EP4524465B1 - Système de production de vapeur comprenant un échangeur de chaleur - Google Patents

Système de production de vapeur comprenant un échangeur de chaleur

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EP4524465B1
EP4524465B1 EP23198022.8A EP23198022A EP4524465B1 EP 4524465 B1 EP4524465 B1 EP 4524465B1 EP 23198022 A EP23198022 A EP 23198022A EP 4524465 B1 EP4524465 B1 EP 4524465B1
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EP
European Patent Office
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heat exchanger
working medium
generating system
steam generating
separation chamber
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EP23198022.8A
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EP4524465C0 (fr
EP4524465A1 (fr
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Ralph Ernst
Waldemar Hoffmann
Christian Stefan
Benedikt Tressner
Nils Gathmann
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Steinmueller Engineering GmbH
Original Assignee
Steinmueller Engineering GmbH
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    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
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    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/06—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being molten; Use of molten metal, e.g. zinc, as heat transfer medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
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    • F22B21/02—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially-straight water tubes
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Claims (17)

  1. Système de génération de vapeur (100) destiné à générer un fluide de travail gazeux ou vaporeux (403) à partir d'un fluide de travail liquide (400, 401, 402) comprenant un échangeur de chaleur (200) et une chambre de séparation (280),
    dans lequel l'échangeur de chaleur (200) présente une enveloppe extérieure avec une entrée (500) et une sortie (501) pour un fluide caloporteur, et l'enveloppe extérieure définit un espace intérieur de l'échangeur de chaleur (200),
    dans lequel des tubes de transfert (210) sont disposés dans l'espace intérieur de l'échangeur de chaleur pour acheminer le fluide de travail (401) depuis une zone d'entrée (205) vers une zone de sortie (215),
    dans lequel l'échangeur de chaleur (200) est configuré pour transférer de la chaleur du fluide caloporteur au fluide de travail,
    dans lequel la chambre de séparation (280) est configurée pour séparer le fluide caloporteur gazeux (403) et liquide (402) et les évacuer séparément,
    dans lequel l'espace intérieur de l'échangeur de chaleur (200) est séparé de la zone de sortie (215) et de la zone d'entrée (205) respectivement par une plaque à tubes (220, 230) reliée à l'enveloppe extérieure,
    les tubes de transfert (210) disposés à l'intérieur de l'enveloppe extérieure de l'échangeur de chaleur (200) sont sensiblement rectilignes et orientés selon un angle de 0 à 45° par rapport à la verticale, et
    la chambre de séparation (280) est disposée au-dessus de l'échangeur de chaleur (200), et l'échangeur de chaleur (200) est configuré pour acheminer le fluide de travail dans les tubes de transfert (210) de bas en haut en direction de la chambre de séparation (280).
  2. Système de génération de vapeur (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de séparation (280) est conçue en tant que récipient séparé, dans lequel le système de génération de vapeur (100) est configuré pour alimenter le récipient séparé en fluide de travail par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation provenant de la zone de sortie (215) de l'échangeur de chaleur (200).
  3. Système de génération de vapeur (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un faisceau de tubes pour un fluide caloporteur pour surchauffer le fluide de travail gazeux (403) est disposé à l'intérieur de la chambre de séparation (280).
  4. Système de génération de vapeur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (200) est configuré pour acheminer le fluide caloporteur à contre-courant ou à contre-courant croisé par rapport au sens d'écoulement du fluide de travail s'écoulant dans les tubes de transfert (210).
  5. Système de génération de vapeur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une circulation (404) est disposée, qui est configurée pour acheminer du fluide de travail liquide hors de la chambre de séparation (280), le mélanger à du fluide de travail frais (400) au niveau d'un point de mélange (130) et le réacheminer dans la chambre de séparation (280) via la zone d'entrée (205) et les tubes de transfert (210) de l'échangeur de chaleur.
  6. Système de génération de vapeur (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un appareil de régulation de débit (120) est disposé au niveau de la circulation (404) pour réguler le débit du fluide de travail liquide provenant de la chambre de séparation (280).
  7. Système de génération de vapeur (100) selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'appareil de régulation de débit (120) contient une vanne de régulation.
  8. Système de génération de vapeur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le système de génération de vapeur (100) est configuré de sorte qu'une première section des tubes de transfert (210) sert d'économiseur ou de circuit de préchauffage pour le fluide de travail et une section en aval de ceux-ci sert d'évaporateur pour le fluide de travail.
  9. Système de génération de vapeur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le système de génération de vapeur (100) est configuré de sorte qu'une évaporation du fluide de travail s'effectue à l'intérieur du parcours des tubes de transfert (210) de l'échangeur de chaleur.
  10. Système de génération de vapeur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'un appareil pour le chauffage du fluide de travail, de préférence des barres chauffantes électriques, est prévu dans la zone d'entrée (205).
  11. Système de génération de vapeur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est configuré pour un sel fondu ou un métal fondu en tant que fluide caloporteur, de préférence pour un sel fondu.
  12. Système de génération de vapeur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le fluide de travail est de l'eau ou un fluide organique y compris la phase gazeuse respective, de préférence de l'eau y compris la phase gazeuse d'eau.
  13. Système de génération de vapeur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les tubes de transfert (210) disposés à l'intérieur de l'enveloppe extérieure de l'échangeur de chaleur (200) sont orientés selon un angle de 0 à 20° par rapport à la verticale, de préférence selon un angle de 0 à 10° par rapport à la verticale et de préférence sensiblement perpendiculairement.
  14. Système de génération de vapeur (100) selon la revendication 5 et l'une quelconque des revendications 6 à 13, dans la mesure où elles dépendent de la revendication 5, caractérisé en ce que le point de mélange (130) est disposé à l'intérieur de la zone d'entrée (205) de l'échangeur de chaleur (200).
  15. Système de génération de vapeur (100) selon la revendication 5 et l'une quelconque des revendications 6 à 13, dans la mesure où elles dépendent de la revendication 5, caractérisé en ce que le point de mélange (130) est disposé à l'extérieur de la zone d'entrée (205) de l'échangeur de chaleur (200).
  16. Système de génération de vapeur (100) selon la revendication 5 et l'une quelconque des revendications 6 à 15, dans la mesure où elles dépendent de la revendication 5, caractérisé en ce qu'un dispositif de mesure de température (140) est disposé, lequel détecte la température du fluide de travail en aval du point de mélange (130).
  17. Procédé de génération d'un fluide de travail gazeux à l'aide du système de génération de vapeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 16.
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