NO329262B1 - Luftkjolt varmeveksler - Google Patents

Luftkjolt varmeveksler Download PDF

Info

Publication number
NO329262B1
NO329262B1 NO20084551A NO20084551A NO329262B1 NO 329262 B1 NO329262 B1 NO 329262B1 NO 20084551 A NO20084551 A NO 20084551A NO 20084551 A NO20084551 A NO 20084551A NO 329262 B1 NO329262 B1 NO 329262B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
outlet
air
heat exchanger
cooled heat
pipe
Prior art date
Application number
NO20084551A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20084551L (no
Inventor
Oyvind Kaasa
Gyllensten Atle Johnsen
Original Assignee
Statoilhydro Asa
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 Statoilhydro Asa filed Critical Statoilhydro Asa
Priority to NO20084551A priority Critical patent/NO329262B1/no
Priority to PCT/NO2009/000367 priority patent/WO2010050820A1/en
Publication of NO20084551L publication Critical patent/NO20084551L/no
Publication of NO329262B1 publication Critical patent/NO329262B1/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/08Fluid driving means, e.g. pumps, fans

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Luftkjølt varmeveksler, omfattende - en rørbunt i form av et antall rørseksjoner anordnet mer eller mindre parallelt og nær hverandre, men med avstand som tillater luftstrøm mellom rørseksjonene, hvilke rørseksjoner er åpne i endene, idet rørbunten haren innløpsside med åpne ender og en utløpsside med åpne ender, - en innløpsmanifold anordnet slik at ett innløp for varmt fluid er koblet til rørbuntens innløpsside, - en utløpsmanifold anordnet slik at rørbuntens utløpsside er koblet til ett utløp for avkjølt fluid. Varmeveksleren er særpreget ved at den omfatter:. - to innløp for kald luft til rørbunten, - anordnet på motsatte sider av rørbunten, - to utløpskanaler for varm luft fra rørbunten, koblet til motsatte sider av rørbunten, og - minst en vifte i hvert utløpskanal, anordnet i en beskyttet posisjon i utløpskanalen.

