KR102305400B1 - 외피-및-튜브 열교환기용 증기 및 액체 드럼 - Google Patents

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Abstract

외피-및-튜브 열교환기는 복수의 U-형상 튜브를 둘러싸는 외피를 포함한다. 각각의 튜브는 제1 부분 및 제2 부분을 구비한다. 각각의 튜브의 개방 단부는 튜브-시트에 연결된다. 압력 챔버는 튜브-시트에 연결된다. 압력 챔버는 안내 재킷을 포함하는데, 안내 재킷은 제1 단부에서 튜브-시트 또는 제1 튜브 부분에 밀봉 결합되고 제1 단부에 대향하는 제2 단부에서 개방된다. 안내 재킷은 제1 섹션 및 제2 섹션으로 압력 챔버를 분할한다. 제1 섹션 및 제2 섹션은 안내 재킷의 개방 단부에 의해 서로 연통한다. 제1 섹션은 개방 단부 아래에 위치된 액체 레벨을 구비하고, 따라서 액체 레벨 위에 위치된 증기 챔버를 구비한다.

Description

외피-및-튜브 열교환기용 증기 및 액체 드럼
본 발명은 외피-및-튜브 열교환기에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는, 자연 순환 하에서 작동하는 증기 및 액체 드럼을 갖는 외피-및-튜브 열교환기에 관한 것이다.
전력 및 공정 산업에서의 고온 유체는 종종 고온 및 저온 유체 사이의 간접 열전달에 의해 냉각 유체의 증발이 발생하는 열교환기에 의해 냉각된다. 증발은 높은 전체적인 열전달 계수를 설치하는 것을 허용하고, 결과적으로 열전달 표면 및 작동 금속 온도를 감소시키는 것을 허용한다. 이러한 열교환기의 주요 예는 고온의 가스가 물의 증발에 의해 냉각되는 폐열 보일러 또는 공정 가스 보일러이다.
열교환기가 냉각 유체의 증발에 의해 고온 유체를 간접적으로 냉각시키는 데 사용되는 경우, 안전하고 안정적인 작동을 위해, 일반적으로:
- 열교환기를 가로지르는 냉각 유체의 연속 순환;
- 액체로부터 생성된 증기의 분리;
- 비상 정지의 경우, 액체 상태의 냉각 유체의 유지 체적(retention volume)을 제공할 필요가 있다.
열교환기를 가로지르는 냉각 유체의 순환은 증기 블랭킷팅(vapour blanketing), 열전달 성능의 감소 및 잠재적인 과열을 피하기 위해 필요하다. 냉각 유체의 순환은 자연 또는 압입 통풍에 의해 수행될 수 있다. 증기 및 액체 분리는 일반적으로 다음 작동을 위해 필요하다. 증기는 공정 또는 유틸리티 목적을 위해 사용될 수 있는 반면, 액체는 종종 열교환기 내로 재주입된다. 마지막으로, 액체 상태의 냉각 유체의 유지 체적은 대체로 냉각제의 결핍이 발생하는 비상 정지 중에 교환 고온 표면을 위한 양호한 습윤을 보장하기 위해 필요하다.
냉각 유체의 순환, 증기 및 액체 상의 분리뿐만 아니라 유지 체적도 갖는 것을 제공하기 위해, 증기 및 액체 드럼이 일반적으로 열교환기와 함께 설치된다. 이러한 드럼은 열교환기 본체의 내부 또는 외부에 있을 수 있다. 드럼이 열교환기 본체의 외부에 있는 경우, 이는 분리된 압력 챔버이다. 따라서, 드럼은 열교환기로 유입되거나 열교환기로부터 유입되는 배관에 의해 또는 열교환기 및 드럼에 대해 공통된 압력 벽을 가로지르는 개구에 의해 열교환기에 연결된다.
열교환기 본체로부터 분리된 증기 및 액체 드럼은 본질적으로 액체 레벨, 열교환기로부터 유입되는 증기 및 액체 혼합물을 위한 적어도 하나의 유입구, 액체를 위한 적어도 하나의 유출구 및 증기를 위한 적어도 하나의 유출구를 특징으로 하는 압력 챔버이다. 거의 항상, 드럼은 증기 상태로 드럼을 나가는 냉각 유체의 양의 적어도 일부를 대체하는, 빈번하게 액체 상인 신선한 냉각 유체를 위한 유입구를 또한 구비한다.
공통 구성에 따르면, 드럼은 증기 및 액체 혼합물을 위한 제1 섹션 및 액체를 위한 제2 섹션인, 드럼 내의 적어도 2개의 섹션을 형성하는 하나 이상의 분할 벽을 내부에 구비한다. 분할 벽은 상단부에서 개방된다. 따라서, 2개의 섹션은 분할 벽의 상단 개구에 의해 연통한다. 상단 개구는 위어(weir)로서 작용하고, 또한 충돌 판 또는 사이클론과 같은 증기 및 액체 분리 디바이스를 구비할 수 있다.
제1 섹션, 또는 증기 및 액체 혼합물 섹션은 열교환기로부터 유입되는 튜브 또는 배관과 연통하고, 따라서 제1 섹션은 증기 및 액체 혼합물을 수용한다. 제2 섹션, 또는 액체 섹션은 분할 벽 또는 위어의 상단부 아래에 위치되는 액체 레벨을 특징으로 하고, 열교환기 또는 임의의 다른 설비를 향해 액체를 이송하는 유출구 튜브 또는 배관과 연통한다. 드럼의 제1 섹션 내로 방출된 증기 및 액체 혼합물은 위어를 향해서 이동한다. 개선된 증기 및 액체 분리를 위해 분리 디바이스가 설치될 수 있는 위어에서, 증기 및 액체는 제2 섹션 내로 방출된다. 액체는 액체 레벨을 향해 낙하하는 반면, 증기는 액체 레벨 위로 그리고 일반적으로 드럼 챔버의 상단에 설치되는 유출구 증기 연결부를 향해 이동한다. 추가 분리 디바이스가 미세한 증기 및 액체 분리를 위해 유출구 증기 연결부에, 또는 그 부근에 설치될 수 있다.
열교환기로부터 드럼으로의 증기 및 액체 혼합물의 순환, 및 드럼으로부터 열교환기로의 액체의 순환은 자연 또는 압입 통풍 하에서 발생할 수 있다. 자연 순환의 경우에, 드럼은 열교환기에 대해 상승된 위치에 설치된다. 증기 및 액체 혼합물은 열교환기로부터 드럼으로 상향 이동하고, 액체는 상향 및 하향 회로의 밀도 차에 의해 드럼으로부터 열교환기로 하향 이동한다. 열교환기에 대한 드럼의 상승은 자연 순환을 위한 정수두를 나타낸다.
