本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于在第一媒介和第二媒介之間間接傳熱的換熱器。
背景技術(shù)：
：這樣的換熱器通常具有殼體和至少一個(也稱作“芯”)，該殼體限定用于接收第一媒介的液相的殼體空間，所述換熱器塊具有用于接收第一媒介的第一傳熱通路和用于接收第二媒介的第二傳熱通路，從而熱量能間接地在兩種媒介之間傳遞，其中換熱器塊以其可被位于殼體空間內(nèi)的第一媒介的液相包圍的方式布置在殼體空間中。這樣一種換熱器例如在“Thestandardsofthebrazedaluminiumplate-finheatexchangermanufacturer'sassociation(ALPEMA)”，第三版，2010年，第67頁的圖9-1中所示。換熱器的這種構(gòu)造也稱作“芯殼式(core-in-shell)”或“塊殼式(block-in-shell)”換熱器。優(yōu)選由氣化引起的熱虹吸效應(yīng)產(chǎn)生使第一媒介(如制冷劑)穿過至少一個換熱器塊流動的驅(qū)動力。然而，換熱器的殼體空間不僅執(zhí)行存儲罐的目的，而且也用作使得第一媒介的產(chǎn)生的蒸氣與第一媒介的制冷劑液體或液相分離的分離裝置。因此，為了與系統(tǒng)相關(guān)的原因，第一媒介的液相的自由表面形成在殼體空間中。在這種情況下，換熱器的優(yōu)選為圓筒形形狀的殼體就涉及的縱軸線或圓筒體軸線而言可被水平且豎直地布置。原則上，制冷劑液體主要向上流過換熱器塊。特別地，沒有限制待冷卻的流體(第二媒介)的流過方向。如果換熱器設(shè)置在移動式基座上，例如設(shè)置在漂浮體(例如船)上，會帶來一些已知的隨著充滿液體的容器而產(chǎn)生的問題，尤其是容器或殼體空間中的液體能來回移動，從而例如在殼體空間中的多個位置獲得隨時間變化的液位。因此，例如，換熱器塊在第一媒介的液相中的浸入深度會變化，這例如可能會降低傳熱的有效性。因此，必須盡可能地抑制浴(bath)的液體運動到能夠確保安全和可靠操作的程度。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對該背景，本發(fā)明的目的因此在于提供一種在本文開始所提及類型的換熱器，其能緩解上述問題。該問題通過具有根據(jù)權(quán)利要求1的特征的換熱器解決。因此，提供了多個用于引導(dǎo)第一媒介的圓筒形通道，所述圓筒形通道相互平行地延伸、并且尤其僅與浴或液相流動連接或者浴或液相能流過所述圓筒形通道，所述圓筒形通道相對于所述至少一個換熱器塊側(cè)向地設(shè)置在所述殼體空間中。此處，圓筒形在通常意義上的含義為圓筒體的底部區(qū)域(在本申請中為通道的橫截面區(qū)域)可具有任何所期望的平面區(qū)域，其尤其可以以圓形(圓筒體)、矩形、正方形、三角形、或六邊形的方式形成。在該情況下，通過沿著不位于平面區(qū)域的平面中、且優(yōu)選垂直于該平面區(qū)域或橫截面區(qū)域延伸的直線或縱軸移動所述平面區(qū)域而形成相應(yīng)的圓筒體。同樣，各個通道優(yōu)選通過壁體在它們的圓周上彼此分離，精確而言所述壁體優(yōu)選為外周壁體的形式，尤其是完全封閉的壁體。在這種完全封閉的壁體的情況下，在相應(yīng)通道中沿著通道的縱軸線流動的媒介不能進入(在相對于縱軸線的橫向上)相鄰的通道。有可能一個通道、一些通道、或所有通道具有它們自己的單獨的外周壁體。同樣存在這樣的可能性，即通道的壁體也形成相鄰?fù)ǖ赖谋隗w的一部分。這也可以適用于多個通道或所有通道?；诒景l(fā)明的方案，當(dāng)存在換熱器的波動運動時，能有利地使換熱器的殼體空間中的第一媒介的液相靜止。