々の
通路６の出口６２に間接的に連通させる。
最終熱交換部材１２９における第８形式の種々の通路８
への入口８１を第２膨張装置４８を経て最終熱交換部材
１２９における第６形式の種々の通路６の出口６２の全
てに間接的に連通させる。
第１３および１４図に示す本発明の例は第１１オヨび１
２図につき説明した例とは下記の点で主として相違する
。
種々の初期熱交換部材１２８，１２８’、１２８“から
冷却した冷媒混合物（第１流体）を引き出すための装置
１３６は蒸発圧力で冷媒混合物の蒸気相および液相を分
離するための分離器１４６で構成する。
この分離器１４６を初期熱交換部材１２８．１２８’、
１２８“および最終熱交換部材１２９より高いレベルに
設け、分離器１４６には、第１に第１膨張装置４７を経
て種々の初期熱交換部材１２８，１２８’、１２８“の
出口に連通ずる２相入口１４３と、第２に、液体冷媒混
合物を蒸発圧力で（第３流体）種々の初期熱交換部材１
２８゜１２８’、１２８“に供給するための前述した供
給装置１３８を構成する液体出口１４７と、第３に、２
相冷媒混合物を蒸発圧力で（第６流体）最終熱交換部材
１２９に供給するための前述の供給装置１４０を構成す
る液体出口１４５およびガス出口１４４を設ける。
生産量調整弁１４８，１４９を液体出口１４５゜１４７
に設けて最終熱交換部材１２９に入る蒸発圧力の冷媒混
合物の組成を変化させ得るようにする。
第１１および１２図につき前述したと同様の２相分配装
置（図示せず）を最終熱交換部材１２９における第６形
式の種々の通路への入口６１に関連させて設ける。
第１５図に示す本発明による他の熱交換装置の実施例は
第１１および１２図ならびに第１３および１４図につき
説明した例と相違して、最終熱交換部材１２９に流れる
冷媒が初期熱交換部材１２８．１２８’、１２８“に流
れる冷媒混合物から分離した合成冷媒である。
これがため、第１５図に示す例では、前述した例とは異
なり、第５形式の少なくとも１個の通路５を各初期熱交
換部材１２８，１２８’、１２８１１の第１寸法の方向
にその一端から延長し、この一端に加熱すべき合成冷媒
の入口５１を設け、通路５を部材１２８の長さの一部に
わたり延長し、この通路５に隣接する第２形式の通路２
を部材１２８の長さの大部分にわたり部材１２８の第１
寸法の方向に延長する。
第２および第５形式の２個の通路２および５のそれぞれ
を横方向隔壁（図示せず）によって分離する。
前述した種々の初期部材１２８，１２８’。
１２８“から冷媒混合物を上方圧力で引き出し得る引き
出し装置１３６を第１膨張装置４７を経て前述した供給
装置１３８に連通させ、この供給装置によって蒸発圧力
の冷媒混合物を種々の初期熱交換部材１２８，１２８’
、１２８“に供給することができる。
第３冷却サイクル１５０を第２冷却サイクル１４とカス
ケード状に熱的に関連させて周期的に繰返して順次に行
なわせる。
合成冷媒（例えば、エタン６５％、窒素３５％よりなる
）は第２冷却サイクル１４における冷媒混合物に比べて
揮発性が高く、これを（１５１）で圧縮する。
この圧縮した合成冷媒を加熱過程の蒸発した合成冷媒お
よび同様に加熱過程の窒素除去ユニット５３から流れる
ガス部分と反対方向に流して熱交換させて（１５２）で
冷却する。
この圧縮および冷却した合成媒体をコラム１５３内で凝
縮し、先づ、蒸発過程の液化天然ガスと熱交換して液化
天然ガスから窒素を除去し、次で、加熱過程の液化天然
ガスと同一方向に流して１５４で熱交換した後、１５５
で膨張させる。
凝縮した合成媒体を最終熱交換部材１２９における通路
６において反対方向のそれ自身の流れと熱交換させてサ
ブ冷却する。
サブ冷却した合成冷媒を１５６で膨張させ、この膨張合
成冷媒を先づ最終熱交換部材１２９の通路８においてサ
ブ冷却過程にある第３サイクルの合成冷媒と反対方向に
流して熱交換させ、次に、種々の初期熱交換部材１２８
，１２８’、１２８“の通路５において、サブ冷却過程
にある第２サイクルの冷媒混合物と熱交換させて蒸発さ
せる。
かようにして蒸発した合成冷媒をそれ自身との熱交換に
よって１５７で加熱する。
この加熱した蒸発合成冷媒を１５１で再び圧縮する。
次で、（冷媒混合物および天然ガスの流れの方向におい
て）第１冷却サイクル１３後に、種々の初期熱交換部材
１２８，１２８’、１２８“において、冷媒混合物およ
び天然ガスの冷却の初期の部分を蒸発過程における蒸発
圧力の冷媒混合物の全部でなくても少なくとも一部との
反対流での熱交換によって行ない、冷媒混合物の冷却の
最后の部分だけを通路５内の蒸発過程にある合成冷媒と
の反対流での熱交換によって行なう。
第１６図に示す例の熱交換装置は第１５図に示す例とは
主として下記の点で相違する。
すなわち、各初期熱交換部材１２８ 、１２８’、 １
２８″に冷却すべき合成冷媒（第９流体）を冷却すべき
冷媒混合物と同一方向の流れで流すための第９回路に属
する第９形式の少なくとも１個の通路９を設ける。
第９形式の各通路９に配置される封鎖装置（図示せず）
を、通路９の両端における凝縮を続ける合成冷媒に対す
る入口９１および９２において開放したままとする。
第９形式の各通路９は第３および第５形式の２個の通路
３および５のそれぞれと同時に熱交換し、通路の一端か
ら初期熱交換部材１２８ 、１２８’、 １２８“の第
１方向に延長しし、この一端に合成冷媒の出口９２を設
け、初期熱交換部材１２８，１２８’、１２８“の長さ
の一部分にわたってのみ延長する。
