INTERCAMBIADOR TÉRMICO Campo de la Invención Esta invención se relaciona con intercambiadores térmicos en general y en aplicaciones más particulares, con intercambiadores térmicos de recuperación que encuentran muchos usos en la industria, incluyendo sistemas de celda de combustible. Antecedentes de la Invención Los intercambiadores térmicos que transfieren calor de un flujo de fluido a otro flujo de fluido y en donde los regímenes de flujo de masa de cada uno de los flujos de fluido son substancialmente proporcionales entre sí, se conocen. Probablemente el ejemplo más común de dichos intercambiadores térmicos son intercambiadores térmicos de recuperacióa que recuperan o recobran el calor útil del fluido de trabajo de un sistema a medida que el fluido de trabajo fluye a través del sistema. Un ejemplo de este íntercambiador térmico de recuperación se puede encontrar en el sistema de procesamiento de combustible de sistemas de celda de combustible de tipo de membrana de intercambio de protones (PEM) . En sistemas de celda de combustible típicos, un combustible, tal como metano o un hidrocarburo similar, se utiliza como la fuente de hidrógeno para la celda de combustible. Este hidrocarburo se debe reformar dentro del sistema antes de alcanzar la celda de combustible a fin de proporcionar el gas de hidrógeno. La reforma se lleva a cabo típicamente mediante un sistema de procesamiento de combustible a través de una serie de reacciones químicas ayudadas por catalizador, todas las cuales necesitan ocurrir dentro de escalas diferentes de temperaturas distintas. Los intercambiadores térmicos, incluyendo los intercambiadores térmicos de recuperación, se utilizan para calentar y enfriar alternativamente la corriente de gas a las temperaturas de reacción catalítica deseadas para el proceso. Un ejemplo de dichos sistemas de celda de combustible se muestra en la Figura 1. El sistema 8 de celda de combustible PEM de la Figura 1 utiliza metano (CH4) como su combustible e incluye una celda 10 de combustible de membrana de intercambio de protones, un oxidante 20 de gas terminal de ánodo, un intercambiador 22 térmico que transfiere calor del gas terminal al aire/metano y agua (H20) que entra al sistema 8, un humidificador 24 que humedece la mezcla de aire/metano humedecida del intercambiador 22 térmico, un reformador 26 auto térmico (ATR) , un reactor de desplazamiento de gas-agua de alta temperatura (HTS) 28 que en ocasiones se incorpora en el ATR 26, un intercambiador 30 térmico de recuperación que transfiere calor del reformado producido por el ATR 26 a la mezcla de aire/metano humedecida del humidificador 24, otro reactor de desplazamiento de agua-gas que en el ejemplo ilustrado es un reactor de desplazamiento de agua-gas de baja temperatura (LTS) 32, y un oxidante 34 preferencial (PROX) . Opcionalmente, varios otros intercambiadores 36 térmicos se pueden añadir en diversas ubicaciones en el sistema 8 de celda de combustible para transferir calor entre los diversos componentes del sistema 8 de celda de combustible. El intercambiador 22 térmico, el humidificador 24, el intercambiador 30 térmico de recuperación, el ATR 26, el HTS 28, el LTS 32, y el PROX 34 forman un sistema 36 de procesamiento de combustible para el sistema 8 de celda de combustible. Se entenderá por aquellos expertos en el ramo que dichos sistemas de celda de combustible PEM también incluyen un flujo de gas de cátodo a la celda 10 de combustible, asi como los componentes asociados con el flujo de gas de cátodo, ninguno de los cuales se muestra en la Figura 1. También se entenderá por aquellos expertos en el ramo que algunos sistemas de celda de combustible pueden incorporar un reactor de desplazamiento de agua-gas de temperatura media en lugar del LTS 32 o el HTS 28, o ambos. Típicamente, la reacción catalítica en el ATR 26 requiere una temperatura de gas de entrada de aproximadamente 500°C a aproximadamente 750°C con una temperatura preferida de alrededor de 630°C. La reacción catalítica en el LTS 32 requiere que el flujo de gas de entrada tenga una temperatura en la escala de aproximadamente 180°C a aproximadamente 240°C con una temperatura de meta preferida de aproximadamente 210°C. Debido a que las reacciones catalíticas en el ATR 26 y el LTS 32 requieren que la temperatura del flujo de gas entrante esté dentro de una escala de temperatura relativamente estrecha, el control de las temperaturas de salida del intercambiador 30 térmico de recuperación es crítico para la operación del sistema 8 de celda de combustible. Sin embargo, ya que la carga eléctrica en el sistema de celda de combustible se varía, el flujo de gas a través del sistema, incluyendo el intercambiador 30 térmico, varía asimismo, en ocasiones en la escala de 10 a 1. Típicamente, la efectividad de transferencia térmica del intercambiador térmico 30 no será constante para un régimen de flujo de masa ampliamente variable del flujo de gas a través del mismo, y las temperaturas de gas que sale de los intercambiadores térmicos, por lo tanto, no se mantendrán dentro de la escala de temperatura deseada a todos los regímenes de flujo, a menos que alguna clase de sistema de control se incorpore con el intercambiador 30 térmico. La solución típica a este problema es controlar activamente la cantidad de flujo que pasa a través del intercambiador 30 térmico a través de un sistema de control de derivación tal corno un sistema 38 de control de retroalimentación/derivación como se muestra en la Figura 1. El sistema 38 de control incluye típicamente un sensor 40 de temperatura que supervisa la temperatura del flujo de gas de reformado que sale del intercambiador 30 térmico y proporciona la