NO336863B1 - Underwater heat exchanger - Google Patents

Underwater heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
NO336863B1
NO336863B1 NO20130852A NO20130852A NO336863B1 NO 336863 B1 NO336863 B1 NO 336863B1 NO 20130852 A NO20130852 A NO 20130852A NO 20130852 A NO20130852 A NO 20130852A NO 336863 B1 NO336863 B1 NO 336863B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
nozzles
heat exchanger
circumference
water
exchanger according
Prior art date
Application number
NO20130852A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20130852A1 (en
Inventor
Ashish Jain
Espen Hauge
Claudia Martins Da Silva
Original Assignee
Vetco Gray Scandinavia As
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 Vetco Gray Scandinavia As filed Critical Vetco Gray Scandinavia As
Priority to NO20130852A priority Critical patent/NO336863B1/en
Priority to AU2014203171A priority patent/AU2014203171A1/en
Priority to GB1410666.0A priority patent/GB2517271A/en
Priority to US14/307,863 priority patent/US20140367067A1/en
Priority to BR102014015502A priority patent/BR102014015502A2/en
Publication of NO20130852A1 publication Critical patent/NO20130852A1/en
Publication of NO336863B1 publication Critical patent/NO336863B1/en

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
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/0206Heat exchangers immersed in a large body of liquid
    • F28D1/022Heat exchangers immersed in a large body of liquid for immersion in a natural body of water, e.g. marine radiators
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/0007Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00 for underwater installations
    • 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
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0426Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
    • 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
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0472Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being helically or spirally coiled
    • 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
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0477Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/01Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
    • E21B43/017Production satellite stations, i.e. underwater installations comprising a plurality of satellite well heads connected to a central station

Abstract

En undersjøisk varmeveksler er beskrevet, der varmeveksleren har en bunt (1) rør som omfatter minst én rørvikling (2) innrettet til å operere nedsenket i vann og tjener til å lede et fluid (F) til avkjøling av omgivende vann i kontakt med røret, idet rørbunten har en lengde (L) og en omkrets (0). Et antall dyser (3) er fordelt i rommet omkring nevnte omkrets (0) slik at dysene tjener til å sende jetstråler (J) av vann som treffer rørene, der dysene er orientert slik at de i det omgivende vannvolumet genererer en fortrengning (R) som passerer omkretsen (0) på et antall steder og i et antall retninger.An underwater heat exchanger is disclosed, wherein the heat exchanger has a bundle (1) pipe comprising at least one pipe winding (2) adapted to operate submerged in water and serving to conduct a fluid (F) for cooling ambient water in contact with the pipe; the tube bundle having a length (L) and a circumference (0). A plurality of nozzles (3) are distributed in the space about said circumference (0) so that the nozzles serve to transmit jet jets (J) of water hitting the pipes, the nozzles being oriented so as to generate a displacement (R) in the surrounding water volume. passing the circumference (0) in a number of locations and in a number of directions.

Description

Undersjøisk varmeveksler Subsea heat exchanger

Oppfinnelsens område Field of the invention

Foreliggende oppfinnelse vedrører varmevekslere med tvunget konveksjon for undersjøisk bruk. The present invention relates to heat exchangers with forced convection for underwater use.

Bakgrunn for oppfinnelsen og tidligere kjent teknikk Background to the invention and prior art

Ved gjenvinning og produksjon av gass og olje fra undersjøiske brønner vil det ofte kreves varmevekslere for å regulere temperaturen i produksjonsfluidet eller f.eks. i kjølemedia brukt i produksjonsutstyr. When recovering and producing gas and oil from underwater wells, heat exchangers will often be required to regulate the temperature of the production fluid or e.g. in cooling media used in production equipment.

Undersjøiske varmevekslere er ofte basert på naturlig konveksjon til sjøvann, og kan være av typen passive eller tvungne konveksjonskjølere. I utgangspunktet omfatter en passiv konveksjonskjøler en serie rør som er eksponert av sjøvann som kan sirkulere fritt mellom rørene. Passive konveksjonskjølere er som oftest omfangsrike og tunge strukturer og er utsatt for driftsparametre som ikke lar seg styre, slik som variasjoner i havstrømmer og vanntemperatur, noe som fører til liten eller ingen styringsmulighet av avkjølingsprosessen. Subsea heat exchangers are often based on natural convection to seawater, and can be of the type passive or forced convection coolers. Basically, a passive convection cooler comprises a series of tubes that are exposed to seawater that can circulate freely between the tubes. Passive convection coolers are usually bulky and heavy structures and are exposed to operating parameters that cannot be controlled, such as variations in ocean currents and water temperature, which leads to little or no possibility of controlling the cooling process.

En tvungen konveksjonskjøler omfatter typisk en rørbunt omsluttet av et ytre skall eller kanal som er koblet til en drevet pumpe eller propell som genererer en tvungen strøm av vann/sjøvann gjennom kanalen. Eksempler på tvungne konveksjons-kjølere kan finnes f.eks. i WO 2010/002272 Al, WO 2012/141599 Al eller WO 2013/004277 Al. Kanaliserte, tvungne konveksjons-kjølere gir en forbedret styring av temperaturen i målfluidet, men kan fortsatt være utsatt for biologisk begroing og avsetning av materiale på varmevekslerrørene. A forced convection cooler typically comprises a tube bundle enclosed by an outer shell or duct which is connected to a driven pump or propeller which generates a forced flow of water/seawater through the duct. Examples of forced convection coolers can be found e.g. in WO 2010/002272 A1, WO 2012/141599 A1 or WO 2013/004277 A1. Channeled, forced convection coolers provide improved control of the temperature in the target fluid, but may still be subject to biological fouling and deposition of material on the heat exchanger tubes.

Sammenfatning av oppfinnelsen Summary of the Invention

Foreliggende oppfinnelse sikter på å fremskaffe en tvungen konveksjonsvarmeveksler med forbedret styring av kjølings-prosessen. The present invention aims to provide a forced convection heat exchanger with improved control of the cooling process.

Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en tvungen konveksjonsvarmeveksler som er mindre utsatt for avleiringer av partikler eller biologiske materialer på varmevekslerrør. Another object of the present invention is to provide a forced convection heat exchanger which is less susceptible to deposits of particles or biological materials on heat exchanger tubes.

Enda et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe effektiv avkjøling ved tvunget konveksjon i en varmeveksler som har kompakt konstruksjon. Yet another purpose of the present invention is to provide effective cooling by forced convection in a heat exchanger which has a compact construction.

Disse og andre formål blir oppnådd i en varmeveksler i henhold til foreliggende oppfinnelse idet en turbulent strøm av vann over varmevekslerrørene blir dannet ved hjelp av et antall dyser som er innrettet til å sende ut jetstråler av vann mot rørene. These and other purposes are achieved in a heat exchanger according to the present invention in that a turbulent flow of water over the heat exchanger tubes is formed by means of a number of nozzles which are arranged to send out jets of water towards the tubes.