各初期熱交換部材１２８ 、１２８’、 １２８″にお
ける第１形式の種々の通路１には、冷却すべき冷媒混合
物の入口１１を設けた一端から、上述した部分と補助冷
媒を逆転させる通路４との間に位置する初期熱交換部材
１２８の長さの部分にわたってこの部材１２８の第１寸
法の方向に延長する第１形式の複数の初期通路１′と、
この初期通路１′より少数で初期熱交換部材１２８の上
述した部分にわたって冷却媒体混合物の出口１２が位置
する端部から各初期熱交換部材１２８の第１寸法の方向
に延長する第１形式の他の複数の最終通路γとを設ける
。
第１形式の種々の初期通路１′の種々の出口１２′は各
初期熱交換部材の外側で第１形式の種々の最終通路１“
の種々の入口１１′に連通ずる。
最終熱交換部材１２９に合成冷媒を供給し得る上述した
供給装置１４０は種々の初期熱交換部材１２８に属する
第９形式の種々の通路９の出口９２に直接に連通ずる。
第１７図には冷却用熱交換装置の一部分の変形例を示し
、各熱交換部材５８Ａ、５８Ｂは第２形式の通路４ａ、
４ｂ、４ｃ１第３形式の通路３および第５形式の通路５
を有している。
これら全ての通路は冷媒用の通路である。
熱交換部材５８Ａと熱交換部材５８Ｂとの相違点は冷却
すべき流体に関係し、すなわち熱交換部材５８Ａにおい
ては冷媒混合物だけが通路１で冷却され、一方熱交換部
材５８Ｂでは天然ガスだけが通路２，２’、γて冷却さ
れる。
第１図の実施例の場合ように、液化した冷媒混合物は中
間圧力および低圧力に膨張され、そして両部材５８Ａ、
５８Ｂの第３、第５形式の通路に供給される。
第１８図に示す熱交換装置は冷却すべき冷媒混合物およ
びガスとの反対方向の流れによる熱交換によって加熱さ
れる前に冷媒混合物を２相分配する必要を完全になくす
ることができ、したがって、使用される冷却サイクルの
熱力学的効果を得るための費用を減することができる。
これがため、第１８図に示す例は第１図に示した例とは
以下の点で相違する。
低圧に膨張させるための装置４８を省略し、冷媒混合物
を２相分離するための装置１１９の入口に蒸発圧力に膨
張させるための装置４７の出口を連通させる。
熱交換部材５８における第３形式の種々の通路３の入口
３１に分離器１１９の液体出口６０１を連通させ、この
出口を２相の膨張冷媒混合物の出口とする。
第５形式の種々の通路５の入口５１に分離器１１９のガ
ス出口６０２を連通させ、この出口を膨張冷媒混合物の
蒸気相の出口とする。
膨張弁４７の接続されている分離器１１９の圧力ヘッド
は熱交換部材５８より高い。
第３形式の種々の通路３の出口３２および第５形式の種
々の通路５の出口５２を圧縮機２３７の入口側に連通さ
せる。
第１８図に示す例で用いられる冷却方法は第１図に示す
例で用いられた冷却方法とは異なり、低圧の冷媒混合物
の流れを全部なくシ、蒸発圧力（低圧でない）の冷媒混
合物の蒸発部分だけ、すなわち、この冷媒混合物の全て
を分離器１１９で液相と蒸気相とに分離する。
冷媒混合物の液相および蒸気相を互に同一方向に流して
別個に加熱し、第３形式の通路３および第５形式の通路
５においてそれぞれ冷却中の冷却すべき冷媒混合物およ
びガスの双方と反対方向の流れで熱交換させる。
通路３および５から流入する加熱した蒸気相を圧縮機２
３７において一緒に圧縮して高圧にする。
２相分離装置１１９から生ずる蒸気相の量は相対的に少
量であるため、第５形式の通路５をなくし、ガス出口６
０２を圧縮器２３７の入口に直接に接続することによっ
て熱交換部材を更に簡単な構造にすることもできる。
第１９図に示す例では、熱交換装置に並列作動する３個
の同一構造の熱交換部材２００（ｘ）。
２００（ｙ） 、 ２００（ｚ）を設けている。
各熱交換部材を第１〜１０図につき説明した形式のもの
とし、同様部分を第１〜１０図の例と同じ符号に（ｘ）
、 （ｙ） ５（ｚ）をつけて部材２００（ｘ）、
２００（ｙ） 、 ２００（ｚ）に属するものであるこ
とを示し、これらのｘ、ｙ。
２のついていない符号は３個の部材２００ （ｘ） 。
２００（ｙ） 、 ２００（ｚ）に共通のものであるこ
とを示す。
３個の熱交換部材２００（ｘ） 、 ２００（ｙ） 、
２００（ｚ）に対する第４流体（補助冷媒）の供給を
共通の３個の供給コレクタ２０１，２０２および２０３
から供給し、これらのコレクタの上流側を共通の分離器
の液体部分に接続し、下流側を種々の入口ヘッダ９６ａ
（ｘ）、９６ｂ（ｘＬ ９６ｃ（ｘＬ ９６ａ（ｙ）。
９６ ｂ （ｙ）・・・９６ ｃ （ｚ）に接続し、ま
た、引き出しを３個の共通引き出しコレクタ２０４，２
０５゜２０６から引出し、これらのコレクタの上流側を
種々の出口ヘッダ９５ａ（ｘ）、 ９５ｂ（ｘ）、 ９
５ａ（ｙＬ９５ｂ（ｙ）・・・・・・９５ｃ（ｚ）に接
続し、下流側を導管１３５ａ 、１３５ｂ 、１３５ｃ
に接続する。
本例では分配をだめにする危険はなく、この理由は第４
流体を相当のサーマルシンプソン効果によって流し、各
通路に供給される冷媒流体の量が有効に蒸発される量に
比べ遥かに多く、コレクタ２０４゜２０５．２０６によ
って引き出される未蒸発液体が分離器２７．２８．２９
を通過した後に再び使用されるからである。
第１液体（冷媒混合物）に対する通路の入口６９（ｘ）
、 ６９（ｙＬ ６９（ｚ）および第２流体（冷凍すべ
きガス）に対する通路への入口８０ （ｘ） 、 ８０
（ｙ）。
８０（ｚ）をそれぞれ第１流体供給コレクタ２０７およ
び第２流体供給コレクタ２０８に接続する。