temperatura supervisada a un controlador 42 proporcional-integral-derivado (PID) que compara la temperatura supervisada con una temperatura de punto establecido y ajusta continuamente una válvula 44 de derivación controlada por solenoide para derivar una porción de la mezcla de aire/metano humedecida alrededor del intercambiador 30 térmico a través de una trayectoria 46 de flujo de derivación. Esto limita la cantidad de calor que se puede transferir entre las corrientes de flujo a través del intercambiador 30 térmico e impide el enfriamiento excesivo del reformado al LTS 32. Aún cuando los sistemas tipificados por uno arriba descrito puede funcionar satisfactoriamente para su propósito pretendido, siempre hay espacio para mejora. Por ejemplo, el uso de un sistema de control activo puede añadir costo y complejidad a dichos sistemas, mientras que reduce la conflabilidad de dichos sistemas. Compendio de la Invención El objetivo primario de la invención es proporcionar un intercambiador térmico nuevo y mejorado.
Otro objetivo de la invención es proporcionar un intercambiador térmico de recuperación que es apropiado para uso en un sistema de celda de combustible- De conformidad con una forma de la invención, se proporciona un intercambiador térmico para transferir calor entre primero y segundo fluidos, con cada uno del primero y segundo fluidos teniendo un régimen de flujo de masa de operación máximo a través del intercambiador térmico y el primero y segundo fluidos teniendo regímenes de flujo de masa que son substancialmente proporcionales entre sí. De conformidad con una forma de la invención, el intercambiador térmico incluye una primera trayectoria de flujo de múltiples pasos para el primer fluido, con cada paso de la primera trayectoria de flujo teniendo una primera entrada y una primera salida, y una segunda trayectoria de flujo de múltiples pasos para el segundo fluido, con cada paso de la segunda trayectoria de flujo teniendo una segunda entrada y una segunda salida. Los pasos de la primera y segunda trayectorias de flujo están dispuestos en pares adyacentes con cada paso de la primera trayectoria de flujo emparejada con un paso adyacente de la segunda trayectoria de flujo. Los pasos están dispuestos de manera que el primer fluido encuentra cada par adyacente en un orden que es opuesto a un orden en el que el segundo fluido encuentra cada par adyacente. La primera y segunda entradas y salidas para cada par adyacente están dispuestas una con relación a la otra para proporcionar una relación de flujo a cocorriente entre el primero y segundo fluidos que fluyen a través del par adyacente. Cada par adyacente está configurado para proporcionar una efectividad de transferencia de calor suficiente para las temperaturas del primero y segundo fluidos que se acercan estrechamente u obtienen una temperatura común en la primera y segunda salidas del par adyacente al régimen de flujo de masa de operación máximo. En una forma, el intercambiador térmico incluye una pila de unidades de intercambio térmico que definen la primera y segunda trayectoria de flujo de múltiples pasadas . De conformidad con una forma, cada pasada de la segunda trayectoria de flujo, en la que el segundo fluido fluye en una. relación de flujo de cocorriente total con relación al primer fluido que fluye a través del paso adyacente de la primera trayectoria de flujo del par adyacente, se subdivide en cuando menos dos pasos transversales en donde el segundo fluido tiene una relación de flujo transversal localizada con relación al primer fluido en el paso adyacente. De conformidad con una forma, el intercambiador térmico incluye además una pluralidad de tubos, los interiores de los tubos para definir la primera trayectoria de flujo de múltiples pasos; y cuando menos un tabique de desviación colocado con relación a los exteriores de los tubos para definir la segunda trayectoria de flujo de múltiples pasos a través de los exteriores de los tubos. En una forma adicional, el intercambiador térmico incluye además cuando menos un tabique de desviación colocado en cada paso de la segunda trayectoria de flujo de múltiples pasos para dirigir el segundo fluido en una relación de flujo transversal localizada con relación al primer fluido en el paso adyacente. En una forma, el intercambiador térmico incluye además una pluralidad de aletas en el exterior de los tubos que se extienden hacia la segunda trayectoria de flujo de múltiples pasos. De conformidad con una forma, la pila incluye una pluralidad de pares de placa, cada par de placas definiendo cuando menos un paso de la primera trayectoria de flujo entre las placas del par de placas y cuando menos un paso de la segunda trayectoria de flujo entre una de las placas del par de placas y una placa de un par adyacente. En una forma, la pila incluye una pluralidad de pares de barra-placa, con cada par de barra-placa definiendo dos pasos de la primera trayectoria de flujo adyacente a dos pasos de la segunda trayectoria de flujo.