Mer nøyaktig forklart er det skaffet en undersjøisk varmeveksler som omfatter: - en bunt av rør som har minst én rørvikling som er innrettet for drift nedsenket i vann og som tjener til å lede et fluid som skal avkjøles av omgivende vann som er i kontakt med røret, rørbunten har en lengde og en omkrets, - en manifold og et antall stigerør som strekker seg fra manifolden i lengderetningen av rørbunten, idet hvert stigerør bærer et sett dyser fordelt i rommet rundt omkretsen, og - en undersjøisk motor-og-pumpesammenstilling som sender sjøvann med forhøyet trykk og strømningsrate inn i manifolden, idet dysene tjener til å sende ut jetstråler av vann som treffer rørene, der dysene er orientert slik at de genererer en fortrengning i det omgivende vannvolumet, som passerer omkretsen på et antall steder og i et antall og retninger. More precisely explained, a subsea heat exchanger has been provided which comprises: - a bundle of tubes having at least one tube winding which is adapted for operation submerged in water and which serves to conduct a fluid to be cooled by surrounding water which is in contact with the tube , the tube bundle has a length and a circumference, - a manifold and a number of risers extending from the manifold in the longitudinal direction of the tube bundle, each riser carrying a set of nozzles spaced around the circumference, and - a subsea motor-and-pump assembly which sends seawater of elevated pressure and flow rate into the manifold, the nozzles serving to emit jets of water impinging on the pipes, the nozzles being oriented to generate a displacement in the surrounding volume of water, which passes the circumference in a number of places and in a number of and directions.

Dysene er konfigurert til å generere turbulent fortrengning av vannet nær rørene. The nozzles are configured to generate turbulent displacement of the water near the pipes.

En turbulent strøm kan oppnås når, slik som det er foretrukket, dyser er innrettet i en vinkel i et plan på tvers av en forlengelse i lengderetningen av rørbunten slik at jetstråler av vann kommer fra tilnærmet tangensiell retning og treffer omkretsen av rørbunten i en vinkel på 90°. A turbulent flow can be obtained when, as is preferred, nozzles are arranged at an angle in a plane across a longitudinal extension of the tube bundle so that jets of water come from an approximately tangential direction and strike the circumference of the tube bundle at an angle of 90°.

I denne forbindelse kan oppfinnelsen realiseres i ulike utførelser og konfigurasjoner med hensyn til plassering av dyser i forhold til rørbunten. In this connection, the invention can be realized in various designs and configurations with regard to the placement of nozzles in relation to the tube bundle.

I én utførelse er dysene innrettet radielt utenfor rørbunten. Nærmere bestemt kan dysene være innrettet radielt utenfor den sirkulære omkretsen av en spiralformet rørbunt, idet dysene er rettet innover mot et sentrum på rørbunten. I denne utførelsen kan dysene være rettet slik at de i sjøvannet som omgir varmeveksleren genererer en innoverrettet fortrengning som varierer fra hovedsaklig tangensiellt til omkretsen eller hovedsakelig radiellt i forhold til sentrum av den spiralformede rørbunten, sett i ett radielt plan av varmeveksleren. In one embodiment, the nozzles are arranged radially outside the tube bundle. More specifically, the nozzles can be aligned radially outside the circular circumference of a spiral tube bundle, the nozzles being directed inwards towards a center of the tube bundle. In this embodiment, the nozzles can be directed so that in the seawater surrounding the heat exchanger they generate an inward displacement that varies from mainly tangential to the circumference or mainly radially in relation to the center of the spiral tube bundle, seen in one radial plane of the heat exchanger.

I en annen utførelse er dysene innrettet inne i rørbunten. Nærmere bestemt kan dysene være innrettet radielt inne i en spiralformet rørbunt med dysene rettet utover mot en omkrets av rørbunten. I denne utførelsen kan dysene være rettet mot sjøvannet inne i den spiralformede rørbunten og generere en utover rettet fortrengning som kan være radiell eller ikke-radiell i forhold til radialplanet i rørbunten. In another embodiment, the nozzles are arranged inside the tube bundle. More specifically, the nozzles can be arranged radially inside a helical tube bundle with the nozzles directed outwards towards a circumference of the tube bundle. In this embodiment, the nozzles can be directed towards the seawater inside the helical tube bundle and generate an outwardly directed displacement which can be radial or non-radial in relation to the radial plane of the tube bundle.

Den vinklede orienteringen av dyser kan utnyttes til å danne en roterende bevegelse og fortrenge omgivende sjøvann i og omkring rørbunten. The angled orientation of nozzles can be used to create a rotating movement and displace ambient seawater in and around the tube bundle.

I hver av de ovenfor nevnte utførelsene kan dysene dessuten In each of the above-mentioned embodiments, the nozzles can also

være innrettet i en skråstilling for å generere eller støtte en stigende fortrengning av sjøvann gjennom varmeveksleren. Derved kan dysene, alternativt eller i tillegg til vinkelinnstillingen av dyser i radialplan, være innrettet med en skråstilling mot be arranged in an inclined position to generate or support an upward displacement of seawater through the heat exchanger. Thereby, the nozzles can, alternatively or in addition to the angular setting of nozzles in the radial plane, be aligned with an inclined position towards

lengdeaksen i aksialplanet for å sende jetstråler av sjøvann med fra om lag 30° til 90° vinkel til omkretsen av rørbunten. the longitudinal axis in the axial plane to send jets of seawater at an angle of from about 30° to 90° to the circumference of the tube bundle.

Dysene får tilført sjøvann ved hjelp av en undersjøisk motor-og-pumpesammenstilling. Ved å regulere utløpet fra motor-og-pumpesammenstillingen og/eller å stenge dyser ved hjelp av av/på-ventiler, kan en oppnå en aktiv regulering av temperaturen i målfluidet. For dette formålet tillater en motor med variabelt turtall (variable speed drive - VSD) som driver sjøvannspumpen, en felles regulering av dysene. The nozzles are supplied with seawater using an underwater motor and pump assembly. By regulating the outlet from the motor and pump assembly and/or closing nozzles using on/off valves, an active regulation of the temperature in the target fluid can be achieved. For this purpose, a motor with variable speed drive (variable speed drive - VSD) which drives the seawater pump allows a common regulation of the nozzles.

Dysene kan alternativt være regulerbare (be controllable) i fellesskap ved hjelp av en trykkregulerende innretning i vannfordelingsmanifolden. The nozzles can alternatively be controllable together using a pressure regulating device in the water distribution manifold.