供給コレクタ２０７を、冷媒混合物供給導管１３０に接
続し、供給コレクタ２０８を冷却すべきガスを供給する
導管１３１に接続する。
同様に、中間出口ヘッダ８３’（ｘ） 、 ８３’（ｙ
） 、 ８３’（ｚ） 、 ８３“（Ｘ）。
８３“（ｙ）、８３“（ｚ）および中間入口ヘッダ８０
’（ｘ） 。
８０’（ｙ） 、 ８０“（ｘ）、８０“（ｙＬ８０“
（ｚ）を中間出口コレクタ２０９’、 ２０９“および
中間人口コレクタ２１０’、２１０“に接続し、同様の
方法で第２通路（冷凍すべきガス）の最終出口ヘッダ８
３（ｘ）。
８３（ｙ） 、 ８３（ｚ）をコレクタ２１１に接続す
る。
同様に、第３流体（蒸発圧力で加熱された冷媒混合物）
に対する出口ヘッダ９３（ｘ） 、 ９３（ｙ） 。
９３（ｚ）および第５流体に対する出口ヘッダ１１７（
ｘ） 。
１１７（ｙ）、 １１７（ｚ）を引き出しコレクタ２１
２゜２１３に接続し、これらのコレクタを導管１３２゜
１３３に接続する。
出口ヘッダ７０（ｘ） 、 ７０（ｙ） 、 ７０（ｚ
）それぞれの膨張装置４７（ｘ）、 ４７（ｙ） 、
４７（ｚ）を経て第３形式の通路９０（ｘ）、 ９０（
ｙＬ ９０（ｚ）の入口ヘッダに接続するとともにそれ
ぞれの膨張装置４８（ｘ） 、４８（ｙ）。
４８（ｚ）およびそれぞれの分離器１１９（ｘ）、 １
１９（ｙ） 。
１１９（ｚ）を経て第５形式の通路の入口ヘッダ１１６
（ｘ）、 １１６（ｙ）、 １１６（ｚ）に接続する。
上述したように構成することによって、熱交換部材にお
いて冷却および凝縮された冷媒混合物を、個々に膨張し
また同じ熱交換部材へ個々に戻る理由によって、１個の
同じ熱交換部材において完全に再使用することができる
。
これがため、あたかも各熱交換機が独立して作動してい
る場合のように、冷却過程における冷媒混合物と加熱過
程にある同じ冷媒混合物との間で各熱交換部材において
完全な平衡を確保することができる。
各熱交換部材の調整は、例えば、膨張弁４７（ｘ）、
４７（ｙ）。
４７（ｚ）、の全てを同じ量だけ開くことによって行な
われ、また膨張弁４８（ｘ） 、 ４８（ｙ） 、 ４
８（ｚ）は各熱交換部材の低温側が所望の温度となるよ
う調整される。
上述したように、本発明は多量または少量の天然ガスま
たはガス混合物、特に天然ガスの混合物を液化するに応
用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるガス冷却用熱交換装置のブロック
線図、第２図は第１図に示す熱交換装置の一部を構成す
る熱交換部材の拡大正面図、第３図は第２図の■−■断
面での熱交換部材の断面図、第４図は第２図の矢■の方
向に見た熱交換部材の側面図、第５図は第４図の■−■
断面での熱交換部材の断面図、第６図は第４図のＶｌ−
Ｖｌ断面での熱交換部材の断面図、第７図は第４図の■
−■断面での熱交換部材の断面図、第８図は第４図の■
−■断面での熱交換部材の断面図、第９図は第２図の■
−ＩＸ断面での熱交換部材の断面図、第１０図は第２図
のＸ−Ｘ断面での熱交換部材の断面図、第１１図は第１
図に線図的に示す冷却装置の−Ｘ−線で囲んだ部分の変
形例を示す路線図、第１２図は第１１図に示す例の変形
例を示す路線図、第１３図は第１図に線図的に示す冷却
用熱交換装置の−Ｘ−線で囲んだ部分の他の変形例を示
す路線図、第１４図は第１図、第１１図および第１３図
に示す熱交換装置の一部の線図的斜視図、第１５図は第
１図に線図的に示す冷却用熱交換装置の点線で囲んだ部
分の変形例を示す路線図、第１６図は第１図に線図的に
示す冷却用熱交換装置の点線で囲んだ部分の他の変形例
を示す路線図、第１７図は第１図に線図的に示す冷却用
熱交換装置のＸ印で囲んだ部分の変形例を示す路線図、
第１８図は第１図に線図的に示す冷却用熱交換装置の点
線で囲んだ部分の他の変形例を示す路線図、第１９図は
本発明による他の変形例の斜視図である。 １．１′、１″−・・・・・第１形式の通路、２，２′
、２′′−・・・・・第２形式の通路、３，３′、３“
・・・・・・第３形式の通路、４ａ、４ｂ、４ｃ・・・
・・・第４形式の通路、５゜５′、５“・・・・・・第
５形式の通路、６・・・・・・第６形式の通路、７・・
・・・・第７形式の通路、８・・・・・・第８形式の通
路、９・・・・・・第９形式の通路、１０・・・・・・
凝縮器、１１・・・・・・入口、１２・・・・・・出口
、１３・・・・・・第１冷却回路、１４・・・・・・第
２冷却回路、１５・・・・・・圧縮機、１６・・・・・
・高圧出口、１７，１８，１９・・・・・・入口、２１
・・・・・・入口、２２・・・・・・出口、２３・・・
・・・入口、２４．２５，２６・・・・・・膨張装置、
２７，２８゜２９・・・・・・分離器、３０・・・・・
・出口、３１・・・・・・入口、３２・・・・・・出口
、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ・・・・・・蒸発通路、３６
・・・・・・冷媒混合物冷却通路、３７・・・・・・天
然ガス冷却通路、５８・・・・・・熱交換部材、５９・
・・・・・封鎖装置、１０１〜１１１・・・・・・金属
板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 第１寸法または長さ方向および第２寸法または幅方
    向に延びる実質的に同一形状の複数個の金属板を第３寸
    法または厚み方向に互に平行に離間して配置してこれら