De conformidad con otra forma de la invención, se proporciona un método para operar un intercambiador térmico de recuperación que transfiere calor entre un primer fluido y un segundo fluido que tiene un régimen de flujo de masa de operación máximo a través del intercambiador térmico, con el primero y segundo fluidos teniendo regímenes de flujo de masa que son substancialmente proporcionales entre sí- El método incluye los pasos de: a) hacer fluir un primer fluido a través de un primer paso de una primera trayectoria de flujo del intercambiador térmico de recuperación; b) hacer fluir un segundo fluido a través de un segundo paso de una segunda trayectoria de flujo del intercambiador térmico de recuperación, el segundo paso de la segunda trayectoria de flujo adyacente al primer paso de la primera trayectoria de flujo y las temperaturas del primer y segundo fluidos acercándose estrechamente o alcanzando una temperatura común en la salida de sus pasadas respectivas al régimen de flujo de masa de operación máximo; c) hacer fluir el primer fluido a través de un segundo paso de la primera trayectoria de flujo del intercambiador térmico de recuperación después de que el primero fluido ha fluido a través del primer paso de la primera trayectoria de flujo; y d) hacer fluir el segundo fluido a través del primer paso de la segunda trayectoria de fluido del intercambiador térmico de recuperación antes de que el segundo fluido fluya a través del segundo paso de la segunda trayectoria de flujo, el primer paso de la segunda trayectoria de flujo adyacente al segundo paso de la primera trayectoria de flujo y las temperaturas del primero y segundo fluidos acercándose estrechamente o alcanzando una temperatura común en la salida de sus pasos respectivos al régimen de flujo de masa de operación máximo. De conformidad con todavía otra forma de la invención, se proporciona un sistema de procesamiento de combustible para un sistema de celda de combustible de tipo de membrana de intercambio de protones. El sistema de procesamiento de combustible incluye un reformador auto térmico que tiene una entrada conectada al sistema para reducir una mezcla de aire/combustible humedecida del mismo y una salida conectada al sistema para suministrar un flujo de reforma al mismo, un reactor de desplazamiento de agua-gas que tiene una entrada conectada al sistema corriente abajo del reformador auto térmico para recibir el flujo de reformado del mismo y una salida conectada al sistema para suministrar un reformado con un contenido reducido de monóxido de carbono al mismo, y un intercambiador térmico de recuperación que incluye primera y segunda trayectorias de flujo, con la primera trayectoria de flujo conectada al sistema corriente arriba del reformador auto térmico para precalentar la mezcla de aire/combustible humedecida a una escala deseada de temperatura de entrada para el reformador auto térmico y la segunda trayectoria de flujo conectada al sistema corriente abajo del reformador auto térmico y corriente arriba del reactor de desplazamiento de agua-gas para enfriar el flujo de reformado a una escala deseada de temperatura de entrada para el reactor de desplazamiento de agua-gas. La primera y segunda trayectorias de flujo están dispuestas una con relación a la otra para suministrar las escalas deseadas de temperatura de entrada para el reformador auto térmico y el reactor de desplazamiento de agua-gas a todos los regímenes de flujo dentro del espectro de operación esperado del sistema de celda de combustible sin el uso de un sistema de control activo. En una forma, el intercambiador térmico de recuperación y el reformador auto térmico son una unidad integrada . De conformidad con otra forma de la invención, se proporciona un método para operar un sistema de procesamiento de combustible para un sistema de celda de combustible de tipo de membrana de intercambio de protones. El método incluye los pasos de: a) hacer fluir una mezcla de aire/combustible a través de una primera trayectoria de flujo de un intercambiador térmico de recuperación a un reformador auto térmico colocado corriente abajo de la primera trayectoria de flujo; b) hacer fluir un reformado del reformador auto térmico a través de una segunda trayectoria de flujo del intercambiador térmico de recuperación colocada corriente abajo del reformador auto térmico y corriente arriba de un rector de desplazamiento de agua-gas; c) proporcionar una mezcla de aire/combustible de la primera trayectoria de flujo al reformador auto térmico dentro de una escala deseada de temperatura catalítica para todos los regímenes de flujo dentro del espectro de operación de la celda de combustible; d) proporcionar el reformado de la segunda trayectoria de flujo al reactor de desplazamiento da agua-gas dentro de una escala deseada de temperatura catalítica para todos los regímenes de flujo dentro del espectro de operación de la celda de combustible; y e) realizar los pasos c) y d) sin un control activo del intercambiador térmico de recuperación. De conformidad con un aspecto de la invención, una unidad integrada se proporciona para un sistema de procesamiento de combustible de un sistema de celda de combustible. La unidad integrada incluye un intercambiador térmico de recuperación que incluye una primera trayectoria de flujo para una mezcla de aire/combustible y una segunda trayectoria de flujo para un reformado, con cada trayectoria de flujo teniendo una entrada y una salida. La unidad integrada incluye además un reformador auto térmico, de preferencia cuando menos parte del reformador auto térmico rodeado por una porción del intercambiador térmico de recuperación. El reformador auto térmico incluye una entrada conectada a la salida de la primera trayectoria de flujo para recibir la mezcla de aire/combustible de la misma, y una salida conectada a la entrada de la segunda trayectoria de flujo para proporcionar el reformado a la misma. En una forma, cada una de la primera y segunda trayectorias de flujo son trayectorias de flujo de múltiples pasos, y cuando menos parte del reformador auto térmico está rodeado por un paso final de la primera trayectoria de flujo y un paso inicial de la segunda trayectoria de flujo. Otros objetos y ventajas se harán evidentes después de revisar la especificación, incluyendo las reivindicaciones y dibujos anexos. Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una representación diagramática de un intercambiador térmico de recuperación del ramo anterior utilizado en un sistema de celda de combustible; La Figura 2 es una ilustración diagramática similar a la Figura 1, pero que muestra un intercambiador térmico de recuperación que modaliza la presente invención, substituido en lugar del intercambiador térmico de recuperación de la Figura 1; La Figura 3 es una ilustración diagramática de un intercambiador térmico que modaliza la presente invención; La Figura 4 es una gráfica que ilustra la temperatura contra distancia de trayectoria de flujo para los dos fluidos de trabajo del intercambiador térmico de las Figuras 3 y 6; La Figura 5 es una vista en perspectiva detallada de una modalidad de un intercambiador térmico de conformidad con la invención; La Figura 6 es una vista en perspectiva detallada de otro intercambiador térmico que modaliza la presente invención; La Figura 7 es una vista en perspectiva detallada de otro intercambiador térmico que modaliza la presente invención, que utiliza múltiples componentes mostrados en la Figura 6. La Figura 8 es una vista en perspectiva del intercambiador térmico de la Figura 7;
La Figura 9 es una gráfica que ilustra la temperatura contra distancia de trayectoria de flujo para los dos fluidos de trabajo del intercambiador térmico de las Figuras 7 y 8; La Figura 10 es una ilustración diagramática de otro intercambiador térmico que modaliza la presente invención; La Figura 11 es una vista en perspectiva, rota, que ilustra una construcción de intercambiador térmico basado en la Figura 9; y La Figura 12 es una gráfica que ilustra la temperatura contra distancia de trayectoria de flujo para los dos fluidos de trabajo de los intercambiadores térmicos de las Figuras 10 y 11. Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas. La Figura 2 muestra un intercambiador 50 térmico que modaliza la presente invención substituido por el intercambiador 30 térmico de recuperación y su sistema 38 de control mostrado en la Figura 1 en un sistema 51 de celda de combustible de tipo de membrana de intercambio de protones. Con la excepción de la substitución del intercambiador 50 térmico por el intercambiador 30 térmico y su sistema 38 de control, los sistemas 8 y 51 de celda de combustible mostrados en las Figuras 1 y 2, respectivamente, son idénticos y números de referencia iguales representan componentes semejantes. Mientras que el intercambiador 50 térmico hecho de conformidad con la invención se muestra en la Figura 2 incorporado en el sistema 36 de procesamiento de combustible del sistema 51 de celda de combustible de tipo de membrana de intercambio de protones, se debe entender que. los intercambiadores térmicos de conformidad con la invención pueden y encontrarán uso en otras aplicaciones. Consecuentemente, no se pretende limitación al uso de los intercambiadores térmicos de conformidad con la invención con sistemas de celda de combustible o con tipos particulares de sistemas de celda de combustible, a menos que se mencione expresamente en la reivindicación. Por ejemplo, mientras que los sistemas de celda de combustible en la Figura 1 y Figura 2 muestran un HTS 28 y un LTS 32, el intercambiador 50 térmico se podría utilizar con -un sistema de celda de combustible que utiliza un reactor de desplazamiento de agua-gas de temperatura media junto con o como una reposición para el HTS 28 y/o el LTS 32. El. intercambiador 50 térmico mostrado en la Figura 2 es una reposición deseable por el intercambiador 30 térmico y su control 38 activo asociado debido a que el intercambiador 50 térmico es capaz de mantener una temperatura de salida esencialmente constante al ATR 26 y el LTS 32, proporcionando de esta manera las temperaturas de reacción catalítica apropiadas para la mezcla de aire/combustible humedecida (en la forma de una mezcla de aire/metano humedecida) que entra al ATR 26 y el reformado que entra al LTS 32. Más específicamente, el intercambiador 50 térmico es capaz de suministrar la mezcla de aire/metano humedecida dentro de la escala de temperatura de gas de entrada requerida de aproximadamente 500°C a aproximadamente 750°C para el ATR 26 suministrar el reformado dentro de la escala de temperatura de gas de entrada requerida de alrededor de 180°C a alrededor de
240°C para el LTS 32, para todos los regímenes de flujo de la mezcla de aire/metano y reformado dentro del espectro de operación del sistema 10 de celda de combustible. A este respecto, se debe observar que los regímenes de flujo de masa del aire/metano humedecido y el reformado hacia el intercambiador 50 térmico son esencialmente proporcionales entre sí a través del espectro de operación del sistema 51. En una modalidad altamente preferida, el intercambiador 50 térmico es capaz de mantener la temperatura de entrada de la mezcla de aire/metano humedecida dirigida al ATR 26 dentro de una escala de 50° C centrada en una temperatura de meta, que en una modalidad preferida es 630°C, y mantener la temperatura de salida para el reformado dirigida al LTS 32 dentro de una escala de temperatura de 40°C centrada en una temperatura de meta, que en una modalidad preferida es aproximadamente 210°C, para todos los regímenes de flujo de masa de la mezcla de aire/metano humedecida y reformado dentro del espectro de operación del sistema 51 de celda, de combustible. A este respectivo, el régimen de flujo de masa de operación máximo puede ser hasta siete veces mayor que el régimen de flujo de operación mínimo, y en algunas modalidades preferidas, el régimen de flujo de masa de operación máximo puede ser hasta diez veces mayor que el régimen de flujo