Et sett dyser kan i tillegg være regulerbare atskilt fra andre dysesett. For eksempel kan dysesettet bli regulert for intermitterende utløp av jetstråler av vann etter et vekslende program og i rekkefølge. Denne utførelse vil effektivt redusere kravet til kapasitet hos motor-og-pumpesammenstillingen. A set of nozzles can also be adjustable separately from other nozzle sets. For example, the nozzle set can be regulated for intermittent discharge of jets of water according to an alternating program and in sequence. This design will effectively reduce the capacity requirement of the motor and pump assembly.

I én utførelse kan pulserende jetstråler av vann fra dysene oppnås ved å installere en strømningspulsgenerator oppstrøms dysene. In one embodiment, pulsating jets of water from the nozzles can be achieved by installing a flow pulse generator upstream of the nozzles.

Dysene kan være utformet som blender utformet på stigerørene som får tilført sjøvann via manifolden. The nozzles can be designed as blenders designed on the risers, which are supplied with seawater via the manifold.

Dysene kan alternativt være utformet som venturirør eller ejektorer som opererer i samsvar med Bernoullis prinsipp. The nozzles can alternatively be designed as venturi tubes or ejectors that operate in accordance with Bernoulli's principle.

Kort beskrivelse av tegningsfigurene Brief description of the drawing figures

Utførelser av oppfinnelsen vil bli nærmere forklart nedenfor med henvisning til de vedlagte skjematiske tegningsfigurene. Tegningsfigurene viser følgende: Figur 1 er et sideriss som viser en første utførelse av en varmeveksler i henhold til foreliggende oppfinnelse. Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to the attached schematic drawings. The drawings show the following: Figure 1 is a side view showing a first embodiment of a heat exchanger according to the present invention.

Figur 2 er et grunnriss av varmeveksleren på figur 1. Figure 2 is a floor plan of the heat exchanger in Figure 1.

Figur 3 er et grunnriss tilsvarende figur 2 og viser en annen utførelse av varmeveksleren. Figur 4 er et utsnitt i større skala som viser dysearrangement i varmeveksleren. Figur 5 er en tilsvarende detalj som viser alternative arrangement av dyser i varmeveksleren. Figur 6 er et sideriss som viser en annen utførelse av varmeveksleren. Figur 7 er et grunnriss som viser enda en annen utførelse av varmeveksleren. Figure 3 is a plan corresponding to Figure 2 and shows another embodiment of the heat exchanger. Figure 4 is a section on a larger scale showing the nozzle arrangement in the heat exchanger. Figure 5 is a corresponding detail showing alternative arrangements of nozzles in the heat exchanger. Figure 6 is a side view showing another embodiment of the heat exchanger. Figure 7 is a floor plan showing yet another embodiment of the heat exchanger.

Detaljert beskrivelse av foretrukne utførelser Detailed description of preferred designs

Det presiseres at mens oppfinnelsen er beskrevet her med henvisning til en vertikalt orientert varmeveksler åpen for omgivende sjøvann, kan lærdommene her likedan anvendes for nedsenkede varmevekslere med horisontal eller skråstilt orientering. Derfor er enhver term som er brukt i beskrivelsen for å definere forhold i rommet, å forstå slik at den inkluderer tilsvarende termer brukt på varmevekslere av andre hovedorienteringer enn den illustrerte vertikale. It is specified that while the invention is described here with reference to a vertically oriented heat exchanger open to surrounding seawater, the lessons learned here can equally be applied to submerged heat exchangers with a horizontal or inclined orientation. Therefore, any term used in the specification to define conditions in the space is to be understood to include corresponding terms applied to heat exchangers of principal orientations other than the illustrated vertical one.

En varmeveksler 1 med tvunget konveksjon for undersjøisk bruk bruker en bunt av rør som omfatter minst én rørvikling 2, som en fluidstrøm F føres gjennom under overføring av varme via rørveggen til omgivende sjøvann SW. Varmeveksleren 1 opererer altså nedsenket i sjøvann, som illustrert på figur 1. A forced convection heat exchanger 1 for underwater use uses a bundle of tubes comprising at least one tube winding 2, through which a fluid flow F is passed while transferring heat via the tube wall to surrounding seawater SW. The heat exchanger 1 therefore operates submerged in seawater, as illustrated in Figure 1.

Fluidstrømmen F kan være en strøm av hydrokarbonproduksjons-fluid, som krever avkjøling før den når nedstrøms plassert utstyr slik som pumper, kompressorer o.l. Varmeveksleren 1 er imidlertid ikke begrenset til avkjøling av produksjonsfluid, men kan tilsvarende tjene til avkjøling av andre fluider som er involvert i undersjøisk hydrokarbonproduksjon, slik som f.eks. kjølefluid, smørefluid eller barrierefluid. The fluid stream F can be a stream of hydrocarbon production fluid, which requires cooling before it reaches downstream equipment such as pumps, compressors, etc. However, the heat exchanger 1 is not limited to cooling production fluid, but can similarly serve to cool other fluids that are involved in underwater hydrocarbon production, such as e.g. cooling fluid, lubricating fluid or barrier fluid.

Varmeveksleren 1 omfatter videre et antall dyser 3 som er fordelt i rommet omkring en omkrets 0 av rørbunten 2. I denne sammenhengen, slik det er brukt i beskrivelsen, er "i rommet omkring" å forstå som at dysene 3 er fordelt rundt omkretsen 0, eller i det minste langs vesentlige deler av omkretsen, og eksternt eller internt på en avstand fra omkretsen 0, som vist på et sideriss eller på et grunnriss eller bunnriss av varmeveksleren. The heat exchanger 1 further comprises a number of nozzles 3 which are distributed in the space around a circumference 0 of the tube bundle 2. In this context, as used in the description, "in the space around" is to be understood as that the nozzles 3 are distributed around the circumference 0, or at least along substantial parts of the circumference, and externally or internally at a distance from the circumference 0, as shown on a side view or on a plan or bottom view of the heat exchanger.

Dysene 3 tjener til utløp av jetstråler av sjøvann mot rørbunten 2. Dysene 3 er innrettet på stigerør 4 slik at på hvert stigerør 4 er montert et sett av dyser 3. Stigerørene 4 blir tilført sjøvann via en manifold 5 som distribuerer sjøvann med forhøyet trykk og strømningsrate, generert av en undersjøisk motor 6 og pumpe 7. The nozzles 3 serve to discharge jets of seawater towards the pipe bundle 2. The nozzles 3 are arranged on riser pipes 4 so that a set of nozzles 3 is mounted on each riser pipe 4. The riser pipes 4 are supplied with seawater via a manifold 5 which distributes seawater at increased pressure and flow rate, generated by an underwater motor 6 and pump 7.