在該情況下，波動運動尤其理解為這樣一種運動，即殼體的縱軸線或圓筒體軸線尤其周期性地改變了其空間位置或傾斜度(譬如由于當(dāng)換熱器布置在水體上的漂浮體上時的浪涌)。假如對于按照期望所布置的換熱器而言(下文都有這樣的假定)，通道例如沿著豎直線對齊，則在換熱器的操作期間，液相會在換熱器塊的上端逸出并且相對于換熱器塊在橫向上再次穿過通道向下流回。在該情況下，通道代表水平方向上的流阻，其抑制了第一媒介的液相沿著水平方向的運動。在通道水平定向的情況下，在換熱器的波動運動期間所在通道中的液相可能會來回流動，通道由于受限的流動橫截面同樣在水平方向上起到流阻的作用，因此抑制第一媒介的液相的相應(yīng)運動。如果平行通道的縱軸線水平地對齊，尤其會抑制由縱軸線的傾度變化的波動運動引起的液體運動。原則上，所述至少一個換熱器塊可以為能將熱尤其間接地從第二媒介傳遞至第一媒介的所有可能換熱器中的任何一種。然而，換熱器塊優(yōu)選為板式換熱器。這種板式換熱器通常具有多個板或片，所述多個板或片布置成彼此平行并且形成用于傳熱中所包含媒介的多個傳熱通路。板式換熱器的優(yōu)選實施例具有多個導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，其例如為部分曲折的，尤其是波紋或折疊的，片的形式(已知為翅片)，這些導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)分別布置在板式換熱器的兩個平行的分離板或片之間，板式換熱器的兩個最外層由蓋板形成。以該方式，在每兩個分離板之間或在分離板和蓋板之間由于在中間分別布置的翅片而形成了多個媒介能通過其流動的平行通道或傳熱通路。因此，能在相鄰傳熱通路中流動的媒介之間進行傳熱，分配給第一媒介的傳熱通路稱作第一傳熱通路，且分配給第二媒介的傳熱通路相應(yīng)地稱作第二傳熱通路。在每兩個相鄰分離板之間或在蓋板和相鄰分離板之間，設(shè)置到側(cè)面的優(yōu)選為用于封閉相應(yīng)傳熱通路的終端桿(已知為側(cè)桿)。第一傳熱通路沿著豎直線向上和向下敞開并且尤其不被終端桿封閉，從而第一媒介的液相能從下方進入第一傳熱通路并且能在板式換熱器的頂部作為液相和/或氣相離開第一傳熱通路。蓋板、分離板、翅片和側(cè)桿優(yōu)選由鋁制成并且例如在爐中釬焊在一起。使用具有噴嘴的適當(dāng)集流室(header)，例如為第二媒介的媒介可被引入分配的傳熱通路并從這些傳熱通路排出。換熱器的殼體尤其可具有外周、(圓形)圓筒形的壁體，所述壁體在換熱器在按期望布置的情況下優(yōu)選以以下方式對準，即所述壁體或殼體的縱軸線(圓筒體軸線)沿水平線或沿豎直線延伸。在端面上，殼體優(yōu)選具有彼此相對的、連接至所提到的壁體、并且相對于縱軸線或圓筒體軸線橫向延伸的壁。至于換熱器的操作模式，正如一開始所解釋的那樣，優(yōu)選這樣設(shè)置，即至少一個板式換熱器設(shè)計成相對于在相鄰第一傳熱通路中引導(dǎo)的第一媒介冷卻和/或至少部分液化在第二傳熱通路中引導(dǎo)的第二媒介，使得形成第一媒介的氣相，所述殼體空間被設(shè)計用于收集所述氣相。還優(yōu)選這樣設(shè)置，即至少一個板式換熱器設(shè)計成在換熱器的操作期間，第一媒介在至少一個板式換熱器中上升，具體是在至少一個板式換熱器的為此目的設(shè)置的第一傳熱通路中上升，所述至少一個板式換熱器尤其設(shè)計成在第二傳熱通路中與第一媒介逆流或橫流的方式引導(dǎo)第二媒介。在板式換熱器的上端與氣相一起離開的第一媒介的液相可以在豎直定向的通道中在板式換熱器的側(cè)面再次向下流動。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，這樣設(shè)置，即通道或其壁體以它們形成互連單元的方式相互固定，該互連單元也稱作管風(fēng)琴管列(register)。該單元優(yōu)選由換熱器塊和/或殼體單獨地形成。另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，這樣設(shè)置，即通道或通道中的至少一些通道形成為沿著它們的各自縱軸線(圓筒體軸線)縱向延伸，即沿著各自縱軸線的延伸長度大于相對于相應(yīng)縱軸線垂直的各個通道的最大內(nèi)徑。因此，第一媒介的液相能沿著通道的相應(yīng)縱軸線或圓筒體軸線流過通道，其在兩個端面的每個處分別具有開口，液相能借助所述開口進入和離開相應(yīng)的通道。在該情況下，通道的兩個開口沿著相應(yīng)通道的縱軸線或圓筒體軸線成彼此相對的狀態(tài)，即相互成一直線。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，這樣設(shè)置，即相對于縱軸線，所有通道具有相同的長度?？商鎿Q地，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選構(gòu)造，這樣設(shè)置，即相對于縱軸線，通道中的一部分或所有通道具有不同的長度以使得所述單元適應(yīng)于換熱器殼體的內(nèi)側(cè)的彎曲區(qū)域。這允許實現(xiàn)復(fù)合單元的外側(cè)的遵循內(nèi)側(cè)區(qū)域(例如在中空圓筒形殼體的情況下)輪廓的階梯式分級(steppedgraduation)。原則上，存在將布置在殼體空間中的單元固定至殼體的可能，使得該單元尤其不與至少一個換熱器塊接觸?？商鎿Q地，所述單元也可固定至至少一個換熱器塊或固定至單獨的承載件。根據(jù)本發(fā)明的一種構(gòu)造，特別優(yōu)選這樣設(shè)置，即各個通道由中空型材形成。優(yōu)選由金屬(例如鋁或鋼)制成的中空型材在該情況下形成包圍各個通道的壁體并由此界定或形成各個通道。中空型材優(yōu)選以形成所提到的互連單元的方式相互連接。在該情況下，中空型材可相互焊接或通過其它緊固手段適當(dāng)?shù)乇舜斯潭?，從而產(chǎn)生所提到的單元或中空型材管列。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，通道由多個互連的板形元件(例如片)形成。這些元件可形成為平坦的(例如平坦薄板)或者具有一種結(jié)構(gòu)(例如所提到的元件可形成為橫截面上波紋的、或折疊的、或階梯形的、或鋸齒狀的元件/片)。各個元件例如可通過彼此裝入而相互固定，并且可能會附加地相互緊固。為了實現(xiàn)固定或緊固?？上氲解F焊和/或焊接連接、鉚釘連接、或其它互鎖的摩擦接合和/或材料粘結(jié)連接。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，這樣設(shè)置，即還相對于按照預(yù)期所布置的換熱器，通道的縱軸線平行于豎直線延伸。在該情況下，對于臥式殼體而言，通道的縱軸線能相對于殼體的縱軸線或圓筒體軸線垂直地延伸。對于直立殼體而言，豎直通道的縱軸線優(yōu)選平行于殼體的縱軸線或圓筒體軸線延伸。根據(jù)本發(fā)明的可替換優(yōu)選實施例，這樣設(shè)置，即還相對于按照預(yù)期所布置的換熱器，通道的縱軸線平行于水平線延伸。在該情況下，對于臥式殼體而言，通道的縱軸線能平行于殼體的縱軸線或圓筒體軸線延伸。對于直立殼體而言，水平通道的縱軸線優(yōu)選相對于殼體的縱軸線或圓筒體軸線垂直地延伸。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，也這樣設(shè)置，即對于水平延伸的通道，所述通道中的至少一些通道具有流動阻滯件或是閉合的，從而對液相產(chǎn)生特定的效果。