mínimo. Proporcionando pasivamente lo que son temperaturas de salida esencialmente constantes a través del espectro de operación del sistema 51 de celda de combustible para ambos, la mezcla de aire/metano humedecida y reformado, el intercambiador 50 térmico es capaz de eliminar la necesidad de un esquema de control activo, tal como el sistema 38 de control,, simplificando de esta manera el sistema 51 de celda de combustible en comparación con un sistema de celda de combustible típico, tal como el sistema 8. La Figura 3 es una representación diagramática del intercambiador 50 térmico de recuperación para transferir calor entre primero y segundo fluidos 52 y 54, que para el sistema 51 de celda de combustible de la Figura 2 son la mezcla de aire/metano humedecida y el reformado, respectivamente. El intercambiador 50 térmico incluye una primera trayectoria 56 de flujo de múltiples pasos (mostrada por la linea de guiones en la Figura 3) para el primer fluido 52, y una segunda trayectoria 58 de flujo de múltiples pasos (mostrada por la linea sólida en la Figura 3) para el segundo fluido 54. Cada paso 60 de la primera trayectoria 56 de flujo tiene una entrada 62 y una salida
64, y cada paso de 66 de la segunda trayectoria 58 de flujo tiene una entrada 68 y una salida 70. Los pasos 60 y 66 de la primera y segunda trayectorias 56 y 58 de flujo están dispuestos en pares 72 adyacentes, con cada paso 60 de la primera trayectoria 56 de flujo emparejada con un paso 66 adyacente de la segunda trayectoria 58 de flujo. Los pasos 60 y 66 están dispuestos de manera que el primer fluido 52 encuentre cada par 72 adyacente en un orden que es opuesto al orden en el que el segundo fluido 54 encuentra cada par 72 adyacente. Las entradas 62 y 68 y las salidas 64 y 760 para cada par 72 adyacente están dispuestas una con relación a la otra para proporcionar una relación de flujo de cocorriente entre el primero y segundo fluidos 52 y 54 a medida que fluyen a través del par 72 adyacente. Cada par 72 adyacente está configurado para proporcionar una efectividad de transferencia térmica suficiente para que las temperaturas del primero y segundo fluidos 52 y 54 se acerquen estrechamente u obtengan una temperatura común en las salidas 64 y 70 del par 72 adyacente al régimen de flujo de masa de operación máximo. El análisis ha mostrado que la temperatura de salida del primero y segundo fluidos 52 y 54 se puede mantener dentro de una escala de temperatura aceptable para regímenes de flujo de masa de operación que varian por una relación de 10 a 1. Se debe observar que la Figura 3 proporciona para hasta n pares 72 adyacentes de los pasos 60 y 66. El perfil de temperatura de fluido arriba descrito probablemente se entienda mejor con referencia a la gráfica mostrada en la Figura 4 en conjunción con la Figura 3. Para propósitos de ilustración, el primer fluido será el fluido con la temperatura más fría cuando entra al intercambiador 560 térmico y, consecuentemente el calor se transferirá del segundo fluido 54 al primer fluido 52 de manera de elevar la temperatura del primer fluido 52 a medida que pasa a través del intercambiador 50 térmico y reducir la temperatura del segundo fluido 54 a medida que pasa a través del intercambiador 50 térmico. La Figura 4 ilustra las temperaturas del primer fluido 52 y el segundo fluido 54 a medida que fluyen a través de los pares 12' y 72" adyacentes mostrados en la Figura 3, con una distancia de referencia desde la entrada 62' mostrada en el eje horizontal de la gráfica. Se debe entender que aún cuando se proporcionan en números absolutos de grados Celsius y milímetros, las temperaturas y distancias mostradas en la Figura 4 son para propósitos de ilustración solamente, mostrando un ejemplo de trabajo, y que las temperaturas y distancias para cada par 72 adyacente de un intercambiador 50 térmico particular serán altamente dependientes de los parámetros particulares de cada aplicación. Como se ve de la Figura 4, a medida que el primer fluido 52 fluye desde la entrada 62' a la salida 64' y el segundo fluido 54 fluye de la entrada 68" a la salida 70", la temperatura de los dos fluidos 52 y 54 se acerca estrechamente u obtiene una temperatura común en las salidas 64' y 70" del par 72' adyacente. De manera similar, se puede ver que a medida que el primer fluido 52 y el segundo fluido 54 fluyen desde sus entradas 62" y 68' respectivas a sus salidas 64" y 70' respectivas, el primero y segundo fluidos 52 y 54 nuevamente se acercan estrechamente u obtienen una temperatura común en las salidas 64" y 70' del segundo par 72" adyacente. De esta manera, se puede ver que cada par 72' , 72" "persigue" las temperaturas del primero y segundo fluidos 52 y 54 en sus salidas 64' , 70", 64", y 70' respectivas. De preferencia, este perfil de temperatura de fluido se logra diseñando cada par 72 para alcanzar una efectividad de transferencia de calor de flujo a cocorriente máximo a los regímenes de flujo de masa de operación máximos para el primero y segundo fluidos 52 y 54, que debe asegura el funcionamiento deseado en todos los regímenes de flujo de masa inferiores para el primero y segundo fluidos 52 y 54. La Figura 5 ilustra una construcción posible para el intercambiador 50 térmico e incorpora una pila de unidades 80 de intercambio térmico, que puede ser un diseño de tipo de placa apilada, formada, o una construcción de tipo de barra-placa tales como son bien conocidos en la industria de intercambiador térmico, particularmente en enfriadores de aceite. Se puede ver que el intercambiador 50 térmico incluye tres pares 72 adyacentes de los pasos 60 y 66 de la primera y segunda trayectorias 56 y 58 de flujo, con los pasos 60 y 66 dispuestos en una relación de flujo de cocorriente en cada par 72 adyacente, y el fluido 52 encontrando cada par 72 adyacente en un orden que es opuesta al orden en que el fluido 54 encuentra dada uno de los pares 72 adyacentes. En la modalidad ilustrada, cada uno de los pares 72 adyacentes está hecho de una pluralidad de unidades 80 de intercambio térmico en la forma de placas 80 de copa estirada, apiladas formadas, cada una teniendo cuatro aberturas 82 en sus esquinas que están alineadas con las aberturas en las placas 80 adyacentes y selladas a las mismas para formar distribuidores para las entradas 62 y 68 respectivas y salidas 64 y 70 de cada uno de los pasos 60 y 66. Las cámaras 84 de flujo alternas se definen entre las placas 80 para cada uno de los pasos 60 y 66. Consecuentemente, se debe apreciar que hay múltiples cámaras. 