Driften av motor-og-pumpesammenstillingen 6, 7 kan bli styrt via en drift med variabelt turtall (VSD) 8 og en varmeveksler-styreenhet (HXC) 9 som justerer tilførselen av sjøvann til dysene 3 i samsvar med temperaturen i målfluidet F, detektert av en temperaturføler (TS) 10. På denne måten justerer HXC og VSD felles virkemåte for driften av dysene i samsvar med en påkrevd kjølevirkning og reduksjon av temperaturen i målfluidet The operation of the motor and pump assembly 6, 7 can be controlled via a variable speed drive (VSD) 8 and a heat exchanger control unit (HXC) 9 which adjusts the supply of seawater to the nozzles 3 in accordance with the temperature of the target fluid F, detected by a temperature sensor (TS) 10. In this way, the HXC and VSD adjust the joint operation of the nozzles in accordance with a required cooling effect and reduction of the temperature in the target fluid

F. F.

Driften av dysene 3 kan i tillegg eller som alternativ bli regulert med ventiler 11 innrettet til å åpne for eller sperre strømmen av vann gjennom stigerøret 4, og dermed regulere driften av et sett dyser 3 separat fra de andre settene av dyser. The operation of the nozzles 3 can additionally or alternatively be regulated with valves 11 arranged to open or block the flow of water through the riser 4, thus regulating the operation of a set of nozzles 3 separately from the other sets of nozzles.

Ventilene 11 kan være utformet som av/på-ventiler, og regulert av HXC'en. Ved å åpne ventilene 11 f.eks. én av gangen i rekkefølge, kan pulserende jetstråler mot rørbunten 2 oppnås. Dette arrangementet reduserer vesentlig også den påkrevde kapasiteten ved motor og pumpe som er installert for å forsyne dysene med sjøvann. Pulserende jetstråler kan alternativt bli generert ved hjelp av en pulsgenerator installert i tilførselen av sjøvann oppstrøms dysene (ikke vist på tegningsfigurene). The valves 11 can be designed as on/off valves, and regulated by the HXC. By opening the valves 11 e.g. one at a time in sequence, pulsating jets towards the tube bundle 2 can be achieved. This arrangement also significantly reduces the required capacity of the motor and pump installed to supply the nozzles with seawater. Pulsating jets can alternatively be generated using a pulse generator installed in the supply of seawater upstream of the nozzles (not shown in the drawings).

Driftsmessig styring av antallet dyser kan alternativt oppnås ved hjelp av en trykkregulerende anordning 11' innrettet til å justere strømmen i sjøvannsfordelingsmanifolden 5, som illustrert på figur 1. Operational control of the number of nozzles can alternatively be achieved by means of a pressure regulating device 11' designed to adjust the flow in the seawater distribution manifold 5, as illustrated in Figure 1.

På en måte som er strukturmessig ukomplisert kan dysene være utformet som blender laget gjennom veggen av stigerørene. In a way that is structurally uncomplicated, the nozzles can be designed as apertures made through the wall of the risers.

Mer effektive jetstråler av vann kan bli generert fra dyser utformet som venturirør eller ejektorer som opererer i samsvar med det velkjente Bernoullis prinsipp. En tilsvarende ejektor er vist på figur 4, der denne ejektoren omfatter en dyse 3 som er installert i et venturirør 12 med en diffusorseksjon 13 med økt radius. Dysen 3 kommuniserer med stigerøret 4 via en passasje 14 gjennom veggen av stigerør. En jetstråle J med høy hastighet blir sendt ut av den konvergerende munningen av dyse 3, og danner en lavtrykksone inne i røret 12 som trekker inn sjøvann via et åpent innløp til røret. Det innestengte sjøvannet blir blandet med jetstrømmen i røret, og de blandede strømmene blir så sendt ut fra utløpsenden som vender mot rørbunten 2. More efficient jets of water can be generated from nozzles designed as venturi tubes or ejectors operating in accordance with the well-known Bernoulli's principle. A corresponding ejector is shown in figure 4, where this ejector comprises a nozzle 3 which is installed in a venturi tube 12 with a diffuser section 13 with an increased radius. The nozzle 3 communicates with the riser 4 via a passage 14 through the wall of the riser. A high-velocity jet J is sent out of the converging mouth of nozzle 3, forming a low-pressure zone inside the pipe 12 which draws in seawater via an open inlet to the pipe. The trapped seawater is mixed with the jet stream in the pipe, and the mixed streams are then sent out from the outlet end facing the pipe bundle 2.

Dysene 3 er orientert for utløp av jetstråler av vann som treffer varmevekslerrørene 2 og innfører en strøm i eller fortrengning R av det omgivende volumet av vann som passerer omkretsen 0 av varmevekslerrørene 2. Jetstrålene av vann blir splittet av rørene og blir gjenforent i områder av turbulent vann T på lesiden av rørene, i hovedsak slik det er illustrert skjematisk på figur 4. Jetstrålene som treffer losiden av rørene og den turbulente strømmen på lesiden av rørene bidrar begge til å redusere begroing, slik som begroing i form av avleiring av partikler, skjellvekst og biologisk groing på varmevekslerrørene. The nozzles 3 are oriented for the discharge of jets of water that hit the heat exchanger tubes 2 and introduce a flow in or displacement R of the surrounding volume of water that passes the circumference 0 of the heat exchanger tubes 2. The jets of water are split by the tubes and are reunited in areas of turbulent water T on the leeward side of the pipes, essentially as illustrated schematically in figure 4. The jets hitting the leeward side of the pipes and the turbulent flow on the leeward side of the pipes both contribute to reducing fouling, such as fouling in the form of particle deposition, scale growth and biological growth on the heat exchanger tubes.

Mens utsnittet på figur 4 illustrerer dyser 3 som er orientert på tvers av eller i rett vinkel mot omkretsen 0, viser utsnittet på figur 5 dyser som er vinklet i forhold til omkretsen, og mer nøyaktig som er skråstilt oppover i en vinkel a. relativt til omkretsen 0. Den skrå orienteringen av dyser 3 kan brukes til å forsterke en stigende fortrengning U av sjøvann gjennom rørbunten 2, som kommer i tillegg til den naturlige oppoverbevegelsen i form av konveksjonsstrømmer på grunn av varme som blir absorbert av det omgivende vannet. Det antas at vinkelen a. kan variere fra om lag 30° til 90° i praksis. While the section in Figure 4 illustrates nozzles 3 which are oriented across or at right angles to the circumference 0, the section in Figure 5 shows nozzles which are angled relative to the circumference, and more precisely which are inclined upwards at an angle a. relative to the circumference 0. The oblique orientation of nozzles 3 can be used to enhance an upward displacement U of seawater through the tube bundle 2, which is in addition to the natural upward movement in the form of convection currents due to heat absorbed by the surrounding water. It is assumed that the angle a. can vary from about 30° to 90° in practice.