많은 증기 및 액체 드럼이 공개 문헌에 설명되어 있다. 예를 들어, 문헌 US 2372992, US 2402154, US 2420655, US 2550066, US 2806453, US 5061304, US 4565554는 고온 유체로부터 간접적으로 열을 수용하고 물의 증발을 수용하는 물-튜브가 드럼에 직접적으로 연결되는 스팀 발생 유닛 내에 설치되는 드럼의 각각의 실시예를 개시하고 있다. 증발하는 물-튜브는 바람직하게는 드럼의 스팀 및 물 섹션 내로 혼합물을 방출시키고, 이는 하나 이상의 벽에 의해 드럼의 물 섹션으로부터 분리된다. 혼합물은 분리 디바이스에 의해 처리된다. 분리된 물은 드럼의 스팀 및 물 섹션으로부터 물 섹션으로 방출되는 반면, 분리된 스팀은 스팀 유출구 연결부를 향해서 드럼의 상단으로 이동한다. 수위를 특징으로 하는 드럼의 물 섹션은 고온 유체 챔버 외부에 종종 설치되는, 하강관이라고도 불리는 대형 배관에 연결된다. 하강관은 드럼으로부터의 물을 증발 튜브 또는 보일러의 저부를 향해 이동시킨다.
특히, 문헌 US 2372992는 고온 연도 가스가 유동하는 케이싱 내에 모두 설치되는 증발하는 물-튜브[라이저(riser)] 및 하강관에 의해 연결되는 상부 및 하부 드럼을 특징으로 하는 폐열 보일러를 설명하고 있다. 상부 드럼으로부터 하부 드럼으로 물을 이동시키는 하강관은 라이저에 대해 제한된 열전달을 갖는다.
문헌 US 3114353은, 직선형 튜브, 상부 및 하부 튜브-시트, 상부 튜브-시트에 연결되어 증기 및 액체 드럼으로서 작용하는 상부 압력 챔버, 및 하부 튜브-시트에 연결되어 2차 액체 챔버 또는 액체 드럼으로서 작용하는 하부 압력 챔버를 갖는 외피-및-튜브 유형의 수직 증기 발생기로 구성된 증기 발생 유닛을 설명하고 있다. 상부 챔버, 또는 증기 및 액체 드럼은 내벽을 구비하여 2개의 섹션을 형성하는데, 이는 증기 및 액체 섹션, 및 액체 레벨을 특징으로 하는 액체 섹션이다. 상부 드럼의 증기 및 액체 섹션은 발생기의 교환 튜브로부터 직접적으로 증기 및 액체 혼합물을 수집한다. 상부 드럼의 증기 및 액체 섹션은, 하강관 내로 유동하는 액체의 비등을 제한하기 위한 슬리브를 구비하고 튜브 번들 내로 둘러싸인 대형 하강관에 의해, 발생기의 하부 액체 드럼으로 액체를 전달한다.
문헌 US 2016/0097375에 개시된 또 다른 구성에서, 드럼은 베이어닛(bayonet) 유형의 교환 튜브를 갖는 외피-및-튜브 스팀 발생기의 튜브-시트에 연결된 압력 챔버이다. 스팀 드럼은 벽에 의해서 2개의 섹션으로 내부 분할된다. 하나의 튜브 패스와 연통하는 제1 섹션은 열교환기 내에서 생성된 스팀 및 물 혼합물을 수집하는 반면, 다른 튜브 패스와 연통하는 제2 섹션은 물 저장부로서 작용하고 물을 스팀 발생기 튜브로 전달한다. 스팀 및 물 혼합물은 스팀 드럼 챔버의 외부에 있는 배관에 의해 드럼의 제1 섹션으로부터 드럼의 제2 섹션 내부에 설치된 분리 디바이스로 이송된다.
문헌 US 2373564는 공통 튜브시트의 대향 측 상에 연결된 2개의 외피, 및 튜브시트에 연결된 U-튜브를 갖는 외피-및-튜브 유형의 수직 물-튜브 폐열 보일러를 설명하고 있다. 하부 외피는 튜브를 수용하고, 상부 외피는 물 저장부 및 스팀 분리 공간(드럼) 역할을 한다. 상부 외피는 상부 외피 내에 존재하는 물에 의해 침지된 배플(baffle)을 구비한다. 상부 외피는 증기-액체 계면에 의해 분리된 하나의 하부 스팀-물 부분 및 하나의 상부 스팀 부분으로 분할된다. 상부 외피 내의 수위는 U-튜브의 유입구 단부 및 유출구 단부 모두에 공통이다.
따라서, 본 발명의 주 목적은,
- 열교환기 튜브 내에서 생성된 증기 및 액체 혼합물을 수집;
- 증기 및 액체 분리를 제공;
- 액체 유지 체적을 제공;
- 액체를 열교환기 튜브로 전달;
- 자연 순환 하에서 작동할 수 있는 증기 및 액체 드럼을 갖는 외피-및-튜브 열교환기의 대안적 실시예를 제공하는 것이다.
이러한 목적은, 첨부된 청구범위에 제시된 바와 같이, 증기 및 액체 드럼을 갖는 외피-및-튜브 열교환기뿐만 아니라 외피-및-튜브 열교환기를 작동시키는 방법도 제공함으로써 본 발명에 따라 달성된다.
구체적으로, 이러한 목적은 튜브 번들의 복수의 U-형상 튜브를 둘러싸는 외피를 포함하는 외피-및-튜브 열교환기에 의해서 달성된다. 각각의 튜브는 U-굴곡부에 의해 유압식으로 연결되는 제1 튜브 부분 및 제2 튜브 부분을 구비한다. 각각의 튜브의 개방 단부는 튜브-시트에 연결되고, 튜브는 수직으로 배열되며 상기 튜브-시트에 대해 하향으로 배치된다. 외피는 제1 유체를 유입시키기 위한 적어도 하나의 유입구 노즐 및 제1 유체를 유출시키기 위한 적어도 하나의 유출구 노즐을 구비한다. 압력 챔버는 외피의 대향 측 상에서 그리고 상기 외피 위에서 튜브-시트에 연결된다. 압력 챔버는 적어도 하나의 제2 유체를 유입 및 유출시키기 위한 복수의 노즐을 구비한다. 상기 제2 유체는 제1 유체와의 열교환을 간접적으로 수행하도록 튜브 내의 자연 순환 하에서 유동하고, 열교환 중에 증발한다. 압력 챔버는 안내 재킷을 포함하는데, 안내 재킷은 제1 단부에서 튜브-시트 또는 제1 튜브 부분에 밀봉 결합되고 제1 단부에 대향하는 제2 단부에서 개방된다. 안내 재킷은 안내 재킷에 의해 둘러싸이고 제1 튜브 부분과 연통하는 제1 섹션, 및 제2 튜브 부분과 연통하는 제2 섹션으로 압력 챔버를 분할한다. 제1 섹션 및 제2 섹션은 안내 재킷의 개방 단부에 의해 서로 연통한다. 제1 섹션은 상기 개방 단부 아래에 위치된 액체 레벨을 갖고, 상기 액체 레벨 위에 위치된 증기 챔버를 구비한다.
