SE518085C2 - Anordning och förfarande för överföring av värme samt användning därav - Google Patents

Description

25 30 35 518 085 2 Samtidigt önskas i energibesparande syfte att matarvattnet vid tillförseln till ångpannan har en så hög temperatur som möjligt.

Ovannämnda krav är emellertid delvis motstridiga, eftersom den filtreringsutrustning som vanligtvis används för rening av matar- vattnet kräver attmatarvattnet har en förhållandevis låg tempe- ratur för att filtrering skall kunna genomföras på ett tillfredsstäl- lande sätt.

Enligt tidigare teknik löses detta genom att returkondensatet och färskvatten, och/eller annat lämpligt vatten, uppvisande lämpliga temperaturer blandas, t ex i en tank, för att utgöra matarvattnet på sådant sätt att matarvattnet erhåller en temperatur som är till- räckligt låg med avseende på ovannämnda filtreringsutrustning, oftast ett så kallat blandbäddsfilter, och därefter pumpas matar- vattnet vidare till en värmeväxlare, belägen före blandningsposi- tionen med avseende på returkondensatets strömningsriktning, vid vilken värmeväxlare matarvattnet värmes med hjälp av retur- kondensatet. Detta innebär att matarvattnet erhåller en högre temperatur innan det matas vidare till ångpannan och att retur- kondensatet erhåller en lägre temperatur innan det tillförs bland- ningstanken.

Anordningar och förfaranden enligt den tidigare tekniken har emellertid betydande nackdelar såtillvida att en betydande del av exergin, dvs energikvaliteten, hos returkondensatet förloras via en irreversibel process på grund av att returkondensatets flöde genom värmeväxlaren är väsentligt mindre än matarvattnets flöde, ofta endast är två tredjedelar av matarvattnets flöde ge- nom värmeväxlaren, vilket är mycket ogynnsamt ur exergibeva- j rande synpunkt. Annorlunda uttryckt innebär detta att en given värmemängd överföres från en mindre mängd returkondensat till en större mängd matarvatten, vilket leder till att matarvattnet inte erhåller en optimal temperaturhöjning även om värmeförlusten från värmeväxlaren till omgivningen är försumbar. Vidare skulle det vara önskvärt om andra energikällor, såsom i massa- och/ el- 10 15 20 25 30 35 518 085 3 ler pappersprocessen förekommande spillvärme, kunde utnyttjas för uppvärmning av matarvattnet.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett första syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en anordning av inledningsvis definierat slag, vilken långtgående reducerar ovan diskuterade problem hos tidigare kända sådana anordningar.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att anordningen innefattar ett andra organ för överföring av värme från ett tredje medium till nämnda andra medium och ett medel anordnat att dela upp det andra mediets flöde i ett första delflöde strömmande via det första värmeöverföringsorganet i en första delkrets och i ett andra delflöde strömmande via det andra värmeöverförings- organet i en andra delkrets och anpassa storleken på nämnda första delflöde till storlekenpå flödet hos det första mediet ström- mande via det första värmeöverföringsorganet för att minska exergiförlusten vid det första värmeöverföringsorganet och höja temperaturen hos det andra mediet.

Genom ett anordnande av ett sådant andra värmeöverföringsor- gan och ett sådant medel för uppdelning av det andra mediets flöde, kan en gynnsammare uppvärmning av det andra mediet åstadkommas. Det första värmeöverföringsorganet kan härvid ut- nyttjas med ett minimum av exergiförluster genom anpassning av storleken på det andra mediets flöde som passerar genom det första värmeöverföringsorganet, till det första mediets flöde som passerar genom det första värmeöverföringsorganet under det att en del av det andra mediet uppvärmes av en annan värmekälla, d v s av det tredje mediet härrörande från t ex en spillvärmekälla, så att hos det andra mediet erhålles efter uppvärmningsorganen en högre temperatur hos en eventuell blandning av det första och andra delflödet, än vad som skulle varit fallet om endast det för- sta värmeöverföringsorganet utnyttjades och hela det andra me- diets flöde skulle bringas att strömma via det första värmeöverfö- 10 15 20 25 30 35 518 085 4 ringsorganet. Detta kan i många fall uppnås fastän det tredje mediet vanligtvis har lägre temperatur än det första mediet.