Med henvisning nå til utførelsen som er vist på figurene 1 og 2, er det illustrert en varmevekslerkonstruksjon, der et antall dyser 3 er innrettet langsetter den sirkulære omkretsen av en spiralformet rørbunt 2, og radielt utenfor denne. Nærmere angitt er et antall stigerør 4 fordelt omkring rørbunten, der rørene 4 stiger opp fra en sirkulær manifold 5 som forbinder stigerørene med motor-og-pumpesammenstillingen 6, 7 (vist bare på figur 1). Fortrinnsvis kan stigerørene være plassert med lik vinkelavstand rundt rørbunten 2 som illustrert. Referring now to the embodiment shown in figures 1 and 2, a heat exchanger construction is illustrated, where a number of nozzles 3 are arranged along the circular circumference of a spiral tube bundle 2, and radially outside this. In more detail, a number of risers 4 are distributed around the pipe bundle, where the pipes 4 rise from a circular manifold 5 which connects the risers to the motor-and-pump assembly 6, 7 (shown only in figure 1). Preferably, the riser pipes can be placed at equal angular distances around the pipe bundle 2 as illustrated.

Hvert stigerør 4 fører et sett dyser 3<1>til 3<6>. Mens dysene 3<1>- 33 på venstre side av tegningen på figur 2 er orientert i radielle retninger mot sentrum C av rørbunten, er dysene 3<4>- 36 på høyre side av tegningen orientert i hovedsak i tangentiell retning relativt til omkretsen av rørbunten 2. Innretning av dysene i ulike orienteringer i samme varmeveksler som illustrert på figur 2 er mulig. Denne opsjonen er vist her for illustrasjonsformål, og det antas at en hyppigere praksis vil omfatte dyser som er likt orientert i forhold til omkretsen eller sentrum av varmeveksleren. Ulike kombinasjoner av antall og orientering av dyser kan imidlertid tenkes. Each riser 4 carries a set of nozzles 3<1> to 3<6>. While the nozzles 3<1>- 33 on the left side of the drawing in figure 2 are oriented in radial directions towards the center C of the tube bundle, the nozzles 3<4>- 36 on the right side of the drawing are oriented mainly in the tangential direction relative to the circumference of pipe bundle 2. Arrangement of the nozzles in different orientations in the same heat exchanger as illustrated in Figure 2 is possible. This option is shown here for illustration purposes and it is believed that a more common practice would include nozzles equally oriented with respect to the circumference or center of the heat exchanger. However, different combinations of the number and orientation of nozzles are conceivable.

Det presiseres at den utvendige plasseringen av dysene 3<1>- 3<3>på figur 2 vil medføre en fortrengning i det omgivende vannvolumet, en fortrengning der hovedkomponenten av retning er radielt mot sentrum av rørbunten 2. Likedan er det slik at den utvendige plasseringen av de tangensielt orienterte dysene 3<4>- 3<6>på figur 2 i det omgivende vannvolumet vil føre til en fortrengning som omfatter en tangensiell komponent av retning, som blir avbøyd mot det indre av varmeveksleren av jetstrålen som kommer fra den nærliggende nedstrøms dysen. I begge tilfeller vil de eksternt plasserte og innoverrettede eller de hovedsakelig tangensielt rettede dysene 3<1>til 36 generere en fortrengning R av omgivende vann som passerer omkretsen 0 av rørbunten på et antall steder og i et antall retninger, og forårsake turbulens nær rørene. Forflytningen av vann fra utsiden til innsiden av rørbunten vil videre føre til en aksiell, oppoverrettet fortrengning og utskifting av volumet av vann som er omgitt av rørviklingen 2. I tillegg vil de ikke-radielt eller hovedsakelig tangensielt orienterte dysene 3<4>- 3<6>generere en roterende forflytning av vann som omgir varmevekslerrørene 2 (dvs. en medurs rotasjon i henhold til oppstillingen på figur 2). It is specified that the external location of the nozzles 3<1>- 3<3> in Figure 2 will cause a displacement in the surrounding water volume, a displacement where the main component of direction is radially towards the center of the pipe bundle 2. Similarly, it is the case that the external the location of the tangentially oriented nozzles 3<4>- 3<6> in Figure 2 in the surrounding water volume will lead to a displacement comprising a tangential component of direction, which is deflected towards the interior of the heat exchanger by the jet coming from the nearby downstream of the nozzle. In either case, the externally located and inwardly directed or the mainly tangentially directed nozzles 3<1>to 36 will generate a displacement R of ambient water passing the circumference 0 of the tube bundle in a number of places and in a number of directions, causing turbulence near the tubes. The movement of water from the outside to the inside of the tube bundle will further lead to an axial, upward displacement and replacement of the volume of water surrounded by the tube winding 2. In addition, the non-radially or mainly tangentially oriented nozzles 3<4>- 3< 6>generate a rotating movement of water that surrounds the heat exchanger tubes 2 (ie a clockwise rotation according to the arrangement in figure 2).

En invertert konstruksjon av varmeveksleren er illustrert på figur 3. Utførelsen på figur 3 skiller seg fra den foregående ved at stigerørene 4 og dysene 3 er plassert langs en sirkulær omkrets av en spiralformet rørbunt 2 og radielt innenfor denne, der dyseåpningen peker utover mot omkretsen av rørbunten. Mens dysene 3<1>- 3<3>på høyre side av tegningsfiguren er orientert hovedsakelig i radiell retning fra sentrum C, er dysene 3<4>- 3<6>på venstre side av tegningsfiguren orientert i ikke-radielle retninger relativt til sentrum C. Også her er det mulig å innrette dysene i ulike retninger i samme varmeveksler som illustrert på figur 3. Denne muligheten er vist her for illustrasjonsformål, og det er antatt at en hyppigere praksis vil innebære dyser som er likt orientert i forhold til omkretsen eller til sentrum av varmeveksleren. Imidlertid kan det tenkes ulike kombinasjoner av antall dyser og orienteringer. An inverted construction of the heat exchanger is illustrated in Figure 3. The embodiment in Figure 3 differs from the previous one in that the riser pipes 4 and nozzles 3 are located along a circular circumference of a spiral tube bundle 2 and radially within this, where the nozzle opening points outwards towards the circumference of the tube bundle. While the nozzles 3<1>- 3<3> on the right side of the drawing figure are oriented mainly in the radial direction from the center C, the nozzles 3<4>- 3<6> on the left side of the drawing figure are oriented in non-radial directions relative to center C. Here, too, it is possible to align the nozzles in different directions in the same heat exchanger as illustrated in figure 3. This possibility is shown here for illustration purposes, and it is assumed that a more frequent practice will involve nozzles that are equally oriented in relation to the circumference or to the center of the heat exchanger. However, different combinations of the number of nozzles and orientations are conceivable.