이러한 목적은 또한 튜브 번들의 복수의 U-형상 튜브를 둘러싸는 외피를 포함하는 외피-및-튜브 열교환기를 작동시키는 방법에 의해서 달성되고, 각각의 튜브는 U-굴곡부에 의해 유압식으로 연결되는 제1 튜브 부분 및 제2 튜브 부분을 구비하고, 각각의 튜브의 개방 단부는 튜브-시트에 연결되며, 튜브는 수직으로 배열되고 상기 튜브-시트에 대해 하향으로 배치되고, 외피는 적어도 하나의 유입구 노즐 및 적어도 하나의 유출구 노즐을 구비하고, 압력 챔버는 외피의 대향 측 상에서 그리고 상기 외피 위에서 튜브-시트에 연결되며, 압력 챔버는 액체 유입구 노즐 및 증기 유출구 노즐을 구비하고, 압력 챔버는 안내 재킷을 포함하는데, 안내 재킷은 제1 단부에서 튜브-시트 또는 제1 튜브 부분에 밀봉 결합되고 제1 단부에 대향하는 제2 단부에서 개방되며, 안내 재킷은 안내 재킷에 의해 둘러싸이고 제1 튜브 부분과 연통하는 제1 섹션, 및 제2 튜브 부분과 연통하는 제2 섹션으로 압력 챔버를 분할하고, 제1 섹션 및 제2 섹션은 안내 재킷의 개방 단부에 의해 서로 연통하고, 제1 섹션은 증기 챔버를 구비한다. 이 방법은:
- 외피의 유입구 노즐을 통해 제1 유체를 유입시키는 단계,
- 압력 챔버의 액체 유입구 노즐을 통해 제2 유체를 유입시키는 단계,
- 제1 유체와 열교환을 간접적으로 수행하고 열교환 중에 제2 유체를 증발시키기 위해 자연 순환 하에서 튜브 내의 제2 유체를 유동시키는 단계,
- 제1 섹션에서 상기 개방 단부 아래에 위치되는 제2 유체의 액체 레벨을 갖는 단계로서, 액체 레벨 위에 증기 챔버가 위치되는, 제2 유체의 액체 레벨을 갖는 단계,
- 증발된 제2 유체를 압력 챔버의 증기 유출구 노즐을 통해 유출시키는 단계,
- 외피의 유출구 노즐을 통해 제1 유체를 유출시키는 단계를 포함한다.
상세하게는, 본 발명에 따른 외피-및-튜브 열교환기를 위한 증기 및 액체 드럼의 바람직한 실시예는 하기의 기술적 특징을 특징으로 한다:
- 드럼은 외피-및-튜브 열교환기 외피의 대향 측 상에서 상기 교환기의 튜브-시트에 연결된 압력 챔버이다;
- 열교환기는 U-형상 튜브를 갖고, 바람직하게는 이는 튜브 측 상의 2개의 패스이다;
- 열교환기는 하향 튜브 번들을 갖는 수직 배열을 갖는다;
- 드럼은 적어도 2개의 섹션으로 분할되는데, 하나의 섹션은 제1 튜브 패스와 연통하는 반면, 다른 섹션은 제2 튜브 패스와 연통한다;
- 고온 유체 및 냉각 유체는 각각 열교환기의 외피-측 및 튜브-측 상에서 유동한다;
- 냉각 유체는 고온 유체로부터 간접적으로 열을 수용한다;
- 냉각 유체는 열전달 중에 증발하고 자연 순환 하에서 유동한다.
본 발명의 추가 특성은 본 설명의 통합 부분인 종속항에 의해 강조된다.
본 발명에 따른 외피-및-튜브 열교환기를 위한 증기 및 액체 드럼의 특성 및 이점은, 첨부된 개략도를 참조하여, 하기의 예시적이고 비제한적인 설명으로부터 더 명확할 것이고, 도 1은 이러한 증기 및 액체 드럼을 구비한 외피-및-튜브 열교환기의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 증기 및 액체 드럼을 구비한 외피-및-튜브 열교환기가 도시되어 있다. 외피-및-튜브 열교환기(10)는 튜브 번들의 복수의 U-형상 튜브(14)를 둘러싸는 외피(12)를 구비한다. 각각의 튜브(14)는 제1 부분 또는 레그(16) 및 제2 부분 또는 레그(18)로 구성되며, 양자 모두는 각각의 U-굴곡부(20)에 의해 유압식으로 연결된다. 각각의 튜브(14)의 개방 단부는 모두 튜브-시트(22)에 연결된다. 튜브 번들 튜브(14) 그리고 이에 따라 열교환기(10)는 튜브 번들 튜브(14)가 튜브-시트(22)에 대해 하향으로 배치되는 수직 배열을 갖는다.
제1 유체(24), 전형적으로 고온 유체는 열교환기(10)의 외피-측 상에서 유동하여, 각각 적어도 하나의 유입구 노즐(26) 및 적어도 하나의 유출구 노즐(28)에 의해 외피(12) 내로 진입하고 외피(12)로부터 배출된다. 제2 유체, 전형적으로 냉각 유체는 열교환기(10)의 튜브-측 상에서, 즉 튜브 번들의 튜브(14) 내에서 유동한다. 따라서, 열교환기(10)는 고온 유체와 냉각 유체 사이의 간접 열교환을 제공한다. 냉각 유체는 자연 순환 하에서 유동하고 열교환 중에 증발한다. 바람직한 실시예에서, 냉각 유체는 물이고 열교환기(10)는 스팀 발생기이다.
증기 및 액체 드럼으로서 작용하는 압력 챔버(30)가 외피(12)의 대향 측 상에서, 즉 튜브(14)가 튜브-시트(22)에 연결되는 측에 대한 튜브-시트(22)의 대향 측 상에서, 그리고 상기 외피(12) 위에서 열교환기(10)의 튜브-시트(22)에 연결된다. 드럼(30)은 상기 드럼(30) 내로 순환하는 제2 유체를 유입 및 유출시키기 위한 복수의 노즐(32, 34 및 36)을 구비한다. 열교환기(10)는 튜브 측 상에 2개의 패스 구성을 갖는다. 각각의 튜브(14)의 제1 패스, 즉 제1 레그(16)는 드럼(30)으로부터 실질적으로 액체 상인 냉각 유체를 수용하는 반면, 각각의 튜브(14)의 제2 패스, 즉 제2 레그(18)는 드럼(30)으로 증기 및 액체 혼합물로서의 냉각 유체를 전달한다. 제2 유체는 액체 상으로 제1 튜브 부분(16)으로 진입하고, 증기 및 액체 혼합물로서 제2 튜브 부분(18)으로부터 배출된다.
드럼(30)은 안내 재킷(38)을 포함하는데, 안내 재킷은 제1 단부(40)에서 튜브-시트(22)에, 또는 튜브 번들 튜브(14)의 제1 레그(16)에 밀봉 결합되고, 튜브 번들 튜브(14)의 제1 레그(16)(제1 튜브 패스)에 유압식으로 연결된다. 안내 재킷(38)은 제1 단부(40)에 대향하는 제2 단부(42)에서 개방된다. 안내 재킷(38)은 드럼(30)을 2개의 섹션(44, 46)으로 분할한다. 안내 재킷(38)에 의해 둘러싸인 제1 섹션(44)은 튜브 번들 튜브(14)의 제1 레그(16)(제1 튜브 패스)와 연통하는 반면, 제2 섹션(46)은 튜브 번들 튜브(14)의 제2 레그(18)(제2 튜브 패스)와 연통한다. 제1 섹션(44) 및 제2 섹션(46)은 안내 재킷(38)의 개방 단부(42)에 의해 서로 연통한다. 제1 섹션(44) 및 제2 섹션(46)은 제1 섹션(44) 및 제2 섹션(46) 모두의 위에 위치된 공통 증기 챔버(50)를 공유한다. 제1 섹션(44)은 안내 재킷(38)의 개방 단부(42) 아래에 위치된 액체 레벨(48)을 구비하고, 따라서 액체 레벨(48) 위에 위치된 증기 챔버(50)를 구비한다. 액체 상의 제2 유체가 제1 섹션(44) 내에 존재하여 액체 레벨(48)을 형성한다. 제1 섹션(44) 내에 존재하는 액체 상의 제2 유체는 액체 레벨(48)을 갖는 제2 유체의 저장부(60)를 형성한다. 따라서, 제1 섹션(44)은 액체 레벨(48)을 갖는 제2 유체의 저장부(60)를 수용한다. 저장부(60)는 액체 저장부이며, 이는 저장부가 실질적으로 액체 제2 유체, 즉 액체 상의 제2 유체로 구성되는 것을 의미한다. 액체 상의 제2 유체는 제1 섹션(44)을 부분적으로 채우고, 적절한 작동을 위해 제어되어야 하는 것이 바람직한 액체 레벨(48)을 갖는 액체 저장부를 형성한다. 액체 레벨(48) 위에는 제1 섹션(44) 내에 형성된 증기 챔버(50)가 있다. 증기 챔버(50)는 주로 증기 상의 제2 유체를 포함하지만, 액체 제2 유체의 액적도 포함한다. 액체 레벨(48)은 제1 섹션(44)의 액체 저장부와 증기 챔버(50) 사이의 증기-액체 계면을 나타낸다. 제2 섹션(46)은 특정 액체 레벨을 구비하지 않은 증기-액체 챔버이고, 따라서 레벨 제어부를 구비하지 않는다. 그 결과, 액체 저장부 및 관련 액체 레벨은 단지 제1 레그(16)와 직접적으로 연통하고, 튜브(16) 내의 순환에 영향을 미친다. 이러한 구성의 이점은 액체 레벨(48)의 판독 및 제어가 제2 레그(18) 및 제2 섹션(46) 내의 상승하는 증기에 의한 영향을 받지 않는다는 것이다. 안내 재킷(38)은 개방 단부(42)에서 제2 유체를 액체 상 및 증기 상으로 분리하도록 구성된다. 제1 섹션(44)은 내부 섹션이고, 제2 섹션(46)은 외부 섹션이다. 제2 섹션(46)은 안내 재킷(38)과 드럼(30) 사이에 개재된다. 액체 레벨(48)을 안내 재킷(38)의 개방 단부(42) 아래에, 그리고 역으로 개방 단부(42)를 액체 레벨(48) 위에 가짐으로써, 제2 유체는 개방 단부(42)에서 액체 상 및 증기 상으로 효율적으로 분리된다. 제1 섹션(44) 내에 존재하는 액체 제2 유체와 제2 섹션(46) 내에 존재하는 증기-액체 제2 유체 사이의 밀도 차는 튜브(14) 내의 자연 순환을 위한 구동력을 제공한다. 또한, 제1 섹션(44) 내에 존재하는 액체 제2 유체는 제1 섹션(44)으로부터 제2 섹션(46)으로 튜브(14)를 통해 제2 유체의 자연 순환을 수행하기 위한 양의 정수두를 제공한다. 이는 제2 섹션 내의 액체 레벨을 갖는 저장부를 형성하는 순수한 액체 상의 부재에 의해 용이해진다.
드럼(30)은 또한,
- 안내 재킷(38)의 개방 단부(42)에, 또는 그 부근에 설치되는 하나 이상의 증기 및 액체 분리 디바이스(52);
- 액체 유입구 노즐(32)로 표시될 수도 있는 하나 이상의 유입구 노즐(32)을 통해 바람직하게는 제1 섹션(44) 내로 액체를 주입시키도록 구성되는 하나 이상의 액체 주입 디바이스(54);
- 액체 유출구 노즐(34)로 표시될 수도 있는 하나 이상의 유출구 노즐(34)을 통해 제1 섹션(44)으로부터 액체를 추출하도록 구성되는 하나 이상의 액체 추출 디바이스(56);
- 증기 유출구 노즐(36)에 설치되는 하나 이상의 증기 및 액체 분리 디바이스(58);
- 액체 레벨(48)을 측정 및 제어하기 위한 하나 이상의 디바이스(도시되지 않음)를 구비할 수 있다.