Description

Oppfinnelsens område
Den foreliggende oppfinnelse vedrører luftkjølte varmevekslere. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en luftkjølt varmeveksler som er særlig egnet for ugjestmilde værforhold, slik som i arktiske strøk eller ørkenstrøk, idet varmeveksleren likevel har høy RAM (reliability, availability, maintenance).
Oppfinnelsens bakgrunn og kjent teknikk
Luftkjølte varmevekslere brukes generelt innen prosessindustrien, for eksempel i anlegg for fremstilling eller behandling av LNG (Liquified Natural Gas). Standard luftkjølte varmevekslere benytter omgivelsesluft og vifter til å avkjøle fluider som strømmer i rør. To hovedtyper forekommer, nemlig kunstig trekk (forced draft) og sugeventilasjon (induced draft). Nærmere beskrivelse av luftkjølte varmevekslere kan finnes i publikasjonene "Gas Processors Suppliers Handbook (GPSA), Engineering Data Book" og i standarden API 661 (Air-Cooled Heat Exchangers for General Refinery Service). Det finnes imidlertid problemer med standard luftkjølte varmevekslere, nærmere bestemt er energivirkningsgraden lav, roterende utstyr, det vil si vifter og viftelager er ikke beskyttet mot vind, snø og is, lav RAM (Reliability, Availability, Maintenance) ved ugjestmilde værforhold fordi roterende maskineri har utilstrekkelig beskyttelse, maksimal hastighet for viftebladers periferi begrenser luftstrømkapasitet pr. rørbuntenhet, og kjølekapasiteten er upålitelig eller varierende på grunn av påvirkning av skiftende vær.
Relevante eksempler på varmevekslere av den kjente teknikk som benytter luft som kjølemedium kan finnes i patentpublikasjoner US 3 384 165 Al og i EP 0 220 607 Bl.
Det finnes behov for en luftkjølt varmeveksler med fordelaktige egenskaper med hensyn til de ovennevnte problemer.
Oppsummering av oppfinnelsen
Med den foreliggende oppfinnelse imøtekommes det ovennevnte behov, ved at oppfinnelsen tilveiebringer en luftkjølt varmeveksler, omfattende
en rørbunt i form av et antall rørseksjoner anordnet mer eller mindre parallelt og nær hverandre, men med avstand som tillater luftstrøm mellom rørseksjonene, hvilke rørseksjoner er åpne i endene, idet rørbunten har en innløpsside med åpne ender og en utløpsside med åpne ender,
en innløpsmanifold anordnet slik at ett innløp for varmt fluid er koblet til rørbuntens innløpsside,
en utløpsmanifold anordnet slik at rørbuntens utløpsside er koblet til ett utløp for avkjølt fluid.
Varmeveksleren særpreges ved at den omfatter:
to innløp for kald luft til rørbunten, anordnet på motsatte sider av rørbunten,
to utløpskanaler for varm luft fra rørbunten, koblet til motsatte sider av rørbunten, og
minst én vifte i hvert utløpskanal, anordnet i en beskyttet posisjon i utløpskanalen.
Innløpsmanifolden er koblet til en innløpsside på rørbunten, mens utløpsmanifolden er koblet til en utløpsside på rørbunten.
Innløpene for luft til rørbunten, anordnet på motsatte side av rørbunten, er anordnet henholdsvis over og under rørbunten, eventuelt på den ene og motsatte side, slik at rørbunten ligger imellom nevnte to innløp. Mest foretrukket er innløpene for luft anordnet over og under rørbunten, idet dette gir mindre følsomhet mot variabel vind, med hensyn til vindretning og styrke.
De to utløpskanaler for luft fra rørbunten er koblet til motsatte sider av rørbunten, hvilket vil si at rørbunten ligger mellom innløpene til de respektive utløpskanaler, fortrinnsvis på hver sin side av rørbunten, eventuelt over og under rørbunten. Av hensyn til den foretrukne anordning av innløpene for luft, og av hensyn til anordningen av innløpsmanifolden og utløpsmanifolden, er utløpskanalene mest foretrukket anordnet på hver sin side av rørbunten.
Med begrepene "over" og "under", eller "topp" og "bunn", menes det orientering i forhold til vertikal retning, det vil si ovenfor eller under rørbunten. Med uttrykket "motsatte sider" henvises det til horisontal retning i forhold til rørbunten, det vil si med rørbunten i midten langs en horisontal linje. Med at den minst ene vifte som finnes i hver utløpskanal er anordnet i en beskyttet posisjon i utløpskanalen, menes det at viften er plassert inne i utløpskanalen, i en posisjon som i vesentlig grad er beskyttet mot påvirkning av vær, vind, is, kondensering, bølger, vannsprut og annen værindusert påkjenning.
Det er fordelaktig anordnet minst én gassdetektor i hver utløpskanal. Gassdetektoren er av en type som er følsom for gass eller fluid som strømmer i rørbunten, for eksempel hydrokarbongass, slik at en lekkasje kan oppdages raskt idet den samles i utløpskanalen, uavhengig av atmosfæriske forhold.
I en fordelaktig utførelsesform er det anordnet varmeveksling fra utløpskanalene, idet vannfylte rør, plater eller lignende mottar varme fra utløpskanalene. Utløpskanalene har fordelaktig større tverrsnittsdimensjon på trykksiden av viften enn på sugesiden, hvilket senker trykket viften arbeider mot. Videre har utløpskanalene fordelaktig utløp i såkalt sikkert område, hvilket vil si at eventuell gass som lekker ut i utløpskanalen ledes vekk til et eksplosjonssikkert område, eksempelvis et faklingsområde.