Grundprincipen är härvid att lika stora massflöden på det första värmeöverföringsorganets primär- och sekundärsida minimerar exergiförlusten vid värmeöverföringen, under förutsättning att det första och andra mediet har väsentligen samma specifika värme- kapacitet.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen inkluderar anordningen ett medel som sammanbinder den första och andra kretsen anordnat efter det första värmeöverföringsorganet med avseende på det första mediets strömningsriktning, och före nämnda delningsmedel med avseende på det andra mediets strömningsriktning, för att sammanföra det första mediet med ett till sammanföringsmedlet strömmande fjärde medium, varvid det första och fjärde mediet är anordnade att gemensamt utgöra åt- minstone en delmängd av 'det andra mediet. Härigenom blir det möjligt att till det första mediet, t ex ett returkondensat, tillsätta ett fjärde medium, t ex färskvatten, så att erforderlig mängd av det andra mediet, t ex ett matarvatten, erhålles och samtidigt överföra värmeenergi till det andra mediet på ett mycket gynn- samt sätt.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen inne- fattar anordningen ett tredje organ för överföring av värme från nämnda tredje medium till det fjärde mediet, anordnat före sam- manföringsmedlet med avseende på det fjärde mediets ström- ningsriktning. Det tredje värmeöverföringsorganet gör det möjligt att utnyttja det tredje mediet, t ex ett varmt spillvärmeflöde från ett blekeri, såsom ett EOP-filtrat, för att värma det fjärde mediet, t ex ett färskvatten, så att högsta tillåtna temperatur hos det andra mediet direkt efter sammanföringsmedlet kan uppnås även under förhållanden då det fjärde mediet innan uppvärmning har förhållandevis låg temperatur och/eller då det första mediet innan sammanförande med det fjärde mediet har en förhållandevis låg temperatur eller ett lågt flöde. 10 15 20 25 30 35 518 085 5 Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen är delningsmedlet anordnat att anpassa storleken på nämnda första delflöde så att detta flöde är väsentligen lika stort som flödet hos det första mediet. Denna utföringsform är särskilt lämplig i det fall det första och andra mediet har väsentligen samma specifika värmekapacitet eftersom lika stora flöden i kombination med samma specifika värmekapacitet hos de båda medierna leder till en optimal värmeöverföring, med avseende på minsta möjliga exergiförlust, från det första mediet till det andra mediet vid det första värmeöverföringsorganet.

Ett andra syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett förfarande av inledningsvis definierat slag, vilket långtgående reducerar ovan diskuterade problem hos tidigare kända sådana förfaranden.

Detta andra syfte uppnås *enligt uppfinningen genom att värme överförs från ett tredje medium till nämnda andra medium me- delst ett andra värmeöverföringsorgan genom att nämnda andra mediums flöde uppdelas i ett första delflöde som uppvärms av det första mediet vid det första värmeöverföringsorganet och i ett andra delflöde som uppvärms av det tredje mediet vid det andra värmeöverföringsorganet och att storleken på nämnda första del- flöde anpassas till storleken på flödet hos det första mediet strömmande via det första värmeöverföringsorganet så att exer- giförlusten vid det första värmeöverföringsorganet minskas och temperaturen hos det andra mediet höjs.

Ytterligare fördelar med samt fördelaktiga särdrag hos den upp- finningsenliga anordningen och det uppfinningsenliga förfarandet framgår av den efterföljande beskrivningen samt övriga osjälv- ständiga patentkrav.

Uppfinningen avser också användning av en uppfinningsenlig anordning och/eller ett uppfinningsenligt förfarande för uppvärm- ning av vatten avsett för ångproduktion. 10 15 20 25 30 35 518 085 6 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Under hänvisning till bifogade ritningar följer nedan en närmare beskrivning av såsom exempel anförda utföranden av uppfin- ningen.