Det vil fremgå at den interne plasseringen av dysene 3<1>- 3<3>på figur 3 vil generere en fortrengning i det omgivende vannvolumet som er omgitt av rørviklingen 2, en fortrengning der hovedkomponenten av retning er radielt utover i forhold til sentrum C. Likedan fremgår det at den interne plasseringen av dysene 3<4>- 3<6>på figur 3 vil generere en fortrengning i det omgivende vannvolumet, en fortrengning som omfatter en tangensiell retningskomponent. It will be seen that the internal location of the nozzles 3<1>- 3<3> in Figure 3 will generate a displacement in the surrounding volume of water surrounded by the pipe coil 2, a displacement in which the main component of direction is radially outwards relative to the center C Likewise, it appears that the internal location of the nozzles 3<4>- 3<6> in Figure 3 will generate a displacement in the surrounding water volume, a displacement which includes a tangential directional component.

I begge tilfeller vil dysene 3<1>til 36 som er plassert innvendig og rettet utover, radielt eller ikke radielt, generere en fortrengning R i det omgivende vannvolumet som passerer omkretsen 0 på et antall steder og i et antall retninger, og forårsake turbulens nær rørene. Fortrengningen av vann fra innsiden til utsiden av rørbunten vil videre forårsake en fortrengning nedefra av vannvolumet som er fortrengt fra innsiden av rørviklingen 2. I tillegg vil dysene 3<4>- 3<6>som er ikke-radielt rettet kunne generere en roterende fortrengning av vann som omgir varmevekslerrørene 2 (altså en rotasjon mot urviseren i henhold til oppstillingen på figur 3). In either case, the nozzles 3<1>to 36 located internally and directed outward, radially or non-radially, will generate a displacement R in the surrounding water volume passing the circumference 0 in a number of places and in a number of directions, causing turbulence near the tubes. The displacement of water from the inside to the outside of the tube bundle will further cause a displacement from below of the volume of water displaced from the inside of the tube coil 2. In addition, the nozzles 3<4>- 3<6> which are non-radially oriented will be able to generate a rotating displacement of water surrounding the heat exchanger tubes 2 (i.e. a counter-clockwise rotation according to the arrangement in figure 3).

Oppfinnelsen er ikke begrenset til noe spesifikt antall stigerør 4, antall dyser 3 eller antall vindinger i en rørvikling 2. Andre konstruksjoner i tillegg til den sirkulære konfigurasjonen illustrert på figurene 1-5 er også mulig. The invention is not limited to any specific number of risers 4, number of nozzles 3 or number of turns in a pipe winding 2. Other constructions in addition to the circular configuration illustrated in Figures 1-5 are also possible.

En alternativ konstruksjon er illustrert på figur 6, som viser et sideriss av en varmeveksler som omfatter en flat eller stort sett flat serpentinrørvikling 2. Et antall dyser 3 er distribuert langsetter store deler av en rektangulær omkrets 0, og utenpå dette dysene som i drift sørger for en fortrengning R av omgivende vann som passerer omkretsen 0 på et antall steder og i et antall retninger og forårsaker turbulens nær rørene 2. An alternative construction is illustrated in figure 6, which shows a side view of a heat exchanger comprising a flat or largely flat serpentine tube winding 2. A number of nozzles 3 are distributed along large parts of a rectangular circumference 0, and beyond this the nozzles which in operation provide for a displacement R of ambient water passing the circumference 0 in a number of places and in a number of directions and causing turbulence near the pipes 2.

Enda en annen alternativ konstruksjon er illustrert på figur 7, som viser en planskisse av det øverste rørskiktet i en varmeveksler som omfatter en rørbunt inkludert flere flatgjorte eller hovedsaklig flatgjorte spiralformede eller serpentinformede rørviklinger 2. Et antall dyser 3 er fordelt langs større deler av en rektangulær omkrets 0 og utenpå dette er dysene innrettet i sett av rør 4 som stiger fra en manifold 5. Det bemerkes at i planskissen på figur 7 er det vist bare den øverste dysen 3 i hvert sett med dyser. Yet another alternative construction is illustrated in Figure 7, which shows a plan view of the top layer of tubes in a heat exchanger comprising a bundle of tubes including several flattened or substantially flattened helical or serpentine tube windings 2. A number of nozzles 3 are distributed along larger parts of a rectangular circumference 0 and beyond this the nozzles are arranged in sets of pipes 4 rising from a manifold 5. It is noted that in the plan view of figure 7 only the topmost nozzle 3 in each set of nozzles is shown.

Andre dysekonstruksjoner enn det viste venturirøret kan tenkes, slik som en fluiddyse konstruert til å generere en selvoscillerende jet. Selvsvingende jetdyser har ingen bevegelige deler og krever i utgangspunktet ikke vedlikehold, hvilket gjør dem ønskelige for undersjøisk bruk og for implementering i den tvungne konveksjonsvarmeveksleren. Bruken av dyser som frembringer selvsvingende jetstråler fører til høyere varmeoverføringskoeffisient og større dekningflate, slik at det kreves mindre antall sammenlignet med standard jetdyser. Other nozzle constructions than the venturi shown are conceivable, such as a fluid nozzle designed to generate a self-oscillating jet. Self-oscillating jet nozzles have no moving parts and basically do not require maintenance, which makes them desirable for subsea use and for implementation in the forced convection heat exchanger. The use of nozzles that produce self-oscillating jets leads to a higher heat transfer coefficient and larger coverage area, so that fewer are required compared to standard jet nozzles.

En annen gruppe av dyser som kan tenkes brukt i nedsenkede tvungne konveksjonsvarmevekslere, er dyser konstruert for å danne syntetiske jetstråler av omgivende vann ved hjelp av periodisk innsuging og utskyting av fluid ut av en blende til en kavitet. En membran som er innebygd i en vegg i kaviteten blir satt i en tidsrytmisk bevegelse, drevet av f.eks. en piezoelektrisk generator eller et elektromagnetisk drevet stempel. Another group of nozzles that can be considered for use in submerged forced convection heat exchangers are nozzles designed to form synthetic jets of ambient water by periodic suction and ejection of fluid from an orifice into a cavity. A membrane that is embedded in a wall in the cavity is set in a time-rhythmic movement, driven by e.g. a piezoelectric generator or an electromagnetically driven piston.

På grunnlag av lærdommene som her er presentert, vil andre modifikasjoner være mulig uten å avvike fra grunnideen ved oppfinnelsen slik den er definert i de vedlagte patentkravene. On the basis of the lessons learned here, other modifications will be possible without deviating from the basic idea of the invention as defined in the attached patent claims.