84 de flujo paralelas para cada uno de los pasos 60 y 66 en cada uno de los pares 72 adyacentes. Si se requiere, un elemento de transferencia térmica tal como una aleta o aparato de turbulencia 86 se puede proporcionar en cada una de las cámaras 84 de flujo. Se proporciona una placa 88 divisoria entre cada uno de los pares 72 adyacentes, y en la parte superior e inferior de los pares 72 adyacentes más superior y más inferior, respectivamente, para separar los pares 72 adyacentes y cerrar las cámaras 84 de flujo más superior y más inferior. La Figura 6 ilustra otra posible construcción para el intercambiador 50 térmico que incorpora una construcción de tipo barra-placa. Más específicamente, cada una de las unidades 80 de intercambio térmico se proporciona en la forma de combinación 80 de barra-placa, una de las cuales se muestra en la Figura 6. La modalidad de la Figura 6 es algo más compleja que aquella de la figura 5 en que para cada combinación 80 de barra-placa, hay dos pares 72 adyacentes. En esta modalidad, cada barra 90 es una barra integral que incluye dos de las aberturas 82 adyacentes entre sí en un extremo y separadas de una cámara 84 de flujo en forma de U definida por la barra 90. Una placa u hoja 91 separadora y algunas hojas 92 delgadas cobresoldadas se proporcionan entre cada una de las barras 90 para formar una capa del intercambiador 50 térmico. Las aberturas 82 en cada una de las barras 90 se combinan con las aberturas 82 en cada tercera barra 90 para definir un distribuidor de flujo para el fluido 52 o 54 que no está pasando a través de la cámara 84 de flujo de la barra 90. Nuevamente,, para propósitos de ilustración, el régimen de flujo de la Figura 6 también se ilustra y entiende con referencia a la Figura 4 y la discusión anterior relacionada con la misma. Se debe entender que los detalles de cada construcción serán altamente dependientes de los parámetros particulares de cada aplicación, tales como los regímenes de flujo, los fluidos particulares usados para el primero y segundo fluidos 52 y 54, las temperaturas de entrada para los fluidos 52 y 54 primero y segundo, y las temperaturas de salida deseadas para los fluidos 52 y 54 primero y segundo. Las Figuras 7 y 8 ilustran como se puede disponer la construcción de la Figura 6 para proporcionar seis pasos en una modalidad del intercambiador 50 térmico. Como se puede ver, el íntercambiador 50 térmico en la Figura 7 tiene seis pares 72 adyacentes formados de seis de los pasos 60 para la primera trayectoria 56 de flujo y seis de los pasos 66 para la segunda trayectoria 58 de flujo. Para facilidad de entendimiento, cada uno de los números de referencia para los pasos 60 y 66, entradas 62 y 68 y salidas 64 y 70 se proporcionan con un suscrito que tiene un número romano que muestra el orden de pasaje para cada uno de los fluidos 52 y 54 respectivos. Como con la modalidad del inte cambiador térmico de la Figura 5, la modalidad del intercambiador térmico en la Figura 7 proporciona múltiples cámaras 84 de flujo para cada uno de los pasos 60 y 66 en capas apiladas de las combinaciones 80 de barra-placa, y se proporcionan placas 88 separadoras para separar las cámaras 84 de flujo de las capas apiladas adyacentes de las combinaciones 80 de barra-placa y cerrar la parte más superior y la parte más inferior de las cámaras 84 de flujo. Como se ve mejor en la Figura 8, el intercambiador 50 térmico se puede proporcionar con accesorios 94 de entrada y salida apropiados para el primero y segundo fluidos 52 y 54. La Figura 9 es otra gráfica de temperatura contra distancia de flujo que ilustra el régimen de flujo para la modalidad del intercambiador térmico mostrado en las Figuras 7 y 6. Se puede ver de la Figura 9 que la efectividad de transferencia térmica de cada uno de los pares 72 es suficiente para los fluidos 52 y 54 primero y segundo para que se acerquen estrechamente o alcancen una temperatura común en las salidas 64 y 70 de cada par 72 para el régimen de flujo de masa máximo. De esta manera, se puede ver que cada uno de los pares 72 "persigue" las temperaturas de los fluidos 52 y 54 primero y segundo en las salidas 64 y 70 respectivas de cada par 72. También se puede ver que el primer fluido 52 encuentra cada uno de los pares 72 adyacentes en un orden opuesto al segundo fluido 54. Las Figuras 10 y 11 ilustran otra construcción posible para el intercambiador 50 térmico que incorpora una pluralidad de unidades de intercambio térmico provistas en la forma de una disposición circunferencial de tubos 100 de intercambio térmico que tienen interiores 102 para recibir el primer fluido y exteriores 104 sobre los que se dirige el segundo fluido 54 en un tabique 105 de desviación de forma de disco, una serie de tabiques 1067 de desviación anulares, y un juego coaxial de paredes 108 cilindricas. En la modalidad ilustrada, los tabiques de desviación anulares más a la izquierda y más a la derecha sirven como placas 107 de colector que reciben sel.lablemente los extremos de los tubos 100. De preferencia, los exteriores 104 de los tubos 100 se proporcionan con aletas 110 (no mostradas en la Figura 11) en la forma de aletas de plata de forma anular. Se debe apreciar que aún cuando se ilustran aletas de placa, puede ser deseable emplear otros tipos de aletas en algunas aplicaciones. Se puede ver. que el intercambiador 50 térmico de las Figuras 10 y 11 incluye dos pares 72 adyacentes de los pasos 60 y 66 de la primera y segunda trayectorias 56 y 58 de flujo, con los pasos 60 y 66 dispuestos en una relación de cocorriente en cada par adyacente de 72 y el fluido 52 encontrando cada uno de los pares 72 adyacentes en un orden que es opuesta al orden en que el fluido 54 encuentra cada uno de los pares 72 adyacentes. El primer paso 60 incluye una entrada 62 en la forma de las aberturas en los extremos de mano derecha de los tubos 100 y una salida 64 en un punto medio en los tubos 100, y el segundo paso 60' incluye una entrada 62' en el punto medio de los tubos 100 y una salida 64' en la forma de las aberturas en los extremos de mano izquierda de los tubos 100. El primer paso 66 incluye una entrada 68 anular definida entre el lado de mano izquierda del tabique 105 de desviación y el lado de mano derecha de uno de los tabiques 106 de desviación, y una salida 70 anular definida entre el lado de mano derecha del tabique 106 de desviación más a la izquierda y el lado de mano izquierda de otro de los tabiques 106 de desviación. El segundo paso 66' incluye una entrada 68' anular definida entre el lado de mano izquierda del tabique 106 de desviación más a la derecha y el lado de mano derecha de todavía otro de los tabiques 106 de desviación, y una salida 70' anular definida entre el lado de mano derecha del tabique 105 de desviación y el lado de mano izquierda de todavía otro de los tabiques 106 de desviación. Las dos paredes 108 cilindricas más externas dirigen el segundo fluido 54 desde la salida 70 del primero paso 66 a la entrada 68' del segundo paso 66' . De esta manera, en la modalidad ilustrada, cada uno de los pares adyacentes de 72 se define por la mitad de las longitudes de cada uno de los tubos 100, el disco 105, y tres de los tabiques 106 de desviación. También se puede ver que en cada uno de los pasos 66 los tabiques 106 de desviación dirigen el segundo fluido 54 en tres pasos secundarios, con el segundo fluido 54 teniendo una relación de flujo transversal localizado con el primer fluido en cada uno de los subpasos 12. De esta manera, además de la relación de flujo a cocorriente total para los fluidos 52 y 54 en cada uno de los pares 72 adyacentes, el intercambiador 50 térmico de las Figuras 10 y 11 también proporciona flujo transversal localizado de los fluidos 52 y 54. Se debe observar que aún cuando el intercambiador 50 térmico mostrado en las Figuras 10 y 11 tiene tres de los subpasos 112, puede ser deseable en algunas aplicaciones proporcionar intercambiadores térmicos de construcciones similares sin ninguno de los subpasos, o con más de tres subpasos proporcionando más de los tabiques 106 de desviación en cada uno de los pasos 66. Como en modalidades previamente descritas del intercambiador 50 térmico, cada par 72 adyacente del intercambiador 50 térmico de las Figuras 10 y 11 está configurado para proporciona una efectividad de transferencia térmica suficiente para que la temperatura de los fluidos 52 y 54 primero y segundo se acerque estrechamente u obtengan una temperatura común en las salidas 64 y 70 de los pares 72 adyacentes al régimen de flujo de masa de operación máximo. Nuevamente, el análisis ha mostrado que la temperatura de salida de los fluidos 52 y 54 primero y segundo se puede mantener dentro de una escala de temperatura aceptable para regímenes de flujo de masa de operación que varían por una relación de 10 a 1. El perfil de temperatura de fluido arriba descrito probablemente se entienda mejor con referencia a la gráfica mostrada en la Figura 12, que ilustra las temperaturas del primer fluido 52 y el segundo fluido 54 a medida que fluyen a través de los pared 72 y 72' adyacentes mostrados en la Figura 10, con una distancia de referencia desde la entrada 62 mostrada en el eje horizontal de la gráfica. Como se ve en la Figura 12, a medida que el primer fluido 52 fluye desde la entrada 62 a la salida 64 y el segundo fluido 54 fluye desde la entrada 68' a la salida 70' , la temperatura de los dos fluidos 52 y 54 se acerca estrechamente u obtiene una temperatura común en las salidas 64 y 70' del par 72 adyacente. De manera similar, se puede ver que a medida que el primer fluido 52 y el segundo fluido 54 fluyen desde sus entradas 62' y 68 respectivas a sus salidas 64' y 70 respectivas, el primero y segundo fluidos 52 y 54 nuevamente se acercan estrechamente u obtienen una temperatura común en las salidas 64' y 70 del segundo par adyacente 72 ¡. De preferencia, este perfil de temperatura de fluido se logra diseñando cada par 72, 72' para lograr una efectividad de transferencia máxima a los regímenes de flujo de masa de operación máximos para el primero y segundo fluidos 52 y 54, que aseguraría el funcionamiento deseado a todos los regímenes de flujo de masa inferiores para el primero y segundo fluidos 5 y 54. Se debe observar que los puntos de datos A, ?' , B y B' en la Figura 12 representan las temperaturas de fluido en las transiciones entre cada uno de los subpasos 112 como se muestra en la Figura 10. Una particularidad opcional y preferida de la construcción de intercambiador térmico mostrada en las Figuras 10 y 11 es que la construcción 50 se puede hacer como una unidad 120 integrada con un reformador 26 auto térmico (ATR) cuando se emplea en un sistema de procesamiento de combustible de un sistema de celda de combustible. Como se muestra en las Figuras 10 y 11, cuando menos parte del ATR 26 está colocado de preferencia dentro de una de las paredes 10.8 cilindricas más internas, rodeada por cuando menos parte del intercambiador 50 térmico. En las modalidades ilustradas, el ATR 26 está rodeado por el paso 60' final de la trayectoria 56 de flujo y el paso 66 inicial de la trayectoria 58 de flujo, con una entrada 122 del ATR conectada a la salida 64' para recibir la mezcla 52 de aire/combustible de la misma y una salida 124 conectada a la entrada 68 para dirigir el reformado 54 a la misma, como se ve mejor en la Figura 10. Aún cuando se prefiere que cuando menos parte del ATR 26 esté rodeado por cuando menos parte del intercambiador 50 térmico, en algunos aplicaciones puede ser ventajoso colocar el ATR 26 con relación al intercambiador 50 térmico de manera que el intercambiador 50 térmico no rodee ninguna parte del ATR 26. En la modalidad ilustrada, la unidad 120 integrada recibe la mezcla 52 de aire/combustible a través de una conexión 130 de entrada y dirige el reformado 54 desde una conexión 132 de salida a un reactor de desplazamiento de agua-gas de temperatura media (MTS) (no mostrado). En comparación con el sistema 36 de procesamiento de combustible de la Figura 2, el sistema de procesamiento de combustible en la unidad 120 integrada elimina el HTS 28 y el LTS 32 utilizando el MTS. Como una opción adicional a este respecto, la unidad 120 integrada se puede proporcionar con inyección de agua en su descarga para proporcionar enfriamiento adicional del reformado y humectación adicional de los reformados 54 para reacciones de corriente abajo. La unidad integrada está encerrada por un alojamiento 134 generalmente cilindrico que incluye una cámara 136 impelente anular para dirigir la mezcla 52 de aire/combustible desde la conexión 130 de entrada al intercambiador 50 térmico. Se debe enfatizar que la integración con el ATR 26 es opcional para el intercambiador 50 térmico de las Figuras 10 y 11, y que el intercambiador 50 térmico se puede proporcionar sin el ATR 26. Además, se debe apreciar que aún cuando la disposición circunferencial de tubos 100 y los tabiques 106 de desviación anulares se prefieren, en algunas aplicaciones puede ser deseable proporcionar los tubos en una disposición no circunferencial con tabiques de desviación de una forma apropiada para dirigir el fluido 54 a través de los pasos 66. Se debe entender que aún cuando se han mostrado diversas modalidades del intercambiador 50 térmico, hay muchas const ucciones posibles para dicho intercambiador térmico. Por ejemplo, mientras que los intercambiadores 50 térmicos que tienen dos, tres y seis pares 72 adyacentes se ha mostrado, es posible que eL intercambiador térmico tenga tantos pares adyacentes como se requiera para lograr las temperaturas dé salida esencialmente constante como se dite por los parámetros particulares de cada aplicación. A este respecto, para un juego determinado de condiciones de entrada (temperatura, flujo de masa), el número N de pares 72 adyacentes determina las temperaturas de salida para cada uno de los fluidos 52 y 54, suponiendo que cada par 72 "persigue" las temperaturas como se describió previamente. Se puede ver de una comparación de las Figuras 4 y 9 que aumentando el número N de los pares 72 se aumenta la efectividad total de intercambiador térmico y desplaza la temperatura de salida del fluido 52 frió hacia arriba y la temperatura de salida de fluido 54 caliente hacia abajo, permitiendo de esta manera que el intercambiador 50 térmico se diseñe para proporcionar una escala de temperatura deseada entre las temperaturas de entrada y salida de los fluidos 52 y 54 frió y caliente proporcionando un número N apropiado de par 72 adyacente. También se debe entender que, mientras que se han mostrado ejemplos formados de placa apilada, y barra-placa, y tubo y aleta para las unidades 80 de intercambio térmico, cualquier unidad de intercambio térmico apropiado se puede emplear si se dicta para lograr el funcionamiento requerido para una aplicación particular. Se debe apreciar que proporcionando temperatura de salida esencialmente constante, es decir, una temperatura de salida que varia a través de una banda aceptablemente pequeña para la aplicación particular para todos los regímenes de flujo dentro del espectro de operación de la aplicación particular, el intercambiador térmico de recuperación puede eliminar la necesidad de un control activo de las temperaturas de salida, simplificando de esta manera potencialmente la aplicación particular, reduciendo el costo y complejidad y aumentando la confiabilidad . Otro beneficio potencial del intercambiador 50 térmico es que se puede diseñar para ser relativamente resistente al ensuciamiento. Más específicamente, puesto que los fluidos 52 y 54 se acercan a una temperatura común en las salidas 64 y 70 de cada par 72, el intercambiador 50 térmico se puede sobredimensionar sin impactar las temperaturas de salida. Esta dimensión superior permitiría una disminución substancial en funcionamiento de transferencia térmica, tal como mediante ensuciamiento, del núcleo sin ningún cambio en las temperaturas de salida de los fluidos 52 y 54. Habiendo manifestado un par de las ventajas potenciales del intercambiador 50 térmico, se debe entender que cada modalidad del intercambiador 50 térmico puede no proporcionar todas o cualquiera de estas ventajas potenciales manifestadas.