På ritningarna är Figur1 en schematisk illustration av ett system för förvärm- ning av matarvatten i enlighet med teknikens stånd- punkt Figur 2 en schematisk illustration av ett alternativt system för förvärmning av matarvatten, Figur 3 en schematisk illustration av en uppfinningsenlig an- ordning, och Figur 4 en schematisk illustration av en variant av den uppfin- ningsenliga anordningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRANDEN AV UPPFINNINGEN I figur 1 är ett system för förvärmning av matarvatten avsett för ångproduktion illustrerat. Systemet är utformat i enlighet med re- dan känd teknik tillämpad inom pappers- och massaindustrin. En värmeväxlare 1 är anordnad för att överföra värme från ett retur- kondensat 2 strömmande i en första krets 3, till ett matarvatten 4 strömmande i en andra krets 5. Returkondensatet 2 utgörs av från olika ångkrävande processteg återvunnen kondenserad ånga. I värmeväxlaren 1 överförs värme från returkondensatet 2, vilket vid en position 6 före värmeväxlaren 1 ofta har en tempe- 10 15 20 25 30 35 518 085 7 ratur i storleksordningen 100-130°C, till matarvattnet 4, vilket vid en position 7 före värmeväxlaren 1 ofta har en temperatur i stor- leksordningen 15-45°C. Detta innebär att returkondensatet 2, ge- nom avgivning av värme, bringas till en lägre temperatur, före- trädesvis i storleksordningen 25-50°C vid en position 8 efter värmeväxlaren 1 och matarvattnet 4 bringas till en högre tempe- ratur, företrädesvis i storleksordningen 60-80°C, vid en position 9 efter värmeväxlaren 1.

Matarvattnet pumpas sedan medelst en pump 15 till en eller flera matarvattentankar 10 och vidare till en eller flera pannor för ång- produktion, till exempel soda-, olje- och/eller barkpannor, vilken ånga används i olika processteg vid massa- och/eller papperstill- verkning. Från dessa processteg återvinns och återförs, såsom nämnt ovan, en del av den nedkylda ångan i form av returkon- densatet 2 för att återanvändas som en del av matarvattnet 4.

Den återvunna mängden 'returkondensat är emellertid inte till- räcklig för att bibehålla den erforderliga matarvattenmängden och således måste ytterligare vatten tillföras. För detta ändamål ut- nyttjas vanligen färskvatten 11, vilket blandas med returkonden- satet 2 i en blandningstank 12. För att framledes vid ångproduk- tionen undvika icke önskad saltutfällning genomgår färskvattnet 11 ett eller flera avjoniseringssteg med avseende på kat- och anjoner i en jonbytarinrättning 13 innan färskvattnet 11 når blandningstanken 12.

Vattnet strömmande från blandningstanken 12 utgör således matarvattnet 4, men innan detta kan användas för ångproduktion måste det renas ytterligare genom filtrering, varvid kvarvarande föroreningar avlägsnas, i en filtreringsutrustning 14 och därefter via värmeväxlaren 1 värmas upp av returkondensatet 2 såsom tidigare beskrivet. Såsom nämnt ovan utnyttjas lämpligen pum- pen 15 för att bringa matarvattnet att strömma till matarvatten- tankarna 10. Det ska emellertid framhållas att för detta utförande såväl som för samtliga nedan beskrivna utföranden av uppfin- ningen gäller att om nämnda pump 15 utnyttjas, kan pumpen ofta 10 15 20 25 30 35 518 085 8 med fördel anordnas före filtreringsutrustningen 14 med avseen- de på matarvattnets 4 strömningsrikting, dvs mellan blandnings- positionen 12 och filtreringsutrustningen 14, för att trycka, istället för att suga, matarvattnet 4 genom filtreringsutrustningen 14 och därigenom undvika risken för kavitation i filtreringsutrustningen 14.

För filtrering av matarvattnet 4 används inom massa- och pap- persindustrin nästan uteslutande ett så kallat blandbäddsfilter 14.

Detta är en effektiv filtreringsmetod, men den har nackdelen att den kräver att mediet som avses att filtreras har en temperatur inte överstigande ca 50°C. Därav följer att blandningen av retur- kondensatet 2 och färskvattnet 11 inte får ha en temperatur överstigande ca 50°C.

Samtidigt önskas emellertid vid ångproduktionen en så hög tem- peratur som möjligt på matarvattnet 4, varför det kan sägas före- ligga motstridiga önskemål* vad beträffar matarvattnets 4 tempe- ratur. Såsom beskrivet ovan eftersträvas att lösa detta problem genom att i enlighet med den tidigare tekniken utnyttja värme- växlaren 1.