    の金属板と封鎖装置とにより複数個の扁平な通路を画成
    してなる板型熱交換機形式の少なくとも１個の熱交換部
    材を具える熱交換装置において、第１流体を前記熱交換
    部材の全長に流すための第１回路に属する第１形式の少
    なくとも１個の通路を具え、この第１形式の通路に設け
    られた封鎖装置が通路の２個の端において第１流体に対
    する入口および出口をそれぞれ開放したままとし、また
    、第２流体を前記第１流体と同一方向の流れで前記熱交
    換部材の長さ方向に流すための第２回路に属する第２形
    式の少なくとも１個の通路を具え、この第２形式の通路
    に設けられた封鎖装置が通路の２個の端において第２流
    体に対する入口および出口をそれぞれ開放したままとし
    、また、第３流体を前記第１および第２流体と反対方向
    の流れで前記熱交換部材の長さの一部にわたり流すため
    の第３回路に属して前記第１および第２形式の２個の通
    路の少なくとも一方と熱交換関係にある第３形式の少な
    くとも１個の通路を具え、この第３形式の通路に設けら
    れた封鎖装置が第３流体に対する入口および出口を開放
    したままとし、前記熱交換部材が第４流体を流すための
    第４回路に属して前記第１および第２形式の２個の通路
    の少なくとも一方と熱交換関係にある第４形式の少なく
    とも１個の通路を具え、この第４形式の通路に設けられ
    た封鎖装置が通路の２個の端において前記第４流体に対
    する第１開口および第２開口を開放したままとし、前記
    第３形式の通路に隣接する第４形式の少なくとも１個の
    通路が前記熱交換部材の長さの他の部分にわたって延長
    し、前記熱交換部材の幅方向に延びる少なくとも１個の
    横断隔壁が前記第３および第４形式の２個の通路を互に
    分離し、また前記第３形式の通路の前記入口を前記第１
    形式の通路の出口に膨張装置を経て接続してなることを
    特徴とする熱交換装置２ 第１寸法または長さ方向およ
    び第２寸法または幅方向に延びる実質的に同一形状の複
    数個の金属板を第３寸法または厚み方向に互に平行に離
    間して配置してこれらの金属板と封鎖装置とにより複数
    個の扁平な通路を画成してなる板型熱交換機形式の少な
    くとも１個の熱交換部材を具える熱交換装置において、
    第１流体を前記熱交換部材の全長に流すための第１回路
    に属する第１形式の少なくとも１個の通路を具え、この
    第１形式の通路に設けられた封鎖装置が通路の２個の端
    において第１流体に対する入口および出口をそれぞれ開
    放したままとし、また、第２流体を前記第１流体と同一
    方向の流れで前記熱交換部材の長さ方向に流すための第
    ２回路に属する第２形式の少なくとも１個の通路を具え
    、この第２形式の通路に設けられた封鎖装置が通路の２
    個の端において第２流体に対する入口および出口をそれ
    ぞれ開放したままとし、また、第３流体を前記第１およ
    び第２流体と反対方向の流れで前記熱交換部材の長さの
    一部にわたり流すための第３回路に属して前記第１およ
    び第２形式の２個の通路の少なくとも一方と熱交換関係
    にある第３形式の少なくとも１個の通路を具え、この第
    ３形式の通路に設けられた封鎖装置が第３流体に対する
    入口および出口を開放したままとし、前記熱交換部材が
    第４流体を流すための第４回路に属して前記第１および
    第２形式の２個の通路の少なくとも一方と熱交換関係に
    ある第４形式の少なくとも１個の通路を具え、この第４
    形式の通路に設けられた封鎖装置が通路の２個の端にお
    いて前記第４流体に対する第１開口および第２開口を開
    放したままとし、前記第３形式の通路に隣接する第４形
    式の少なくとも１個の通路が前記熱交換部材の長さの他
    の部分にわたって延長し、前記熱交換部材の幅方向に延
    びる少なくとも１個の横断隔壁が前記第３および第４形
    式の２個の通路を互に分離し、前記熱交換部材が第５流
    体を加熱すべき冷媒混合物と同一方向の流れで熱交換部
    材の長さの一部にわたり流すための第５回路に属して前
    記第１および第２形式の２個の通路の少なくとも一方と
    熱交換関係にある第５形式の少なくとも１個の通路を具
    え、この第５形式の通路に設けられた封鎖装置が第５流
    体に対する入口および出口を開放して残し、前記第５形
    式の通路の入口を第１形式の通路の出口に膨張装置を経
    て接続してなることを特徴とする熱交換装置。 ３ 第１寸法または長さ方向および第２寸法または幅方
    向に延びる実質的に同一形状の複数個の金属板を第３寸
    法または厚み方向に互に平行に離間して配置してこれら
    の金属板と封鎖装置とにより複数個の扁平な通路を画成
    してなる板型熱交換機形式の少なくとも１個の熱交換部
    材を具える熱交換装置において、第１流体を前記熱交換
    部材の全長に流すための第１回路に属する第１形式の少
    なくとも１個の通路を具え、この第１形式の通路に設け
    られた封鎖装置が通路の２個の端において第１流体に対
    する入口および出口をそれぞれ開放したままとし、また
