專利名稱：熱交換器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求I的主題的熱交換器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
據(jù)此，此類熱交換器系統(tǒng)用于在至少一種特別是富含烴的相形式的第一介質(zhì)與第二介質(zhì)(例如冷卻劑混合物)之間進(jìn)行熱交換，其中該熱交換器系統(tǒng)具有至少兩個用于容納第一介質(zhì)的第一管空間區(qū)段，這些管空間區(qū)段通過特別是至少一個管路形式的管空間區(qū)段連接裝置以導(dǎo)流方式相互連接。此類熱交換器系統(tǒng)例如由DE 19848280A1已知。 此類熱交換器系統(tǒng)例如可以用于將送入熱交換器系統(tǒng)中的富含烴的氣相(天然氣)液化。在此，根據(jù)在開頭部分提及的已有的設(shè)備實(shí)施方案，有三個熱交換器束(預(yù)先冷卻器、液化器和過冷器)上下疊置地設(shè)置在一個共同的承載壓力的外殼中，該外殼例如可以懸掛到鋼制支架中。由于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)缺失或不夠用，很難輸送此類熱交換器系統(tǒng)。此外，必須特別是有規(guī)則地在外殼中對此類系統(tǒng)進(jìn)行劃分，從而能使得氣體和液體有序地進(jìn)行分離。此類分隔還導(dǎo)致高成本、供貨時間長和容器尺寸大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，由此出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提出前述類型的熱交換器系統(tǒng)，其中在構(gòu)造上改進(jìn)了輸送和操作。該目的是通過具有權(quán)利要求I的特征的熱交換器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。據(jù)此，一個第一管空間區(qū)段被第一外殼空間包圍，其他的第一管空間區(qū)段被第二外殼空間包圍，其用于容納第二介質(zhì)，其中這兩個外殼空間各自被外殼包圍，它們彼此獨(dú)立地構(gòu)造，即例如彼此分離或者彼此間隔開地布置。管空間區(qū)段連接裝置由此至少以區(qū)段的方式布置在這兩個外殼的外部，且特別是跨接這兩個外殼之間的間距(這也適用于將分離的外殼的管空間區(qū)段相互連接的其他管空間區(qū)段連接裝置)。此類分離的外殼尤其是以承載壓力的方式構(gòu)成，并且各自具有環(huán)繞的壁，該壁沿著外殼的縱軸線過渡到垂直于外殼縱軸線延伸的頂蓋或者對置的底部。頂蓋和底部可以為彎拱形，特別是罩形結(jié)構(gòu)。此外，原則上也可以設(shè)置多于兩個的分離的外殼,例如三個或四個分離的外殼，這些外殼彼此上下排列和/或彼此間隔開地布置。一個管空間區(qū)段連接裝置例如可以由兩個經(jīng)過管路連接的接管構(gòu)成，這些接管均成型在所屬的(分離的)外殼上。該管路例如可以通過法蘭連接與接管連接。此外，基于熱交換器系統(tǒng)按照規(guī)定設(shè)定的狀態(tài)，優(yōu)選第二外殼沿著垂線設(shè)置在第一外殼的上方或者與其間隔開地布置。在此，優(yōu)選這兩個外殼(或者也可以是多于兩個的外殼)相互同軸地布置(基于其各自的縱軸或圓柱體軸)?！矫?，將外殼空間或外殼分隔開具有如下優(yōu)點(diǎn)由于分開的設(shè)備而使輸送明顯變得容易，并且省去了在施工現(xiàn)場組裝一體的外殼時產(chǎn)生的復(fù)雜的焊縫。另一方面，由于設(shè)備分開，可以給客戶提供最終構(gòu)件，這些構(gòu)件例如可以通過成本比較低廉的標(biāo)準(zhǔn)管道鋪設(shè)而相互連接。由此使缺陷影響的大小最小化，例如焊接缺陷、部件受損、污損和庫存。相對于在一個統(tǒng)一的外殼中具有多個彼此上下排列的管束的熱交換器系統(tǒng)的環(huán)繞的壁處的加寬部，多外殼式的熱交換器系統(tǒng)的外殼處的加寬部(Aufweitung)同樣可以明顯更容易地形成。優(yōu)選這兩個外殼空間或者相應(yīng)的外殼通過特別是至少一個管路形式的第一外殼空間連接裝置而以導(dǎo)流方式相互連接，從而使第二介質(zhì)能夠從一個外殼空間進(jìn)入到另一個外殼空間中。此類外殼空間連接裝置(例如經(jīng)由管路相互連接的接管，見上)可以通過標(biāo)準(zhǔn)管道鋪設(shè)來構(gòu)造，這相應(yīng)地降低了制造成本。此外，設(shè)立和設(shè)置外殼空間連接裝置是為了將第二介質(zhì)的氣態(tài)餾份與第二介質(zhì)的液態(tài)懼份分離地從第二外殼空間引入第一外殼空間中。該分離使得在外殼或其下方的熱交換器中的氣體分布和液體分布變得容易。此外可以規(guī)定，(沿著垂線在上方的)第二外殼例如在下部區(qū)段處具有加寬部。由此可以控制(制動)第二介質(zhì)在外殼空間中向下流動的氣態(tài)餾份的流速，從而確保在其下方的(第一)外殼空間中第二介質(zhì)的該餾份與液態(tài)餾份 之間的均勻分布(也可以在外殼的另一區(qū)段處設(shè)置有加寬部，只要應(yīng)當(dāng)在此對氣相進(jìn)行相應(yīng)的制動)。替代地或補(bǔ)充地，第二外殼例如可以在第二外殼的下部區(qū)段中具有分離機(jī)構(gòu)，形成該分離機(jī)構(gòu)是為了使第二介質(zhì)在第二外殼空間中引導(dǎo)的所述液態(tài)餾份與相應(yīng)的氣態(tài)餾份分離。