Om det vore möjligt att undvara filtreringsutrustningen, eller ut- nyttja en filtreringsutrustning 14b vilken förmådde filtrera matar- vattnet 4 i en önskad utsträckning utan krav på en förhållandevis låg temperatur hos matarvattnet 4, så skulle värmeväxlaren 1 kunna undvaras. Ett sådant system är illustrerat i figur 2. Här leds alltså returkondensatet 2 i kretsen 3 direkt till blandnings- tanken 12 där det blandas med färskvattnet 11. l många tillämpningar är emellertid systemet enligt figur 2 en utopi, eftersom det för närvarande inte finns sådan filtreringsut- rustning 14b att tillgå. l figur 3 är en uppfinningsenlig anordning för överföring av värme illustrerad. Anordningen innefattar ett första organ 1 för överfö- ring av värme från ett första medium 2 strömmande i en första 10 15 20 25 30 35 518 085 9 krets 3, till ett andra medium 4 strömmande i en andra krets 5.

Vidare innefattar den ett andra organ 16 för överföring av värme från ett tredje medium 17 till nämnda andra medium 4 och ett medel 18 anordnat att dela upp det andra mediets 4 flöde i ett första delflöde 19 strömmande via det första värmeöverföringsor- ganet 1 i en första delkrets 20 och i ett andra delflöde 21 ström- mande via det andra värmeöverföringsorganet 16 i en andra del- krets 22. Delningsmedlet 18 är härvid anordnat att anpassa storleken på nämnda första delflöde 19 till storleken på flödet hos det första mediet 2 strömmande via det första värmeöverfö- ringsorganet 1. Vidare inkluderar det illustrerade utförandet av den uppfinningsenliga anordningen ett medel 12 som samman- binder den första 3 och andra 5 kretsen anordnat efter det första värmeöverföringsorganet 1 med avseende på det första mediets 2 strömningsriktning, och före nämnda delningsmedium 18 med avseende på det andra mediets 4 strömningsriktning, för att sammanföra det första mediet 2 med ett till sammanföringsmedlet 12 strömmande fjärde medium 11, varvid det första 2 och fjärde 11 mediet är anordnade att gemensamt utgöra det andra mediet 4.

En sådan anordning kan exempelvis användas för att lösa de in- ledningsvis diskuterade problemen vid värmning av matarvatten inom massa- och pappersindustrin. l en sådan tillämpning är så- ledes de första och andra värmeöverföringsorganen företrädesvis värmeväxlare av motströmstyp, det första mediet returkondensat. det andra mediet matarvatten och det fjärde mediet är färskvat- ten. Vidare är en inrättning 14 för att rena och/eller filtrera det andra mediet 4 anordnad mellan sammanföringsmedlet 12 och delningsmedlet 18. l detta fall tänkes således filtreringsinrätt- ningen 14 vara ett blandbäddsfilter. Det tredje mediet härrör fö- reträdesvis från någon i den övriga tillverkningsprocessen före- kommande spillvärmekälla. Exempelvis kan ett så kallat EOP-filt- frat från en blekeriinrättning utnyttjas, eftersom detta filtrat är en restprodukt från blekeriet som i vissa fall finns att tillgå och inte utnyttjas som värmekälla, utan helt enkelt avlägsnas från proces- sen via ett avlopp. 10 15 20 25 30 35 518 085 10 Ett krav på det tredje mediet 17 är att det har en temperatur som överstiger det andra mediets 4 temperatur så att värme kan överföras från det tredje mediet 17 till det andra mediet 4. Fastän det tredje mediet 17 skulle kunna vara vilken energikälla som helst som förmår värma det andra mediet 4 tillräckligt och det andra värmeöverföringsorganet 16 skulle kunna vara av godtyck- ligt slag, är i utförandeexemplet det tredje mediet 17 ett fluidum anordnat att strömma i en tredje krets 23 och det andra värme- överföringsorganet 16 är en värmeväxlare.

Nedan kommer den uppfinningsenliga anordningen illustrerad i figur 3 och därtill hörande uppfinningsenliga förfarande att ex- emplifieras genom en mer detaljerad beskrivning av använd- ningen av dessa för uppvärmning av vatten avsett för ångpro- duktion. Vissa redan beskrivna delar kommer emellertid att ute- lämnas och för texten i sin helhet gäller att lika hänvisningsbe- teckningar anger likadana eller motsvarande komponenter.

Returkondensatet 2, d vs kondenserad vattenånga, strömmar i den första kretsen 3 till den första värmeväxlaren 1 där returkon- densatet 2 avger värme till matarvattnet 4. Därefter bringas re- turkondensatet 2 att strömma till blandningstanken 12. l syfte att erhålla tillräcklig matarvattenmängd tillförs även färskvatten 11 till blandningstanken 12. Tillförd färskvattenmängd varierar här- vid beroende på det aktuella flödet hos returkondensatet 2 som i sin tur beror på i vilken utsträckning ånga kan återvinnas i den övriga processen 35. Vanligen erfordras en tillsättning av färsk- vatten 11 motsvarande ungefär halva returkondensatets flöde.