    、第２流体を前記第１流体と同一方向の流れで前記熱交
    換部材の長さ方向に流すための第２回路に属する第２形
    式の少なくとも１個の通路を具え、この第２形式の通路
    に設けられた封鎖装置が通路の２個の端において第２流
    体に対する入口および出口をそれぞれ開放したままとし
    、また、第３流体を前記第１および第２流体と反対方向
    の流れで前記熱交換部材の長さの一部にわたり流すため
    の第３回路に属して前記第１および第２形式の２個の通
    路の少なくとも一方と熱交換関係にある第３形式の少な
    くとも１個の通路を具え、この第３形式の通路に設けら
    れた封鎖装置が第３流体に対する入口および出口を開放
    したままとし、前記熱交換部材が第４流体を流すための
    第４回路に属して前記第１および第２形式の２個の通路
    の少なくとも一方と熱交換関係にある第４形式の少なく
    とも１個の通路を具え、この第４形式の通路に設けられ
    た封鎖装置が通路の２個の端において前記第４流体に対
    する第１開口および第２開口を開放したままとし、前記
    第３形式の通路に隣接する第４形式の少なくとも１個の
    通路が前記熱交換部材の長さの他の部分にわたって延長
    し、前記熱交換部材の幅方向に延びる少なくとも１個の
    横断隔壁が前記第３および第４形式の２個の通路を互に
    分離し、前記熱交換部材が第５流体を加熱すべき冷媒混
    合物と同一方向の流れで熱交換部材の長さの一部にわた
    り流すための第５回路に属して前記第１および第２形式
    の２個の通路の少なくとも一方と熱交換関係にある第５
    形式の少なくとも１個の通路を具え、この第５形式の通
    路に設けられた封鎖装置が第５流体に対する入口および
    出口を開放して残し、前記第５形式の通路に隣接する第
    ４形式の通路を前記熱交換部材の長さの他の部分にわた
    って延長して設け、熱交換部材の幅にわたり延在する少
    なくとも１個の横断隔壁を設けて第４および第５形式の
    ２個の通路を分離し、前記熱交換部材内の第５形式の種
    々の通路間に気相および液相を一様に分配し得る２相分
    配装置を第５形式の通路の入口に関連して設けてなるこ
    とを特徴とする熱交換装置 ４ 第１寸法または長さ方向および第２寸法または幅方
    向に延びる実質的に同一形状の複数個の金属板を第３寸
    法または厚み方向に互に平行に離間して配置してこれら
    の金属板と封鎖装置とにより複数個の扁平な通路を画成
    してなる板型熱交換機形式の少なくとも１個の熱交換部
    材を具える熱交換装置において、第１流体を前記熱交換
    部材の全長に流すための第１回路に属する第１形式の少
    なくとも１個の通路を具え、この第１形式の通路に設け
    られた封鎖装置が通路の２個の端において第１流体に対
    する入口および出口をそれぞれ開放したままとし、また
    、第２流体を前記第１流体と同一方向の流れで前記熱交
    換部材の長さ方向に流すための第２回路に属する第２形
    式の少なくとも１個の通路を具え、この第２形式の通路
    に設けられた封鎖装置が通路の２個の端において第２流
    体に対する入口および出口をそれぞれ開放したままとし
    、また、第３流体を前記第１および第２流体と反対方向
    の流れで前記熱交換部材の長さの一部にわたり流すため
    の第３回路に属して前記第１および第２形式の２個の通
    路の少なくとも一方と熱交換関係にある第３形式の少な
    くとも１個の通路を具え、この第３形式の通路に設けら
    れた封鎖装置が第３流体に対する入口および出口を開放
    したままとし、前記熱交換部材が第４流体を流すために
    応用することができる場合に、各熱交換部材における第
    １形式の通路の出口にのみ膨張装置を経て接続してなる
    ことを特徴とする熱交換装置。 ５ 第１寸法または長さ方向および第２寸法または幅方
    向に延びる実質的に同一形状の複数個の金属板を第３寸
    法または厚み方向に互に平行に離間して配置してこれら
    の金属板と封鎖装置とにより複数個の扁平な通路を画成
    してなる板型熱交換機形式の少なくとも１個の熱交換部
    材を具える熱交換装置において、第１流体を前記熱交換
    部材の全長に流すための第１回路に属する第１形式の少
    なくとも１個の通路を具え、この第１形式の通路に設け
    られた封鎖装置が通路の２個の端において第１流体に対
    する入口および出口をそれぞれ開放したままとし、また
    、第２流体を前記第１流体と同一方向の流れで前記熱交
    換部材の長さ方向に流すための第２回路に属する第２形
    式の少なくとも１個の通路を具え、この第２形式の通路
    に設けられた封鎖装置が通路の２個の端において第２流
    体に対する入口および出口をそれぞれ開放したままとし
    、また、第３流体を前記第１および第２流体と反対方向
    の流れで前記熱交換部材の長さの一部にわたり流すため
    の第３回路に属して前記第１および第２形式の２個の通
    路の少なくとも一方と熱交換関係にある第３形式の少な
    くとも１個の通路を具え、この第３形式の通路に設けら
    れた封鎖装置が第３流体に対する入口および出口を開放