Den luftkjølte varmeveksler omfatter fordelaktig hydraulisk drevne vifter, opererbare ved høy hastighet, og dimensjonert i henhold til utformingen av utløpskanalene. Utformingen av den luftkjølte varmeveksler ifølge oppfinnelsen med to innløp for luft til rørbunten fra to motstående eller motsatte sider av rørbunten bidrar til forbedret energivirkningsgrad pr. enhetsareal av rørseksjon. Også trekket med to motsatt plasserte utløpskanaler i forhold til rørbunten, bidrar til forbedret energivirkningsgrad pr. enhetsareal rørseksjon. Plasseringen av vifter i beskyttet posisjon inne i utløpskanalen bedrer driftssikkerheten.
Den luftkjølte varmeveksler har fordelaktig fysiske ledeplater for luftstrømning anordnet. Anordningen av fysiske ledeplater/åpninger for luftstrømoptimalisering med hensyn til maksimum varmeoverføring, bidrar til bedret energieffektivitet. Likeledes bidrar økt luftstrømkapasitet til forbedret energieffektivitet pr. enhet rørareal, særlig i forhold til tradisjonelt foretrukne rem-drevne vifter.
Antall vifter og plassering av viftene er uavhengig av rørbuntens dimensjoner. Det er kun dimensjonene av den enkelt utløpskanal (lengde, bredde, høyde) som bestemmer viftedesign og luftkapasitet i kanalen. Viftene drives fortrinnsvis hydraulisk slik at de kan tas ut enkeltvis for vedlikehold under drift gjennom å bytte ut en vifteseksjon av en kanal. I utløpskanalene er det generelt et undertrykk generert av viften, hvilket undertrykk i prinsippet kan være vakuum. Kanalene gir som sagt beskyttelse til viftene, men i tillegg vil eksplosjonsfarlig gass kunne samles fullstendig i utløpskanalene og slippes ut via et vertikalt utløp til et eksplosjonssikkert område, hvilket gir bedre kontroll med gasspredning og mindre eksplosjonsrisiko. Videre kan kanalene støyisoleres, slik at de virker støydempende, hvilket medfører at turtallet på viftene kan økes. Luftkapasiteten kan økes både fordi antall vifter kan økes, vifter kan plasseres både i parallell og i serie, turtallet kan økes og kanaltverrsnittet kan økes ved utløpet for å redusere trykktapet i kanalen. Utløpskanalene har normalt ett utløp, men kan ha to eller flere utløp, hvilket kan bidra til å øke kapasiteten. Ved at den varme luften ledes vekk fra luftkjøleren via utløpskanalene, vil ikke varm luft kunne resirkuleres, hvilket er et problem for en del luftkjølte varmevekslere. Designen av kanalene bryter med en regel i bransjen om at viftearealet skal være tilnærmet lik tverrsnittet for rørbunten.
Figur
Den foreliggende oppfinnelse er illustrert ved hjelp av én figur, nærmere bestemt figur 1 som illustrerer en luftkjølt varmeveksler ifølge oppfinnelsen.
Detaljert beskrivelse
Det henvises til figur 1 som illustrerer en luftkjølt varmeveksler 1 ifølge den foreliggende oppfinnelse, nærmere bestemt i form av hoveddelen av en luftkjølt varmeveksler ifølge oppfinnelsen, med en del av varmeveksleren skåret ut. Nærmere bestemt er det illustrert en rørbunt 2 omfattende parallelt anordnede rørseksjoner, hvilke rørseksjoner har åpne ender. I én ende er rørseksjonene koblet til en innløpsboks 3 med et innløp 4 for varmt fluid og utløp 5 til hver av rørseksj onene i rørbunten, hvorav kun ett av sistnevnte henvisningstall er innført for oversikts skyld. Videre er det illustrert en utløpsboks 6 med innløp koblet til hver av rørseksjonene i rørbunten og et utløp 7 for avkjølt fluid. Utløpsboksens innløp koblet til hver av rørseksjonene i rørbunten er ikke synlige på figuren, men er tilsvarende som utløpene på innløpsboksen. Videre er det illustrert to innløp 8 og 9, for luft til rørbunten, anordnet på motsatte side av rørbunten, idet et innløp 8 er anordnet på toppen og et innløp 9 er anordnet i bunnen av rørbunten, det vil si over og under rørbunten. Varmeveksleren står på ben som gir åpning for luft til åpningen på undersiden. To utløpskanaler, henholdsvis 10 og 11 er illustrert. Utløpskanalene er anordnet og koblet til motsatte sider av rørbunten, slik at rørbunten 2 ligger mellom innløpene til utløpskanalene 10 og 11. Minst én vifte 12 er anordnet i hver utløpskanal, i en beskyttet posisjon i utløpskanalen. På figuren er kun én vifte 12 synlig, idet en del av den ene utløpskanal og rørbunten er skåret ut fra figuren.
Den luftkjølte varmeveksler illustrert på figur 1 er kun én mulig utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse. Utløpskanalene vil generelt strekke seg langt ut fra og videre bort fra rørbunten, de er kun tegnet korte i illustrasjonsøyemed. Dersom en sier at rørbunten er en sentral del av den luftkjølte varmeveksler, gjelder at innløps- og utløpsboks er anordnet på hver sin motsatte side av rørbunten, de to innløpene er anordnet på motsatte sider av rørbunten og de to utløpskanalene er anordnet på og koblet til motsatte sider av rørbunten, slik at dersom et ortogonalt aksesystem x y z betraktes, ligger innløpsboks-utløpsboks langs én av aksene, de to innløpene for luft langs en annen av aksene og innløpene til de to utløpskanalene langs den tredje av aksene. Det er ikke nødvendig at opplinjeringen langs aksene er nøyaktig, men det er fordelaktig at elementene gir plass til hverandre ved å være anordnet på eller langs hver sin av de tre akser, hvilke akser ikke nødvendigvis må være ortogonale, og aksene som her beskrevet er ment å gi en klarere forståelse av utformingen av den luftkjølte varmeveksler, selv om betydelige avvik fra det ovennevnte kan tillates. Imidlertid er det mest fordelaktig med et ortogonalt aksesystem med anordning av elementene som beskrevet ovenfor, fordi det gir minst strømningsvei av varm luft forbi og langs varme rør, og heller større andel strømningsvei av kald luft forbi varme rør, hvilket øker energieffektiviteten.