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，還這樣設(shè)置，即所述單元或者可能通道，沿著豎直線的長度至少大于所述至少一個板式換熱器或換熱器塊沿著豎直線的高度的一半，優(yōu)選大于或等于所述至少一個板式換熱器或換熱器塊沿著豎直線的高度。對于水平通道而言還可以這樣設(shè)置，即水平通道在其縱軸線上短于在同一方向上可能側(cè)向布置的換熱器塊的長度。由多個通道或中空型材制成的單元優(yōu)選布置在至少一個換熱器塊和殼體或殼體的與所述塊水平相對的一部分或內(nèi)側(cè)區(qū)域之間。如果多個分開的換熱器塊布置在殼體空間中，所述單元也可設(shè)置在兩個這樣的塊之間。最后，在一個換熱器塊和多個換熱器塊這兩種情況下，可設(shè)置各自具有多個通道的多個單元，隨后各個單元優(yōu)選布置在換熱器塊中的一個換熱器塊和殼體之間(如上所述)或布置在兩個相鄰換熱器塊之間。在該情況下，可以上文描述的方式設(shè)計各個單元。另外的換熱器塊優(yōu)選依次設(shè)計成板式換熱器，尤其設(shè)計成上文描述的形式。附圖說明本發(fā)明的其他細節(jié)和優(yōu)點將借助下文基于附圖對示例性實施例的附圖的描述進行解釋。所附權(quán)利要求中也明確規(guī)定了本發(fā)明的有利實施例。在附圖中：圖1為根據(jù)本發(fā)明的具有直立殼體和豎直通道的換熱器的示意性局部剖視圖；圖2為圖1中所示的豎直通道的細節(jié)形式的平面圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的具有臥式殼體和豎直通道的另一換熱器的示意性局部剖視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的具有直立殼體和水平通道的換熱器的示意性局部剖視圖；圖5為圖4中所示的水平通道的細節(jié)形式的平面圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的具有臥式殼體和水平通道的另一換熱器的示意性局部剖視圖；以及圖7為例如可用于圖1、圖3、圖4和圖6的實施例的板式換熱器的兩個傳熱通路的示意性剖視圖。具體實施方式圖1連同圖2示出了具有直立的、優(yōu)選(圓形)圓筒形殼體2的換熱器1，所述殼體限定了換熱器1的殼體空間3。在該情況下，殼體2具有外周、圓筒形的壁體14，該壁體在端面處由兩個彼此相對的壁15界定。殼體2的縱軸線或圓筒體軸線與豎直線z重合。在本實施例中，在由殼體2圍成的殼體空間3中存在兩個水平上布置成彼此緊鄰的換熱器塊4、5，所述換熱器塊為具有多個平行傳熱通路P、P’(參照圖7)的板式換熱器4、5。在本實施例中，各個板式換熱器4、5具有多個可以為片的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)41，所述片在橫截面上形成為曲折的，也就是說例如為波紋、鋸齒狀的或具有矩形輪廓。這些結(jié)構(gòu)41也被稱作翅片41并且分別布置在板式換熱器4、5的兩個平坦分離板或片40之間。以這種方式，在每兩個分離板40之間(或分離板與蓋板之間，參見下文描述)形成多個平行通道或者形成傳熱通路P、P’，相應(yīng)的媒介M1、M2能流過所述平行通道或傳熱通路。兩個最外層40由板式換熱器4、5的蓋板形成，并且在每兩個相鄰的分離板或分離蓋板40之間，存在設(shè)置到側(cè)面的終端桿42。圖7通過示例以細節(jié)形式示出了由翅片41和兩個相鄰分離板40形成的用于第一媒介M1的第一傳熱通路P以及同樣由翅片41和兩個相鄰分離板40形成的用于第二媒介M2的相鄰第二傳熱通路P’。優(yōu)選在各個板式換熱器4、5中重復(fù)通路的這種布置，使得多個第一和第二傳熱通路P、P’以交替方式相互緊鄰地布置。在換熱器1操作期間，殼體空間3充滿著第一媒介M1。進入換熱器1的該進入流通常為兩相的，但也可以僅為液體。隨后，第一媒介M1的液相F1形成包圍板式換熱器4、5的浴，第一媒介M1的氣相G1在殼體空間3上部區(qū)域(該氣相可從該上部區(qū)域處排出)中在液相F1上方聚集。第一媒介M1的液相F1在板式換熱器4、5的第一傳熱通路P中上升，并且由于間接傳熱而被待冷卻的第二媒介M2部分氣化，第二媒介M2在板式換熱器4、5的第二傳熱通路P’中相對于第一媒介M1例如以橫流(cross-flow)的方式被引導(dǎo)。由此產(chǎn)生的第一媒介M1的氣相G1能在板式換熱器4、5的上端處離開并且在塊4、5的上方從殼體空間3排出。液相F1的一部分繼續(xù)在殼體空間3中循環(huán)，所提到的這部分在板式換熱器4、5中于第一傳熱通路P中從底部向上傳輸，隨后再次向下流動到殼體空間3中的板式換熱器4、5的外部。第二媒介M2被導(dǎo)入板式換熱器4、5中，并且在流過所分配的第二傳熱通路P’后以冷卻或液化形態(tài)從板式換熱器4、5排出。隨后，為了當(dāng)殼體2存在波動運動時(縱軸線或圓筒體軸線繞著豎直線z波動)使殼體空間3中的液相F1靜止，如圖1所示設(shè)置了三個單元100，每個單元具有多個平行通道10，所述平行通道分別沿著平行于殼體2的縱軸線z的縱軸線L延伸。根據(jù)圖2，這些通道10優(yōu)選由多個被適當(dāng)?shù)乇舜诉B接的中空型材11形成、例如界定了圓形-圓筒形通道10、并且同時在兩側(cè)的每個端面處具有開口10a、10b，其中一個開口10a朝上并且沿著豎直線z大致布置在相應(yīng)板式換熱器4、5的上端的高度處，且另一相反的開口10b分別朝下并且沿著豎直線z在塊4、5的下方終止。通道10優(yōu)選沿著兩個正交的空間方向布置成相互靠近。于是，豎直通道10允許正在上端從第一通路P離開相應(yīng)板式換熱器4、5的液相F1再次向底部循環(huán)，在此處液相F1隨后在板式換熱器4、5的下端進入第一傳熱通路P，并且由于熱虹吸效應(yīng)被再次向上吸引，由此被部分氣化并冷卻第二媒介M2。在該實施例中，豎直通道10代表水平方向上的流阻，并因此抑制第一媒介M1的液相F1的相應(yīng)水平運動，并同時保護所提到的通過通道10的豎直循環(huán)。根據(jù)圖1，單元100中在兩個板式換熱器4、5之間的一個單元相對于兩個塊4、5側(cè)向地布置。兩個其它的單元100分別布置在板式換熱器4、5和殼體2的外周壁體14的水平相鄰部分或內(nèi)側(cè)區(qū)域2a之間。圖3示出了根據(jù)圖1的換熱器1的變型，其與圖1的不同之處在于具有臥式、縱向延伸的殼體2，該殼體沿著與水平線重合的縱軸線或圓筒體軸線延伸，即相對于豎直線z垂直地延伸。與圖1不同，此處兩個板式換熱器4、5沿著殼體2的縱軸線一個在另一個后方地布置，兩個塊4、5各自橫向地在兩側(cè)上由以上文所述方式設(shè)計的單元100側(cè)接，所述單元100沿著殼體2的縱軸線在兩個塊4、5的整個組合長度上分別側(cè)接兩個塊4、5。圖4示出了根據(jù)圖1的換熱器1的另一變型，其與圖1的不同之處在于通道10水平地延伸，也就是說相對于直立殼體2的與豎直線z重合的縱軸線垂直地延伸。于是，通道10的開口10a、10b分別在水平方向上朝向。根據(jù)圖1，單元100相對于板式換熱器4、5布置，兩個塊4、5之間的單元100相比于在塊4、5的外側(cè)的單元100具有帶有更大流動橫截面積的通道10。所有單元100沿著豎直線z突出超過板式換熱器4、5的上、下端，從而當(dāng)換熱器1存在波動運動時盡可能地使第一媒介M1的液相F1的整個填充液位保持靜止，在該波動運動中根據(jù)圖4的殼體2的縱軸線z改變了其傾斜度，尤其是到了紙張平面的外部。