이상적으로, 튜브 번들 튜브(14)의 레이아웃은 동심형이고, 즉 튜브 번들 튜브(14)의 제1 레그(16)(제1 튜브 패스)는 튜브-시트(22)의 원형 중심 구역 내에 배열되는 반면, 튜브 번들 튜브(14)의 제2 레그(18)(제2 튜브 패스)는 제1 레그(16)를 둘러싸는 환형 지역 내에 배열된다. 이러한 이상적인 튜브 번들 배열에 따르면, 안내 재킷(38)은 드럼(30) 내에 동심으로 배열되고, 제2 섹션(46)은 제1 섹션(44)을 둘러싼다.
신선한 냉각 유체가 액체 주입 디바이스(54)에 의해 유입구 노즐(32)로부터 바람직하게는 제1 섹션(44) 내로 주입된다. 주입은 안내 재킷(38)의 개방 단부(42) 아래, 바람직하게는 액체 레벨(48) 아래의 위치에서 발생하여, 신선한 냉각 유체가 제1 섹션(44) 내에 이미 존재하는 냉각 액체와 혼합되도록 한다. 제1 섹션(44) 내의 액체는 튜브 번들 튜브(14)의 제1 레그(16)(제1 튜브 패스) 내로 낙하하고 자연 순환 하에서 하향으로 이동한다. U-형상 튜브(14)를 따라, 외피-측 상에서 유동하는 고온 유체(24)로부터 냉각 유체로 간접 열교환이 발생한다. 냉각 유체는 증발한다. 증기 및 액체 혼합물은 자연 순환 하에서, 튜브 번들 튜브(14)의 제2 레그(18)(제2 튜브 패스) 내에서 상향으로 이동하고 제2 섹션(46) 내로 방출된다. 제2 유체는 액체 상으로 제1 튜브 부분(16) 내로 진입하고 증기 및 액체 혼합물로서 제2 튜브 부분(18)으로부터 배출됨으로써 튜브(14) 내에서 자연 순환 하에서 유동한다. 제2 섹션(46) 내의 혼합물은 자연 순환에 의해 안내 재킷(38)의 개방 단부(42)까지 상향으로 이동한다. 분리를 개선하기 위한 증기 및 액체 분리 디바이스(52)를 구비할 수 있는 개방 단부(42)는 혼합물에 대한 위어로서 작용한다. 증기 및 액체는 제1 섹션(44) 내로 방출되고, 구체적으로는 액체는 액체 레벨(48)을 향해 낙하하는 반면, 증기는 증기 챔버(50)에서 증기 유출구 노즐(36)을 향해 이동한다. 증기는 증기 유출구 노즐(36)에, 또는 그 부근에 설치되는 추가의 증기 및 액체 분리 디바이스(58)에 의해 액적으로부터 추가로 정화될 수 있다.
또한, 드럼(30)의 제1 섹션(44)은 각각의 노즐(34)로부터 액체의 일부를 제거[블로우-다운(blow-down)]하기 위한 액체 추출 디바이스(56)를 구비한다. 블로우-다운은 드럼(30)과 튜브 번들 튜브(14) 사이의 자연 순환으로 인해 증가하는 경향이 있는 오염물 농도를 적절한 레벨로 유지하기 위해 종종 필요하다. 정상 상태 작동 조건에서, 나가는 증기 및 블로우-다운의 양은 드럼(30) 내로 주입되는 신선한 냉각 유체의 총량에 대응한다.
또한, 드럼(30)의 제1 섹션(44)은 액체 레벨(48)을 모니터링 및 제어하기 위해 필요한 기기를 구비한다. 드럼(30)과 튜브 번들 튜브(14) 사이의 자연 순환은 액체 레벨(48)에 의해서 주어진 정수두, 하향 유동하는 액체와 상향 유동하는 증기 및 액체 혼합물 사이의 밀도 차, 및 회로의 전체적인 압력 강하에 의존한다. 제1 섹션(44) 내의 액체 저장부는 또한 열교환기(10)를 위한 액체 저장부이며, 교란된 작동 조건 또는 정지의 경우에, 필요한 액체 유지 체적을 제공한다.
일 양태에 따르면, 본 발명은 튜브 번들의 복수의 U-형상 튜브(14)를 둘러싸는 외피(12)를 포함하는 외피-및-튜브 열교환기(10)를 작동시키는 방법에 관한 것이고, 각각의 튜브(14)는 U-굴곡부(20)에 의해 유압식으로 연결되는 제1 튜브 부분(16) 및 제2 튜브 부분(18)을 구비하고, 각각의 튜브(14)의 개방 단부는 튜브-시트(22)에 연결되며, 튜브(14)는 수직으로 배열되고 상기 튜브-시트(22)에 대해 하향으로 배치되고, 외피(12)는 적어도 하나의 유입구 노즐(26) 및 적어도 하나의 유출구 노즐(28)을 구비하고, 압력 챔버(30)는 외피(12)의 대향 측 상에서 그리고 상기 외피(12) 위에서 튜브-시트(22)에 연결되며, 압력 챔버(30)는 액체 유입구 노즐(32) 및 증기 유출구 노즐(36)을 구비하고, 압력 챔버(30)는 안내 재킷(38)을 포함하는데, 안내 재킷은 제1 단부(40)에서 튜브-시트(22) 또는 제1 튜브 부분(16)에 밀봉 결합되고 제1 단부(40)에 대향하는 제2 단부(42)에서 개방되며, 안내 재킷(38)은 안내 재킷(38)에 의해 둘러싸이고 제1 튜브 부분(16)과 연통하는 제1 섹션(44), 및 제2 튜브 부분(18)과 연통하는 제2 섹션(46)으로 압력 챔버(30)를 분할하고, 제1 섹션(44) 및 제2 섹션(46)은 안내 재킷(38)의 개방 단부(42)에 의해 서로 연통하고, 제1 섹션(44)은 증기 챔버(50)를 구비하는, 방법은:
- 외피(12)의 유입구 노즐(26)을 통해 제1 유체(24)를 유입시키는 단계,
- 압력 챔버(30)의 액체 유입구 노즐(32)을 통해 제2 유체를 유입시키는 단계,
- 제1 유체(24)와 열교환을 간접적으로 수행하고 열교환 중에 제2 유체를 증발시키기 위해 자연 순환 하에서 튜브(14) 내의 제2 유체를 유동시키는 단계,
- 제1 섹션(44)에서 상기 개방 단부(42) 아래에 위치되는 제2 유체의 액체 레벨(48)을 갖는 단계로서, 액체 레벨(48) 위에 증기 챔버(50)가 위치되는, 제2 유체의 액체 레벨(48)을 갖는 단계,
- 증발된 제2 유체를 압력 챔버(30)의 증기 유출구 노즐(36)을 통해 유출시키는 단계,
- 외피(12)의 유출구 노즐(28)을 통해 제1 유체(24)를 유출시키는 단계를 포함한다.
제1 섹션(44)에서 상기 개방 단부(42) 아래에 위치된 제2 유체의 액체 레벨(48)을 갖는 것은 대안적으로 제1 섹션(44)에서 상기 개방 단부(42) 아래의 제2 유체의 액체 레벨(48)을 유지하는 것으로 제형화될 수 있다. 제1 섹션(44)에서 상기 개방 단부(42) 아래에 위치된 제2 유체의 액체 레벨(48)을 갖거나 유지하는 것은 압력 챔버(30)의 액체 유출구 노즐(34)을 통해 제2 유체를 유출시킴으로써 수행될 수 있다. 제1 섹션(44)에서 상기 개방 단부(42) 아래에 위치된 제2 유체의 액체 레벨(48)을 갖거나 유지하는 것은 압력 챔버(30)의 액체 유입구 노즐(32)을 통해 제2 유체를 유입시킴으로써 수행될 수 있다. 제1 섹션(44)에서 상기 개방 단부(42) 아래에 위치된 제2 유체의 액체 레벨(48)을 갖거나 유지하는 것은 적합한 레벨 기기(도시되지 않음)에 의해 액체 레벨(48)을 제어함으로써, 액체 유출구 노즐(34)을 통해 제2 유체를 유출시킴으로써 그리고/또는 액체 유입구 노즐(32)을 통해 제2 유체를 유입시킴으로써 수행될 수 있다. 제2 유체는 액체 유출구 노즐(34)을 통해 유출될 때뿐만 아니라 개방 단부 아래의 액체 레벨에 있거나 유지될 때에도 실질적으로 액체이다.
방법은 교수법 관점에서는 제시된 순서로 수행되어야 하는 이하 단계 중 임의의 것 또는 모두를 포함할 수 있지만, 실제로 이 방법은 연속 프로세스이다:
- 제2 유체를 액체 유입구 노즐(32)을 통해 제1 섹션(44) 내로 유입(또는 방출)시키는 단계. 제2 유체는 제1 섹션(44) 내로 유입(또는 방출)될 때 실질적으로 액체, 즉 실질적으로 액체 상이다.
- 제1 섹션(44) 내에 액체 레벨(48)을 갖는 제2 유체의 저장부(60)를 획득하는 단계. 저장부(60)는 제1 섹션(44) 내에 수용된다.
- 자연 순환 하에서 튜브(14) 내의 제2 유체를 유동시키는 단계. 이는 제1 섹션(44)으로부터 제1 튜브 부분(16) 내로 제2 유체를 방출시킴으로써 수행될 수 있다. 제2 유체는 제1 튜브 부분(16) 내로 도입될 때 실질적으로 액체, 즉 실질적으로 액체 상이다.
- 제2 유체를 튜브(14)를 따라 제1 유체와 간접 열교환하도록 노출시키는 단계. 그로 인해, 제2 유체는 증발되어 제2 유체의 증기 및 액체 혼합물을 형성한다.
- 튜브(14)로부터, 더욱 구체적으로는 제2 튜브 부분(16)으로부터 제2 섹션(46) 내로 제2 유체의 증기 및 액체 혼합물을 방출시키는 단계.
- 제2 유체의 증기 및 액체 혼합물을 제1 섹션(44) 내로 방출시키는 단계. 그로 인해, 제2 유체의 액체 부분, 더욱 구체적으로는 제2 유체의 증기 및 액체 혼합물은 액체 레벨(48)을 향해 낙하하고, 제2 유체의 증기 부분은 증기 챔버(50) 내로 이동한다. 제2 유체의 증기 및 액체 혼합물은 제2 섹션(46)으로부터 제1 섹션(44)으로 방출된다. 제2 유체의 증기 및 액체 혼합물은 안내 재킷(38)의 개방 단부(42)에서 제1 섹션(44) 내로 방출된다. 액체 부분은 제2 유체의 저장부(60) 내로 낙하한다.
- 증발된 제2 유체를 압력 챔버(30)의 증기 유출구 노즐(36)을 통해 유출시키는 단계. 특히, 제2 유체의 증기 부분은 증기 유출구 노즐(36)을 통해 유출된다. 증기 부분은 주로 증기 상의 제2 유체를 포함하지만, 액체 제2 유체의 액적도 포함할 수 있다.
이 방법의 외피-및-튜브 열교환기는 상술된 바와 같은 외피-및-튜브 열교환기일 수 있고, 상술된 임의의 특징, 버전 및 실시예를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안내 재킷(38)은 압력 챔버(30) 내에 동심으로 배열될 수 있고, 제2 섹션(46)은 제1 섹션(44)을 둘러싼다. 또한, 튜브 번들 튜브(14)의 레이아웃이 동심형일 수 있고, 즉 제1 튜브 부분(16)은 튜브-시트(22)의 원형 중심 구역 내에 배열되는 반면, 제2 튜브 부분(18)은 상기 제1 튜브 부분(16)을 둘러싸는 환형 지역 내에 배열된다.
따라서, 증기 및 액체 드럼을 갖는 외피-및-튜브 열교환기뿐만 아니라 본 발명에 따른 외피-및-튜브 열교환기를 작동시키는 방법도 앞서 윤곽화된 목적을 달성한다는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이 고려되는 본 발명의 방법뿐만 아니라 증기 및 액체 드럼을 갖는 외피-및-튜브 열교환기도, 동일한 발명 개념 내에 속하는 모든 임의의 경우의 다수의 수정 및 변형이 가능하다; 또한, 모든 세부 사항은 기술적으로 등가의 요소로 대체될 수 있다. 실제로, 사용된 재료뿐만 아니라 형상 및 크기도 기술적 요구에 따라 임의의 유형의 것일 수 있다.
따라서, 본 발명의 보호 범주는 첨부된 청구범위에 의해 규정된다.