Claims (9)

1. Luftkjølt varmeveksler, omfattende en rørbunt i form av et antall rørseksjoner anordnet mer eller mindre parallelt og nær hverandre, men med avstand som tillater luftstrøm mellom rørseksjonene, hvilke rørseksjoner er åpne i endene, idet rørbunten har en innløpsside med åpne ender og en utløpsside med åpne ender, en innløpsmanifold anordnet slik at ett innløp for varmt fluid er koblet til rørbuntens innløpsside, en utløpsmanifold anordnet slik at rørbuntens utløpsside er koblet til ett utløp for avkjølt fluid, karakterisert ved at varmeveksleren omfatter: to innløp for kald luft til rørbunten, anordnet på motsatte sider av rørbunten, to utløpskanaler for varm luft fra rørbunten, koblet til motsatte sider av rørbunten, og minst én vifte i hver utløpskanal, anordnet i en beskyttet posisjon i utløpskanalen.
2. Luftkjølt varmeveksler ifølge krav 1, karakterisert ved at ett av innløpene for kald luft er anordnet over rørbunten og ett av innløpene for kald luft er anordnet under rørbunten.
3. Luftkjølt varmeveksler ifølge krav 1, karakterisert ved at én utløpskanal er koblet til én side av rørbunten og en annen utløpskanal er koblet til motsatt side av rørbunten.
4. Luftkjølt varmeveksler ifølge krav 1, karakterisert ved at minst én gassdetektor er anordnet i hver utløpskanal.
5. Luftkjølt varmeveksler ifølge krav 1, karakterisert ved at innretninger for varmeveksling er anordnet i utløpskanalene.
6. Luftkjølt varmeveksler ifølge krav 1, karakterisert ved at utløpskanalene har større tverrsnittsdimensjon på trykksiden av viften, det vil si mot utløpet.
7. Luftkjølt varmeveksler ifølge krave 1, karakterisert ved at utløpskanalene strekker seg vertikalt opp til et utløp i et eksplosjonssikkert område.
8. Luftkjølt varmeveksler ifølge krav 1, karakterisert ved at det er anordnet fysiske ledeplater for å styre luftstrømmen jevnt over rørseksjonene i rørbunten.
9. Luftkjølt varmeveksler ifølge krav 1, karakterisert ved at viftene i utløpskanalene er hydraulisk drevne og kan opereres ved høy hastighet.
NO20084551A 2008-10-28 2008-10-28 Luftkjolt varmeveksler NO329262B1 (no)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20084551A NO329262B1 (no) 2008-10-28 2008-10-28 Luftkjolt varmeveksler
PCT/NO2009/000367 WO2010050820A1 (en) 2008-10-28 2009-10-23 Air cooled heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20084551A NO329262B1 (no) 2008-10-28 2008-10-28 Luftkjolt varmeveksler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20084551L NO20084551L (no) 2010-04-29
NO329262B1 true NO329262B1 (no) 2010-09-20