Claims (14)

1. Undersjøisk varmeveksler som omfatter: - en bunt (1) av rør som omfatter minst én rørvikling (2) innrettet til å operere nedsenket i vann og tjener til å lede et fluid (F) til avkjøling av omgivende vann i kontakt med røret, idet rørbunten har en lengde (L) og en omkrets (0), - en manifold (5) og et antall stigerør (4) som strekker seg fra manifolden i lengderetningen (L) av rørbunten, idet hvert stigerør bærer et sett dyser (3) fordelt i rommet omkring omkretsen (0), og - en undersjøisk motor-og-pumpesammenstilling (6, 7) som sender sjøvann med forhøyet trykk og strømningsrate inn i manifolden (5) , idet dysene tjener til å sende ut jetstråler (J) av vann som treffer rørene, der dysene er orientert slik at de genererer en fortrengning (R) i det omgivende vannvolumet (R) som passerer omkretsen (0) på et antall steder og i et antall retninger.1. Subsea heat exchanger comprising: - a bundle (1) of tubes comprising at least one tube winding (2) designed to operate submerged in water and serving to conduct a fluid (F) for cooling surrounding water in contact with the tube, the tube bundle having a length (L) and a circumference (0), - a manifold (5) and a number of risers (4) extending from the manifold in the longitudinal direction (L) of the tube bundle, each riser carrying a set of nozzles (3 ) distributed in the space around the circumference (0), and - an underwater motor-and-pump assembly (6, 7) which sends seawater with elevated pressure and flow rate into the manifold (5), the nozzles serving to emit jets (J) of water impinging on the pipes, the nozzles being oriented so as to generate a displacement (R) in the surrounding volume of water (R) passing the circumference (0) in a number of places and in a number of directions. 2. Varmeveksler i henhold til krav 1, idet dysene (3) er konfigurert til å generere en turbulent fortrengning (R) av vann nær rørene (2).2. Heat exchanger according to claim 1, in that the nozzles (3) are configured to generate a turbulent displacement (R) of water near the pipes (2). 3. Varmeveksler i henhold til hvilket som helst foregående krav, idet dysene (3) er innrettet i et plan på tvers av lengderetningen (L) til å sende jetstråler av vann (J) fra om lag tangensiell retning til 90° vinkel til omkretsen (0) av rørbunten.3. Heat exchanger according to any preceding claim, the nozzles (3) being arranged in a plane transverse to the longitudinal direction (L) to send jets of water (J) from an approximately tangential direction to a 90° angle to the circumference ( 0) of the tube bundle. 4. Varmeveksler i henhold til kravene 1-3, idet dysene (3) er innrettet med en skråstilling i et plan parallelt med lengderetningen (L) til å sende jetstråler av vann (J) fra om lag 30° til 90° nedslagsvinkel til omkretsen (0) av rørbunten.4. Heat exchanger according to claims 1-3, the nozzles (3) being arranged with an inclined position in a plane parallel to the longitudinal direction (L) to send jets of water (J) from about 30° to 90° impact angle to the circumference (0) of the tube bundle. 5. Varmeveksler i henhold til hvilket som helst foregående krav, idet dysene (3) er innrettet radielt utenfor omkretsen (0) av en spiralformet rørbunt, der dysene peker innover mot sentrum (C) av rørbunten.5. Heat exchanger according to any preceding claim, the nozzles (3) being aligned radially outside the circumference (0) of a spiral tube bundle, where the nozzles point inwards towards the center (C) of the tube bundle. 6. Varmeveksleren i henhold til hvilket som helst av kravene 1-5, idet dysene (3) er innrettet radielt inne i en spiralformet rørbunt, der dysene peker utover mot omkretsen (0) av rørbunten.6. The heat exchanger according to any one of claims 1-5, the nozzles (3) being arranged radially inside a spiral tube bundle, where the nozzles point outwards towards the circumference (0) of the tube bundle. 7. Varmeveksler i henhold til hvilket som helst foregående krav, idet dysene (3) er styrbare i fellesskap ved hjelp av en VSD-motor (6) som driver en sjøvannspumpe (7).7. A heat exchanger according to any preceding claim, the nozzles (3) being jointly controllable by means of a VSD motor (6) driving a seawater pump (7). 8. Varmeveksler i henhold til hvilket som helst foregående krav, idet dysene (3) er styrbare i fellesskap ved hjelp av en trykkreguleringsinnretning (ll<f>) i vanndistribusjonsmanifolden (5) .8. Heat exchanger according to any preceding claim, the nozzles (3) being jointly controllable by means of a pressure regulating device (ll<f>) in the water distribution manifold (5). 9. Varmeveksler i henhold til hvilket som helst foregående krav, idet et sett dyser (3) er styrbare for seg, separat fra andre sett av dyser.9. Heat exchanger according to any preceding claim, in that a set of nozzles (3) is individually controllable, separately from other sets of nozzles. 10. Varmeveksler i henhold til krav 8, idet ved at sett av dyser arbeider i vekslende rekkefølge.10. Heat exchanger according to claim 8, in that sets of nozzles work in alternating order. 11. Varmeveksler i henhold til hvilket som helst foregående krav, idet at dysene (3) er ejektorer (12) som opererer i samsvar med Bernoullis prinsipp.11. Heat exchanger according to any preceding claim, in that the nozzles (3) are ejectors (12) which operate in accordance with Bernoulli's principle. 12. Varmeveksler i henhold til hvilket som helst foregående krav, idet en strømningspulsgenerator er installert oppstrøms dysene.12. A heat exchanger according to any preceding claim, wherein a flow pulse generator is installed upstream of the nozzles. 13. Varmeveksler i henhold til krav 1 som omfatter: - en vertikalt orientert, spiralviklet, ikke kanalmontert varmevekslerrørenhet åpen mot omgivende sjøvann; - en sirkulær manifold innrettet i nedre ende av varmeveksleren, der manifolden får tilført sjøvann fra en motor-og-pumpesammenstilling; - et antall stigerør som stiger vertikalt fra den sirkulære manifolden, plassert med passende vinkelavstand inne i den spiralviklede varmevekslerrørenheten, og - et sett dyser på hvert stigerør, der dyseåpningen rettet radielt innover mot sentrum av varmevekslerrørenheten.13. Heat exchanger according to claim 1 which comprises: - a vertically oriented, spirally wound, non-channel mounted heat exchanger tube unit open to surrounding seawater; - a circular manifold arranged at the lower end of the heat exchanger, where seawater is supplied to the manifold from a motor-and-pump assembly; - a number of risers rising vertically from the circular manifold, positioned at suitable angular spacing within the spiral wound heat exchanger tube assembly, and - a set of nozzles on each riser, the nozzle opening directed radially inwards towards the center of the heat exchanger tube assembly. 14. Varmeveksler i henhold til krav 1 som omfatter: - en vertikalt orientert spiralviklet, ikke kanalmontert varmevekslerrørenhet åpen mot det omgivende sjøvannet; - en sirkulær manifold innrettet i nedre ende av varmeveksleren, der manifolden får tilført sjøvann fra en motor-og-pumpesammenstilling; - et antall stigerør som stiger vertikalt fra den sirkulære manifolden i passende vinkelavstand inne i den spiralviklede varmevekslerrørenheten, og - et sett dyser på hvert stigerør, der dysene peker radielt utover mot omkretsen av varmevekslerrørenheten.14. Heat exchanger according to claim 1 comprising: - a vertically oriented spirally wound, non-channel mounted heat exchanger tube unit open to the surrounding seawater; - a circular manifold arranged at the lower end of the heat exchanger, where seawater is supplied to the manifold from a motor-and-pump assembly; - a number of risers rising vertically from the circular manifold at suitable angular spacing within the spiral wound heat exchanger tube assembly, and - a set of nozzles on each riser, the nozzles pointing radially outwards towards the circumference of the heat exchanger tube assembly.
NO20130852A 2013-06-18 2013-06-18 Underwater heat exchanger NO336863B1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20130852A NO336863B1 (en) 2013-06-18 2013-06-18 Underwater heat exchanger
AU2014203171A AU2014203171A1 (en) 2013-06-18 2014-06-12 Subsea heat exchanger
GB1410666.0A GB2517271A (en) 2013-06-18 2014-06-16 Subsea heat exchanger
US14/307,863 US20140367067A1 (en) 2013-06-18 2014-06-18 Subsea heat exchanger
BR102014015502A BR102014015502A2 (en) 2013-06-18 2014-06-24 subsea heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20130852A NO336863B1 (en) 2013-06-18 2013-06-18 Underwater heat exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20130852A1 NO20130852A1 (en) 2014-12-19
NO336863B1 true NO336863B1 (en) 2015-11-16