    したままとし、前記熱交換部材が第４流体を流すための
    第４回路に属して前記第１および第２形式の２個の通路
    の少なくとも一方と熱交換関係にある第４形式の少なく
    とも１個の通路を具え、この第４形式の通路に設けられ
    た封鎖装置が通路の２個の端において前記第４流体に対
    する第１開口および第２開口を開放したままとし、前記
    第３形式の通路に隣接する第４形式の少なくとも１個の
    通路が前記熱交換部材の長さの他の部分にわたって延長
    し、前記熱交換部材の幅方向に延びる少なくとも１個の
    横断隔壁が前記第３および第４形式の２個の通路を互に
    分離し、また複数の初期熱交換部材とこれよりも少数の
    最終熱交換部材とを具え、各部材が第６流体に対する第
    ６形式の少なくとも１個の通路と、第７流体に対する第
    ７形式の少なくとも１個の通路と、第６および第７形式
    の通路と熱交換関係にある第８流体に対する第８形式の
    少なくとも１個の通路とを有し、第６形式の通路への入
    口を初期部材から第１流体を引き出すコレクタに接続し
    、第７形式の通路の入口を第２流体を引さ出すコレクタ
    に接続し、第８形式の通路への入口を分離装置に関連す
    る膨張装置を経て第６形式の通路の出口に接続し、第８
    形式の通路の出口を初期部材の第５形式の通路に対する
    入口コレクタに接続してなることを特徴とする熱交換装
    置。 ６ 第１寸法または長さ方向および第２寸法または幅方
    向に延びる実質的に同一形状の複数個の金属板を第３寸
    法または厚み方向に互に平行に離間して配置してこれら
    の金属板と封鎖装置とにより複数個の扁平な通路を画成
    してなる板型熱交換機形式の少なくとも１個の熱交換部
    材を具える熱交換装置において、第１流体を前記熱交換
    部材の全長に流すための第１回路に属する第１形式の少
    なくとも１個の通路を具え、この第１形式の通路に設け
    られた封鎖装置が通路の２個の端において第１流体に対
    する入口および出口をそれぞれ開放したままとし、また
    、第２流体を前記第１流体と同一方向の流れで前記熱交
    換部材の長さ方向に流すための第２回路に属する第２形
    式の少なくとも１個の通路を具え、この第２形式の通路
    に設けられた封鎖装置が通路の２個の端において第２流
    体に対する入口および出口をそれぞれ開放したままとし
    、また、第３流体を前記第１および第２流体と反対方向
    の流れで前記熱交換部材の長さの一部にわたり流すため
    の第３回路に属して前記第１および第２形式の２個の通
    路の少なくとも一方と熱交換関係にある第３形式の少な
    くとも１個の通路を具え、この第３形式の通路に設けら
    れた封鎖装置が第３流体に対する入口および出口を開放
    したままとし、前記熱交換部材が第４流体を流すための
    第４回路に属して前記第１および第２形式の２個の通路
    の少なぐとも一方と熱交換関係にある第４形式の少なく
    とも１個の通路を具え、この第４形式の通路に設けられ
    た封鎖装置が通路の２個の端において前記第４流体に対
    する第１開口および第２開口を開放したままとし、前記
    第３形式の通路に隣接する第４形式の少なくとも１個の
    通路が前記熱交換部材の長さの他の部分にわたって延長
    し、前記熱交換部材の幅方向に延びる少なくとも１個の
    横断隔壁が前記第３および第４形式の２個の通路を互に
    分離し、また複数の初期熱交換部材とこれよりも少数の
    最終熱交換部材とを具え、各部材が第６流体に対する第
    ６形式の少なくとも１個の通路と、第７流体に対する第
    ７形式の少なくとも１個の通路と、第６および第７形式
    の通路と熱交換関係にある第８流体に対する第８形式の
    少なくとも１個の通路とを有し、第６形式の通路への入
    口を初期部材から第１流体を引き出すコレクタに接続し
    、第７形式の通路の入口を第２流体を引き出すコレクタ
    に接続し、第８形式の通路への入口を分離装置に関連す
    る膨張装置を経て第６形式の通路の出口に接続し、第８
    形式の通路の出口を初期部材の第５形式の通路に対する
    入口コレクタに接続し、前記初期熱交換部材から第１流
    体を引き出すための前記コレクタに第１流体の気相およ
    び液相を分離するための分離器を関連させ、この分離器
    を少なくとも１個の最終熱交換部材より高いレベルに設
    け、分離器の液体出口を種々の初期部材への第３流体供
    給装置とし、他の液体出口およびガス出口を前記最終熱
    交換部材への第６流体供給装置とすることを特徴とする
    熱交換装置。 ７ 互にカスケード状に関連する順次の少なくとも２個
    の冷却サイクルよりなり、第１サイクルにおいて、周期
    的に繰返して順次に、補助冷媒を高圧力に圧縮し、この
    圧縮した補助冷媒を外部冷媒との熱交換によって凝縮し
    、凝縮補助冷媒の少なくとも一部を前記高圧力より低い
    下方圧力に膨張し、かように膨張した補助冷媒の少なく
    とも一部を第２サイクルにおける冷媒混合物および冷却
    過程における冷却すべきガスと熱交換させることによっ
    て前記下方圧力で蒸発させ、補助冷媒の少なくとも前記
    蒸発部分を高圧力に再び圧縮し、第２サイクルにおいて
    、周期的に繰返して順次に、少なくとも２種のＣ０およ
    びＣ２炭化水素ならびに含まれる可能性のある窒素より
    なる冷媒混合物を上方圧力に圧縮し、圧縮した冷媒混合
    物を前記下方圧力での蒸発過程における補助混合物の少
    なくとも前記部分との熱交換によって冷却し、この冷却
    した冷媒混合物の少なくとも一部を前記上方圧力より低
    い蒸発圧力に膨張し、かように膨張した冷媒混合物の少
    なくとも一部を少なくとも冷却を続けている冷媒混合物
    と熱交換して前記蒸発圧力で加熱し、冷媒混合物の少な
    くとも前記加熱部分を上方圧力に再び圧縮してガスを冷
    却するに際し、冷媒混合物を流体が蒸気状態にある上流
    帯域と流体が液体状態にある下流帯域との間で流体を一
    連の連続平行流として熱交換機通路に流し、前記第１冷
    却サイクルの作動により順次の凝縮を開始させ、前記第
    ２冷却サイクルの作動により前記の順次の凝縮を終らせ
    ることを特徴とするガス冷却方法。 ８ 前記補助冷媒の他の部分を少なくとも一つの他の中
    間圧力に膨張させることを特徴とする特許請求の範囲第
    ７項に記載のガス冷却方法。 ９ 冷媒混合物の他の部分を蒸発圧力より低い低圧力に
    膨張し、冷媒混合物の前記部分を少なくとも冷却を続け
    ている冷媒混合物との熱交換によって加熱し、前記部分
    を上方圧力に再圧縮することを特徴とする特許請求の範
    囲第７項に記載のガス冷却方法。
JP53029332A 1977-03-16 1978-03-16 熱交換装置およびその使用方法 Expired JPS5855432B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7707777A FR2384221A1 (fr) 1977-03-16 1977-03-16 Ensemble d'echange thermique du genre echangeur a plaques

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS53115956A JPS53115956A (en) 1978-10-09
JPS5855432B2 true JPS5855432B2 (ja) 1983-12-09

Family

ID=9188151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP53029332A Expired JPS5855432B2 (ja) 1977-03-16 1978-03-16 熱交換装置およびその使用方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US4181174A (ja)
JP (1) JPS5855432B2 (ja)
BE (1) BE863763A (ja)
DE (1) DE2810972A1 (ja)
FR (1) FR2384221A1 (ja)
GB (1) GB1598998A (ja)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2456924A2 (fr) * 1979-05-18 1980-12-12 Air Liquide Ensemble d'echange thermique du genre echangeur de chaleur a plaques
US4437316A (en) * 1981-01-23 1984-03-20 Technology Marketing Inc. Method and apparatus for recovering waste energy
FR2499226B1 (fr) * 1981-02-05 1985-09-27 Air Liquide Procede et installation de liquefaction d'un gaz
US4504296A (en) * 1983-07-18 1985-03-12 Air Products And Chemicals, Inc. Double mixed refrigerant liquefaction process for natural gas
IT1176290B (it) * 1984-06-12 1987-08-18 Snam Progetti Processo per raffreddamento e liquefazione di gas a basso punto di ebollizione
JPH06299174A (ja) * 1992-07-24 1994-10-25 Chiyoda Corp 天然ガス液化プロセスに於けるプロパン系冷媒を用いた冷却装置
FR2707745B1 (fr) * 1993-07-15 1995-10-06 Technip Cie Procédé autoréfrigéré de fractionnement cryogénique et de purification de gaz et échangeur de chaleur pour la mise en Óoeuvre de ce procédé.
FR2774755B1 (fr) * 1998-02-09 2000-04-28 Air Liquide Condenseur a plaques brasees perfectionne et son application aux doubles colonnes de distillation d'air
US6471694B1 (en) 2000-08-09 2002-10-29 Cryogen, Inc. Control system for cryosurgery
US7004936B2 (en) * 2000-08-09 2006-02-28 Cryocor, Inc. Refrigeration source for a cryoablation catheter
US7727228B2 (en) 2004-03-23 2010-06-01 Medtronic Cryocath Lp Method and apparatus for inflating and deflating balloon catheters
US8491636B2 (en) 2004-03-23 2013-07-23 Medtronic Cryopath LP Method and apparatus for inflating and deflating balloon catheters
RU2395765C2 (ru) * 2005-02-17 2010-07-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Установка и способ для сжижения природного газа
US8206345B2 (en) 2005-03-07 2012-06-26 Medtronic Cryocath Lp Fluid control system for a medical device
GB2455658B (en) * 2006-09-22 2010-07-21 Shell Int Research Method and apparatus for producing a cooled hydrocarbon stream
NO328205B1 (no) * 2006-11-01 2010-01-11 Sinvent As Fremgangsmåte og prosessanlegg for kondensering av gass
CN101806529A (zh) * 2010-03-12 2010-08-18 杭州杭氧股份有限公司 一种整体式主换热器与过冷器
FR2957663A3 (fr) * 2010-07-08 2011-09-23 Air Liquide Procede et appareil d'echange thermique d'un fluide biphasique
EP2426452A1 (en) 2010-09-06 2012-03-07 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream
EP2426451A1 (en) 2010-09-06 2012-03-07 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream
FR2980564A1 (fr) * 2011-09-23 2013-03-29 Air Liquide Procede et installation de refrigeration
WO2016000812A1 (de) * 2014-07-01 2016-01-07 Linde Aktiengesellschaft Block-in-shell wärmeübertrager
US20160076808A1 (en) * 2014-09-15 2016-03-17 Propak Systems Ltd. Method and system for treating and liquefying natural gas
US11674748B2 (en) * 2017-05-21 2023-06-13 EnFlex, Inc. Process for separating hydrogen from an olefin hydrocarbon effluent vapor stream
KR102624952B1 (ko) * 2017-09-14 2024-01-12 차트 에너지 앤드 케미칼즈 인코포레이티드 혼합 냉매 응축기 출구 매니폴드 분리기
FR3099559B1 (fr) * 2019-08-01 2021-07-16 Air Liquide Procédé de liquéfaction de gaz naturel avec configuration d’échangeur améliorée
US20210285719A1 (en) * 2020-03-13 2021-09-16 Air Products And Chemicals, Inc. Heat exchanger apparatus, manifold arrangement for a heat exchanger apparatus, and methods relating to same

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2621027A (en) * 1946-12-11 1952-12-09 Tatsch Richard Panel heating and cooling system
GB756327A (en) * 1952-10-14 1956-09-05 Lorraine Carbone Improvements in or relating to heat exchangers
US2887303A (en) * 1956-05-04 1959-05-19 Falls Ind Inc Heat exchanger
US3106957A (en) * 1959-10-15 1963-10-15 Dow Chemical Co Heat exchanger
US3182720A (en) * 1961-12-27 1965-05-11 Westinghouse Electric Corp Heat exchange apparatus
US3300991A (en) * 1964-07-07 1967-01-31 Union Carbide Corp Thermal reset liquid level control system for the liquefaction of low boiling gases
US3587731A (en) * 1968-07-22 1971-06-28 Phillips Petroleum Co Plural refrigerant tray type heat exchanger
GB1291467A (en) * 1969-05-19 1972-10-04 Air Prod & Chem Combined cascade and multicomponent refrigeration system and method
CA953481A (en) * 1970-12-28 1974-08-27 Masataka Yoshino Device for removing acidic and injurious gases contained in the air
CA925786A (en) * 1971-01-14 1973-05-08 J. F. Pritchard And Company Single mixed refrigerant, closed loop process for liquefying natural gas
SE355241B (ja) * 1971-07-07 1973-04-09 Stal Refrigeration Ab
DE2242998C2 (de) * 1972-09-01 1974-10-24 Heinrich 8100 Garmischpartenkirchen Krieger Verfahren und Anlage zur Erzeugung von Kälte mit einem inkorporierten Kaskadenkreislauf und einem Vorkühlkreislauf
US3964891A (en) * 1972-09-01 1976-06-22 Heinrich Krieger Process and arrangement for cooling fluids
FR2201444B1 (ja) * 1972-09-22 1977-01-14 Teal Procedes Air Liquide Tech

Also Published As

Publication number Publication date
FR2384221B1 (ja) 1979-07-20
BE863763A (fr) 1978-08-08
GB1598998A (en) 1981-09-30
JPS53115956A (en) 1978-10-09
US4228660A (en) 1980-10-21
US4181174A (en) 1980-01-01
DE2810972A1 (de) 1978-09-21
FR2384221A1 (fr) 1978-10-13
DE2810972C2 (ja) 1987-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5855432B2 (ja) 熱交換装置およびその使用方法
US3992168A (en) Heat exchanger with rectification effect
US3282334A (en) Heat exchanger
EP1088192B1 (en) Liquefying a stream enriched in methane
US4539028A (en) Method and apparatus for cooling and liquefying at least one gas with a low boiling point, such as for example natural gas
JPS6049828B2 (ja) 混合ガスを冷却する方法及び装置
RU2007130261A (ru) Установка и способ для сжижения природного газа
US5904205A (en) Heat exchanger with brazed plates
JP2010513833A (ja) 天然ガス液化のための熱交換器
RU2005118106A (ru) Усовершенствованная система мгновенного испарения метана для снижения природного газа
US4486210A (en) Method and apparatus for gas liquefaction
JPH0154639B2 (ja)
JP7476284B2 (ja) 混合冷媒システムおよび方法
RU2018133711A (ru) Улучшенный способ охлаждения смешанным хладагентом при переменном давлении
JPH08159652A (ja) ガスの液化方法
RU2755968C1 (ru) Теплообменник с улучшенной конфигурацией проходов, связанные с ним способы обмена теплом
US20220268528A1 (en) Heat exchanger having a configuration of passages and improved heat-exchange structures, and cooling method using at least one such heat exchanger
US2817215A (en) Liquefaction and distillation of gaseous mixtures
JPH05264115A (ja) 吸収式ヒートポンプ装置
JPH0480575A (ja) 冷媒分配器
JP7080911B2 (ja) 超臨界ガスの液化装置、及び超臨界ガスの液化方法
JPH03117860A (ja) 凝縮器
US20220282912A1 (en) Method for liquefying natural gas with improved exchanger configuration
AU2020323727A1 (en) Method for liquefying natural gas with improved circulation of a mixed refrigerant stream
JP4066147B2 (ja) 冷凍システム