JPH09329393A - Heat exchanger employed at high temperature heating - Google Patents
Heat exchanger employed at high temperature heatingInfo
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Classifications
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高温での使用に特
に適合する熱交換器に関する。より詳細には、本発明
は、非常な高温に曝されるカーボンブラック工業での利
用を意図した熱交換器に関する。装置は、熱交換器内で
の均一な温度勾配を容易にし、電力が不意に途絶した際
に破局的なメルトダウンを回避することを意図した、幾
つかの特徴を備えている。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to heat exchangers that are particularly adapted for use at high temperatures. More particularly, the present invention relates to heat exchangers intended for use in the carbon black industry exposed to extremely high temperatures. The device has several features intended to facilitate uniform temperature gradients within the heat exchanger and to avoid catastrophic meltdown in the event of an unexpected loss of power.
【０００２】[0002]
【発明が解決しようとする課題】熱交換器は典型的に
は、関連した基礎的な工業プロセスからの熱を利用する
ことによって、空気又は他の気体をより高温に予熱する
のに使用される。或る特別の型式の熱交換器は、燃料又
は他の物質の燃焼による排ガスを利用し空気又は他の気
体をより高温に予熱して工業プロセスの他の観点で使用
する、気体−気体型熱交換器である。このようにして、
大気中に排出され廃棄されるプロセスガスの熱を回収す
ることにより、エネルギが保存される。熱交換器は典型
的には、特定の温度範囲内で使用されるように設計され
ている。作動温度は、熱交換器の構成材料の種類ならび
に熱交換器の構成要素の物理的な配向で決まる。一般
に、カーボンブラック工業では、比較的高温の作動温度
を利用しており、この作動温度と関連した熱交換器の特
別の設計上の特徴を必要としている。カーボンブラック
の製造プロセスの際、液体の供給原料がリアクタ内の高
温の火炎に噴霧され、高温の火炎は供給原料を分解し、
リアクタ内の排ガスと同伴した微細な分散固形物として
カーボンブラックを生成する。この微細な固形物は典型
的には、バッグフィルタによってリアクタの排ガスと分
離される。あいにく、バッグフィルタは、カーボンブラ
ック供給原料を分解して固形物質にする作動温度に耐え
ることができない。この状態では、分散されたカーボン
ブラック固形物を含んだリアクタの排ガスは、バッグフ
ィルタの許容温度まで冷却しなければならない。典型的
には、リアクタのプロセスガスは、１１００°Ｃ〜１２
００°Ｃで出現する。したがって、熱交換器を利用し
て、プロセスガスの熱エネルギを蓄え、即ち取り戻す冷
却剤でプロセスガスの温度を減少させる。冷却剤は、熱
エネルギを回収するため、もとの位置に搬送され或いは
利用される。Heat exchangers are typically used to preheat air or other gases to higher temperatures by harnessing the heat from the associated basic industrial processes. . One particular type of heat exchanger is a gas-gas type heat exchanger that utilizes exhaust gas from combustion of fuel or other materials to preheat air or other gas to a higher temperature for use in other aspects of industrial processes. It is an exchange. In this way,
Energy is saved by recovering the heat of the process gas discharged into the atmosphere and discarded. Heat exchangers are typically designed for use within a particular temperature range. The operating temperature depends on the type of material of the heat exchanger as well as the physical orientation of the heat exchanger components. In general, the carbon black industry utilizes relatively high operating temperatures and requires special design features of the heat exchanger associated with this operating temperature. During the carbon black manufacturing process, a liquid feedstock is sprayed onto the hot flame in the reactor, which decomposes the feedstock,
Carbon black is produced as a finely dispersed solid that is entrained with the exhaust gas in the reactor. This fine solids are typically separated from the reactor exhaust by bag filters. Unfortunately, bag filters cannot withstand operating temperatures that decompose carbon black feedstock to solid matter. In this state, the exhaust gas of the reactor containing the dispersed carbon black solids must be cooled to the permissible temperature of the bag filter. Typically, the reactor process gas is between 1100 ° C and 12 ° C.
Appears at 00 ° C. Therefore, the heat exchanger is utilized to store the thermal energy of the process gas, ie to regain the temperature of the process gas with a coolant. The coolant is transported or utilized in its original position to recover the thermal energy.
【０００３】熱交換器は典型的には、プロセスガスが、
一連のチューブが長さ方向に配列されている熱交換器の
略円筒形のシェルを通って上方に流れるように構成され
ている。プロセスガスは、冷却剤によって囲まれている
チューブを通って流れる。プロセスガスからの熱は、長
さ方向チューブの壁を通って、熱交換器の長さにわたっ
て循環している周囲の冷却剤に達する。チューブは、頂
部と底部のところでチューブシートに連結されており、
チューブシートは、チューブの端部を収容し且つ拘束
し、シェルと共に、冷却剤を収容する熱交換器の内部分
とプロセスガスとの間の障壁としても役立つ。したがっ
て、供給原料が分解されるリアクタと熱交換器の冷却部
分との界面となる底部チューブシートは、著しい熱崩壊
ならびに非常に高い作動温度に曝される。この領域にお
けるチューブシートと熱交換器の特別の冷却に関して種
々の発明が提案されており、その中には、１９８６年４
月２９日にマルバーガーに付与された米国特許第４，５
８５，９５７号、１９９５年８月１７日に公開された独
国公開明細書（ＤＥ４４０４０６８Ｃ１号）が含まれ
る。マルバーガーの特許は、貫通する一連の入口チュー
ブを有するチューブシートに隣接して特別に配置された
冷却チャンバを備えた熱交換器のための冷却チューブシ
ート入口を開示している。Heat exchangers typically contain process gas
A series of tubes is configured to flow upward through a generally cylindrical shell of a heat exchanger that is longitudinally aligned. The process gas flows through a tube surrounded by a coolant. Heat from the process gas reaches through the walls of the longitudinal tubes to the surrounding coolant, which is circulating over the length of the heat exchanger. The tube is connected to the tube sheet at the top and bottom,
The tubesheet houses and constrains the ends of the tube and, along with the shell, also serves as a barrier between the interior portion of the heat exchanger containing the coolant and the process gas. Therefore, the bottom tubesheet, which is the interface between the reactor where the feedstock is decomposed and the cooling part of the heat exchanger, is subject to significant thermal decay as well as very high operating temperatures. Various inventions have been proposed for special cooling of tubesheets and heat exchangers in this area, among them 4
U.S. Pat. No. 4,5 granted to Malburger on 29th May
85,957, German published specification published on August 17, 1995 (DE4404068C1). The Mulberger patent discloses a cooling tubesheet inlet for a heat exchanger with a cooling chamber specially positioned adjacent to a tubesheet having a series of inlet tubes extending therethrough.
【０００４】米国ペンシルベニア州ピッツバーグのアメ
リカン・シャック社、及び独国カッセルのシュミットシ
ェ・ハイスダンプ・ゲゼルシャフト（ＳＨＧ）社によっ
て製造されている著名な他の従来の装置は、冷却チュー
ブの支持構造体内に冷却剤用空隙を有する多数の壁又は
二重底部チューブシートを利用している。ＳＨＧ社の装
置は、冷却チューブが取付けられる底部チューブシート
を形成するため、一連の平行な卵形のチューブを利用し
ている。底部チューブシートの冷却は、この構造体（特
に、冷却チューブとチューブシートとの溶接接合部）に
高温のプロセスガスが当たることにより、この箇所に特
別の疲労と破損が生ずるので、特に重要である。しかし
ながら、製造施設が予期せぬ電力停止を受けた場合に、
破局的な破損が生ずることが多い。このような状況は、
本発明の特別の用途ではあるが、熱交換器モジュールの
下部分に関する幾つかの冷却方法についての触媒として
も役立つ。上述のように、プロセスガスは、通常の作動
の際、典型的には熱交換器の上流に配置されているリア
クタから、熱交換器を通って上方に移送される。したが
って、熱交換器は、上部分に比較して下部分が著しい高
温を受ける。特にカーボンブラック工業における高温プ
ロセスの進行につれて、構成材料ならびに種々の金属構
成要素間の溶接接合部の構造容量以内に作動温度を維持
するのに、特殊な材料や冷却方法が益々利用されてい
る。しかしながら、従来の設計は、熱伝達を容易にする
ため、熱交換器を通過する気体又は液体の冷却剤を利用
していた。二重底部チューブでは、この箇所で特別の冷
却を行うため、二重底部の空隙にも冷却剤が通されてい
る。定期的な作動の停止の際、プロセスガスの流れを徐
々に減少させて、ついには停止させ、熱交換器ユニット
を、冷却剤の連続流の下で周囲温度まで冷却させる。こ
れにより、特に熱交換器の下部分において、温度の漸進
的かつ安定した減少が行われる。Other prominent prior art devices manufactured by American Shack, Inc. of Pittsburgh, PA, USA, and Schmittsche Heissdump Gezelshaft (SHG) of Kassel, Germany, cool in a support structure for a cooling tube. It utilizes multiple walls or double bottom tubesheets with agent voids. The SHG device utilizes a series of parallel oval tubes to form the bottom tubesheet to which the cooling tubes are attached. Cooling of the bottom tubesheet is especially important as the hot process gas hits the structure (especially the welded joint between the cooling tube and the tubesheet) causing extra fatigue and failure at this location. . However, if the manufacturing facility experiences an unexpected power outage,
Catastrophic damage often occurs. Such a situation
Although a particular application of the invention, it also serves as a catalyst for some cooling methods for the lower portion of the heat exchanger module. As mentioned above, process gas is transferred upwardly through the heat exchanger from the reactor, which is typically located upstream of the heat exchanger, during normal operation. Therefore, the heat exchanger is subject to significantly higher temperatures in the lower part as compared to the upper part. With the advent of high temperature processes, especially in the carbon black industry, specialized materials and cooling methods are being increasingly utilized to maintain operating temperatures within the structural capacity of the materials and welded joints between various metal components. However, conventional designs have utilized gaseous or liquid coolants that pass through the heat exchanger to facilitate heat transfer. In the double-bottom tube, the coolant is also passed through the voids in the double-bottom to provide extra cooling at this point. During periodic shutdowns, the process gas flow is gradually reduced and eventually shut down, allowing the heat exchanger unit to cool to ambient temperature under a continuous flow of coolant. This provides a gradual and stable reduction in temperature, especially in the lower part of the heat exchanger.