Färskvattnets 11 temperatur kan variera påtagligt beroende på aktuell årstid etc. Vidare kan returkondensatets 2 flöde och tem- peratur variera, varför det måste tillses att matarvattnet 4, då det lämnar blandningstanken 12 för att strömma i den andra kretsen 5, inte har en för hög temperatur när det når blandbäddsfiltret 14.

Blandbäddsfiltrets 14 syfte är att rena matarvattnet 4 innan detta används för ångproduktion och detta renings- och/eller filtre- ringssteg kräver att matarvattnet 4 har en temperatur inte över- 10 15 20 25 30 35 518 085 11 stigande ca 50°C. Detta innebär att matarvattnet 4 direkt efter blandningstanken 12 ofta har en temperatur i storleksordningen 15-45°C. Det ska emellertid betonas att sammanföringsmedlet 12 inte nödvändigtvis måste inkludera ett kärl, såsom en matarvat- tenblandningstank, i alla tillämpningar, utan kan i vissa fall varat ex en trevägs rörkoppling, med eller utan ventiler, för att sam- manbinda det första och fjärde mediets ledningar till det andra mediets ledning, så att det första och fjärde mediet sammanföres för att utgöra åtminstone en delmängd av det andra mediet. l detta sammanhang påpekas också att även andra tillgängliga lämpliga medier kan tillföras sammanföringsmedlet för att utgöra en delmängd av det andra mediet.

Matarvattnet pumpas vidare till delningsmedlet 18, vilket exem- pelvis utgörs av en reglerbar trevägsventil, för uppdelning i det första delflödet 19 och i det andra delflödet 21. Det första delflö- det 19 strömmar i den första delkretsen 20 till den första värme- växlaren 1 och vidare till matarvattentanken/tankarna 10. l sam- manhanget ska nämnas att företrädesvis är samtliga omnämnda värmeväxlare av s k motströmstyp.

Det andra delflödet 21 strömmar i den andra delkretsen 22 till den andra värmeväxlaren 16 och vidare till matarvattentan- ken/tankarna 10. Det första delflödet 19 av matarvattnet 4 värms således upp av returkondensatet 2 vid den första värmeväxlaren 1 och härvid anpassas medelst ventilen 18 storleken på det för- sta delflödet 19 till storleken på returkondensatets 2 flöde för att erhålla optimal värmeöverföring, dvs värmeöverföring med beva- rande av exergin, till matarvattnet 4. Vid betraktande av enbart den första värmeväxlaren 1 erhålls de lägsta exerglförlusterna vid värmeöverföring då returkondensatets 2 och det första delflö- dets 19 massflöden är lika stora och således innebär det att i många driftfall ungefär två tredjedelar av matarvattnet 4 bringas att strömma via den första värmeväxlaren 1, eftersom ungefär två tredjedelar av matarvattnet 4 återförs till systemet som returkon- densat 2. 10 15 20 25 30 35 518 085 12 Det andra delflödet 21 värms upp av spillvärmekällan, här EOP- filtratet 23, vid den andra värmeväxlaren 16. Givetvis är de opti- mala storlekarna på delflödena 19, 21 också beroende av till- gången på t ex EOP-filtrat och dess energiinnehåll och således anpassas delflödena 19, 21 även därefter. Vid många driftfall finns emellertid en god tillgång på EOP-filtrat med en temperatur i storleksordningen 70-75°C, vilket innebär att genom anpassning av de båda delflödena 19, 21 så att de båda värmeväxlarna 1, 16 är välbalanserade, d v s det föreligger ungefär lika stora mass- flöden på primär- och sekundärsida (med eventuell justering för olika specifik värmekapacitet hos medierna) hos de båda me- dierna i respektive värmeväxlare 1, 16, kan vid de båda värme- växlarna 1, 16 en ur exergisynpunkt optimerad värmeöverföring ske till matarvattnet 4 i förhållande till vad som skulle varit fallet om hela matarvattenflödet bringades att strömma via den första värmeväxlaren 1. Med balanserade massflöden på primär- och sekundärsida i värmeväxlarna 1, 16, med justering av flödena för eventuell skillnad i specifik värmekapacitet mellan mediet på primärsidan och mediet på sekundärsidan, erhålles nämligen op- timal värmeväxling med avseende på bevarande av exergiinne- hållet hos den överförda värmeenergin. Om medierna har olika specifik värmekapacitet bör om möjligt det medium som har högst specifik värmekapacitet uppvisa ett lägre flöde än det andra me- diet med lägre specifik värmekapacitet för att erhålla optimal värmeöverföring med avseende på bevarande av exergi. Givetvis är det härvid emellertid ingen nackdel om det finns ett överskott på det tredje mediet 17 så att detta har ett större massflöde än det andra delflödet 21. Å andra sidan finns då möjlighet att dela upp det tredje mediet 17 så att flödena genom den andra värme- växlaren 16 balanseras och överskottet av det tredje mediet 17 därigenom kan användas till andra ändamål.