Family

ID=42129018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20084551A NO329262B1 (no) 2008-10-28 2008-10-28 Luftkjolt varmeveksler

Country Status (2)

Country Link
NO (1) NO329262B1 (no)
WO (1) WO2010050820A1 (no)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107610787A (zh) * 2017-07-24 2018-01-19 上海妍杰环境设备有限公司 钠冷快堆核电站钠泵循环系统所用的空冷器
CN110793347B (zh) * 2018-07-20 2021-01-29 山东大学 一种换热管间距优化的管壳式换热器
CN110864567B (zh) * 2018-07-20 2020-11-24 山东大学 一种数量变化换热器均衡流量设计方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1072635B (de) * 1958-12-29 1960-01-07 GEA Luftkuhler - Gesellschaft mbH, Bochum Kuhlvorrich tung mit bezuglich des zu kühlenden Mediums parallelgeschalteten Rohrelementen
US3384165A (en) * 1966-02-03 1968-05-21 Du Pont Heat exchanger
HU193135B (en) * 1985-10-24 1987-08-28 Energiagazdalkodasi Intezet Auxiliary plant for operating air-cooled equipments particularly preventing winter injuries and air-cooled cooling tower provided with such auxiliary plant

Also Published As

Publication number Publication date
NO20084551L (no) 2010-04-29
WO2010050820A1 (en) 2010-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107210071B (zh) 安全壳内部的非能动除热系统
BR112018011022B1 (pt) Condicionador de fluido, e, sistema e método para resfriamento
NO321304B1 (no) Undervanns kompressorstasjon
US6725912B1 (en) Wind tunnel and heat exchanger therefor
NO329262B1 (no) Luftkjolt varmeveksler
AU2010248927A1 (en) Natural draft air cooled steam condenser and method
SE514092C2 (sv) Anordning för behandling av en gas
JP2013160445A (ja) 熱交換ユニット及び熱交換装置
EP3650794A1 (en) A shell heat exchanger and use of a shell heat exchanger
US9052146B2 (en) Combined cooling of lube/seal oil and sample coolers
AU2011323516B2 (en) Natural draft condenser
JP2014214928A (ja) 圧縮装置
CN106440522A (zh) 一种抽气式板翅式换热器
JP5450206B2 (ja) 空気調和装置の室外ユニット
JP2014029221A (ja) 空気調和機
JP6545424B1 (ja) 空気調和機
SE526649C2 (sv) Värmepump
KR101436632B1 (ko) 냉매분배장치
US20240077001A1 (en) Gland condenser skid systems by shell & plates technology
CN106197079B (zh) 换热器以及带有换热器的贮槽
DK201600083U3 (da) Sikker plade- og ribbevarmeveksler
JP2018146214A (ja) 復水器及び発電プラント用タービンシステム
CN215256689U (zh) 一种压力实训设备
CN213514491U (zh) 压缩机排气结构及制冷设备
RU2788790C2 (ru) Устройство с ветровыми направляющими лопатками

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: STATOIL ASA, NO

CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: STATOIL PETROLEUM AS, NO

CREP Change of representative

Representative=s name: TANDBERGS PATENTKONTOR AS, POSTBOKS 1570 VIKA, 011

MM1K Lapsed by not paying the annual fees