【０００５】熱交換器を通る冷却剤の種々のポンプ又は
推進システムは典型的には、全体として作動プラントの
電力又は他の動力システムに接続されている。製造ユニ
ットへの電力又は動力の予期せぬ、即ち緊急の停止の
際、冷却剤の流れは、プロセスガスの発生が止まると同
時に停止する。しかしながら、動力の停止時にリアクタ
と熱交換器内にある残留プロセスガスは、リアクタと熱
交換器内に捕捉されたままである。冷却剤空隙を通る冷
却剤の流れが停止すると、リアクタと熱交換器は、同伴
残留プロセスガス内に含まれる熱に浸漬されることとな
り、構造システム全体をプロセスガスの作動温度まで上
昇させる。このような温度は、熱交換器を構成する構造
材料の設計温度よりも、かなり高い。この浸漬の影響
は、冷却チューブと底部チューブシートとの溶接接合部
に関して、より深刻となる。熱交換器が、構成材料の許
容強度に達する程度までプロセスガスの熱に浸漬される
と、典型的にはチューブとチューブシートとの溶接接合
部のところでの破損により、プロセスガスと冷却剤が混
合される。冷却剤が空気又は燃焼を支持する他の媒体で
ある場合には、種々の燃焼炭化水素物質を含むプロセス
ガスとこれらの物質の燃焼を支持する冷却剤の突然の露
出により、火災や爆発を含む、破局的な破損が引き起こ
される。また、熱交換器も恒久的に破壊される。The various pumps or propulsion systems for the coolant through the heat exchangers are typically connected in their entirety to the power or other power system of the operating plant. In the event of an unexpected or emergency shut down of power or power to the production unit, the coolant flow will stop at the same time that the process gas evolution ceases. However, residual process gas in the reactor and heat exchanger at the time of power down remains trapped in the reactor and heat exchanger. When the flow of coolant through the coolant cavity is stopped, the reactor and heat exchanger will be immersed in the heat contained in the entrained residual process gas, raising the entire structural system to the operating temperature of the process gas. Such temperatures are significantly higher than the design temperatures of the structural materials that make up the heat exchanger. The effect of this soaking becomes more severe with respect to the welded joint between the cooling tube and the bottom tubesheet. When the heat exchanger is immersed in the heat of the process gas to such an extent that the strength of the constituent materials is reached, the process gas and coolant mix, typically due to breakage at the weld joint between the tube and tube sheet. To be done. Where the coolant is air or another medium that supports combustion, including fires and explosions due to sudden exposure of process gases containing various combustion hydrocarbon materials and the coolant that supports combustion of these materials , Causing catastrophic damage. Also, the heat exchanger is permanently destroyed.
【０００６】その他の破損は、プロセスガスに同伴され
るカーボンブラック固形物が熱交換器の内部分に長期間
堆積することによる熱交換器の内部分の閉塞や付着が原
因である。この付着により、上述の破局的な破損とは別
個に或いは破局的な破損とともに破損が引き起こされる
が、熱交換器内部の特定の箇所での冷却温度の変動によ
って引き起こされるのが普通である。したがって、当該
技術分野において欠如しているものは、より均一な温度
勾配の分布、ならびに、熱交換器の破局的な破損が回避
されるように突然の予期せぬ電力損が生じた場合でさえ
も熱交換器内での作動温度勾配を維持する構造方法論の
両方を提供する、熱交換器である。[0006] Other failures are due to blockage and adhesion of the inner part of the heat exchanger due to long-term deposition of carbon black solids entrained in the process gas on the inner part of the heat exchanger. This attachment causes damage, either separately or in combination with the catastrophic failure described above, but is typically caused by fluctuations in the cooling temperature at specific points within the heat exchanger. What is lacking in the art, therefore, is a more uniform distribution of temperature gradients, as well as even in the event of sudden and unexpected power loss such that catastrophic failure of the heat exchanger is avoided. Is a heat exchanger that also provides both structural methodology to maintain the operating temperature gradient within the heat exchanger.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】熱交換器の本体内で均一
な温度勾配を達成し、かつ、熱交換器の構造一体性が維
持されるように予期せぬ電力停止が生じた場合でも熱交
換器内の温度勾配を維持するための手段を提供する、一
連の装置を利用した熱交換器が開示される。さらに、本
発明は、プロセスガスおよび同伴するカーボンブラック
固形物を含む、チューブの内部付着物を減少させる。好
ましくは内面が耐火物又は他の絶縁材で絶縁された外部
シェルを備えた熱交換器が提供される。或いは、冷却剤
のスリップストリームをシェル壁に通してもよい。シェ
ルは全体として円筒形であり、シェル内に長さ方向に配
置されシェルの実質的に全体に延びた複数のプロセスガ
スチューブを収容するようになっている。チューブは、
プロセスガスチューブ内から冷却剤への熱エネルギの伝
達を容易にするため、プロセスガスチューブの外面に沿
って冷却剤の流れを差し向ける冷却剤チャンバによっ
て、実質的に全体が囲まれている。プロセスガスチュー
ブは、チューブシートとも呼ばれる取付け手段によっ
て、頂部と底部のところで適当に連結されている。取付
け手段は、プロセスガスチューブの頂部と底部の手前で
プロセスガスチューブを受け入れ拘束するようになって
いる。チューブシートは更に、外部シェルによって形成
される冷却剤チャンバを包囲するようになっている。SUMMARY OF THE INVENTION In the event of an unplanned power outage, a uniform temperature gradient is achieved within the body of the heat exchanger and the heat integrity is maintained in the event of an unexpected power outage so that the structural integrity of the heat exchanger is maintained. Disclosed is a heat exchanger utilizing a series of devices that provides a means for maintaining a temperature gradient within the exchanger. Further, the present invention reduces tube internal deposits, including process gases and entrained carbon black solids. A heat exchanger is provided that preferably includes an outer shell having an inner surface insulated with a refractory material or other insulating material. Alternatively, a slipstream of coolant may be passed through the shell wall. The shell is generally cylindrical in shape and is adapted to accommodate a plurality of process gas tubes disposed longitudinally within the shell and extending substantially throughout the shell. The tube is
To facilitate transfer of heat energy from within the process gas tube to the coolant, it is substantially entirely surrounded by a coolant chamber that directs the flow of coolant along the outer surface of the process gas tube. The process gas tubes are suitably connected at the top and bottom by attachment means, also called tubesheets. The mounting means is adapted to receive and restrain the process gas tube before the top and bottom of the process gas tube. The tubesheet is further adapted to enclose the coolant chamber formed by the outer shell.