Claims (16)

  1. 튜브 번들의 복수의 U-형상 튜브(14)를 둘러싸는 외피(12)를 포함하는 외피-및-튜브 열교환기(10)로서, 각각의 튜브(14)는 U-굴곡부(20)에 의해 유압식으로 연결되는 제1 튜브 부분(16) 및 제2 튜브 부분(18)을 구비하고, 각각의 튜브(14)의 개방 단부는 튜브-시트(22)에 연결되며, 튜브(14)는 수직으로 배열되고 상기 튜브-시트(22)에 대해 하향으로 배치되고, 외피(12)는 제1 유체(24)를 유입시키기 위한 적어도 하나의 유입구 노즐(26) 및 제1 유체(24)를 유출시키기 위한 적어도 하나의 유출구 노즐(28)을 구비하고, 압력 챔버(30)가 외피(12)의 대향 측 상에서 그리고 상기 외피(12) 위에서 튜브-시트(22)에 연결되며, 압력 챔버(30)는 적어도 하나의 제2 유체를 유입 및 유출시키기 위한 복수의 노즐(32, 34, 36)을 구비하고, 상기 제2 유체는 제1 유체(24)와의 열교환을 간접적으로 수행하도록 튜브(14) 내의 자연 순환 하에서 유동하며 열교환 중에 증발하는, 외피-및-튜브 열교환기(10)에 있어서, 압력 챔버(30)는 안내 재킷(38)을 포함하는데, 안내 재킷은 제1 단부(40)에서 튜브-시트(22) 또는 제1 튜브 부분(16)에 밀봉 결합되고 제1 단부(40)에 대향하는 제2 단부(42)에서 개방되며, 안내 재킷(38)은 안내 재킷(38)에 의해 둘러싸이고 제1 튜브 부분(16)과 연통하는 제1 섹션(44), 및 제2 튜브 부분(18)과 연통하는 제2 섹션(46)으로 압력 챔버(30)를 분할하고, 제1 섹션(44) 및 제2 섹션(46)은 안내 재킷(38)의 개방 단부(42)에 의해 서로 연통하고, 제1 섹션(44)은 상기 개방 단부(42) 아래에 위치되는 액체 레벨(48)을 가지며, 상기 액체 레벨(48) 위에 위치되는 증기 챔버(50)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 외피-및-튜브 열교환기(10).
  2. 제1항에 있어서, 제1 섹션(44)은 액체 레벨(48)을 갖는 제2 유체의 저장부(60)를 수용하는 것을 특징으로 하는, 외피-및-튜브 열교환기(10).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 외피-및-튜브 열교환기(10)는 튜브 측 상에 2개의 패스 구성을 갖고, 제1 튜브 부분(16)은 압력 챔버(30)로부터 액체 상의 제2 유체를 수용하는 반면, 제2 튜브 부분(18)은 증기 및 액체 혼합물로서의 제2 유체를 압력 챔버(30)로 전달하는 것을 특징으로 하는, 외피-및-튜브 열교환기(10).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 압력 챔버(30)는 안내 재킷(38)의 개방 단부(42)에, 또는 그 부근에 설치되는 하나 이상의 증기 및 액체 분리 디바이스(52)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 외피-및-튜브 열교환기(10).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 압력 챔버(30)는 하나 이상의 액체 유입구 노즐(32)을 통해 압력 챔버(30) 내로 액체를 주입시키도록 구성되는 하나 이상의 액체 주입 디바이스(54)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 외피-및-튜브 열교환기(10).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 압력 챔버(30)는 하나 이상의 액체 유출구 노즐(34)을 통해 제1 섹션(44)으로부터 액체를 추출하도록 구성되는 하나 이상의 액체 추출 디바이스(56)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 외피-및-튜브 열교환기(10).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 압력 챔버(30)는 압력 챔버(30)의 증기 유출구 노즐(36)에 설치되는 하나 이상의 증기 및 액체 분리 디바이스(58)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 외피-및-튜브 열교환기(10).
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 압력 챔버(30)는 액체 레벨(48)을 측정 및 제어하기 위한 하나 이상의 디바이스를 구비하는 것을 특징으로 하는, 외피-및-튜브 열교환기(10).
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 튜브 번들 튜브(14)의 레이아웃은 동심형일 수 있고, 즉 제1 튜브 부분(16)은 튜브-시트(22)의 원형 중심 구역 내에 배열되는 반면, 제2 튜브 부분(18)은 상기 제1 튜브 부분(16)을 둘러싸는 환형 지역 내에 배열되는 것을 특징으로 하는, 외피-및-튜브 열교환기(10).
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 안내 재킷(38)은 압력 챔버(30) 내에서 동심으로 배열되고 제2 섹션(46)은 제1 섹션(44)을 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 외피-및-튜브 열교환기(10).
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 외피(12) 내로 유동하는 상기 제1 유체(24)는 고온 유체인 반면, 상기 압력 챔버(30) 및 상기 U-형상 튜브 번들 튜브(14) 내로 유동하는 상기 제2 유체는 냉각 유체인 것을 특징으로 하는, 외피-및-튜브 열교환기(10).
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 유체는 물이고 외피-및-튜브 열교환기(10)는 스팀 발생기인 것을 특징으로 하는, 외피-및-튜브 열교환기(10).
  13. 튜브 번들의 복수의 U-형상 튜브(14)를 둘러싸는 외피(12)를 포함하는 외피-및-튜브 열교환기(10)를 작동시키는 방법으로서, 각각의 튜브(14)는 U-굴곡부(20)에 의해 유압식으로 연결되는 제1 튜브 부분(16) 및 제2 튜브 부분(18)을 구비하고, 각각의 튜브(14)의 개방 단부는 튜브-시트(22)에 연결되며, 튜브(14)는 수직으로 배열되고 상기 튜브-시트(22)에 대해 하향으로 배치되고, 외피(12)는 적어도 하나의 유입구 노즐(26) 및 적어도 하나의 유출구 노즐(28)을 구비하고, 압력 챔버(30)가 외피(12)의 대향 측 상에서 그리고 상기 외피(12) 위에서 튜브-시트(22)에 연결되며, 압력 챔버(30)는 액체 유입구 노즐(32) 및 증기 유출구 노즐(36)을 구비하고, 압력 챔버(30)는 안내 재킷(38)을 포함하는데, 안내 재킷은 제1 단부(40)에서 튜브-시트(22) 또는 제1 튜브 부분(16)에 밀봉 결합되고 제1 단부(40)에 대향하는 제2 단부(42)에서 개방되며, 안내 재킷(38)은 안내 재킷(38)에 의해 둘러싸이고 제1 튜브 부분(16)과 연통하는 제1 섹션(44), 및 제2 튜브 부분(18)과 연통하는 제2 섹션(46)으로 압력 챔버(30)를 분할하고, 제1 섹션(44) 및 제2 섹션(46)은 안내 재킷(38)의 개방 단부(42)에 의해 서로 연통하고, 제1 섹션(44)은 증기 챔버(50)를 구비하는, 방법은
    - 외피(12)의 유입구 노즐(26)을 통해 제1 유체(24)를 유입시키는 단계,
    - 압력 챔버(30)의 액체 유입구 노즐(32)을 통해 제2 유체를 유입시키는 단계,
    - 제1 유체(24)와 열교환을 간접적으로 수행하고 열교환 중에 제2 유체를 증발시키기 위해 자연 순환 하에서 튜브(14) 내의 제2 유체를 유동시키는 단계,
    - 제1 섹션(44)에서 상기 개방 단부(42) 아래에 위치되는 제2 유체의 액체 레벨(48)을 갖는 단계로서, 액체 레벨(48) 위에 증기 챔버(50)가 위치되는, 제2 유체의 액체 레벨(48)을 갖는 단계,
    - 증발된 제2 유체를 압력 챔버(30)의 증기 유출구 노즐(36)을 통해 유출시키는 단계,
    - 외피(12)의 유출구 노즐(28)을 통해 제1 유체(24)를 유출시키는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 제2 유체를 제1 섹션(44) 내로 방출시키는 단계를 포함하여, 그로 인해 제2 유체의 액체 부분은 액체 레벨을 향해 낙하하고 제2 유체의 증기 부분은 증기 챔버(50) 내로 이동하는, 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 제2 유체는 제1 섹션(44) 내로 유입되는, 방법.
  16. 제13항 또는 제14항에 있어서, 제1 섹션(44) 내에 액체 레벨(48)을 갖는 제2 유체의 저장부(60)를 획득하는 단계를 포함하는, 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2019352659A1 (en) * 2018-10-01 2021-05-06 Header-coil Company A/S Heat exchanger, such as for a solar power plant

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2373564A (en) * 1942-04-20 1945-04-10 Universal Oil Prod Co Waste heat boiler
US20160161106A1 (en) * 2013-08-29 2016-06-09 Casale Sa A shell-and-tube apparatus for heat recovery from a hot process stream

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2402154A (en) 1940-07-30 1946-06-18 Babcock & Wilcox Co Fluid separator
US2420655A (en) 1943-01-15 1947-05-20 Babcock & Wilcox Co Fluid circulating heat exchanger
US2372992A (en) 1944-03-30 1945-04-03 Petrochem Process Company Inc Waste heat boiler
US2550066A (en) 1944-11-29 1951-04-24 Babcock & Wilcox Co Steam generator
US2552505A (en) * 1947-11-07 1951-05-08 Comb Eng Superheater Inc Waste heat boiler for natural gas processing systems
US2815007A (en) 1951-12-12 1957-12-03 Babcock & Wilcox Co Synthesis gas generator
US2806453A (en) 1953-05-07 1957-09-17 Babcock & Wilcox Co High pressure vapor generators
US2800307A (en) 1954-06-04 1957-07-23 Stratford Eng Corp Apparatus for controlling temperature change of blends of fluids or fluids and finely divided solids
US3114353A (en) 1959-06-25 1963-12-17 Babcock & Wilcox Co Vapor generating unit and method of operating same
DE1250019B (ko) 1963-07-19
US3267907A (en) 1963-08-27 1966-08-23 Braun & Co C F Steam generator
GB1194680A (en) * 1966-09-16 1970-06-10 Babcock & Wilcox Ltd Improvements in or relating to Heat Exchangers
US3435596A (en) 1967-06-29 1969-04-01 Koppers Co Inc Gas cleaning apparatus for coke oven batteries
NO125206B (ko) 1969-07-04 1972-07-31 Norsk Hydro Elektrisk
CH607803A5 (ko) 1976-11-12 1978-10-31 Sulzer Ag
US4142580A (en) 1976-11-19 1979-03-06 Phillips Petroleum Company Bayonet heat exchanger having means for positioning bayonet tube in sheath tube
FR2391421A1 (fr) * 1977-05-16 1978-12-15 Commissariat Energie Atomique Generateur de vapeur a circulation forcee
US5061304A (en) 1981-03-27 1991-10-29 Foster Wheeler Energy Corporation Steam processing apparatus and method
US4548257A (en) 1982-02-23 1985-10-22 Williamson William R Bayonet tube heat exchanger
US4565554A (en) 1982-09-07 1986-01-21 Foster Wheeler Energy Corporation Steam separating apparatus and separators used therein
DE3302304A1 (de) 1983-01-25 1984-07-26 Borsig Gmbh, 1000 Berlin Waermetauscher zum kuehlen von heissen gasen, insbesondere aus der ammoniak-synthese
SU1351338A1 (ru) 1986-02-10 2006-09-20 Г.Г. Меркулова Кожухотрубный теплообменник
SE465591B (sv) * 1987-05-22 1991-09-30 Asea Atom Ab Aanggenerator med u-formade tubknippen att anvaendas i en tryckvattenreaktor
DE59705073D1 (de) * 1997-03-14 2001-11-29 Borsig Babcock Ag Wärmetauscher mit U-Rohren
DE102006055973A1 (de) 2006-11-24 2008-05-29 Borsig Gmbh Wärmetauscher zur Kühlung von Spaltgas
RU2334187C1 (ru) 2007-01-09 2008-09-20 ЗАО Научно-производственная компания "НТЛ" Теплообменник
DE102007024934B4 (de) 2007-05-29 2010-04-29 Man Dwe Gmbh Rohrbündelreaktoren mit Druckflüssigkeitskühlung
EP2526045B1 (en) 2010-01-19 2018-03-07 Haldor Topsøe A/S Process and apparatus for reforming hydrocarbons
JP2013092260A (ja) * 2010-01-26 2013-05-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 廃熱ボイラ
ITMI20130877A1 (it) 2013-05-29 2014-11-30 Alfa Laval Olmi S P A Gruppo di alimentazione di una turbina di un impianto solare termodinamico e impianto solare termodinamico comprendente il gruppo stesso

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2373564A (en) * 1942-04-20 1945-04-10 Universal Oil Prod Co Waste heat boiler
US20160161106A1 (en) * 2013-08-29 2016-06-09 Casale Sa A shell-and-tube apparatus for heat recovery from a hot process stream

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