通過在各自的外殼中在設(shè)置于其中的管束或管空間下方安裝有分離機(jī)構(gòu)形式的“分離器”或分離設(shè)備，可以在需要時省去外殼的加寬部。根據(jù)本發(fā)明，至少兩個外殼相互分離地布置，并且在此特別是彼此上下排列和/或相互間隔開地排列。在此，可以設(shè)立和設(shè)置第一外殼(和設(shè)置于其中的管束)以對第一介質(zhì)進(jìn)行預(yù)先冷卻，及設(shè)立和設(shè)置設(shè)置于其上方的第二外殼(和設(shè)置于其中的管束)以對第一介質(zhì)進(jìn)行液化。但是，作為對此的替代方案，還可以設(shè)立和設(shè)置第一外殼(和設(shè)置于其中的管束)以對第一介質(zhì)進(jìn)行液化，及設(shè)立和設(shè)置設(shè)置于其上方的第二外殼(和設(shè)置于其中的管束)以對第一介質(zhì)進(jìn)行過冷。在此情況下，優(yōu)選形成第一外殼的被第一外殼空間包圍的第二管空間區(qū)段是為了例如經(jīng)由第一外殼的第一入口容納第二介質(zhì)的氣態(tài)餾份，其中第一外殼的該第二管空間區(qū)段優(yōu)選沿著第一外殼的第一管空間區(qū)段延伸，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在容納于相關(guān)管空間區(qū)段中的介質(zhì)之間的間接熱交換。此外，在此優(yōu)選形成第一外殼的被第一外殼空間包圍的第三管空間區(qū)段是為了例如經(jīng)由第一外殼的第二入口容納第二介質(zhì)的液態(tài)餾份，其中第一外殼的該第三管空間區(qū)段特別是沿著第一外殼的第一管空間區(qū)段延伸，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在容納于相關(guān)管空間區(qū)段中的介質(zhì)之間的間接熱交換。此外在本實(shí)施例中優(yōu)選將第二外殼的第三管空間區(qū)段在第一外殼的上端導(dǎo)入第二外殼空間中，從而將第二介質(zhì)(冷卻劑)的液態(tài)餾份引入第一外殼空間中，該餾份與在管空間區(qū)段中引導(dǎo)的介質(zhì)特別是與容納在第一管空間區(qū)段中的第一介質(zhì)進(jìn)行間接熱交換，從而使其可以在第一外殼中液化。第一外殼的第二管空間區(qū)段此外還優(yōu)選經(jīng)由特別是至少一個管路形式的第二管空間區(qū)段連接裝置與第二外殼的被第二外殼包圍的第二管空間區(qū)段以導(dǎo)流方式連接，其中該第二管空間區(qū)段沿著第二外殼的第一管空間區(qū)段延伸，從而也能夠?qū)崿F(xiàn)在容納于相關(guān)管空間區(qū)段中的介質(zhì)之間的間接熱交換。優(yōu)選將第二外殼的第二管空間區(qū)段在第二外殼的上端導(dǎo)入第二外殼空間中，從而將第二介質(zhì)的氣態(tài)餾份引入第二外殼空間中，從而該餾份可以與在第二外殼的管空間區(qū)段中引導(dǎo)的介質(zhì)進(jìn)行間接熱交換，以實(shí)現(xiàn)對第一介質(zhì)的過冷。在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，設(shè)置有另一個(分離的)第三外殼，該外殼優(yōu)選設(shè)置在第二外殼的上方，及需要時與該第二外殼彼此間隔開地設(shè)置，其中設(shè)置有用于容納第一介質(zhì)(例如天然氣)的第三外殼的另一個第一管空間區(qū)段，該管空間區(qū)段經(jīng)由特別是至少一個管路形式的第二管空間區(qū)段連接裝置與第二外殼的第一管空間區(qū)段以導(dǎo)流方式連接(第一和第二外殼現(xiàn)在特別是用于 使第一介質(zhì)預(yù)先冷卻或液化，見上，第三外殼特別是用于使第一介質(zhì)過冷)。在此，所述另一個第一管空間區(qū)段被所屬的用于容納第二介質(zhì)的第三外殼空間或第三外殼包圍，其相對于第一和第二外殼空間或外殼分離地構(gòu)造。第三外殼優(yōu)選沿著垂線設(shè)置在第二外殼(和第一外殼)的上方或與其彼此間隔開地設(shè)置。在此，第二和第三外殼空間優(yōu)選通過特別是至少一個管路形式的第二外殼空間連接裝置以導(dǎo)流方式相互連接。優(yōu)選這三個外殼參照其縱軸線(圓柱體軸)相互同軸地設(shè)置。為了將第一介質(zhì)(例如富含烴的液相)從熱交換器系統(tǒng)中排出，最上面的第三外殼優(yōu)選具有在第三外殼的上端處的第一出口。此外，該熱交換器系統(tǒng)在最下面的第一外殼處具有第一入口，用于將第一介質(zhì)(例如富含烴的氣相)引入第一外殼的第一管空間區(qū)段中。對于熱交換器系統(tǒng)用于使富含烴的氣相(天然氣)液化的情況，該相通過三個外殼的這三個相互連接的第一管空間區(qū)段沿著垂線向上引導(dǎo)，并在此在與第二介質(zhì)進(jìn)行熱交換的情況下預(yù)先冷卻、冷凝和過冷。優(yōu)選前述的(以及其他的)管空間區(qū)段沿著各自的外殼的縱軸線或者沿著垂線延伸。管空間區(qū)段特別是可以由管束尤其是纏繞的管束的管組構(gòu)成，其中各個管圍繞芯管纏繞，該芯管沿著各自的(需要時為圓柱形的)外殼的縱軸線延伸。為了預(yù)先冷卻第一介質(zhì)，設(shè)置有用于容納第二介質(zhì)的被第一外殼包圍的第二管空間區(qū)段，其中第一外殼的該第二管空間區(qū)段沿著第一外殼的第一管空間區(qū)段延伸，從而使得在該管空間區(qū)段中引導(dǎo)的介質(zhì)能夠進(jìn)行間接熱交換。