I vissa fall kan det dock vara nödvändigt att göra avkall på den optimala värmeöverföringen och tillåta ett något större första delflöde 19. Detta beror på att även om driftförhållandet är så» dant att en höjning av det första delflödet 19 medför en ökning av exergiförlusten, så leder höjningen ändock till en ytterligare 10 15 20 25 30 35 51 8 0 8 5 13 sänkning av temperaturen hos returkondensatet 2 vid en position efter den första värmeväxlaren 1 med avseende på returkonden- satets 2 strömningsriktning. l vissa situationer är detta erforder- ligt, eftersom annars temperaturen'i blandningstanken 12, och* därmed i blandbäddsfiltret 14, skulle bli allt för hög.

Anordningen illustrerad i figur 3 visar vidare ett medel 24 anord- nat att efter det första värmeöverföringsorganet 1 med avseende på det första delflödets 19 strömningsriktning, och efter det andra värmeöverföringsorganet 16 med avseende på det andra delflödets 21 strömningsriktning, förbinda den första 20 och andra 22 delkretsen. Sammanbindningsmedlet 24 kan vara en ledning som förbinder delkretsarna 20, 22 så att kommunikation däremellan uppnås, såsom illustrerat i figur 3, eller en för de båda delkretsarna 20, 22 gemensam ledning för att bringa de båda delflödena 19, 21 att strömma i denna ledning på väg till matarvattentankarna 10, såsom illustrerat i tex figur 5. Hanter- ingen av delflödena 19, 21' efter värmeväxlarna 1, 16 och even- tuell *blandning av dessa för tex temperaturutjämning samt an- talet matarvattentankar 10 kan varieras för att tillgodose de aktu- ella behov som föreligger för att mata det ångproducerande pro- cessteget. Härvid bör nämnas att i matarvattentankarna 10 höjs temperaturen hos matarvattnet medelst ånga erhållen i det ef- terföljande ånggenererande steget, vilken ånga har en tempera- tur på ca 120-140°C, tills matarvattnet kokar i syfte att driva bort i matarvattnet förkommande syre. Den del av denna uppvärmning av matarvattnet som kan göras medelst den uppfinningsenliga anordningen, innan matarvattnet när matarvattentankarna, spar således ånga och därmed bränsle. På detta sätt kan processen följaktligen genomföras på ett sätt som föranleder lägre kostna- der.

I figur 4 är en variant av den uppfinningsenliga anordningen illu- strerad. Härefter kommer i första hand de komponenter och de förfaranden som är utmärkande för detta speciella utförande att beskrivas. l övrigt hänvisas till utförandet enligt figur 3. Anord- ningen innefattar ett tredje organ 25 för överföring av värme från 10 15 20 25 30 35 518 085 14 det tredje mediet 17 till det fjärde mediet 11, vilket organ är an- ordnat före sammanföringsmedlet 12 med avseende på det fjärde mediets 11 strömningsriktning. Vidare är det tredje värmeöverfö- ringsorganet 25 anordnat vid den tredje kretsen 23 efter det andra värmeöverföringsorganet 16 med avseende på det tredje mediets 17 strömningsriktning. Mellan det andra 16 och tredje 25 värmeöverföringsorganet är ett medel 26 anordnat medelst vilket en önskad del av det tredje mediets 17 flöde kan bringas att strömma till en position 27 vid den tredje kretsen 23 efter det tredje värmeöverföringsorganet 25 med avseende på det tredje mediets 17 strömningsriktning utan att strömma via det tredje värmeöverföringsorganet 25. Med motsvarande driftfall och tillämpning som beskrivet i anslutning till utförandet i figur 3, in- nebär utförandet i figur 4 att EOP-filtratet 17 vid behov även kan utnyttjas för att värma färskvattnet 11. Det förhåller sig nämligen så att högsta tillåtna temperatur, med avseende på blandbädds- filtrets prestanda, eftersträvas i blandningstanken 12. Under vissa perioder, tex vintertid, kan färskvattnet vara förhållandevis kallt och sett över hela året kan temperaturen variera i intervallet från några få °C till ungefär 25°C. Efter passering genom den andra värmeväxlaren 16 har EOP-filtratet en temperatur i stor- leksordningen 25-50°C, varvid temperaturvariationen beror på storleken och temperaturen hos det föreliggande andra delflödet 21 samt EOP-filtratets flöde och temperatur före värmeväxlaren 16. Härvid har således EOP-filtratet 17 tillräcklig temperatur för att också utnyttjas för uppvärmning av färskvattnet 11. För att kunna styra uppvärmningen av färskvattnet 11 är ovannämnda förbikopplingsmedel 26, inkluderande en reglerbar trevägsventil och en ledning 29, anordnat så att vid behov kan en delmängd av eller hela EOP-filtratet strömma i den tredje kretsen 23 utan att passera via den tredje värmeväxlaren 25.

Det är givet att det för fackmannen är närliggande att modifiera den uppfinningsenliga anordningen såväl som det uppfinningsen- liga förfarandet när väl uppfinningstanken är presenterad. Ovan har redan ett antal varianter föreslagits och vidare kan nämnas att utförandet enligt figur 4 skulle kunna utformas med en sluten 10 15 20 25 518 085 15 tredje krets 23. I sådant fall skulle i den tredje kretsen 23 det strömma ett meiianstegsfluidum, företrädesvis ett mycket rent sådant, via vilket meiianstegsfluidum värme skulle överföras från det tredje mediet, tex EOP-filtrat, till det andra mediet, tex ma- tarvatten, och eventuellt till det fjärde mediet, tex färskvatten.

För detta ändamål används lämpligen ännu ett värmeöverfö- ringsorgan i form av tex en värmeväxlare anordnad vid den tredje kretsen 23 för överföring av värme från det tredje mediet, tex EOP-filtratet, till mellanstegsfluidumet. Fördelen med ett så- dant utförande är att risken för att förorenat fluidum ska nå det rena matarvattnet minskas. Det måste nämligen i möjligaste mån säkerställas att det tredje mediet, tex EOP-filtratet, vilket van- ligtvis är mycket orent, inte kommer in i matarvattenledningen vid ett eventuellt haveri i t ex en värmeväxlare.

Det skall också tilläggas vad beträffar samtliga beskrivna ut- föranden av uppfinningen att i kombination med komponenterna illustrerade i figurerna 3 och 4 används lämpligen i figurerna an- tydda styr- och reglerutrustningar 32, 33 för styrning av del- ningsmedlet 18 och reglering av det andra mediets 4 båda delflöden 19, 21 samt styrning av förbikopplingsmedlet 26 och reglering av den mängd av det tredje mediet 17 som leds förbi det eventuella tredje värmeöverföringsorganet 25 i stället för via detsamma.

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 518 085 16

1. Patentkrav

2. Anordning för överföring av värme, innefattande ett första organ (1) för överföring av värme från ett första medium (2) strömmande i en första krets (3), till ett andra medium (4) strömmande i en andra krets (5), och ett medel (12) som sammanbinder den första (3) och andra (5) kretsen anordnat efter det första värmeöverföringsorganet (1) med avseende på det första mediets (2) strömningsriktning, för att sam- manföra det första mediet med ett till sammanföringsmedlet (12) strömmande fjärde medium (11), varvid det första (2) och fjärde (11) mediet är anordnade att gemensamt utgöra åtminstone en delmängd av det andra mediet (4), känne- tecknad därav, att den innefattar ett andra organ (16) för överföring av värme från ett tredje medium (17) till nämnda andra medium (4) och ett medel (18) anordnat efter sam- manföringsmedlet (12) med avseende på det andra mediets (4) strömningsriktning för att dela upp det andra mediets flöde i ett första delflöde (19) strömmande via det första värmeöverföringsorganet (1) i en första delkrets (20) och i ett andra delflöde (21) strömmande via det andra värme- överföringsorganet (16) i en andra delkrets (22) och anpassa storleken på nämnda första delflöde (19) till storleken på flö- det hos det första mediet (2) strömmande via det första värmeöverföringsorganet (1) för att minska exergiförlusten vid det första värmeöverföringsorganet (1) och höja tempe- raturen hos det andra mediet (4).

3. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att den inne- fattar ett tredje organ (25) för överföring av värme från nämnda tredje medium (17) till det fjärde mediet (11) vilket organ är anordnat före sammanföringsmedlet (12) med av- seende på det fjärde mediets (11) strömningsriktning. 10 15 20 25 30 35 518 085 17

4. Anordning enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att det tredje mediet (17) är anordnat att strömma i en tredje krets (23).

5. Anordning enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att det tredje mediet (17) innan värmeöverföring från detta till det andra mediet (4) har en lägre temperatur än det första mediet (2) har innan värmeöverföring från detta till det andra mediet (4).

6. Anordning enligt krav 2 och krav 3 eller 4, kännetecknad därav, att det tredje värmeöverföringsorganet (25) är anord- nat vid den tredje kretsen (23) efter det andra värmeöverfö- ringsorganet (16) med avseende på det tredje mediets (17) strömningsriktning.

7. Anordning enligt krav 5, kännetecknad därav, att ett medel (26) är anordnat mellan det andra (16) och tredje (25) vär- meöverföringsorganet medelst vilket medel (26) en önskad del av det tredje mediets (17) flöde är bringad att strömma till en position (27) vid den tredje kretsen (23) efter det tredje värmeöverföringsorganet (25) med avseende på det tredje mediets (17) strömningsriktning utan att strömma via det tredje värmeöverföringsorganet.

8. Anordning enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att delningsmedlet (18) är anordnat att anpassa stor- leken på nämnda första delflöde (19) så att detta flöde är väsentligen lika stort som flödet hos det första mediet (2).

9. Anordning enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att den uppvisar ett medel (24) anordnat att efter det' första värmeöverföringsorganet (1) med avseende på det första delflödets (19) strömningsriktning, och efter det andra värmeöverföringsorganet (16) med avseende på det andra delflödets (21) strömningsriktning, förbinda den första (20) och andra delkretsen (22). 10 15 20 25 30 35

10.

11.

12.

13. 518 085 18 Anordning enligt något av kraven 1-8, kännetecknad därav, att en inrättning (14) för att rena och/eller filtrera det andra mediet (4) är anordnad mellan sammanföringsmedlet (12) och delnlngsmedlet (18). Förfarande för överföring av värme, i vilket värme överförs från ett första strömmande medium (2) till ett andra ström- mande medium (4) medelst ett första värmeöverföringsorgan (1), varvid det första mediet (2) efter passering via det första värmeöverföringsorganet (1), och ett fjärde medium (11) sammanföres för att gemensamt utgöra åtminstone en del- mängd av det andra mediet (4), kännetecknat därav, att värme överförs från ett tredje medium (17) till nämnda andra medium (4) medelst ett andra värmeöverföringsorgan (16) genom att nämnda andra mediums (4) flöde uppdelas i ett första delflöde (19) som uppvärms av det första mediet (2) vid det första värmeöverföringsorganet (1) och i ett andra delflöde (21) som uppvärms av det tredje mediet (17) vid det andra värmeöverföringsorganet (16) och att storleken på nämnda första delflöde (19) anpassas till storleken på flödet hos det första mediet (2) strömmande via det första värmeöverföringsorganet (1) så att exergiförlusten vid det första värmeöverföringsorganet (1) minskas och temperatu- ren hos det andra mediet (4) höjs. Förfarande enligt krav 10, kännetecknat därav, att värme överförs från nämnda tredje medium (17) till det fjärde me- diet (11) vid ett tredje värmeöverföringsorgan (25). Förfarande enligt krav 11, kännetecknat därav, att det tredje mediet (17) bringas att strömma i en krets (23) från det andra värmeöverföringsorganet (16) till det tredje värme- överföringsorganet (25). Förfarande enligt något av kraven 10-12, kännetecknat därav, att storleken på det första delflödet (19) anpassas så 518 085 19 att detta flöde är väsentligen lika stort som flödet hos det första mediet (2).

14. Användning av en anordning enligt något av kraven 1-9 för uppvärmning av vatten avsett för ångproduktion.

15. Användning av ett förfarande enligt något av kraven 10-13 för uppvärmning av vatten avsett för ångproduktion.