【０００８】底部チューブシートは、第２の冷却剤空間
を包囲する頂部と底部によって構成されており、頂部、
底部、及び冷却剤空間は、二重底部チューブシートとし
て知られるものを形成する。二重底部チューブシート
は、冷却剤が出入りするための手段を備えており、出口
は好ましくは、熱交換器の冷却剤チャンバと連通してい
る。プロセスガスチューブは、頂部すなわち上部チュー
ブシートの頂端に取付けられているが、プロセスガスチ
ューブと頂部チューブシートとの構造密封関係を維持し
つつプロセスガスチューブと頂部チューブシートとの相
対移動を可能にする膨張継手を利用して頂部チューブシ
ートに取付けるのが好ましい。膨張継手は好ましくは、
膨張継手を囲むシールド及び実質的に形成されたプロセ
スガスチューブの上部分によって形成されたシールドチ
ャンバ内に包囲されている。これらのシールドチャンバ
は、プロセスガスチューブの幾つか又は全てで利用して
もよいが、好ましくは、一般に冷却剤チャンバの頂部に
配置される冷却剤入口の手前のプロセスガスチューブで
利用される。The bottom tubesheet comprises a top portion and a bottom portion that surrounds the second coolant space.
The bottom and coolant spaces form what is known as a double bottom tubesheet. The double bottom tubesheet comprises means for the inflow and outflow of coolant, the outlet preferably communicating with the coolant chamber of the heat exchanger. The process gas tube is attached to the top or top end of the upper tube sheet, but allows relative movement of the process gas tube and the top tube sheet while maintaining a structurally sealed relationship between the process gas tube and the top tube sheet. It is preferably attached to the top tubesheet utilizing an expansion joint. The expansion joint is preferably
Enclosed within a shield chamber formed by a shield surrounding the expansion joint and a substantially formed process gas tube upper portion. These shield chambers may be utilized in some or all of the process gas tubes, but are preferably utilized in the process gas tubes prior to the coolant inlet generally located at the top of the coolant chamber.
【０００９】シールド又はフェルールは又、好ましく
は、プロセスガスチューブが通され二重底部チューブシ
ートに受け入れられ拘束される箇所で、プロセスガスチ
ューブの底部に取付けられる。従来技術の教示とは異な
り、本発明において利用されるフェルールは、二重底部
チューブシート内の冷却剤に曝されるプロセスガスチュ
ーブの部分が完全に遮蔽されるように、二重底部チュー
ブシートを実質的に完全に通って延びている。プロセス
ガスチューブの遮蔽ならびにシェルの絶縁は、熱交換器
の種々の部分における均一で漸進的な温度勾配の維持を
容易にする。熱交換器は更に、冷却剤を二重底部チュー
ブシートならびに熱交換器を通して推進するための第２
の手段の利用を含んでいる。推進手段は好ましくは、冷
却剤が空気である場合にはブロワである。第２のブロワ
は、熱交換器を通る冷却剤の通常の流れと直列に配置さ
れており、冷却剤の通常の流れに抗力を及ぼさないよう
になっている。通常の作動状態における冷却剤の流れは
一般に、冷却剤の大部分が頂部の入口のところで熱交換
器に流入し、熱交換器の冷却剤チャンバ内に収容された
バフル板の使用により熱交換器本体を通って曲がりくね
ったパターンで下方に差し向けられ、好ましくは熱交換
器の長さ方向長さの下部分のところにある出口を通して
熱交換器から出るように構成されている。通常の冷却剤
の流れのスリップストリームが差し向けられ、二重底部
チューブシートの冷却剤チャンバ内に直接通される。次
いで、好ましくは、二重底部チューブシートから冷却剤
は、熱交換器内にプロセスガスチューブと平行に長さ方
向に配置され、熱交換器の実質的な長さ延びたチューブ
を通して通気される。このチューブは、二重底部チュー
ブシートと流体連通し、二重チューブシートから熱交換
器の冷却剤チャンバの全体長さを通って上方への冷却剤
の通過を可能にするように、取付けられている。しかし
ながら、この冷却剤チューブは、頂部チューブシートの
手前で終わっており、冷却剤の通常の流入流れ内に含ま
れるように熱交換器の冷却剤チャンバ内に冷却剤の流れ
を差し向ける。予期せぬ停止状態においては、主ブロワ
の作動は停止し、感圧弁が閉鎖して主ブロワを熱交換器
システムの残部から隔離し、冷却剤が熱交換器システム
から逆流するのを阻止する。かくして、主電源には依存
しない別の動力源によって動力供給され、好ましくはデ
ィーゼルモータ又はディーゼル電動機によって動力供給
される第２のブロワは、冷却剤を二重底部チューブシー
トを通し、冷却剤チューブを通って上方へ、次いで熱交
換器の冷却剤チャンバを通して推進させ続ける。第２の
ブロワの作動と構成、及び二重底部チューブシートを通
り熱交換器の冷却剤チャンバ内への冷却剤の進行によ
り、予期せぬ電力停止が生じた場合でも、熱交換器の種
々の部分における作動温度勾配を維持することができ
る。これにより、プロセスガスが熱交換器内で浸漬され
た場合に、熱交換器を許容温度範囲内に維持して構造一
体性を確保することができる。The shield or ferrule is also preferably attached to the bottom of the process gas tube at the point where the process gas tube is threaded and received and restrained by the double bottom tubesheet. Contrary to the teachings of the prior art, the ferrule utilized in the present invention employs a double bottom tubesheet so that the portion of the process gas tube exposed to the coolant within the double bottom tubesheet is completely shielded. It extends through substantially completely. The shielding of the process gas tube as well as the insulation of the shell facilitates maintaining a uniform and gradual temperature gradient in the various parts of the heat exchanger. The heat exchanger further includes a second bottom for propelling the coolant through the double bottom tubesheet as well as the heat exchanger.
Including the use of the means of. The propulsion means is preferably a blower when the coolant is air. The second blower is placed in series with the normal flow of coolant through the heat exchanger so as not to exert a drag on the normal flow of coolant. Coolant flow in normal operating conditions is generally such that the majority of the coolant enters the heat exchanger at the top inlet and the use of baffle plates contained within the heat exchanger's coolant chamber causes the heat exchanger to It is oriented downwardly in a serpentine pattern through the body and is preferably configured to exit the heat exchanger through an outlet at the lower portion of the length of the heat exchanger. A slipstream of normal coolant flow is directed and passed directly into the coolant chamber of the double bottom tubesheet. The coolant, preferably from the double bottom tubesheet, is then longitudinally disposed within the heat exchanger, parallel to the process gas tubes, and vented through the tubes extending substantially the length of the heat exchanger. This tube is mounted in fluid communication with the double bottom tubesheet and allows passage of coolant from the double tubesheet up through the entire length of the coolant chamber of the heat exchanger. There is. However, this coolant tube ends short of the top tubesheet and directs the flow of coolant into the coolant chamber of the heat exchanger for inclusion in the normal inflow of coolant. In an unexpected shutdown condition, operation of the main blower ceases and the pressure sensitive valve closes, isolating the main blower from the rest of the heat exchanger system and preventing coolant from backflowing from the heat exchanger system. Thus, a second blower, powered by another power source that is independent of the mains power supply, and preferably powered by a diesel motor or diesel electric motor, passes the coolant through the double bottom tubesheet and the coolant tubes. Continue propelling upwards through the coolant chamber of the heat exchanger. Due to the operation and configuration of the second blower, and the progress of the coolant through the double bottom tubesheet into the coolant chamber of the heat exchanger, even if an unexpected power outage occurs, various heat exchanger variations may occur. An operating temperature gradient in the part can be maintained. Thereby, when the process gas is immersed in the heat exchanger, the heat exchanger can be maintained within the allowable temperature range to ensure structural integrity.
【００１０】本発明のこれらの及び他の利点と特徴は、
好ましい実施の形態および添付の図面を参照して、より
完全に理解されるであろう。These and other advantages and features of the invention include:
A more complete understanding will be made with reference to the preferred embodiments and the accompanying drawings.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】図１を参照すると、外部シェル１
５を有する熱交換器１０が提供され、外部シェル１５
は、熱交換器１０の内部分全体を囲んでいる。外部シェ
ル１５は、熱交換器１０の長さを構造的に支持するのに
役立ち、全体として円筒形であり、一体構造のものでも
よくセグメント構造のものでもよい。外部シェル１５は
一般に、熱交換器１０の内部構成要素を包囲し、かつ、
主冷却剤チャンバ１２の側方境界を形成するようになっ
ている。熱交換器１０は好ましくは、プレナムチャンバ
の上に取付けられるようになっており、両者を互いに接
合し包囲されたチャンバを形成するため、プレナム取付
けフランジ２０を備えている。かくして、熱交換器１０
は、熱交換器１０を通して単一方向に圧送されるプロセ
スガスを受け入れるようになっている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Referring to FIG. 1, an outer shell 1
A heat exchanger 10 having 5 is provided and an outer shell 15
Surrounds the entire inner portion of the heat exchanger 10. The outer shell 15 serves to structurally support the length of the heat exchanger 10 and is generally cylindrical and may be of unitary or segmented construction. The outer shell 15 generally surrounds the internal components of the heat exchanger 10 and
It is adapted to form a lateral boundary of the main coolant chamber 12. The heat exchanger 10 is preferably adapted to be mounted above the plenum chamber and includes a plenum mounting flange 20 for joining the two together to form an enclosed chamber. Thus, the heat exchanger 10
Are adapted to receive a process gas that is pumped unidirectionally through the heat exchanger 10.
【００１２】熱交換器１０には、好ましくは空気である
冷却剤の主冷却剤チャンバ１２からの通路となる冷却剤
入口３０と冷却剤出口２５が設けられている。主冷却剤
チャンバ１２は、外部シェル１５、頂部チューブシート
４０、及び好ましくは二重底部チューブシート３５であ
る底部チューブシートによって構成されている。熱交換
器１０には更に、熱交換器１０を適当なプロセスガス移
送手段（図示せず）と密封連結するため、出口取付けフ
ランジ４５が設けられており、出口取付けフランジ４５
は、同伴カーボンブラック固形物をプロセスガスから除
去するためのバッグフィルタに通じている。冷却剤が遭
遇する熱交換器１０の内部の表面積の利用を最大にする
ように主冷却剤チャンバ１２から冷却剤を曲がりくねっ
た径路内に圧送するため、主冷却剤チャンバ１２内に、
一連のバフル５０が設けられている。これは、プロセス
ガスから冷却剤への熱伝達を容易にすることを意図して
いる。The heat exchanger 10 is provided with a coolant inlet 30 and a coolant outlet 25 which serve as passageways for the coolant, preferably air, from the main coolant chamber 12. The main coolant chamber 12 is constituted by an outer shell 15, a top tubesheet 40, and a bottom tubesheet, which is preferably a double bottom tubesheet 35. The heat exchanger 10 is further provided with an outlet mounting flange 45 for hermetically connecting the heat exchanger 10 with a suitable process gas transfer means (not shown).
Communicates with a bag filter to remove entrained carbon black solids from the process gas. Within the main coolant chamber 12, to pump the coolant from the main coolant chamber 12 into a tortuous path to maximize utilization of the surface area within the heat exchanger 10 that the coolant encounters,
A series of baffles 50 are provided. This is intended to facilitate heat transfer from the process gas to the coolant.
【００１３】一連のプロセスガスチューブ６５が、外部
シェル１５の内部に規則的な平行パターンで長さ方向に
取付けられており、プロセスガスが熱交換器１０の比較
的真っ直ぐな径路内を長さ方向に移動し、かつ、バフル
５０によって差し向けられるように主冷却剤チャンバ１
２内のプロセスガスチューブ６５の外面を冷却剤で浸
す。プロセスガスチューブ６５は、熱交換器１０の入口
から出口への所望の温度減少を達成しつつプロセスガス
の処理量を最大にするように配置されている。プロセス
ガスチューブ６５は、頂部チューブシート４０および二
重底部チューブシート３５に取付けられ拘束されてお
り、熱交換器１０の２つの端部間を流体連通する。プロ
セスガスのプロセスガスチューブ６５への導入を容易に
するため、図３により明瞭に示されるように、二重底部
チューブシート３５の端部のところに、プロセスガスチ
ューブ６５の円錐形の入口を設けてもよい。チューブス
リーブ１４８は、図４により明瞭に示されるように、二
重底部チューブシート３５の境界層を形成する下側の底
部チューブシート７０と上側の底部チューブシート７５
の両方のところで二重底部チューブシート３５に溶接さ
れている。プロセスガスチューブ６５は、チューブスリ
ーブ１４８の底端部に溶接されている。下側の底部チュ
ーブシート７０と上側の底部チューブシート７５は、底
部チューブシート冷却剤チャンバ８０を形成しており、
底部チューブシート冷却剤チャンバ８０は、詳細には後
述するように、別個の関連した冷却剤のリザーバを有し
ている。冷却剤移送チューブ５５が、底部チューブシー
ト冷却剤チャンバ８０と主冷却剤チャンバ１２とを流体
連通させるようになっている。A series of process gas tubes 65 are longitudinally mounted within the outer shell 15 in a regular, parallel pattern so that the process gas is longitudinal in a relatively straight path of the heat exchanger 10. Main coolant chamber 1 to be moved to and directed by baffle 50.
The outer surface of the process gas tube 65 in 2 is immersed in the coolant. The process gas tube 65 is arranged to maximize process gas throughput while achieving the desired temperature reduction from the inlet to the outlet of the heat exchanger 10. A process gas tube 65 is attached and constrained to the top tubesheet 40 and the double bottom tubesheet 35 to provide fluid communication between the two ends of the heat exchanger 10. To facilitate the introduction of process gas into the process gas tube 65, a conical inlet for the process gas tube 65 is provided at the end of the double bottom tube sheet 35, as shown more clearly in FIG. May be. The tube sleeve 148 includes a lower bottom tubesheet 70 and an upper bottom tubesheet 75 that form the boundary layer of the double bottom tubesheet 35, as shown more clearly in FIG.
Both are welded to the double bottom tubesheet 35. The process gas tube 65 is welded to the bottom end of the tube sleeve 148. The lower bottom tubesheet 70 and the upper bottom tubesheet 75 form a bottom tubesheet coolant chamber 80,
The bottom tubesheet coolant chamber 80 has a separate associated coolant reservoir, as described in detail below. A coolant transfer tube 55 is adapted for fluid communication between the bottom tubesheet coolant chamber 80 and the main coolant chamber 12.
【００１４】熱交換器１０は、プレナム取付けフランジ
２０が二重底部チューブシート３５を形成する下側の底
部チューブシート７０と上側の底部チューブシート７５
を支持するように、構成されている。プロセスガスチュ
ーブ６５は、二重底部チューブシート３５内に取付けら
れ、底部チューブシート３５によって拘束されており、
チューブバンドルとも呼ばれる全てのプロセスガスチュ
ーブ６５は、プロセスガスのリアクタからの唯一の排気
路となる。同伴カーボンブラック固形物を含んだプロセ
スガスがリアクタから出ると、プロセスガスは、プロセ
スガスチューブ６５内に圧送され、次いでプロセスガス
とカーボンブラック固形物は、熱交換器１０を通って長
さ方向上方に移送される。プロセスガスチューブ６５は
全て、間隔を隔てて互いに略平行に配列されている。The heat exchanger 10 includes a lower bottom tubesheet 70 and an upper bottom tubesheet 75 where the plenum mounting flange 20 forms a double bottom tubesheet 35.
Is configured to support. The process gas tube 65 is mounted within the double bottom tubesheet 35 and is constrained by the bottom tubesheet 35,
All process gas tubes 65, also referred to as tube bundles, provide the only exhaust path from the process gas reactor. As the process gas containing entrained carbon black solids exits the reactor, the process gas is pumped into the process gas tube 65 and then the process gas and carbon black solids pass longitudinally through the heat exchanger 10. Be transferred to. All the process gas tubes 65 are arranged in parallel with each other with a space therebetween.
【００１５】二重底部チューブシート３５は、プロセス
ガスが下側の底部チューブシートに当たる箇所で例外的
な熱減少を提供すべく、冷却剤の別個のリザーバを収容
するようになっている。材料が非常な高温に曝されるの
で、この箇所で特別な冷却が必要となる。プロセスガス
が高温で当たる影響を減少させるため、下側の底部チュ
ーブシート７０と上側の底部チューブシート７５の一方
又は両方に、セラミックの遮熱層を設けてもよく、底部
チューブシート冷却剤チャンバ８０内の冷却剤は、二重
底部チューブシート３５の内部温度を減少させるのに役
立つ。この著しい高温への露出による崩壊に対して、プ
ロセスガスチューブ６５と二重底部チューブシート３５
との溶接継手の感受性について特に注意すべきである。
冷却剤は典型的には、冷却剤入口３０を通って熱交換器
１０に通される。冷却剤入口３０は、冷却剤の外部源と
主冷却剤チャンバ１２とを流体連通させる。冷却剤の大
部分は、冷却剤入口３０を通って主冷却剤チャンバ１２
に入り、熱交換器１０の入口部分と出口部分との間に均
一な温度勾配を形成するように冷却剤に曝されている熱
交換器１０の内部表面積の利用を最大にするようになっ
た一連のバフル５０に差し向けられる。The double bottom tubesheet 35 is adapted to contain a separate reservoir of coolant to provide exceptional heat reduction where the process gas strikes the lower bottom tubesheet. Special cooling is required at this location as the material is exposed to very high temperatures. One or both of the lower bottom tubesheet 70 and the upper bottom tubesheet 75 may be provided with a ceramic thermal barrier to reduce the impact of the process gas at high temperatures on the bottom tubesheet coolant chamber 80. The internal coolant serves to reduce the internal temperature of the double bottom tubesheet 35. The process gas tube 65 and the double bottom tube sheet 35 against the collapse due to the exposure to the extremely high temperature.
Special attention should be paid to the susceptibility of welded joints with.
The coolant is typically passed through the coolant inlet 30 to the heat exchanger 10. The coolant inlet 30 is in fluid communication between the external source of coolant and the main coolant chamber 12. Most of the coolant passes through the coolant inlet 30 to the main coolant chamber 12
To maximize utilization of the internal surface area of the heat exchanger 10 exposed to the coolant so as to form a uniform temperature gradient between the inlet and outlet portions of the heat exchanger 10. It is directed to a series of baffles 50.
【００１６】冷却剤は、冷却剤として空気を利用する実
施の形態では、主ブロワ９５によって冷却剤入口３０に
供給される。冷却剤として別の流体又は液体を使用する
実施の形態では、周知のより適当な駆動機構を選定しな
ければならない。主ブロワ９５は典型的には、プラント
の主電源に電気接続され、主電源によって駆動され、普
通は、冷却剤の連続流を冷却剤入口３０に供給するよう
に構成されている。主ブロワ９５の出力のスリップスト
リームが、底部チューブシート入口８５を通って底部チ
ューブシート冷却剤チャンバ８０に入るように差し向け
られる。第２のブロワ１００が、主ブロワ９５と底部チ
ューブシート入口８５との間に直列に配置されており、
主ブロワ９５から底部チューブシート入口８５への冷却
剤の流れに抗力を生じさせないようになっている。第２
のブロワ１００は必然的に、主ブロワ９５の電源とは別
個の電源によって電力供給され、電源が故障した緊急の
場合にも作動し続けるようになっている。好ましくは、
ディーゼル電力発生システム又は同様な主要発動機が利
用され、好ましくは、通常の作動状態における熱交換器
１０の普通の作動の際にも作動される。公知の動力発生
システムを利用してもよい。これには、太陽エネルギ発
電や風力発電のような、種々の自然エネルギ源が含まれ
る。好ましい実施の形態では、特に、電力損が突発的に
生じたり主ブロワ９５を通る冷却剤の流れが突然途絶し
た場合に、冷却剤の二重チューブシート冷却剤チャンバ
８０への流入が遅延したり中断したりしないようになっ
ている。主ブロワ圧力センサ１０５による主ブロワ９５
からの冷却剤の損失の検出によって第２のブロワ１００
が作動され、主ブロワ圧力センサ１０５の作動により冷
却剤が第２のブロワ１００を通って流れ始める、別の実
施の形態も提供される。いずれの実施の形態において
も、主ブロワ９５からの冷却剤の損失を検知する主ブロ
ワ圧力センサ１０５の作動により、冷却剤入口の弁１０
０が閉鎖され、緊急作動の際、冷却剤流路の非作動部分
を通る冷却剤の逆流による漏れが回避される。The coolant is supplied to the coolant inlet 30 by the main blower 95 in the embodiment utilizing air as the coolant. In the embodiment where another fluid or liquid is used as the coolant, a known and more appropriate drive mechanism must be selected. The main blower 95 is typically electrically connected to and driven by the main power source of the plant and is usually configured to provide a continuous stream of coolant to the coolant inlet 30. The slipstream of the output of the main blower 95 is directed into the bottom tubesheet coolant chamber 80 through the bottom tubesheet inlet 85. A second blower 100 is arranged in series between the main blower 95 and the bottom tubesheet inlet 85,
It does not create drag on the flow of coolant from the main blower 95 to the bottom tubesheet inlet 85. Second
The blower 100 inevitably is powered by a power source separate from the power source of the main blower 95 so that it will continue to operate in the event of a power failure. Preferably,
A diesel power generation system or similar prime mover is utilized and is preferably operated during normal operation of heat exchanger 10 in normal operating conditions. A known power generation system may be used. This includes various natural energy sources such as solar energy and wind power. In the preferred embodiment, there is a delay in the flow of coolant into the dual tubesheet coolant chamber 80, especially in the event of a sudden power loss or sudden interruption of coolant flow through the main blower 95. It is designed not to be interrupted. Main blower 95 by main blower pressure sensor 105
Second blower 100 by detection of coolant loss from the
Is also activated, and another embodiment is also provided in which the coolant starts to flow through the second blower 100 by the activation of the main blower pressure sensor 105. In any of the embodiments, the operation of the main blower pressure sensor 105 that detects the loss of the coolant from the main blower 95 causes the valve 10 at the coolant inlet port to operate.
0 is closed to avoid backflow leakage of coolant through the non-actuated portion of the coolant flow path during emergency operation.
【００１７】通常の作動および緊急時の作動の際、第２
のブロワ１００と組み合わせた主ブロワ９５の出力、或
いは第２のブロワ１００のみの出力は、底部チューブシ
ート入口８５に供給され、底部チューブシート入口８５
は、主ブロワ９５および第２のブロワ１００と底部チュ
ーブシート冷却剤チャンバ８０とを流体連通させる。底
部チューブシート冷却剤チャンバ８０は、二重底部チュ
ーブシート３５内に配置されたチューブスリーブ１４８
によって囲まれているプロセスガスチューブ６５の最下
部分に冷却剤を供給し、高温のプロセスガスが直接当た
るプロセスガスチューブ６５を更に冷却する。冷却剤
は、底部チューブシート冷却剤チャンバ８０から、冷却
剤移送チューブ５５と流体連通している底部チューブシ
ート出口９０を通して圧送される。冷却剤移送チューブ
５５は、底部チューブシート冷却剤チャンバ８０と主冷
却剤チャンバ１２の最上部分との間に、冷却剤用の導管
として提供されている。冷却剤移送チューブ５５は、プ
ロセスガスチューブ６５と略平行に配列され、外部シェ
ル１５の中央軸線に沿って長さ方向に延びている。底部
チューブシート冷却剤チャンバ８０から冷却剤移送チュ
ーブ５５に入った冷却剤は、頂部チューブシート４０に
よって形成された主冷却剤チャンバ１２の最上面に隣接
した箇所の移送チューブ出口６０を通して、主冷却剤チ
ャンバ１２の頂部のところで排出される。During normal operation and emergency operation, the second
The output of the main blower 95 combined with the blower 100 of No. 1 or the output of only the second blower 100 is supplied to the bottom tube sheet inlet 85, and the bottom tube sheet inlet 85
Places the main blower 95 and the second blower 100 in fluid communication with the bottom tubesheet coolant chamber 80. The bottom tubesheet coolant chamber 80 includes a tube sleeve 148 disposed within the dual bottom tubesheet 35.
A coolant is supplied to the lowermost part of the process gas tube 65 surrounded by the process gas tube 65 to further cool the process gas tube 65 directly hit by the hot process gas. Coolant is pumped from bottom tubesheet coolant chamber 80 through bottom tubesheet outlet 90 in fluid communication with coolant transfer tube 55. A coolant transfer tube 55 is provided between the bottom tubesheet coolant chamber 80 and the top portion of the main coolant chamber 12 as a coolant conduit. The coolant transfer tube 55 is arranged substantially parallel to the process gas tube 65, and extends in the lengthwise direction along the central axis of the outer shell 15. The coolant entering the coolant transfer tube 55 from the bottom tubesheet coolant chamber 80 passes through the transfer tube outlet 60 at a location adjacent to the top surface of the main coolant chamber 12 formed by the top tubesheet 40 to the main coolant. It is discharged at the top of the chamber 12.
【００１８】均一な温度勾配を提供する場合は、プロセ
スチューブ内の高温のプロセスガスが主冷却剤チャンバ
１２内の冷却剤の低温部分に直接当たるのを避けるのが
望ましい。同様に、図３を参照して詳細に説明されるよ
うに、冷却剤入口３０のところで主冷却剤チャンバ１２
に入る比較的低温で新しい冷却剤がプロセスガスチュー
ブ６５に直接当たるのを避けるのが望ましい。その結
果、底部チューブシート冷却剤チャンバ８０から冷却剤
移送チューブ５５を通して移送される冷却剤は、通常の
作動の際に冷却剤入口３０を通して熱交換器１０に入る
とき、比較的低温の冷却剤を温めるのに利用される。次
に図２を参照すると、冷却剤を主冷却剤チャンバ１２に
入れるため、別の実施の形態が提供されている。しかし
ながら、図２に示した実施の形態、並びに、図３および
図５に示した実施の形態が図１に示した第１の実施の形
態と交換可能であることに留意すべきである。さらに、
３つの実施の形態の要素は、ここに記載した実施の形態
を含む、種々の要素のいずれか或いは全てを使用して熱
交換器を構成するのように、組み合わせてもよい。It is desirable to avoid direct contact of the hot process gas in the process tube with the cold portion of the coolant in the main coolant chamber 12 when providing a uniform temperature gradient. Similarly, the main coolant chamber 12 at the coolant inlet 30 is described in detail with reference to FIG.
It is desirable to avoid hitting the process gas tube 65 directly with fresh coolant entering it at relatively low temperatures. As a result, the coolant transferred from the bottom tubesheet coolant chamber 80 through the coolant transfer tube 55 will have a relatively low temperature coolant as it enters the heat exchanger 10 through the coolant inlet 30 during normal operation. Used for warming. Referring now to FIG. 2, another embodiment is provided for admitting coolant into the main coolant chamber 12. However, it should be noted that the embodiment shown in FIG. 2 and the embodiments shown in FIGS. 3 and 5 are interchangeable with the first embodiment shown in FIG. further,
The elements of the three embodiments may be combined such that any or all of the various elements, including the embodiments described herein, may be used to construct a heat exchanger.
【００１９】再び図２を参照すると、シェル１５を備え
た熱交換器１０が提供されている。シェル１５は、主冷
却剤チャンバ１２を構成しており、主冷却剤チャンバ１
２は更に、頂部チューブシート４０と二重底部チューブ
シート３５によって構成されている。冷却剤とプロセス
ガスチューブ６５とが相互作用する表面積を最大にする
曲がりくねった径路内に、主冷却剤チャンバ１２に入る
冷却剤を導入するため、バフル５０も設けられている。
この実施の形態では、冷却剤入口３０Ａが、シェル１５
の下部分に配置されており、冷却剤出口は、図示されて
いない。冷却剤は、図１に関連して説明したように、冷
却剤入口３０Ａを通って入るが、冷却剤入口３０Ａか
ら、主冷却剤チャンバ１２に直接入るのではなく、主冷
却剤チャンバ１２を囲んでいる冷却剤入口プレナム１１
２に入る。この実施の形態では、シェル１５は、互いに
間隔を隔てて冷却剤入口プレナム１１２を形成する外側
シェル壁１１５と内側シェル壁１２０である２つのシェ
ル壁によって構成されている。冷却剤入口プレナム１１
２は、シェル１５の長さの実質的に全体に沿って延びて
おり、冷却剤を冷却剤入口３０Ａから外側シェル壁１１
５と内側シェル壁１２０との間の主冷却剤チャンバ１２
のまわりに円周方向に且つ上方に流れさせるようになっ
ている。すると、冷却剤は、主冷却剤チャンバ入口１２
３を通って主冷却剤チャンバ１２に入り、そこで図１に
関連した説明したのと同様に作用する。冷却剤入口プレ
ナム１１２は、主冷却剤チャンバ１２と熱交換器１０の
外部の周囲空気とに冷却絶縁障壁を提供するのに役立
つ。これは、主冷却剤チャンバ１２と、全体として熱交
換器１０の構造支持体となる外側シェル壁１１５との温
度差を減少させる。これは、作動の際に引き起こされる
構造要素の疲労や破損を減少させるが、冷却剤チャンバ
１２３に入る温かい冷却剤も提供する。この構成は又、
比較的低温の冷却剤が頂部チューブシート４０に隣接し
てプロセスガスチューブ６５に直接当たるのを減少さ
せ、これによりプロセスガスチューブ６５内部での付着
物を減少させる。Referring again to FIG. 2, a heat exchanger 10 having a shell 15 is provided. The shell 15 constitutes the main coolant chamber 12, and the main coolant chamber 1
2 is further constituted by a top tubesheet 40 and a double bottom tubesheet 35. A baffle 50 is also provided to introduce the coolant into the main coolant chamber 12 in a tortuous path that maximizes the surface area of interaction of the coolant with the process gas tube 65.
In this embodiment, the coolant inlet 30A is
Located in the lower part, the coolant outlet is not shown. The coolant enters through the coolant inlet 30A, as described in connection with FIG. 1, but from the coolant inlet 30A does not directly enter the main coolant chamber 12 but surrounds the main coolant chamber 12. Coolant inlet plenum 11
Enter 2. In this embodiment, the shell 15 is defined by two shell walls, an outer shell wall 115 and an inner shell wall 120, which form a coolant inlet plenum 112 spaced apart from each other. Coolant inlet plenum 11
2 extends along substantially the entire length of the shell 15 to direct the coolant from the coolant inlet 30A to the outer shell wall 11;
5 and the inner shell wall 120 between the main coolant chamber 12
Is designed to flow circumferentially around and upward. The coolant then flows into the main coolant chamber inlet 12
3 into the main coolant chamber 12 where it operates in the same manner as described in connection with FIG. The coolant inlet plenum 112 serves to provide a cooling isolation barrier to the main coolant chamber 12 and ambient air outside the heat exchanger 10. This reduces the temperature difference between the main coolant chamber 12 and the outer shell wall 115, which is the structural support for the heat exchanger 10 as a whole. This reduces fatigue and breakage of structural elements caused during operation, but also provides warm coolant that enters the coolant chamber 123. This configuration also
Reducing the relatively low temperature coolant directly impinging on the process gas tube 65 adjacent the top tubesheet 40 reduces the buildup inside the process gas tube 65.
【００２０】次に図３を参照すると、シェル断熱材１２
５として耐火材又は他の断熱材料を利用した第３の実施
の形態が提供されている。シェル断熱材１２５は、主冷
却剤チャンバ１２の頂部のところに冷却剤入口３０を保
持する構成では、高温のプロセスガスチューブ６５、冷
却剤チャンバ１２、および熱交換器１０の外部の周囲空
気のために断熱機能を提供する。図３には、プロセスガ
スチューブ６５と頂部チューブシート４０との相対移動
が可能なようにプロセスガスチューブ６５を頂部チュー
ブシート４０に接合するのに利用される膨張継手１３０
が示されている。プロセスガスチューブ６５およびシェ
ル１５を含む、熱交換器の種々の構成要素の熱膨張の差
のため、プロセスガスチューブ６５と熱交換器の残部と
の間で相対移動を可能にする必要がある。同様に、後述
するように、一定の作動状態が、種々のプロセスガスチ
ューブ６５間で及びプロセスガスチューブ６５自体に熱
膨張差を引き起こし、これにより膨張継手の使用が必要
となる。膨張継手の使用は、各実施の形態において適用
可能であり、実際には、ここに記載されている熱交換器
の断熱にとって好ましいことに特に留意すべきである。Referring now to FIG. 3, shell insulation 12
A third embodiment utilizing a refractory material or other heat insulating material is provided as 5. The shell insulation 125 is for the hot process gas tube 65, the coolant chamber 12, and ambient air outside the heat exchanger 10 in configurations that retain the coolant inlet 30 at the top of the main coolant chamber 12. To provide heat insulation function. FIG. 3 illustrates an expansion joint 130 used to join the process gas tube 65 to the top tubesheet 40 such that the process gas tube 65 and the top tubesheet 40 can move relative to each other.
It is shown. Due to the differences in thermal expansion of the various components of the heat exchanger, including the process gas tube 65 and the shell 15, it is necessary to allow relative movement between the process gas tube 65 and the rest of the heat exchanger. Similarly, as described below, certain operating conditions cause differential thermal expansion between the various process gas tubes 65 and in the process gas tubes 65 themselves, which necessitates the use of expansion joints. It should be particularly noted that the use of expansion joints is applicable in each embodiment and in fact is preferred for the heat insulation of the heat exchangers described herein.
【００２１】プロセスガスチューブ６５の最上部分に隣
接して円周方向に取付けられているプロセスガスチュー
ブシールド１３５が、プロセスガスチューブ６５の最上
端部のまわりにプロセスガスチューブチャンバ１４０を
形成するようになっている。プロセスガスチューブシー
ルド１３５によって形成されていないプロセスガスチュ
ーブチャンバ１４０の境界は、頂部チューブシート４０
と頂部バフル５０Ａによって形成されている。プロセス
ガスチューブチャンバ１４０は、ここで説明されるよう
に、高温のプロセスガスチューブ６５と冷却剤１２との
絶縁遮熱層として利用される。プロセスガスがプロセス
ガスチューブ６５を通過する際、プロセスガスチューブ
６５の付着物が発生することがある。リアクタにおける
供給原料の燃焼の際、油を基剤として副生物ならびに未
反応の供給原料は、カーボンブラック固形物とともに、
熱交換器１０を通ってプロセスガスに達する。さらに、
供給原料の反応の水冷は、プロセスガスに水分を導入す
る。同伴カーボンブラック固形物を含むプロセスガスが
プロセスガスチューブ６５を通過すると、突然の温度低
下により、プロセスガスの水又は油部分が凝縮する。す
ると、凝縮した液体はプロセスガスチューブ６５の内面
に付着し、プロセスガス中にも含まれる油とカーボンブ
ラック固形物を捕捉する。時間が経過すると、この物質
が、プロセスガスチューブ６５の内壁に付着することが
ある。このような付着は、通過するプロセスガスにとっ
て放熱体としても作用し、付着を生じさせる最初の温度
差を更に悪化させる。一定時間の後、プロセスガスの通
過を遮断するプロセスガスチューブ６５の閉塞が生ずる
ことがある。この時点で、プロセスガスチューブ６５全
体の温度は、隣接するプロセスガスチューブ６５の温度
よりもかなり低い温度に減少し、均一な温度勾配が熱交
換器１０の通常の作動内で系統的に達成されるのを更に
妨害する。したがって、付着物の減少、ならびに、局部
的な付着物の主要な原因である温度差の減少が望まれ
る。突然の局部的な温度変化を回避することは、図３を
参照して示した実施の形態において、プロセスガスチュ
ーブチャンバ１４０にとって基本となる。A process gas tube shield 135, mounted circumferentially adjacent to the top portion of the process gas tube 65, forms a process gas tube chamber 140 around the top end of the process gas tube 65. Has become. The boundary of the process gas tube chamber 140 not formed by the process gas tube shield 135 is the top tubesheet 40.
And the top baffle 50A. The process gas tube chamber 140 is utilized as an insulating thermal barrier between the hot process gas tube 65 and the coolant 12, as described herein. When the process gas passes through the process gas tube 65, deposits on the process gas tube 65 may occur. During combustion of the feedstock in the reactor, oil-based by-products and unreacted feedstock, along with carbon black solids,
It reaches the process gas through the heat exchanger 10. further,
Water cooling of the reaction of the feedstock introduces moisture into the process gas. When the process gas containing entrained carbon black solids passes through the process gas tube 65, the sudden temperature drop causes the water or oil portion of the process gas to condense. Then, the condensed liquid adheres to the inner surface of the process gas tube 65 and traps oil and carbon black solids contained in the process gas. Over time, this material may adhere to the inner wall of the process gas tube 65. Such deposition also acts as a heat sink for the passing process gas, further exacerbating the initial temperature differential that causes deposition. After a certain period of time, the process gas tube 65 that blocks the passage of the process gas may be blocked. At this point, the temperature of the entire process gas tube 65 is reduced to a temperature well below that of the adjacent process gas tube 65, and a uniform temperature gradient is systematically achieved within normal operation of the heat exchanger 10. To further prevent Therefore, it is desirable to reduce deposits as well as the temperature difference, which is a major cause of localized deposits. Avoiding sudden local temperature changes is fundamental to the process gas tube chamber 140 in the embodiment shown with reference to FIG.
【００２２】特に図３およびプロセスガスチューブチャ
ンバ１４０を参照すると、比較的低温の冷却剤が直接当
たる領域においてプロセスガスチューブ６５を遮蔽する
必要があるときは、プロセスガスチューブチャンバ１４
０を利用するのが望ましい。プロセスガスチューブチャ
ンバ１４０は、必要に応じて、熱交換器１０における全
てのプロセスガスチューブ６５に関連して、或いは冷却
剤入口３０に隣接した部分のみに関連して利用すること
ができる。プロセスガスチューブチャンバ１４０は、そ
の構成にかかわらず、比較的温かいプロセスガスチュー
ブ６５と周囲の冷却剤とに漸進的な温度勾配を提供する
のに役立つ。次に図３および図４を参照すると、同様な
概念により、プロセスガスチューブ６５の下部分のとこ
ろにフェルール１４５が付加されている。フェルール１
４５は、二重底部チューブシート３５の内部のプロセス
ガスチューブ６５の下部分に隣接して円周方向に配置さ
れている。フェルール１４５は、フェルール１４５とプ
ロセスガスチューブ６５との間の隙間に、セラミックの
フェルールフィラー１４７を充填してもよい。フェルー
ル１４５は、フェルールフィラー１４７と共に、二重底
部チューブシート３５との接合箇所での機械的荷重に耐
えるようにプロセスガスチューブ６５を低温に且つ強固
に維持するため、高温のプロセスガスとプロセスガスチ
ューブ６５の底部分との間に遮熱層を形成するようにな
っている。これらは、底部チューブシートの入口８５に
隣接してプロセスガスチューブ６５に付加してもよい
が、底部チューブシート冷却剤チャンバ内の全てのプロ
セスガスチューブ６５が低温の冷却剤に比較して比較的
高温であるため、全てのプロセスガスチューブ６５に利
用するのが好ましい。この構成は、上側の底部チューブ
シート７５と下側の底部チューブシート７０をそれぞれ
効果的に冷却するため、高温のプロセスガスと二重チュ
ーブシートの冷却剤との間に多数の遮熱層を提供する。With particular reference to FIG. 3 and the process gas tube chamber 140, the process gas tube chamber 14 is used when it is necessary to shield the process gas tube 65 in the areas directly exposed to the relatively cool coolant.
It is desirable to use 0. The process gas tube chamber 140 may be utilized in connection with all process gas tubes 65 in the heat exchanger 10 or only in the portion adjacent the coolant inlet 30 as desired. Regardless of its configuration, the process gas tube chamber 140 serves to provide a gradual temperature gradient between the relatively warm process gas tube 65 and the surrounding coolant. Referring now to FIGS. 3 and 4, a similar concept adds a ferrule 145 at the bottom of the process gas tube 65. Ferrule 1
45 is circumferentially disposed adjacent the lower portion of the process gas tube 65 inside the double bottom tubesheet 35. The ferrule 145 may be filled with a ceramic ferrule filler 147 in the gap between the ferrule 145 and the process gas tube 65. The ferrule 145, together with the ferrule filler 147, keeps the process gas tube 65 cold and strong so as to withstand the mechanical load at the junction with the double bottom tubesheet 35. A heat shield layer is formed between the heat shield layer and the bottom portion of 65. They may be added to the process gas tubes 65 adjacent to the bottom tubesheet inlet 85, but all process gas tubes 65 in the bottom tubesheet coolant chamber are relatively low compared to the cold coolant. Since it has a high temperature, it is preferably used for all process gas tubes 65. This arrangement effectively cools the upper bottom tubesheet 75 and the lower bottom tubesheet 70, respectively, thus providing multiple thermal barrier layers between the hot process gas and the double tubesheet coolant. To do.
【００２３】図５を参照すると、図３の第３の実施の形
態（特に、主冷却剤チャンバ１２の頂部分のところ）
が、より詳細に示されている。冷却剤移送チューブ５５
は、底部チューブシート冷却剤チャンバ８０から主冷却
剤チャンバ１２の頂部分に上方に冷却剤を供給する導管
を提供する。頂部チューブシート４０と主冷却剤チャン
バ１２の大部分との部分的な遮断層として役立ち、移送
チューブプレナム１５０を形成する移送チューブプレナ
ムバフル１５３が提供されている。移送チューブプレナ
ムバフル１５３は、プロセスガスチューブ６５が通過す
る一連の穴を備えている。これらの穴は、各プロセスガ
スチューブ６５を円周方向に囲む移送チューブプレナム
オリフィス１５５よりも僅かに大きな寸法に形成されて
いる。これらは、図５において矢印で示されるように、
移送チューブプレナム１５０から主冷却剤チャンバ１２
への冷却剤の通過を可能にする。また、図５に示される
ように、冷却剤移送チューブ５５を通って上方に移動す
る冷却剤は、移送チューブプレナム１５０全体にわたっ
て分散され、移送チューブプレナムオリフィス１５５を
通って流れて、冷却剤入口３０を通って主冷却剤チャン
バ１２に入る冷却剤と混合する。この構成は、上述のよ
うに、冷却剤入口３０にすぐ隣接した空間に温かい冷却
剤を提供し、プロセスガスチューブ６５の上部分を温め
て付着と閉塞を減少させるのに役立つ。Referring to FIG. 5, the third embodiment of FIG. 3 (especially at the top of the main coolant chamber 12).