為了能夠?qū)⒌诙橘|(zhì)(冷卻劑混合物)的液態(tài)餾份引入第一外殼的該第二管空間區(qū)段中，最下面的第一外殼優(yōu)選具有第二入口，其中特別是該第二入口可以接入第一分離器的塔底中，由此可以排出冷卻劑(第二介質(zhì))的該液態(tài)餾份。第一外殼的第二管空間區(qū)段現(xiàn)在優(yōu)選在第一外殼的(以垂線為參照的)上端(例如通過閥門)導(dǎo)入第一外殼空間中，從而將第二介質(zhì)(冷卻劑)的液態(tài)餾份引入第一外殼空間中。該餾份因而在第一外殼中沿著垂線或外殼的縱軸線向下流動，其中第一介質(zhì)(天然氣)可以在第一外殼的第一管空間區(qū)段中例如以其交叉逆向流的方式(在纏繞的管束的情況下)加以引導(dǎo)。由此實(shí)現(xiàn)了對待液化的富含烴的相(第一介質(zhì))的預(yù)先冷卻。此外，最下面的第一外殼具有用于容納第二介質(zhì)的氣態(tài)餾份的第三管空間區(qū)段，其中第一外殼的第三管空間區(qū)段沿著第一外殼的第一管空間區(qū)段延伸，第一介質(zhì)在其中引導(dǎo)，從而可以實(shí)現(xiàn)在所述管空間區(qū)段中引導(dǎo)的介質(zhì)之間的間接熱交換。為了將該氣態(tài)餾份引入第一外殼的第三管空間區(qū)段中，第一外殼在下端優(yōu)選具有第三入口，該入口例如可以接入第二分離器的頂部中，由此可以排出冷卻劑(第二介質(zhì))的該氣態(tài)餾份。在此，第一外殼的第三管空間區(qū)段優(yōu)選經(jīng)由在第一外殼的上端的第一出口和在第二外殼的下端的第一入口與第二外殼的被第二外殼包圍的第二管空間區(qū)段連接，其中第二外殼的該第二管空間區(qū)段特別是沿著第二外殼的第一管空間區(qū)段延伸，第一介質(zhì)在其中向上引導(dǎo)，從而可以實(shí)現(xiàn)在所述管空間區(qū)段中引導(dǎo)的介質(zhì)之間的間接熱交換。第一外殼的該第一出口現(xiàn)在可以經(jīng)由第三分離器的頂部與第二外殼的第一入口連接，從而可以從該頂部排出第二介質(zhì)的氣態(tài)餾份，并且可以引入第二外殼的第二管空間區(qū)段中。在此，此外還優(yōu)選將第三分離器的塔底經(jīng)由第二外殼的第二入口與第二外殼的第三管空間區(qū)段連接，其被第二外殼包圍并且沿著第二外殼的第一和第二管空間區(qū)段延伸，從而可以實(shí)現(xiàn)在所述管空間區(qū)段中引導(dǎo)的介質(zhì)之間的間接熱交換。第二外殼的該第三管空間區(qū)段現(xiàn)在優(yōu)選在第二外殼的(參照垂線Z的)上端(特別是通過閥門)導(dǎo)入第二外殼空間中，從而可以將第二介質(zhì)的(從第三分離器的塔底排出的)液態(tài)餾份引入第二外殼空間中，并且可以在其中向下流動，其中第一介質(zhì)可以在第二外殼的第一管空間區(qū)段中例如以其交叉逆向流的方式(在纏繞的管束的情況下)加以引導(dǎo)。由此可以在第二外殼中將在第二外殼的第一管空間區(qū)段中引導(dǎo)的第一介質(zhì)進(jìn)一步冷卻和液化。此外還優(yōu)選將第二外殼的第二管空間區(qū)段經(jīng)由特別是至少一個管路形式的第三管空間區(qū)段連接裝置與第三外殼的被第三外殼包圍的第二管空間區(qū)段以導(dǎo)流方式連接，其中第三外殼的該第二管空間區(qū)段沿著第三外殼的第一管空間區(qū)段延伸，其中特別是將第三 外殼的第二管空間區(qū)段在第三外殼的(參照垂線的)上端(特別是通過閥門)導(dǎo)入第三外殼空間中，從而將冷卻劑的氣態(tài)餾份形式的第二介質(zhì)引入第三外殼空間中，所述介質(zhì)然后沿著垂線向下流動。由此在最上面的第三外殼中實(shí)現(xiàn)了對在第三外殼的第一管空間區(qū)段中(例如以交叉逆向流的方式)引導(dǎo)的第一介質(zhì)的過冷。最后，為了將第二介質(zhì)從第一外殼的塔底排出，優(yōu)選在第一外殼的下端設(shè)置有第二出口，其中第一外殼的該第二出口特別是可以與用于壓縮第二介質(zhì)的兩級式壓縮機(jī)連接，其中特別是所述第一分離器和所述第二分離器分別通過另一個熱交換器與壓縮機(jī)連接。原則上當(dāng)然也可以在多個例如三個分離的外殼的情況下將這兩個相鄰的外殼組裝起來。因此現(xiàn)在例如可以使第一外殼與第二外殼或者第二外殼與第三外殼形成一個統(tǒng)一的外殼，從而只存在兩個分離的外殼。于是由于該統(tǒng)一的外殼空間而存在相應(yīng)的外殼空間連接，管空間區(qū)段連接裝置于是相應(yīng)地在該外殼空間內(nèi)部作為管空間區(qū)段的連接件延伸，其可以與該管空間區(qū)段一體地構(gòu)造。在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，設(shè)置有四個分離的外殼，其中例如可以通過將第一外殼分成上部第一外殼和下部第一外殼而形成第四外殼(例如圍繞第一預(yù)先冷卻器和后續(xù)的第二預(yù)先冷卻器形成)。在此，例如下部第一外殼可以具有設(shè)置在該第一外殼的下端的出口和/或入口，上部第一外殼可以具有設(shè)置在該第一外殼的上端的出口和/或入口。下部第一外殼可以如同其他外殼一樣具有外殼側(cè)的進(jìn)入流，例如是管空間區(qū)段的形式，其在上端導(dǎo)入下部第一外殼中，從而可以將在其中引導(dǎo)的第二介質(zhì)引入下部第一外殼空間中。這兩個第一外殼優(yōu)選還沿著垂線相互間隔開地或者彼此上下排列。在此，當(dāng)然可以對各個外殼的命名重新排序，因而例如最下面的外殼始終是第一外殼，而其他(三個)外殼向上順序地連續(xù)編號。下部第一外殼優(yōu)選包圍下部第一外殼空間，該外殼空間本身包圍所屬的第一管空間區(qū)段的下部區(qū)段，其中特別是該下部區(qū)段經(jīng)由在下部第一外殼的上端形成的第三出口與第四分離器連接，從其頂部可以排出第一介質(zhì)的氣態(tài)餾份，該餾份可以經(jīng)由上部第一外殼的第四入口引入所屬的第一管空間區(qū)段的上部區(qū)段中，其被由上部第一外殼所限定的上部第一外殼空間包圍。此外，上部和下部第一外殼空間優(yōu)選經(jīng)由特別是至少一個管路形式的第三外殼空間連接裝置以導(dǎo)流方式相互連接，其中此外還優(yōu)選將所屬的第二管空間區(qū)段的被下部第一外殼空間包圍的下部區(qū)段與所屬的第二管空間區(qū)段的被上部第一外殼空間包圍的上部區(qū)段經(jīng)由第四管空間區(qū)段連接裝置以導(dǎo)流方式連接。最后，在本實(shí)施方案中，優(yōu)選將所屬的第三管空間區(qū)段的被下部第一外殼空間包圍的下部區(qū)段與所屬的第三管空間區(qū)段的被上部第一外殼空間包圍的上部區(qū)段經(jīng)由第五管空間區(qū)段連接裝置以導(dǎo)流方式連接。為了承載各個外殼，優(yōu)選設(shè)置有特別是鋼制支架形式的支架，外殼各自分離地懸掛在該支架上。在以下實(shí)施例圖解說明中借助附圖來闡述本發(fā)明的其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。



圖I所示為根據(jù)本發(fā)明的用于使富含烴的相液化的熱交換器系統(tǒng)的示意性截面圖；及圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的用于使富含烴的相液化的另一個熱交換器系統(tǒng)的示意性截面圖。
具體實(shí)施例方式圖I所示為根據(jù)本發(fā)明的熱交換器系統(tǒng)I的示意性截面圖。它具有三個彼此上下排列的分離的外殼301、303、305，這些外殼分別包圍各自所屬的外殼空間201、203、205。這三個外殼301、303、305基本上以空心圓柱體構(gòu)造，并且相應(yīng)地具有縱軸線(圓柱體軸)，該縱軸線平行于垂線Z (基于熱交換器系統(tǒng)I按照規(guī)定設(shè)定的狀態(tài))。外殼301、303、305此外 還具有環(huán)繞的壁以及頂蓋和底部，它們沿著垂線Z彼此相對，并且各自使外殼向上或向下封閉。在各個外殼301、303、305或外殼空間201、203、205中均設(shè)置有纏繞的管束，所述
管束分別具有多個圍繞芯管纏繞的管。管束在最下面的第一外殼301中如同在中間的第二外殼303中一樣形成第一、第二和第三管空間區(qū)段101、121、111或103、123、124，以及在最上面的第三外殼305中形成第一和第二管空間區(qū)段105U27o在此，各個管空間區(qū)段101、121、111或103、123、124或105、127由各自的管束的管組構(gòu)成。第一、第二和第三外殼301、303、305的第一管空間區(qū)段101、103和105用于容納 待液化的富含烴的相的形式的第一介質(zhì)Μ，該相經(jīng)由在第一外殼301的下部(底部)中的第一入口 E送入熱交換器系統(tǒng)I中，并沿著垂線Z向上流動。在此，外殼301、303、305之間的間距被管路形式的管空間區(qū)段連接裝置102、104橋接，從而形成貫通的管空間，該管空間沿著垂線Z穿過三個分離的外殼301、303、305延伸。在穿過該管空間時，第一介質(zhì)M在多個步驟中在第一外殼301的區(qū)域中冷卻，在第二外殼303的區(qū)域中液化，及在第三外殼305的區(qū)域中過冷。液化的相M于是可以經(jīng)由在第三外殼305的上部(頂蓋)處的第一出口 A從熱交換器系統(tǒng)I排出。在其他的管空間區(qū)段121、111或123、124或127中，第二介質(zhì)K (冷卻劑混合物)沿著垂線Z向上引導(dǎo)，并各自在外殼的上端進(jìn)入到各自的外殼空間中，從而第二介質(zhì)K可以在外殼空間301、303、305中沿著垂線Z向下流動。為此，分離的外殼301、303、305通過第一和第二外殼空間連接裝置202、204相互連接。在此,為了使第一介質(zhì)M液化,第一介質(zhì)M和第二介質(zhì)K以相對于在外殼空間301、303、305中向下流動的第二介質(zhì)K的交叉逆向流的方式加以引導(dǎo)。熱交換器系統(tǒng)I的冷端因而位于上端(第三外殼305)。第二介質(zhì)K可以從第一外殼301的塔底經(jīng)由第一外殼301的第二出口 A,排出，并分離成液態(tài)的和氣態(tài)餾份，從而能夠?qū)⑵涓髯暂斔椭翢峤粨Q器系統(tǒng)
I。為此可以將從第一外殼301的塔底排出的第二介質(zhì)K輸送至壓 縮機(jī)(未不出)。該壓縮機(jī)可以具有兩個壓縮級。在此，在第一壓縮級中壓縮的第二介質(zhì)K(冷卻劑混合物)可以在后續(xù)冷卻器或熱交換器中與周圍環(huán)境空氣或水相對地進(jìn)行部分冷凝，并被輸送至第一分離器，在該第一分離器中分離成氣態(tài)餾份和液態(tài)餾份。在此，氣態(tài)餾份被輸送至第二壓縮機(jī)級，并在該第二壓縮機(jī)級中被壓縮至所希望的最終壓力。在此，在第二壓縮級下游還設(shè)置有后續(xù)冷卻器或熱交換器，在其中使經(jīng)壓縮的第一介質(zhì)K優(yōu)選與周圍環(huán)境空氣或水相對地進(jìn)行冷卻，隨后被輸送至另一個第二分離器。然后，將第一介質(zhì)K的液態(tài)餾份從所述第一分離器的塔底排出，經(jīng)由在第一外殼301的下端的第二入口 E'送入第一外殼301的第二管空間區(qū)段111中，并沿著垂線Z向上引導(dǎo)，然后在第一外殼301的上端在減壓的情況下送入第一外殼空間201中，從而第一介質(zhì)K的液態(tài)餾份能夠在第一外殼空間201中向下流動，并在此可以與經(jīng)由第一管空間區(qū)段101向上流動的第一介質(zhì)M(以及與在第一外殼301的第三管空間區(qū)段121中的第二介質(zhì)K)進(jìn)行間接熱交換。此外，經(jīng)由在第一外殼301的下端的第三入口 E"，將第二介質(zhì)K的(從第二分離器的頂部排出的)氣態(tài)餾份導(dǎo)入第一外殼301的第三管空間區(qū)段121中，并沿著垂線Z向上引導(dǎo)。因而結(jié)果可以在第一外殼301中對第一介質(zhì)M進(jìn)行預(yù)先冷卻。在第三管空間區(qū)段121中向上流動的第二介質(zhì)K由在第一外殼301的上端的第一出口 122a從第一外殼301導(dǎo)出，并分離成液態(tài)懼份和氣態(tài)懼份。為此可以將第二介質(zhì)K經(jīng)由第一出口 122a輸送至第三分離器(未示出)。經(jīng)由第三分離器的頂部排出的氣態(tài)餾份然后經(jīng)由在第二外殼303的下端的第一入口 122b引入第二外殼303的第二管空間區(qū)段123中，而從第三分離器的塔底排出的液態(tài)餾份K則經(jīng)由在第二外殼303的下端的第二入口122c引入第二外殼303的第三管空間區(qū)段124中，并在第二外殼303的上端在減壓的情況下送入第二外殼空間203中，從而使該液態(tài)餾份能夠沿著垂線Z向下流至第一外殼301，其中它特別是與在第二外殼303的第一管空間區(qū)段103中的第一介質(zhì)M(以及與在第二外殼303的第二管空間區(qū)段123中的第二介質(zhì)K)進(jìn)行間接熱交換。此外，第二介質(zhì)K的氣態(tài)餾份通過第二管空間區(qū)段123以及通過第三管空間區(qū)段連接裝置126導(dǎo)入最上面的第三外殼305的第二管空間區(qū)段127中。因而結(jié)果在第二外殼303中實(shí)現(xiàn)對第一介質(zhì)M的進(jìn)一步冷卻/液化。最后在第三外殼305中對第一介質(zhì)M進(jìn)行過冷,其方式為,將在第三外殼305的第二管空間區(qū)段127中引導(dǎo)的第二介質(zhì)K在第三外殼305的上端在減壓的情況下引入第三外殼空間205中(氣態(tài)餾份)，并沿著垂線Z在第三外殼空間305中向下引導(dǎo)。在此，第二介質(zhì)K與在第三外殼305的第一管空間區(qū)段105中引導(dǎo)的第一介質(zhì)M進(jìn)行間接熱交換，由此實(shí)現(xiàn)液化的第一介質(zhì)M的過冷。
原則上當(dāng)然也可以將相鄰的外殼301、303或303、305組裝起來。因此現(xiàn)在例如可以使第一外殼與第二外殼或者第二外殼與第三外殼301、303或303、305形成一個統(tǒng)一的外殼，從而只存在兩個分離的外殼。圖2顯示了另一個實(shí)施方案，其中與圖I不同的是，將第一外殼301分成兩個沿著垂線Z彼此間隔開地布置的分離的外殼，具體而言，分成上部第一外殼301b和下部第一外殼301a，從而總共有四個分離的外殼301a、301b、303、305。通過該分隔設(shè)計，根據(jù)圖I包圍第一外殼301的預(yù)先冷卻器被分成第一和第二預(yù)先冷卻器。在此，在下部第一外殼與上部第一外殼301a、301b之間排出第一介質(zhì)M，從而分離出第一介質(zhì)M(天然氣)的重的組分，并將所產(chǎn)生的氣相輸送至第二預(yù)先冷卻器。這 兩個外殼301a、301b相應(yīng)地形成下部第一外殼空間201a和與其分隔開的上部第一外殼空間201b，這兩個外殼空間通過第三外殼空間連接裝置211以導(dǎo)流方式相互連接。為了從經(jīng)由下部第一外殼301a的第一入口 E引入第一管空間區(qū)段101的下部區(qū)段IOla中的第一介質(zhì)M的流中分離出重的組分，將第一管空間區(qū)段101的該下部區(qū)段IOla經(jīng)由在下部第一外殼301a的上端的第三出口 IOlc引導(dǎo)至第四分離器，其中在該第四分離器的頂部排出第一介質(zhì)M的所述氣態(tài)餾份，并經(jīng)由在上部第一外殼301b的下端的第四入口IOld引入第一管空間區(qū)段101的上部區(qū)段IOlb中，其中該上部區(qū)段IOlb被上部第一外殼空間201b包圍。經(jīng)由第二和第三入口 E'、E"現(xiàn)在在下部第一外殼301a的下端引入第二或第三管空間區(qū)段111、121的下部區(qū)段121a、llla中的第二介質(zhì)K在該下部區(qū)段121a、llla中如同此前一樣以氣態(tài)餾份(下部區(qū)段121a)和液態(tài)餾份(下部區(qū)段Illa)的形式通過第四和第五管空間區(qū)段連接裝置Illc或121c引入第二和第三管空間區(qū)段111、121的被上部第一外殼301b或外殼空間201b包圍的上部區(qū)段lllb、121b中。第二出口 V現(xiàn)在在下部第一外殼301a的下端(塔底)處構(gòu)造。附圖標(biāo)記I 熱交換器系統(tǒng)201a下部第一外殼空間101 第一管空間區(qū)段201b上部第一外殼空間102 第一管空間區(qū)段連接裝置301a下部第一外殼103 第一管空間區(qū)段301b上部第一外殼104 第二管空間區(qū)段連接裝置IOla下部區(qū)段105 第一管空間區(qū)段IOlb上部區(qū)段111 第二管空間區(qū)段Illa下部區(qū)段121 第三管空間區(qū)段Illb上部區(qū)段122a 第一出口121a下部區(qū)段122b 第一入口121b上部區(qū)段122c 第二入口Illc第四管空間區(qū)段連接裝置123 第二管空間區(qū)段121c第五管空間區(qū)段連接裝置124 第三管空間區(qū)段211第三外殼空間連接裝置126 第三管空間區(qū)段連接裝置IOlc第三出口127 第二管空間區(qū)段IOld第四入口
201第一外殼空間A第一出口202第一外殼空間連接裝置A'第二出口203第二外殼空間E第一入口204第二外殼空間連接裝置E'第二入口205第三外殼空間E"第三入口301第一外殼M第一介質(zhì)303第二外殼K第二介質(zhì) 305第三外殼Z垂線
權(quán)利要求
1.用于在至少一種特別是富含烴的相的形式的第一介質(zhì)(M)與第二介質(zhì)(K)之間進(jìn)行熱交換的熱交換器系統(tǒng)(1)，其具有 -至少兩個用于容納第一介質(zhì)(M)的第一管空間區(qū)段(101、103 ; 103、105);和 -第一管空間區(qū)段連接裝置(102;104)，這兩個管空間區(qū)段(101、103;103、105)經(jīng)由所述第一管空間區(qū)段連接裝置以導(dǎo)流方式相互連接， 其特征在于， 一個第一管空間區(qū)段(101 ；103)和其他的第一管空間區(qū)段(103 ；105)分別被用于容納第二介質(zhì)(K)的第一和第二外殼空間(201、203 ;203、205)包圍，其中第一外殼空間(201 ；203)被第一外殼(301 ；303)限定，第二外殼空間(203 ；205)被與其分離構(gòu)造的第二外殼(303 ；305)限定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，基于所述熱交換器系統(tǒng)(I)按照規(guī)定設(shè)定的狀態(tài)，第二外殼(303 ；305)與第一外殼(301 ；303)彼此間隔開地布置，特別是沿著垂線(Z)設(shè)置在第一外殼(301)的上方，其中特別是這兩個外殼空間(201、203 ;203、205)通過特別是至少一個管路形式的第一外殼空間連接裝置(202 ；204)以導(dǎo)流方式相互連接，其中構(gòu)造所述第一外殼空間連接裝置(202 ；204)特別是為了將第二介質(zhì)(K)的氣態(tài)餾份與第二介質(zhì)(K)的液態(tài)餾份分離地進(jìn)行輸送。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，構(gòu)造所述第一外殼(301)是為了對在所屬的第一管空間區(qū)段(101)中引導(dǎo)的第一介質(zhì)(M)進(jìn)行預(yù)先冷卻，構(gòu)造所述第二外殼(303)是為了對在所屬的第一管空間區(qū)段(103)中引導(dǎo)的第一介質(zhì)(M)進(jìn)行液化。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至2之一的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，構(gòu)造所述第一外殼(303)是為了對在所屬的第一管空間區(qū)段(103)中引導(dǎo)的第一介質(zhì)(M)進(jìn)行液化，構(gòu)造所述第二外殼(305)是為了對在所屬的第一管空間區(qū)段(105)中引導(dǎo)的第一介質(zhì)(M)進(jìn)行過冷，其中特別是設(shè)置有第一外殼(303)的被第一外殼空間(203)包圍的第二管空間區(qū)段(123)，第二介質(zhì)(K)的氣態(tài)餾份經(jīng)由第一外殼(303)的第一入口(122b)引入該第二管空間區(qū)段中，其中第一外殼(303)的該第二管空間區(qū)段(123)特別是沿著第一外殼(303)的第一管空間區(qū)段(103)延伸，其中特別是設(shè)置有第一外殼(303)的被第一外殼空間(203)包圍的第三管空間區(qū)段(124)，第二介質(zhì)(K)的液態(tài)餾份經(jīng)由第一外殼(303)的第二入口(122c)引入該第三管空間區(qū)段中，其中第一外殼(303)的該第三管空間區(qū)段(124)特別是沿著第一外殼(303)的第一管空間區(qū)段(103)延伸，其中特別是第一外殼(303)的第三管空間區(qū)段(124)在第一外殼(303)的上端導(dǎo)入第一外殼空間(203)中，從而將第二介質(zhì)(K)的液態(tài)懼份引入第一外殼空間(203)中，其中特別是第一外殼(303)的第二管空間區(qū)段(123)通過特別是至少一個管路形式的第二管空間區(qū)段連接裝置(126)與第二外殼(305)的被第二外殼(305)包圍的第二管空間區(qū)段(127)以導(dǎo)流方式連接，其中該第二管空間區(qū)段(127)沿著第二外殼(305)的第一管空間區(qū)段(105)延伸，其中特別是第二外殼(305)的第二管空間區(qū)段(127)在第二外殼(305)的上端導(dǎo)入第二外殼空間(205)中，從而將第二介質(zhì)(K)的氣態(tài)餾份引入第二外殼空間(205)中，其中特別是第一外殼(303)在下部區(qū)段中具有加寬部和/或分離機(jī)構(gòu)，設(shè)立和設(shè)置加寬部和/或分離機(jī)構(gòu)是為了將在第一外殼空間(203)中引導(dǎo)的第二介質(zhì)(K)的液態(tài)餾份與該第二介質(zhì)(K)的氣態(tài)餾份分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3之一的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，第二外殼(303)在下部區(qū)段處具有加寬部，和/或第二外殼(303)在下部區(qū)段中具有分離機(jī)構(gòu)，設(shè)立和設(shè)置加寬部和/或分離機(jī)構(gòu)是為了將在第二外殼空間(203)中引導(dǎo)的第二介質(zhì)(K)的液態(tài)餾份與該第二介質(zhì)(K)的氣態(tài)餾份分離。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一但不引用權(quán)利要求4的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置有另一個第一管空間區(qū)段(105)用于容納第一介質(zhì)(M)，該另一個第一管空間區(qū)段通過特別是至少一個管路形式的第二管空間區(qū)段連接裝置(104)與第二外殼(303)的第一管空間區(qū)段(103)以導(dǎo)流方式連接，其中特別是該另一個第一管空間區(qū)段(105)被用于容納第二介質(zhì)(K)的所屬的第三外殼空間(205)包圍，該第三外殼空間被包圍所述另一個第一管空間區(qū)段(105)的分離的第三外殼(305)限定，其中構(gòu)造第三外殼(305)特別是為了使第一介質(zhì)(M)過冷，其中基于所述熱交換器系統(tǒng)(I)按照規(guī)定設(shè)定的狀態(tài)，特別是該第三外殼(305)與第一和/或第二外殼(301、303)彼此間隔開地布置，其中第三外殼(305)特別是沿著垂線(Z)設(shè)置在第二外殼(303)的上方，其中特別是第二和第三外殼空間(203、205)通過特別是至少一個管路形式的第二外殼空間連接裝置(204)以導(dǎo)流方式相互連接，其中特 別是第三外殼(305)具有用于將第一介質(zhì)(M)從熱交換器系統(tǒng)(I)以富含烴的液相的形式排出的第一出口(A)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一但不引用權(quán)利要求4的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，第一外殼(301)具有用于將第一介質(zhì)(M)特別是以富含烴的氣相的形式引入第一外殼(301)的第一管空間區(qū)段(101)中的第一入口(E)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一但不引用權(quán)利要求4的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，第一外殼(301)包圍用于容納特別是液態(tài)餾份形式的第二介質(zhì)(K)的第二管空間區(qū)段(111)，其中第一外殼(301)的第二管空間區(qū)段(111)沿著第一外殼(301)的第一管空間區(qū)段(101)延伸，其中特別是第一外殼(301)具有用于將第二介質(zhì)(K)的液態(tài)懼份引入第一外殼(301)的第二管空間區(qū)段(111)中的第二入口(E')，其中特別是該第二入口(E')與第一分離器的塔底連接，由該塔底排出該液態(tài)餾份(K)，其中特別是第一外殼(301)的第二管空間區(qū)段(111)在第一外殼(301)的上端導(dǎo)入第一外殼空間(201)中，從而將該液態(tài)懼份(K)引入第一外殼空間(201)中。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一但不引用權(quán)利要求4的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，第一外殼(301)包圍用于容納特別是氣態(tài)餾份形式的第二介質(zhì)(K)的第三管空間區(qū)段(121)，其中第一外殼(301)的第三管空間區(qū)段(121)沿著第一外殼(301)的第一管空間區(qū)段(101)延伸，其中特別是第一外殼(301)具有用于將第二介質(zhì)(K)的氣態(tài)懼份引入第一外殼(301)的第三管空間區(qū)段(121)中的第三入口(E")，其中特別是該第三入口(E")與第二分離器的頂部連接，由該頂部排出第二介質(zhì)(K)的該氣態(tài)餾份。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，第一外殼(301)的第三管空間區(qū)段(121)經(jīng)由第一外殼(301)的第一出口 (122a)和第二外殼(303)的第一入口 (122b)與第二外殼(303)的被第二外殼(303)包圍的第二管空間區(qū)段(123)連接，其中第二外殼(303)的該第二管空間區(qū)段(123)特別是沿著第二外殼(303)的第一管空間區(qū)段(103)延伸，其中特別是第一外殼(301)的該第一出口(122a)通過第三分離器的頂部與第二外殼(303)的第一入口(122b)連接，其中從該頂部排出第二介質(zhì)(K)的氣態(tài)餾份，其中特別是第三分 離器的塔底經(jīng)由第二外殼(303)的第二入口(122c)與第二外殼(303)的第三管空間區(qū)段(124)連接，該第三管空間區(qū)段被第二外殼(303)包圍并且沿著第二外殼(303)的第一管空間區(qū)段(103)延伸，其中特別是第二外殼(303)的第三管空間區(qū)段(124)在第二外殼(303)的上端導(dǎo)入第二外殼空間(203)中，從而將第二介質(zhì)(K)的液態(tài)餾份引入第二外殼空間(203)中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，第二外殼(303)的第二管空間區(qū)段(123)通過特別是至少一個管路形式的第三管空間區(qū)段連接裝置(126)與第三外殼(305)的被第三外殼(305)包圍的第二管空間區(qū)段(127)以導(dǎo)流方式連接，其中該第二管空間區(qū)段(127)沿著第三外殼(305)的第一管空間區(qū)段(105)延伸，其中特別是第三外殼(305)的第二管空間區(qū)段(127)在第三外殼(305)的上端導(dǎo)入第三外殼空間(205)中，從而將第二介質(zhì)(K)的氣態(tài)餾份引入第三外殼空間(205)中。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一但不引用權(quán)利要求4的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，為了從第一外殼(301)的塔底排出第二介質(zhì)(K)，設(shè)置有第一外殼(301)的第二出口(A')，其中第一外殼(301)的該第二出口(A')特別是與用于壓縮第二介質(zhì)(K)的兩級式壓縮機(jī)連接，其中特別是第一和第二分離器分別通過一個熱交換器與壓縮機(jī)連接。、
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一但不引用權(quán)利要求4的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，分別被外殼(301,303,305)包圍的管空間區(qū)段(101、121、111 ;103、123、124 ;105、127)由至少一個管束構(gòu)成，所述管束特別是由多個圍繞芯管纏繞的管構(gòu)成。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求之一但不引用權(quán)利要求4的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，第一外殼(301)分成上部第一外殼(301b)和與其分離地構(gòu)造的下部第一外殼(301a)，其中特別是上部第一外殼(301b)限定上部第一外殼空間(201b)，其中特別是下部第一外殼(301a)限定下部第一外殼空間(201a)，其中特別是上部第一外殼(301b)和下部第一外殼(301a)沿著垂線(Z)彼此間隔開地布置，其中特別是上部第一外殼空間和下部第一外殼空間(201b、201a)通過特別是至少一個管路形式的第三外殼空間連接裝置(211)以導(dǎo)流方式相互連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的熱交換器系統(tǒng),其特征在于,所述下部第一外殼空間(201a)包圍所屬的第一管空間區(qū)段(101)的下部區(qū)段(101a)，其中特別是該下部區(qū)段(IOla)經(jīng)由在下部第一外殼(IOla)的上端構(gòu)造的第三出(IOlc)與第四分離器連接，其中特別是從該第四分離器的頂部排出第一介質(zhì)(M)的氣態(tài)餾份，該氣態(tài)餾份經(jīng)由上部第一外殼(301b)的第四入(IOld)引入所屬的第一管空間區(qū)段(101)的上部區(qū)段(IOlb)中，該上部區(qū)段特別是被上部第一外殼空間(201b)包圍，其中特別是所屬的第二管空間區(qū)段(111)的被下部第一外殼空間(201a)包圍的下部區(qū)段(Illa)與所屬的第二管空間區(qū)段(111)的被上部第一外殼空間(201b)包圍的上部區(qū)段(Illb)通過第四管空間區(qū)段連接裝置(Illc)以導(dǎo)流方式連接，其中特別是所屬的第三管空間區(qū)段(121)的被下部第一外殼空間(201a)包圍的下部區(qū)段(121a)與所屬的第三管空間區(qū)段(121)的被上部第一外殼空間(201b)包圍的上部區(qū)段(121b)通過第五管空間區(qū)段連接裝置(121c)以導(dǎo)流方式連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在至少一種特別是富含烴的相的形式的第一介質(zhì)(M)與第二介質(zhì)(K)之間進(jìn)行熱交換的熱交換器系統(tǒng)(1)，其具有至少兩個用于容納第一介質(zhì)(M)的第一管空間區(qū)段(101、103；103、105)；和第一管空間區(qū)段連接裝置(102；104)，這兩個管空間區(qū)段(101、103；103、105)經(jīng)由所述第一管空間區(qū)段連接裝置以導(dǎo)流方式相互連接。根據(jù)本發(fā)明，一個第一管空間區(qū)段(101；103)和其他的第一管空間區(qū)段(103；105)分別被用于容納第二介質(zhì)(K)的第一和第二外殼空間(201、203；203、205)包圍，其中第一外殼空間(201；203)被第一外殼(301；303)限定，第二外殼空間(203；205)被與其分離構(gòu)造的第二外殼(303；305)限定。
文檔編號F25J3/00GK102735019SQ20121011914
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者C·克貝爾, J·施普雷曼, M·哈默丁格, M·施泰因鮑爾, N·賴特爾 申請人:林德股份公司