在該實施例中，由液相F1在水平通道中經(jīng)歷的流阻，例如在通道10的開口10a、10b之間來回流動時，產(chǎn)生了靜止。根據(jù)圖4，通道10或單元100可形成有多個橫截面為矩形或正方形的中空型材或者由彼此裝配或相互緊固的板形元件、尤其是片(參見上文)形成。根據(jù)圖5，豎直通道10不僅如圖4的實施例所示的那樣在橫截面上形成為矩形，而且可為圓形的。其它的形式同樣是可以想到的。為了增大水平方向上的流阻，各個水平通道10可設(shè)有附加的流動阻滯件(例如橫截面上的阻塞物)12或者被完全封閉。最后圖6按照圖4的方式示出了具有水平通道10的換熱器1，此時換熱器的殼體2按照圖3的方式形成并且布置成臥式。在該實施例中，在根據(jù)圖3所放置的一個在另一個后方布置的板式換熱器4、5的兩側(cè)，每種情況下均在各個塊4、5和殼體2的外周壁體14的水平相鄰內(nèi)側(cè)區(qū)域或部分之間設(shè)置具有多個水平通道10的單元100，這些水平通道一個布置在另一個之上且彼此靠近，但水平通道沿著殼體2的縱軸線的延伸長度小于塊3、4沿著該方向的延伸長度。這允許液相F1的豎直循環(huán)存在最小的可能擾動(參見上文)。根據(jù)圖6，另一單元100也沿著殼體2的縱軸線布置在兩個塊4、5之間。此處，同樣以上文基于圖4所描述的方式實現(xiàn)第一媒介的液相F1的靜止。原則上，互連的(或者各個)中空型材11或通道10可以以不同的橫截面形式(例如圓形、矩形、蜂窩形)和長度設(shè)置在未被各個板式換熱器4、5占據(jù)的殼體空間3的任何位置，而主要是在液體填充區(qū)域(即靠近塊4或5、塊4和5、和/或在塊4和5之間)。單元或管列100的數(shù)量是可適應(yīng)的。僅由液相F1在豎直方向上或水平方式上流過這些單元100。該組件本身代表了水平方向上的流阻。因此，抑制了水平流動。單元100或通道10在豎直尺寸和水平尺寸上均可適應(yīng)于各種要求，并且還可能被再分。各個通道10的橫截面尺寸是靈活的，并且同樣能適應(yīng)于各種要求。單元100的各個通道10可具有不同的長度。尤其在水平通道10或中空型材11的情況下，為了適應(yīng)于流阻，各個型材11可被封閉。因此，抑制了水平流動?？傊鶕?jù)本發(fā)明的單元或中空型材管列100允許對容器2中的循環(huán)液體F1的流動方向施加大的影響，而不需要為此所設(shè)置的很多個單獨部件。板式換熱器4、5外部的液體體積能在很大程度上被分割，然而為此所進行的生產(chǎn)和組裝花費仍然是相對較低的。該分割也允許單元100或通道10/中空型材11具有小的壁厚，這是因為組件100代表了結(jié)實本體100并且僅允許小規(guī)模的液體運動。適配各個元件10的尺寸和組件100整體上的尺寸實現(xiàn)了對容器2或殼體空間3中的振蕩液體F1的自然頻率的影響以及對運動的抑制。因此，能避免自然頻率激發(fā)和高的振幅。特別優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的換熱器1在水體上的漂浮體上使用，例如用作生產(chǎn)液化天然氣(LNG)的浮動設(shè)施的部件。附圖標記列表1換熱器2殼體2a內(nèi)側(cè)3殼體空間4、5板式換熱器10通道10a、10b開口11中空型材14壁體15壁40分離板41導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)或翅片42側(cè)桿100單元M1第一媒介M2第二媒介G1第一媒介的氣相F1第一媒介的液相P第一傳熱通路P’第二傳熱通路Z豎直線當(dāng)前第1頁1 2 3