Family

ID=51266635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20130852A NO336863B1 (en) 2013-06-18 2013-06-18 Underwater heat exchanger

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140367067A1 (en)
AU (1) AU2014203171A1 (en)
BR (1) BR102014015502A2 (en)
GB (1) GB2517271A (en)
NO (1) NO336863B1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150153074A1 (en) * 2013-12-03 2015-06-04 General Electric Company System and method for controlling temperature of a working fluid
US10830016B2 (en) 2016-10-19 2020-11-10 Onesubsea Ip Uk Limited Regulating the temperature of a subsea process flow
CN106595331B (en) * 2017-01-05 2018-11-09 华北电力大学(保定) A kind of direct air cooled condenser heat-sink unit of strength cooling
CN109297316A (en) * 2018-08-28 2019-02-01 王伟 A kind of injector condenser heat exchange strengthening device
EP3715759A1 (en) * 2019-03-29 2020-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Cooling system, arrangement of a cooler of the cooling system, cleaning device for the cooler and system with cooling system
CN112662406A (en) * 2020-12-23 2021-04-16 苏州航明环保节能科技有限公司 Coke oven ascending pipe heat exchanger with spiral unloading function

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1279605B (en) * 1964-12-21 1968-10-10 Roechlingsche Eisen & Stahl Means and device for cooling wire rod coiled into rings
FR1517826A (en) * 1966-12-13 1968-03-22 Hispano Suiza Sa Improvements in gas-cooled quenching furnaces
JPS57161484A (en) * 1981-03-31 1982-10-05 Hitachi Ltd Heat exchanger
US4540118A (en) * 1984-04-11 1985-09-10 R. J. Reynolds Tobacco Company Variable air volume air conditioning system
US6253834B1 (en) * 1998-10-28 2001-07-03 Hewlett-Packard Company Apparatus to enhance cooling of electronic device
AU2003256860A1 (en) * 2002-08-02 2004-02-23 Powercold Corporation Coil type evaporative heat exchanger
DE102005015156A1 (en) * 2005-04-02 2006-10-05 Premark Feg L.L.C., Wilmington Transport dishwashing machine and spray pipe for it
US7751188B1 (en) * 2007-06-29 2010-07-06 Emc Corporation Method and system for providing cooling of components in a data storage system
EP2532890A4 (en) * 2011-04-05 2013-06-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Regenerated energy electricity generation device
DK177526B1 (en) * 2012-06-05 2013-09-02 Hardi Int As Spray for agricultural crops and fields and method for using a sprayer for agricultural crops and fields
JP6180145B2 (en) * 2013-03-26 2017-08-16 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Intake air cooling system

Also Published As

Publication number Publication date
NO20130852A1 (en) 2014-12-19
GB201410666D0 (en) 2014-07-30
AU2014203171A1 (en) 2015-01-22
US20140367067A1 (en) 2014-12-18
GB2517271A (en) 2015-02-18
BR102014015502A2 (en) 2015-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO336863B1 (en) Underwater heat exchanger
EP2411625B1 (en) Subsea cooler
CN105135931B (en) The even distribution type pulsation flow generating apparatus vibration induced for elastic tube bundle in heat exchanger
ES2923889T3 (en) Feed sparger design for an ammoxidation reactor
US20130043185A1 (en) Whirlpool skimmer
EP3479029B1 (en) Gas separator
JP6236347B2 (en) Separation apparatus and separation method
CN108507408A (en) A kind of law enforcement water cannon peculiar to vessel
US8251691B2 (en) Reticulation system for composite component production
NO20140389A1 (en) Underwater heat exchanger device and method for improving the rate of heat transfer in an underwater heat exchanger
AU2014274938B2 (en) Subsea production cooler
TWI666053B (en) Feed sparger design for an ammoxidation reactor
JP5090113B2 (en) Ejector type vacuum pump
JP2013108637A (en) Heat exchanger
CN106288862A (en) A kind of submerged combustion LNG gasification device of improvement
RU134069U1 (en) COMBINED EVAPORATOR
EP3101339A1 (en) A header device for a heat exchanger system, a heat exchanger system, and a method of heating a fluid
US9366112B2 (en) Subsea production cooler with gas lift
CN205598483U (en) Water cannon barrel and water cannon
US10137387B2 (en) Deaeration system and method for deaeration
US10975675B2 (en) Vacuum generator device through supersonic impulsion for oil wells
CN102226660A (en) Vapor heat exchanger provided with venturi
RU2575225C1 (en) Fan cooling tower
RU2660990C2 (en) Vertical heat exchanger
WO2022260537A1 (en) Apparatus and method to generate a negative pressure

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees