ES2573711T3 - Un conjunto de intercambiador de calor y uso de un aparato en un conjunto de intercambiador de calor - Google Patents

Un conjunto de intercambiador de calor y uso de un aparato en un conjunto de intercambiador de calor Download PDF

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ES2573711T3 ES11153418.6T ES11153418T ES2573711T3 ES 2573711 T3 ES2573711 T3 ES 2573711T3 ES 11153418 T ES11153418 T ES 11153418T ES 2573711 T3 ES2573711 T3 ES 2573711T3
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Abstract

Un conjunto de intercambiador de calor (2) que comprende un intercambiador de calor de placas (4) para el intercambio de calor entre al menos un primer fluido de intercambio de calor y un segundo fluido de intercambio de calor, comprendiendo el intercambiador de calor de placas (4) al menos una placa de transferencia de calor (10), que delimita una primera trayectoria de fluido para el primer fluido de intercambio de calor de un segunda trayectoria de fluido para el segundo fluido de intercambio de calor dentro del intercambiador de calor de placas (4), y una conexión pasante (20) para el primer fluido de intercambio de calor dispuesta en una primera porción lateral de una estructura exterior del intercambiador de calor de placas (4), en donde el conjunto (2) comprende un aparato de amortiguación de impulsos de presión (6), comprendiendo el aparato (6) un elemento elástico y un primer conducto (22) que conduce al elemento elástico, comprendiendo el primer conducto (22) una primera abertura (62) conectada a la conexión pasante (20) del intercambiador de calor de placas (4) de tal manera que el primer conducto (22) está en conexión fluida con la primera trayectoria de fluido, y en donde el elemento elástico está en comunicación fluida con la primera trayectoria de fluido solo a través de la primera abertura (62), caracterizado por que el primer conducto (22) del aparato de amortiguación de impulsos de presión (6) está conectado a la conexión pasante (20) en la primera porción lateral opuesta a una segunda porción lateral que comprende una entrada del primer fluido de intercambio de calor en el intercambiador de calor de placas (4), y por que el intercambiador de calor comprende una trayectoria de fluido recta desde la entrada para el primer fluido de intercambio de calor hasta la conexión pasante (20).

Description

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DESCRIPCION
Un conjunto de intercambiador de calor y uso de un aparato en un conjunto de intercambiador de calor Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un conjunto de intercambiador de calor de acuerdo con la porcion pre- caracterizadora de la reivindicacion 1, y a la utilizacion de un aparato de amortiguacion de impulsos de presion para la amortiguacion de impulsos de presion en un intercambiador de calor.
Antecedentes
Los intercambiadores de calor para el intercambio de calor entre al menos un primer fluido de intercambio de calor y un segundo fluido de intercambio de calor se utilizan en muchos tipos diferentes de aplicaciones y procesos, tales como plataformas petroliferas en alta mar, en los sistemas de condensado de vapor y en plantas de fertilizantes, por nombrar algunas. Un intercambiador de calor se puede utilizar para muchos fines diferentes, tales como por ejemplo, el enfriamiento y calentamiento de fluidos, la condensacion de gases, y la evaporacion de liquidos.
En algunas aplicaciones, se pueden producir impulsos de presion en un fluido de intercambio de calor. Por ejemplo, los impulsos de presion se pueden producir en aplicaciones donde un fluido de intercambio de calor es un liquido en el que se pueden producir bolsas de gas. Por ejemplo, en plataformas petroliferas en alta mar, el de petroleo crudo humedo que contiene aceite, agua, y gas fosil se extrae de un orificio de perforacion. El petroleo crudo humedo se calienta en un intercambiador de calor para su posterior procesamiento. El gas fosil forma bolsas en un conducto que se hacen fluir traves del petroleo crudo humedo. Una bolsa gas que alcanza el intercambiador de calor es seguida por el liquido (es decir, petroleo y agua), que entrara en el intercambiador de calor a alta velocidad y causara un impulso de presion agudo que puede danar el intercambiador de calor. Los elementos de transferencia de calor se pueden danan, las juntas se pueden inflar. Un ejemplo diferente de un fluido de intercambio de calor que contiene gas es un condensado u otro liquido a una temperatura cerca del punto de ebullicion del condensado/liquido. Cuando un condensado/liquido de este tipo se hace fluir a alta velocidad a traves de un conducto, la presion en el condensado/liquido se puede reducir haciendo que el condensado/liquido hierva y forme de este modo el gas. Un intercambiador de calor en un extremo de un conducto de este tipo se sometera a impulsos de presion por la misma razon que se ha explicado anteriormente en relacion con la extraction de petroleo en alta mar, pero tambien debido al gas en expansion en el conducto que empuja al condensado/liquido hacia delante del gas a alta velocidad en el intercambiador de calor. Una vez mas, el intercambiador de calor se puede danar por tales impulsos de presion.
El documento JP 55014468 sugiere el uso de una valvula de seguridad o un disco de ruptura conectado al conducto en un lado de entrada de un condensador. Cuando se produce un impulso de presion, la valvula de seguridad o el disco de ruptura abre una conexion entre el conducto en el lado de entrada de un condensador y un conducto en un lado de salida del condensador.
El documento JP 52120445 sugiere un conducto de derivation entre un lado de entrada y un lado de salida de un condensador. En el conducto de derivacion se dispone una valvula.
Aunque un condensador puede estar a salvo de los impulsos de presion en las dos disposiciones antes mencionadas, el impulso de presion no se amortigua y los equipos aguas abajo del condensador se pueden danar con el impulso de presion.
El documento JP 06-313566 divulga un separador de aire para evitar el golpe de ariete a disponerse en un sistema de agua caliente domestico. El separador de aire comprende una parte principal que forma una camara con una entrada de agua que conduce a la camara y una salida que sale de la camara. Dentro de la camara se forma una capa de aire y una valvula de ventilation de aire se dispone para ventilar aire desde la camara. El separador de aire se dispone en un conducto de salida que va desde un calentador de agua hasta un radiador o grifo de agua y, por lo tanto, se basa en el agua que fluye a traves de la camara con el fin de absorber los golpes de ariete.
El documento DE 10226204 divulga una unidad de reactor con alivio de presion/intercambiador de calor. Una camara de presion rodea a un reactor/intercambiador de calor. Medios de compensation de presion se disponen entre una camara del medio del rector/intercambiador de calor y la camara de presion.
El documento DE 102 005 002 408 divulga una camara de expansion de gas se utiliza en un intercambiador de calor entre medios de los que al menos uno es un fluido. La misma es un componente constructivo e integral del intercambiador de calor. Al ser una camara no se puede ventilar de forma independiente, la misma se encuentra, ya sea en un punto de suministro del intercambiador de calor o en el propio intercambiador de calor.
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Sumario
Un objetivo de la presente invencion es reducir o eliminar los impulsos de presion que llegan a un intercambiador de calor.
De acuerdo con un aspecto de la invencion, el objeto se consigue mediante un conjunto intercambiador de calor como se define en la reivindicacion 1 y el uso de un aparato de amortiguacion de impulsos de presion segun se define en la reivindicacion 8. El conjunto de intercambiador de calor comprende un intercambiador de calor de placas para el intercambio de calor entre al menos un primer fluido de intercambio de calor y un segundo fluido de intercambio de calor. El intercambiador de calor de placas comprende al menos una placa de transferencia de calor que delimita una primera trayectoria de fluido para el primer fluido de intercambio de calor de una segunda trayectoria de fluido para el segundo fluido de intercambio de calor dentro del intercambiador de calor de placas. El intercambiador de calor de placas comprende ademas una conexion pasante para el primer fluido de intercambio de calor dispuesta en una primera porcion lateral de una estructura exterior del intercambiador de calor de placas. El conjunto comprende un aparato de amortiguacion de impulsos de presion, comprendiendo el aparato un elemento elastico, y un primer conducto que conduce al elemento elastico. El primer conducto comprende una primera abertura conectada a la conexion pasante del intercambiador de calor de placas de tal manera que el primer conducto esta en conexion fluida con la primera trayectoria de fluido. El elemento elastico esta en comunicacion fluida con la primera trayectoria de fluido solo a traves de la primera abertura.
Puesto que el aparato de amortiguacion de impulsos de presion se conecta al intercambiador de calor de placas (en la presente memoria tambien se refiere simplemente como el intercambiador de calor) de tal manera que el primer conducto forma un extremo muerto en el elemento elastico, en uso un impulso de presion en el primer fluido de intercambio de calor hara que el elemento elastico se comprima y, por tanto que el impulso de presion se amortigue. Como resultado, se puede aumentar el tiempo de vida del intercambiador de calor, y/o se puede reducir el tiempo de inactividad y los costes operativos del intercambiador de calor.
En el intercambiador de calor, el primer y segundo fluidos de intercambio de calor estan en comunicacion de intercambio de calor entre si a traves del al menos un elemento de transferencia de calor. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion no tiene ninguna conexion adicional a traves de la que el primer fluido de intercambio de calor pueda entrar y salir del aparato de amortiguacion de impulsos de presion desde la primera abertura. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion no tiene que eliminar necesariamente un impulso de presion. Mas importante, el aparato de amortiguacion de impulsos de presion reduce la amplitud del impulso de presion de tal manera que en lugar de un impulso de presion corto, un impulso de presion de menor amplitud afectara el intercambiador de calor durante un tiempo mas largo. Un impulso de presion de este tipo se puede soportar mas facilmente por el intercambiador de calor. El intercambiador de calor y el aparato de amortiguacion de impulsos de presion se pueden proporcionar por separado.
El primer conducto del aparato de amortiguacion de impulsos de presion se conecta a la conexion pasante en la primera porcion lateral opuesta a una segunda porcion lateral que comprende una entrada del primer fluido de intercambio de calor en el intercambiador de calor. De esta manera, el aparato de amortiguacion de impulsos de presion se dispone en una posicion adecuada para amortiguar un impulso de presion que entra en el intercambiador de calor, o se forma dentro del intercambiador de calor y/o el aparato de amortiguacion de impulsos de presion. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion se dispone, de este modo, en una posicion adecuada en el intercambiador de calor para amortiguar el impulso de presion puesto que el primer punto de impacto para el impulso de presion puede estar en una porcion lateral opuesta a la entrada del primer fluido de intercambio de calor.
El intercambiador de calor comprende una trayectoria de fluido recta desde la entrada del primer fluido de intercambio de calor hasta la conexion pasante. De esta manera un impulso de presion en el primer fluido de intercambio de calor alcanzara sustancialmente sin impedimentos el aparato de amortiguacion de impulsos de presion y el punto de impacto del impulso de presion puede estar principalmente en el aparato de amortiguacion de impulsos de presion.
De acuerdo con las realizaciones, el elemento elastico puede comprender un tabique movil, el tabique movil se adapta en uso para someterse a un impulso de presion en el primer fluido de intercambio de calor. De esta manera el tabique movil puede delimitar el primer fluido de intercambio de calor de otras partes del elemento elastico.
De acuerdo con realizaciones, el elemento elastico puede comprender una camara que se llena al menos parcialmente con un gas, formando la camara y el primer conducto un compartimiento cerrado. Puesto que el gas se encierra dentro una camara y es un medio compresible, el gas puede amortiguar un impulso de presion en el primer fluido de intercambio de calor. Se debe entender que el compartimiento cerrado se cierra en todas las direcciones excepto en la primera abertura.
De acuerdo con las realizaciones, la camara puede ser alargada y disponerse sustancialmente perpendicular al primer conducto. De esta forma el aparato de amortiguacion de impulsos de presion se puede formar para extenderse al lado de la primera porcion lateral del intercambiador de calor. En muchas aplicaciones esto puede ser
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una disposicion ventajosa del aparato de amortiguacion de impulsos de presion, por ejemplo, debido al espacio limitado disponible en todo el intercambiador de calor.
De acuerdo con las realizaciones, el gas de dentro de la camara se puede delimitar por el tabique movil de tal manera que, en uso, el impulso de presion en el primer fluido de intercambio de calor se transfiere a traves del tabique movil al gas de dentro de la camara.
De acuerdo con las realizaciones, el tabique movil puede comprender una membrana o un piston. Una membrana puede, por ejemplo, encerrar parcial o totalmente un gas en una camara del aparato de amortiguacion de impulsos de presion. Un piston puede apoyarse en una pared interior del aparato de amortiguacion de impulsos de presion tales como las paredes interiores de una camara.
De acuerdo con las realizaciones, el elemento elastico puede comprender un resorte, apoyandose el resorte en el tabique movil. El resorte puede de este modo verse afectado y comprimirse por un impulso de presion en el primer fluido de intercambio de calor y amortiguar el impulso de presion.
Por lo tanto, el intercambiador de calor es un intercambiador de calor de placas y el elemento de transferencia de calor se forma por una placa de transferencia de calor. Un intercambiador de calor de placas puede tener normalmente una serie de placas de transferencia de calor dispuestas en un paquete de placas. Cada una de las placas de transferencia de calor esta provista de orificios de puertos, por ejemplo, de cuatro orificios de puertos, formando cuatro canales a traves del paquete de placas. Los conductos de entrada y salida para los dos fluidos de intercambio de calor se disponen en comunicacion fluida con los cuatro canales.
De acuerdo con las realizaciones, la primera porcion lateral del intercambiador de calor se puede formar por una placa de presion o una placa de marco. La segunda porcion lateral puede, en consecuencia, formarse por la otra la placa de presion y placa de marco. Un paquete de placas de un intercambiador de calor de placas se puede ser sujetar normalmente entre la placa de marco, que se fija a un marco, y la placa de presion, que en algunos tipos de intercambiadores de calor de placas puede ser movil. Los conductos de entrada y de salida se pueden conectar a la placa de marco.
De acuerdo con las realizaciones, el aparato de amortiguacion de impulsos de presion puede comprender una brida dispuesta circunferencialmente alrededor del primer conducto en la primera abertura para conectar el aparato de amortiguacion de impulsos de presion al intercambiador de calor. La brida puede estar provista de orificios pasantes de tal amera que se puede unir al intercambiador de calor por medio de tornillos o tuercas y pernos.
Un aspecto adicional de la invencion se refiere al uso de un aparato de amortiguacion de impulsos de presion que comprende un elemento elastico y un primer conducto que conduce al elemento elastico para amortiguar los impulsos de presion en un intercambiador de calor de placas que comprende al menos una placa de transferencia de calor que delimita una primera trayectoria de fluido para un primer fluido de intercambio de calor de una segunda trayectoria de fluido para un segundo fluido de intercambio de calor dentro del intercambiador de calor de placas. El primer conducto comprende una primera abertura adaptada para conectarse al intercambiador de calor de placas de manera que el primer conducto esta en conexion fluida con la primera trayectoria de fluido del intercambiador de calor de placas. El elemento elastico esta en comunicacion fluida con la primera trayectoria de fluido solo a traves de la primera abertura.
El uso de un aparato de amortiguacion de impulsos de presion de este tipo absorbera o al menos reducira los impulsos de presion en un primer fluido de intercambio de calor en un intercambiador de calor correspondiente. Una vez mas, puesto que el aparato de amortiguacion de impulsos de presion se forma un extremo muerto en el elemento elastico, un impulso de presion en el primer liquido de intercambio de calor en la primera trayectoria de fluido hara que el elemento elastico se comprima y, por tanto, que el impulso de presion se amortigue.
El aparato de amortiguacion de impulsos de presion no tiene ninguna conexion adicional a traves de la que el primer fluido de intercambio de calor pueda entrar y salir del aparato de amortiguacion de impulsos de presion que la primera abertura. Una vez mas, el aparato de amortiguacion de impulsos de presion no tiene que eliminar necesariamente un impulso de presion. Mas importante, el aparato de amortiguacion de impulsos de presion reduce la amplitud del impulso de presion de tal manera que en lugar de un impulso de presion corto, un impulso de presion de menor amplitud afectara a un intercambiador de calor correspondiente durante un tiempo mas largo. Un impulso de presion de este tipo se puede soportar mas facilmente por el intercambiador de calor.
El uso del aparato de amortiguacion de impulsos de presion comprende el primer conducto del aparato de amortiguacion de impulsos de presion a conectarse a la conexion pasante en la primera porcion lateral opuesta a una segunda porcion lateral que comprende una entrada del primer fluido de intercambio de calor en el intercambiador de calor.
El uso del aparato de amortiguacion de impulsos de presion comprende el intercambiador de calor que comprende una trayectoria de fluido recta desde la entrada del primer fluido de intercambio de calor hasta la conexion pasante.
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De acuerdo con las realizaciones de uso, el aparato de amortiguacion de impulsos de presion puede comprender el elemento elastico que comprende un tabique movil, adaptandose el tabique movil, en uso, para someterse a un impulso de presion en el primer fluido de intercambio de calor.
De acuerdo con las realizaciones de uso, el aparato de amortiguacion de impulsos de presion puede comprender el elemento elastico que comprende una camara que puede estar al menos parcialmente llena de un gas, formando la camara y el primer conducto un compartimiento cerrado.
De acuerdo con las realizaciones de uso, el aparato de amortiguacion de impulsos de presion puede comprender la camara que es alargada y se dispone sustancialmente perpendicular al primer conducto.
De acuerdo con las realizaciones de uso, el aparato de amortiguacion de impulsos de presion puede comprender el gas de dentro de la camara que se delimita por el tabique movil de tal manera que en uso, el impulso de presion en el primer fluido de intercambio de calor se puede transferir a traves de la pared movil al gas de dentro de la camara.
De acuerdo con las realizaciones de uso, el aparato de amortiguacion de impulsos de presion puede comprender el tabique movil que comprende una membrana o un piston.
De acuerdo con las realizaciones de uso, el aparato de amortiguacion de impulsos de presion puede comprender el elemento elastico que comprende un resorte, apoyandose el resorte en el tabique movil.
El uso del aparato de amortiguacion de impulsos de presion comprende el intercambiador de calor que es un intercambiador de calor de placas y el elemento de transferencia de calor que se forma por una placa de transferencia de calor.
De acuerdo con las realizaciones de uso, el aparato de amortiguacion de impulsos de presion puede comprender la primera porcion lateral del intercambiador de calor de placas que se forma por una placa de presion o una placa de marco y la segunda porcion lateral se forma por la otra de la placa de presion y la placa de marco.
Otras caracteristicas de, y ventajas con, la presente invencion seran evidentes al estudiar las reivindicaciones adjuntas y la siguiente descripcion detallada. Los expertos en la materia se daran cuenta que las diferentes caracteristicas de la presente invencion se pueden combinar para crear realizaciones distintas de las descritas a continuacion, sin apartarse del alcance de la presente invencion, como se define por las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripcion de los dibujos
Los diversos aspectos de la invencion, incluyendo sus caracteristicas y ventajas particulares, se entenderan facilmente a partir de la siguiente descripcion detallada y de los dibujos adjuntos, en los que:
Las Figuras 1-5 ilustran conjuntos de intercambiadores de calor de acuerdo con las realizaciones que comprenden un intercambiador de calor y un aparato de amortiguacion de impulsos de presion. Las Figuras 1-5 ilustran tambien las realizaciones de uso de los aparatos de amortiguacion de impulsos de presion para la amortiguacion de impulsos de presion en los intercambiadores de calor.
La Figura 6 ilustra una porcion de un aparato de amortiguacion de impulsos de presion de acuerdo con las realizaciones ejemplares.
Descripcion detallada
La presente invencion se describira ahora mas completamente con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran las realizaciones ejemplares. Sin embargo, la presente invencion no debe interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en la presente memoria. Las caracteristicas divulgadas de las realizaciones ejemplares se pueden combinar como se entiende facilmente por un experto ordinario en la materia a la que pertenece la presente invencion. Los numeros iguales se refieren a elementos similares.
Las funciones o construcciones bien conocidas no se describiran necesariamente en detalle por razones de brevedad y/o claridad.
La Figura 1 ilustra un conjunto de intercambiador de calor 2, de acuerdo con las realizaciones, que comprende un intercambiador de calor 4 y un aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6. La Figura 1 ilustra tambien las realizaciones de uso de un aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 para la amortiguacion de impulsos de presion en el intercambiador de calor 4. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 se muestra parcialmente en seccion transversal. Como es bien conocido en el campo tecnico de los intercambiadores de calor, el intercambiador de calor de placas 4 esta provisto de un paquete de placas 8 de placas de intercambio de calor 10 sujetadas entre una placa de marco 9 y una placa de presion 11. La placa de presion 11 se puede observar como una primera porcion lateral del intercambiador de calor 4 y la placa de marco 9 se puede observar como una segunda porcion lateral del intercambiador de calor 4. Las placas de intercambio de calor 10 se utilizan para el
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intercambio de calor entre un primer y un segundo fluidos de intercambio de calor. Las placas 10 forman espacios intermedios entre placas adaptados para dejar fluir fluidos de intercambio de calor. Las placas 10 estan provistas de cuatro orificios de puerto que forman los canales de entrada y salida 12, 14 (dos de los que se indican mediante lineas discontinuas en la Figura 1) que se extienden a traves del paquete de placas 8 y que se comunican con los espacios intermedios entre placas. En uso, un primer fluido de intercambio de calor se hace fluir a traves de un conducto de entrada 16 en el canal de entrada 12, a traves de cada segundo espacio intermedio entre placas del paquete de placas 8 hasta el canal de salida 14, y hacia fuera del intercambiador de calor 4 hasta un conducto de salida 18.
La placa de presion 11 forma la primera porcion lateral del intercambiador de calor de placas 4 y esta provista de una conexion pasante 20 que forma una extension del canal de entrada 12. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 se conecta a la placa de presion 11 de tal manera que un primer conducto 22 del aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 esta en comunicacion fluida con el canal de entrada 12 a traves de la conexion pasante 20. En consecuencia, en uso, el primer conducto 22 se llena con el primer fluido de intercambio de calor. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion 4 comprende una camara 24 que se llena con un gas tal como aire. La camara 24 se cierra y un tabique movil en forma de una membrana 26 encierra al menos parcialmente el gas, y delimita el gas del primer fluido de intercambio de calor. La membrana 26 y el gas en la camara 24 forman un elemento elastico.
Las placas de marco 9 y las placas de presion 11 se fabrican con frecuencia con orificios pasantes en posiciones en las que se disponen los canales de entrada y salida en el paquete de placas 8. Los orificios pasantes que no son necesarios en uso se cierran con cubiertas. Por lo tanto, la conexion pasante 20 puede estar facilmente disponible para la formacion de una conexion fluida entre el primer conducto 22 y el canal de entrada 12. Los canales de entrada y salida 12, 14 para los fluidos de intercambio de calor se comunican con los conductos de entrada y de salida 16, 18 a traves de los orificios pasantes de la placa de marco 9.
Cuando esta en uso un intercambiador de calor 4 con un primer fluido de intercambio de calor, que esta principalmente en forma liquida, un impulso de presion llega con el primer fluido de intercambio de calor al intercambiador de calor 4, el impulso de presion viajara a lo largo del canal de entrada 12 en el primer conducto 22 del aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6. Cuando el impulso de presion llega a la membrana 26 el gas en el otro lado de la membrana 26 se comprime por el impulso de presion. Del mismo modo, cuando una bolsa de gas entra en el canal de entrada 12 y es seguida por el liquido a alta velocidad, se forma un impulso de presion cuando el liquido impacta contra la membrana 26.
El impulso de presion se transmite al gas en la camara 26 y puesto que el gas es compresible, el impulso de presion se amortigua. Ademas, la velocidad del impulso de presion disminuira a medida que el gas se comprime poco a poco. En consecuencia, si el impulso de presion no se absorbe por el gas el impulso de presion transmitido desde el gas de nuevo al primer fluido de intercambio de calor tendra menor amplitud y se distribuira en un tiempo mas largo que el impulso de presion original. El impulso de presion que afecta al intercambiador de calor 4 sera, pues, de un tipo que es mas facil de soportar por el intercambiador de calor 4 y por su paquete de placas 8, visto en contraste con un impulso de presion que impacta, o se forma, en el interior de la placa de presion 11 y que se transmite transmitida a traves del paquete de placas 8 hacia el conducto de salida 18.
El primer conducto 22 comprende una primera abertura conectada a la conexion pasante 20. Una brida 28 se dispone circunferencialmente alrededor del primer conducto 22 en la primera abertura para conectar el aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 a la placa de presion 11. La brida 28 puede estar provista de orificios pasantes de tal manera que se puede unir al intercambiador de calor 4 por medio de tornillos o tuercas y pernos. Por lo tanto, el aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 se puede unir facilmente de manera retroactiva en una instalacion ya existente, si se revela que la instalacion tiene problemas de impulsos de presion. Una instalacion retroactiva de este tipo se puede realizar tambien en un entorno inflamable ya que no se necesita ninguna soldadura. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 puede comprender una tapa 30, a traves de la que el primer conducto 22 del aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 y el canal de entrada 12 del intercambiador de calor de placas 4 son accesibles. Un filtro (tambien denominado colador del puerto) se puede situar en el canal de entrada 12 a traves de la tapa 30. Cuando el intercambiador de calor 4 se encuentra en uso, la tapa 30 se mantiene cerrada.
La Figura 2 ilustra un conjunto de intercambiador de calor 2, de acuerdo con las realizaciones, que comprende un intercambiador de calor 4 y un aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6. La Figura 2 ilustra tambien realizaciones de uso de un aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 para la amortiguacion de impulsos de presion en el intercambiador de calor 4. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 se muestra parcialmente en seccion transversal. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 comprende un primer conducto 22 conectado a una placa de presion 11 del intercambiador de calor 4, y un elemento elastico que comprende un piston 40 y un resorte 42. Una vez mas, el primer conducto 22 se comunica con un canal de entrada de un primer fluido de intercambio de calor en el intercambiador de calor 4. El piston 40 es un tabique movil, que delimita en uso entre otras cosas una camara 44 y el resorte 42 del primer fluido de intercambio de calor en el primer conducto 22. El piston 40 es movil a lo largo de las paredes interiores de la camara 44, que tiene un diametro interior
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uniforme. El resorte 42 se dispone en la camara 44 y se apoya contra el piston 40 y una pared de extremo 46 de la camara 44. La pared de extremo 46 esta provista de un orificio pasante para el paso de una varilla 48 unida al piston 40. Cuando un impulso de presion en el primer fluido de intercambio de calor a traves del primer conducto 22 impacta contra el piston 40, el resorte 42 se comprime y el piston 40 se mueve en la camara 44. Por lo tanto, el impulso de presion se amortigua y se absorbe, al menos parcialmente.
Un efecto de amortiguacion adicional se puede lograr mediante el aire dentro de la camara 44, que se ve forzado a traves del orificio pasante en la pared de extremo 46 cuando el piston se mueve en la camara 44. A medida que el resorte 42 se expande de nuevo, el movimiento del piston 40 se amortigua por el aire que se admite en la camara 44 solo a una velocidad limitada a traves del orificio pasante en la pared de extremo 46. De esta manera, el impulso de presion se puede amortiguar mas puesto que cualquier impulso de presion que se refleje de nuevo en el primer fluido de intercambio de calor por el resorte 42 y el piston 40 queda restringido.
La Figura 3 ilustra el conjunto 2 de la Figura 2 cuando el piston 40 y el resorte 42 se han visto afectados por un impulso de presion en el primer fluido de intercambio de calor. Por lo tanto, el resorte 42 se ha comprimido. La varilla 48 se extiende a traves del orificio pasante en la pared de extremo 46 de la camara 44.
La Figura 4 ilustra un conjunto de intercambiador de calor 2 de acuerdo con las realizaciones que comprenden un intercambiador de calor 4 y un aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6. La Figura 4 ilustra tambien las realizaciones de uso de un aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 para la amortiguacion de impulsos de presion en el intercambiador de calor 4. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 se muestra parcialmente en seccion transversal. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 comprende un primer conducto 22 conectado a una placa de presion 11 del intercambiador de calor 4. De nuevo, el primer conducto 22 se comunica con un canal de entrada de un primer fluido de intercambio de calor en el intercambiador de calor 4. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 comprende ademas un elemento elastico que comprende un piston 40, un resorte 42, y una camara 24. El piston 40 es un tabique movil, que delimita en uso entre otras cosas la camara 24 y el resorte 42 del primer fluido de intercambio de calor en el primer conducto 22. El piston 40 es movil a lo largo de las paredes interiores de la camara 24, con un diametro interior uniforme. El resorte 42 se dispone en la camara 24 y se apoya contra el piston 40 y una pared de extremo 46 de la camara 24. La camara 24 se llena con un gas tal como aire y se cierra por medio del piston 40, que delimita el gas del primer fluido de intercambio de calor. El piston 40, el resorte 42, y el gas en la camara 24 forman un elemento elastico.
En las realizaciones de acuerdo con la Figura 4, el resorte 42 y el gas encerrado en la camara 24 cooperan para amortiguar los impulsos de presion en el primer fluido de intercambio de calor.
La Figura 5 ilustra un conjunto de intercambiador de calor 2 de acuerdo con realizaciones que comprenden un intercambiador de calor 4 y un aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6. La Figura 5 ilustra tambien realizaciones de uso de un aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 para la amortiguacion de impulsos de presion en el intercambiador de calor 4. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 se muestra parcialmente en seccion transversal. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 comprende un primer conducto 22 conectado a una placa de presion 11 del intercambiador de calor 4. De nuevo, el primer conducto 22 se comunica con un canal de entrada 12 de un primer fluido de intercambio de calor en el intercambiador de calor 4. Sin embargo, en estas realizaciones el canal de entrada 12 se dispone en un extremo superior del paquete de placas 8. En consecuencia, el conducto de entrada 16 se conecta a la placa de marco 9 en un extremo superior del mismo, y un canal de salida 14 con un conducto de salida 18 coincidente se dispone en un extremo inferior del paquete de placas 8 y la placa de marco 9.
El aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 comprende ademas una camara 24, que se comunica con el primer conducto 22. En uso, la camara 24 se llena con un gas, tal como aire, y el primer fluido de intercambio de calor llena sustancialmente el primer conducto 22. El primer fluido de intercambio de calor, comprendiendo primariamente un liquido, forma una superficie de liquido 60 en el primer conducto 22 o la camara 24. Bajo condiciones de operacion estables, la superficie del liquido 60 se mantendra sustancialmente al mismo nivel. Cuando un impulso de presion en el primer fluido de intercambio de calor entra en el canal de entrada 12, el impulso de presion se transfiere a traves del primer conducto 22 hasta la camara 24 llena de gas. El gas de dentro de la camara 24 forma un elemento elastico. Puesto que el gas es compresible, el gas se comprimira por el impulso de presion y, por lo tanto, el impulso de presion se amortiguara como se ha explicado anteriormente. Puesto que el impulso de presion comprime el gas en la camara 24, el nivel de liquido 60 se eleva temporalmente.
La Figura 6 ilustra una porcion de un aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 de acuerdo con realizaciones ejemplares. Un primer conducto 22 conduce a un elemento elastico, no mostrado. Una primera abertura 62 se adapta para conectarse a una conexion pasante de un intercambiador de calor de tal manera que el primer conducto 22 esta en conexion fluida con una primera trayectoria de fluido de un intercambiador de calor. El elemento elastico esta en comunicacion fluida con la primera trayectoria de fluido solo a traves de la primera abertura 62. Una brida 28 se dispone circunferencialmente alrededor del primer conducto 22 en la primera abertura 62. La brida 28 esta provista de orificios pasantes 64.
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A titulo meramente ejemplar, se puede mencionar un aparato de amortiguacion de impulsos de presion de acuerdo con realizaciones para amortiguar los impulsos de presion en un intercambiador de calor que se utiliza en el calentamiento de petroleo crudo humedo en alta mar puede tener las siguientes dimensiones. El primer conducto del aparato de amortiguacion de impulsos de presion conduce a un cilindro lleno de gas, formado asi la camara llena de gas 24. El cilindro tiene un diametro de 1 metro y una altura aproximada de 4,6 metros, albergando por tanto un volumen de aproximadamente 3.600 litros de gas. Los conductos de entrada y de salida para el petroleo crudo humedo del intercambiador de calor tienen normalmente un diametro en el intervalo de 250 - 500 mm. Un aparato de amortiguacion de impulsos de presion de tales dimensiones se considera que hace frente a los impulsos de presion que se producen comunmente en la manipulacion de petroleo crudo humedo en alta mar convencional.
Un ejemplo adicional se refiere al enfriamiento de condensados de vapor. Por ejemplo, cuando en un conducto, un condensado a una temperatura cerca del punto de ebullicion del condensado se somete a una presion ligeramente variable, se puede formar el denominado vapor flash. A medida que el vapor se expande, se formara un saco de vapor que acelera y empuja una columna de condensado a una alta velocidad a traves del conducto. Puesto que la columna de condensado tiene una alta energia cinetica, puede causar un impulso de presion cuando se lleva a una parada repentina en un extremo del conducto, por ejemplo, en un intercambiador de calor de placas conectado al conducto y que forma un enfriador de condensados. Un impulso de presion de este tipo puede danar el intercambiador de placas. Una vez mas, un aparato de amortiguacion de impulsos de presion se puede utilizar para la amortiguacion de un impulso de presion de este tipo. Las siguientes dimensiones se presentan solamente como un ejemplo: un conducto de condensacion que conduce a un intercambiador de calor de placas para el enfriamiento de condensados a un flujo de aproximadamente 66.000 kg/h puede tener un diametro de aproximadamente 150 a 200 mm. El intercambiador de calor de placas puede tener un volumen interior de aproximadamente 100 litros un volumen de gas de una camara llena de gas 24 de un aparato de amortiguacion de impulsos de presion 6 puede ser de aproximadamente 100 litros, por ejemplo, en la forma de un cilindro que tiene un diametro de 300 mm y una longitud aproximada de 1,5 m.
Las realizaciones ejemplares descritas anteriormente se pueden combinar como se entiende por una persona experta en la materia. Tambien se entendera por los expertos en la materia que los intercambiadores de calor que se benefician de un aparato de amortiguacion de impulsos de presion pueden ser de muchos tipos, por ejemplo, intercambiadores de calor de placas provistos de juntas, intercambiadores de calor de placas soldadas, intercambiadores de calor de placas semi-soldadas e intercambiadores de calor de placas unidad por fusion.
Si bien la invencion se ha descrito con referencia a realizaciones ejemplares, muchas alteraciones, modificaciones diferentes y similares seran evidentes para los expertos en la materia. El elemento elastico puede comprender otros elementos de amortiguacion de impulsos de presion diferentes a la camara llena de gas y el resorte ejemplificados, por ejemplo, el elemento elastico puede comprender un elastomero. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion puede tener otras formas diferentes a las divulgadas. El aparato de amortiguacion de impulsos de presion se puede dirigir en una direccion diferente a la divulgada, por ejemplo, horizontalmente.
Por lo tanto, se ha de entender que lo anterior es ilustrativo de diversas realizaciones ejemplares y la invencion no se debe limitar a las realizaciones especificas divulgadas ni a las modificaciones de las realizaciones divulgadas, combinaciones de caracteristicas de las realizaciones descritas, asi como a otras realizaciones que pretenden incluirse dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresion "que comprende(n)" o "comprende(n)" es abierta, e incluye una o mas caracteristicas, elementos, etapas, componentes o funciones indicadas, pero no excluye la presencia o adicion de una o mas de otras caracteristicas, elementos, etapas, componentes, funciones o grupos de los mismos.
Tal como se utiliza en la presente memoria, el termino "y/o" incluye cualquiera y todas las combinaciones de uno o mas de los elementos enumerados asociados.
Tal como se utiliza en la presente memoria, la abreviatura comun "e.g", que se deriva de la frase en latin "exempli gratia," se puede utilizar para introducir o especificar un ejemplo general o ejemplos de un articulo previamente mencionado, y no pretende limitar dicho articulo. Si se utiliza en la presente memoria, la abreviatura comun " i.e", que se deriva de la frase en latin "id est," se puede utilizar para especificar un articulo particular de una recitacion mas general.
La terminologia utilizada en la presente memoria tiene la finalidad de describir solamente las realizaciones particulares y no se pretende que limite la invencion. Tal como se utiliza en la presente memoria, las formas singulares "un", "una" y "el/la" pretenden incluir las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
A menos que se defina lo contrario, todos los terminos (incluyendo terminos tecnicos y cientificos) utilizados en la presente memoria tienen el mismo significado que se entiende comunmente por un experto ordinario en la materia a la que pertenece la presente invencion. Se entendera ademas que los terminos, tales como los definidos en los diccionarios utilizados comunmente, se deben interpretar como teniendo un significado que es consistente con su
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significado en el contexto de la tecnica relevante y no se interpretaran en un sentido idealizado o demasiado formal a menos que se define expresamente en la presente memoria.
Se entendera que cuando un elemento se denomina como "en/sobre", "acoplado/a" o "conectado/a" a otro elemento, puede estar directamente en/sobre, acoplado/a o conectado/a al otro elemento o que pueden haber tambien elementos intermedios presentes. Por el contrario, cuando un elemento se denomina como "directamente en/sobre", "directamente acoplado/a" o "directamente conectado/a" a otro elemento, no hay elementos intermedios presentes.
Se entendera que aunque los terminos primero, segundo, tercero, etc., se pueden utilizar en la presente memoria para describir diversos elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones, estos elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones no deben limitarse por estos terminos. Estos terminos se utilizan unicamente para distinguir un elemento, componente, region, capa o seccion de otro elemento, componente, region, capa o seccion. Por lo tanto, un primer elemento, componente, region, capa o seccion descrita en la presente memoria podria denominarse un segundo elemento, componente, region, capa o seccion sin apartarse de las ensenanzas de la presente invencion.
Los terminos espacialmente relativos, tales como "debajo", "por debajo", "inferior", "mas abajo", "superior", "por encima", "mas arriba" y similares, se pueden utilizar en la presente memoria para facilitar la descripcion para describir la relacion de un elemento a una caracteristica con otro elemento(s) o caracteristica(s) como se ilustra en las figuras. Se entendera que los terminos espacialmente relativos pretenden abarcar diferentes orientaciones del dispositivo en uso u operation ademas de la orientation representada en las figuras. Por ejemplo, si el dispositivo en las figuras se gira, los elementos descritos como "debajo" o "por debajo" de otros elementos o caracteristicas estarian entonces orientados "por encima" de los otros elementos o caracteristicas. Por tanto, el termino ejemplar "debajo" puede abarcar tanto una orientacion de arriba como de abajo. El dispositivo se puede orientar de otra manera (girado 90 grados o en otras orientaciones) y los descriptores espacialmente relativos utilizados en la presente memoria interpretarse en consecuencia. Tambien, como se utiliza en la presente memoria, "lateral" se refiere a una direction que es sustancialmente ortogonal a una direction vertical.
Las realizaciones ejemplares de la presente invencion se han descrito en la presente memoria con referencia a ilustraciones en seccion transversal que son ilustraciones esquematicas de realizaciones idealizadas (y estructuras intermedias) de la invencion. Como tal, las variaciones en las formas de las ilustraciones como resultado, por ejemplo, de tecnicas y/o tolerancias de fabrication son de esperar. Por lo tanto, las realizaciones de la presente invencion no se deben interpretar como limitada a las formas particulares de las regiones ilustradas en la presente memoria sino que han de incluir desviaciones en su forma que resultan, por ejemplo, de la fabricacion.

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    REIVINDICACIONES
    1. Un conjunto de intercambiador de calor (2) que comprende un intercambiador de calor de placas (4) para el intercambio de calor entre al menos un primer fluido de intercambio de calor y un segundo fluido de intercambio de calor, comprendiendo el intercambiador de calor de placas (4) al menos una placa de transferencia de calor (10), que delimita una primera trayectoria de fluido para el primer fluido de intercambio de calor de un segunda trayectoria de fluido para el segundo fluido de intercambio de calor dentro del intercambiador de calor de placas (4), y una conexion pasante (20) para el primer fluido de intercambio de calor dispuesta en una primera porcion lateral de una estructura exterior del intercambiador de calor de placas (4), en donde el conjunto (2) comprende un aparato de amortiguacion de impulsos de presion (6), comprendiendo el aparato (6) un elemento elastico y un primer conducto (22) que conduce al elemento elastico, comprendiendo el primer conducto (22) una primera abertura (62) conectada a la conexion pasante (20) del intercambiador de calor de placas (4) de tal manera que el primer conducto (22) esta en conexion fluida con la primera trayectoria de fluido, y en donde el elemento elastico esta en comunicacion fluida con la primera trayectoria de fluido solo a traves de la primera abertura (62),
    caracterizado por que el primer conducto (22) del aparato de amortiguacion de impulsos de presion (6) esta conectado a la conexion pasante (20) en la primera porcion lateral opuesta a una segunda porcion lateral que comprende una entrada del primer fluido de intercambio de calor en el intercambiador de calor de placas (4), y por que el intercambiador de calor comprende una trayectoria de fluido recta desde la entrada para el primer fluido de intercambio de calor hasta la conexion pasante (20).
  2. 2. El conjunto (2) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el elemento elastico comprende un tabique movil (26; 40), estando adaptado el tabique movil (26; 40) en uso para ser sometido a un impulso de presion en el primer fluido de intercambio de calor.
  3. 3. El conjunto (2) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento elastico comprende una camara (24) que esta llena al menos parcialmente de un gas, formando la camara (24) y el primer conducto (22) un compartimiento cerrado.
  4. 4. El conjunto (2) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, en el que el gas de dentro de la camara (24) esta delimitado por el tabique movil (26; 40) de tal manera que en uso, el impulso de presion en el primer fluido de intercambio de calor se transfiere a traves del tabique movil (26; 40) al gas de dentro de la camara (24).
  5. 5. El conjunto (2) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2-4, en el que el tabique movil comprende una membrana (26) o un piston (40).
  6. 6. El conjunto (2) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2-5, en el que el elemento elastico comprende un resorte (42), apoyandose el resorte en el tabique movil (40).
  7. 7. El conjunto (2) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera porcion lateral del intercambiador de calor de placas (4) esta formada por una placa de presion (11) o por una placa de marco (9).
  8. 8. El uso de un aparato de amortiguacion de impulsos de presion (6) que comprende un elemento elastico y un primer conducto (22) que conduce al elemento elastico para la amortiguacion de impulsos de presion en un intercambiador de calor de placas (4), que comprende al menos una placa de transferencia de calor (10) que delimita una primera trayectoria de fluido para un primer fluido de intercambio de calor de una segunda trayectoria de fluido para un segundo fluido de intercambio de calor dentro del intercambiador de calor de placas (4), en donde el primer conducto (22)
    comprende una primera abertura (62) conectada al intercambiador de calor de placas (4) de tal manera que el primer conducto (22) esta en conexion fluida con la primera trayectoria de fluido del intercambiador de calor de placas (4), y en donde el elemento elastico esta en comunicacion fluida con la primera trayectoria de fluido solo a traves de la primera abertura (62),
    caracterizado por que el primer conducto (22) del aparato de amortiguacion de impulsos de presion (6) esta conectado a una conexion pasante (20) en una primera porcion lateral de una estructura exterior del intercambiador de calor de placas (4), estando la primera porcion lateral opuesta a una segunda porcion lateral que comprende una entrada de un primer fluido de intercambio de calor en el intercambiador de calor de placas (4), y por que el intercambiador de calor comprende una trayectoria de fluido recta desde la entrada del primer fluido de intercambio de calor hasta la conexion pasante (20).
  9. 9. El uso del aparato de amortiguacion de impulsos de presion (6) de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que el elemento elastico comprende un tabique movil (26; 40), estando el tabique movil (26; 40) en uso adaptado para ser sometido a un impulso de presion en el primer fluido de intercambio de calor.
  10. 10. El uso del aparato de amortiguacion de impulsos de presion (6) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8- 9, en el que el elemento elastico comprende una camara (24) que esta llena al menos
    parcialmente de un gas, formando la camara y el primer conducto (22) un compartimiento cerrado.
  11. 11. El uso del aparato de amortiguacion de impulsos de presion (6) de acuerdo la reivindicacion 10, en el que el gas de dentro de la camara (24) esta delimitado por el tabique movil de tal manera que, en uso, el impulso de presion en
    5 el primer fluido de intercambio de calor se transfiere a traves del tabique movil (26; 40) al gas de dentro de la camara (24).
  12. 12. El uso del aparato de amortiguacion de impulsos de presion (6) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9-11, en el que el elemento elastico comprende un resorte (42), apoyandose el resorte (42) en el
    10 tabique movil (26; 40).
  13. 13. El uso del aparato de amortiguacion de impulsos de presion (6) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8-12, en el que la primera porcion lateral del intercambiador de calor de placas (4) esta formada por una placa de presion (11) o una placa de marco (9).
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