Is shown in more detail. Coolant transfer tube 55
Provides a conduit for supplying coolant upwardly from the bottom tubesheet coolant chamber 80 to the top portion of the main coolant chamber 12. A transfer tube plenum baffle 153 is provided that serves as a partial barrier between the top tubesheet 40 and most of the main coolant chamber 12 and forms the transfer tube plenum 150. The transfer tube plenum baffle 153 comprises a series of holes through which the process gas tube 65 passes. These holes are sized slightly larger than the transfer tube plenum orifice 155 that circumferentially surrounds each process gas tube 65. These are, as indicated by the arrows in FIG.
Transfer tube plenum 150 to main coolant chamber 12
Allows the passage of coolant into the. Also, as shown in FIG. 5, the coolant moving up through the coolant transfer tube 55 is dispersed throughout the transfer tube plenum 150 and flows through the transfer tube plenum orifice 155 to the coolant inlet 30. Mix with the coolant through which it enters the main coolant chamber 12. This arrangement provides warm coolant to the space immediately adjacent to the coolant inlet 30, and warms the upper portion of the process gas tube 65 to reduce fouling and blockage, as described above.
【図１】冷却剤推進システムの概略図を含む、熱交換器
の部分断面側面図である。1 is a partial cross-sectional side view of a heat exchanger, including a schematic view of a coolant propulsion system.
【図２】熱交換器の第２の実施の形態の部分断面側面図
である。FIG. 2 is a partial sectional side view of a second embodiment of the heat exchanger.
【図３】熱交換器の第３の実施の形態の部分断面側面図
である。FIG. 3 is a partial sectional side view of a third embodiment of the heat exchanger.
【図４】図３に示した実施の形態の一部の拡大図であ
る。4 is an enlarged view of a part of the embodiment shown in FIG.
【図５】図３に示した熱交換器の入口と頂部チューブシ
ート領域の側断面図である。5 is a side cross-sectional view of the inlet and top tubesheet area of the heat exchanger shown in FIG.
１０ 熱交換器 １２ 主冷却剤チャンバ １５ 外部シェル ２５ 冷却剤出口 ３０ 冷却剤入口 ３５ 二重底部チューブシート ４０ 頂部チューブシート ５０ バフル ６５ プロセスガスチューブ ８０ 底部チューブシートチャンバ ９５ 主ブロワ １００ 第２のブロワ 10 Heat Exchanger 12 Main Coolant Chamber 15 Outer Shell 25 Coolant Outlet 30 Coolant Inlet 35 Double Bottom Tube Sheet 40 Top Tube Sheet 50 Baffle 65 Process Gas Tube 80 Bottom Tube Sheet Chamber 95 Main Blower 100 Second Blower
フロントページの続き (72)発明者 カドロー パドマナバン ナタラヤン アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 15090 ウェックスフォード オーク リ ッジ ドライヴ 100037 (72)発明者 山路 晴久 東京都世田谷区北烏山４−35−21−409 (72)発明者 アクセル フライターク ドイツ連邦共和国 34246 ヴァルマー エシュペナウアー シュトラーセ 31Front page continuation (72) Inventor Kadlow Padmanavan Natarayan United States Pennsylvania 15090 Wexford Oak Ridge Drive 100037 (72) Inventor Haruhisa Yamaji 4-35-21-409 Kitakarasuyama, Setagaya-ku, Tokyo (72) Inventor Axel Freitak Germany 34246 Walmer Eschpenauer Strasse 31
Claims (133)
れ、シェルを貫通する冷却剤入口および冷却剤出口をも
つ冷却剤チャンバと、冷却剤チャンバを通って延びた少
なくとも１つのプロセスガス導管とを有し、熱エネルギ
が、冷却剤チャンバ内の冷却剤とプロセスガス導管内の
プロセスガスとの間を伝達する熱交換器であって、 ａ）前記少なくとも１つのプロセスガス導管の手前で冷
却剤チャンバに取付けられた冷却剤チャンバ底部と、 ｂ）冷却剤チャンバ底部内に設けられた第２の冷却剤チ
ャンバと、 ｃ）冷却剤を第２の冷却剤チャンバに導入するための主
冷却剤推進手段と、 ｄ）冷却剤を第２の冷却剤チャンバに導入するための第
２の冷却剤推進手段とを備え、第２の冷却剤推進手段
が、主冷却剤推進手段が作動しないようなとき、冷却剤
を第２の冷却剤チャンバに導入するようになっており、 ｅ）冷却剤を第２の冷却剤チャンバから冷却剤チャンバ
に導入するための流体連通手段と、 ｆ）外部シェルに隣接して取付けられ、冷却剤チャンバ
から外部シェルへの熱エネルギの伝達を減少させるため
の断熱手段と、 ｇ）前記プロセスガス導管のうち少なくとも１つに隣接
して取付けられたシールド手段とを備え、該シールド手
段が、少なくとも１つのプロセスガス導管、シールド手
段によって形成されたプロセスガス導管チャンバ、前記
プロセスガス導管とシールド手段を取り囲む冷却剤の間
に遮熱層を形成することを特徴とする熱交換器。1. An outer shell, a coolant chamber provided in the outer shell having a coolant inlet and a coolant outlet therethrough, and at least one process gas conduit extending through the coolant chamber. A heat exchanger for transferring heat energy between a coolant in a coolant chamber and a process gas in a process gas conduit, wherein: a) a coolant chamber before said at least one process gas conduit A coolant chamber bottom attached to the b); b) a second coolant chamber provided in the coolant chamber bottom; and c) a main coolant propelling means for introducing the coolant into the second coolant chamber. And d) a second coolant propelling means for introducing the coolant into the second coolant chamber, wherein the second coolant propelling means is such that the main coolant propelling means is deactivated. cold An agent is introduced into the second coolant chamber, e) fluid communication means for introducing the coolant from the second coolant chamber into the coolant chamber, and f) adjacent the outer shell An insulating means attached to reduce the transfer of heat energy from the coolant chamber to the outer shell; and g) shield means attached adjacent to at least one of the process gas conduits. A heat exchanger characterized in that the means form at least one process gas conduit, a process gas conduit chamber formed by the shield means, a thermal barrier layer between the process gas conduit and a coolant surrounding the shield means.
の冷却剤チャンバを形成する上側シートと下側シートを
更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の熱交
換器。2. The coolant chamber bottom is second in the shell.
The heat exchanger according to claim 1, further comprising an upper sheet and a lower sheet that form the coolant chamber of claim 1.
バの外部に取付けられた絶縁手段を更に備えていること
を特徴とする請求項２に記載の熱交換器。3. The heat exchanger according to claim 2, further comprising insulating means mounted inside the shell and outside the second coolant chamber.
と流体連通するようになった出口を更に備えていること
を特徴とする請求項２に記載の熱交換器。4. The heat exchanger according to claim 2, further comprising an outlet adapted to be in fluid communication with the second coolant chamber without passing through the shell.
連通するようになった冷却剤入口を更に備えていること
を特徴とする請求項１に記載の熱交換器。5. The heat exchanger according to claim 1, further comprising a coolant inlet adapted to be in fluid communication with the coolant chamber without passing through the shell.
ことを特徴とする請求項５に記載の熱交換器。6. The heat exchanger according to claim 5, wherein the coolant inlet is attached to the shell.
の手前に取付けられていることを特徴とする請求項５に
記載の熱交換器。7. The heat exchanger according to claim 5, wherein the coolant chamber is mounted in front of the bottom of the coolant chamber.
冷却剤チャンバを貫通するように取付けられていること
を特徴とする請求項１に記載の熱交換器。8. At least one process gas conduit comprises:
The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger is mounted so as to penetrate through the coolant chamber.
の冷却剤チャンバを形成する上側シートと下側シートを
備え、少なくとも１つのプロセスガス導管が、上側シー
ト、下側シート、及び第２の冷却剤チャンバを通って延
びていることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器。9. The coolant chamber bottom is second in the shell.
An upper sheet and a lower sheet forming a coolant chamber of the at least one process gas conduit, the at least one process gas conduit extending through the upper sheet, the lower sheet, and the second coolant chamber. Item 8. A heat exchanger according to item 8.
が、プロセスガスを導入するようになったフレア形の開
口を更に備えていることを特徴とする請求項９に記載の
熱交換器。10. The heat exchanger according to claim 9, wherein at least one process gas conduit further comprises a flared opening adapted to introduce process gas.
れていることを特徴とする請求項１０に記載の熱交換
器。11. The heat exchanger according to claim 10, wherein flare-shaped openings are provided in the lower sheet.
１つのプロセスガス導管に隣接し該導管から間隔を隔て
て設けられたチューブスリーブを更に備えていることを
特徴とする請求項８に記載の熱交換器。12. The tube sleeve of claim 8 further comprising a tube sleeve adjacent to and spaced from at least one process gas conduit in the second coolant chamber. Heat exchanger.
１つのプロセスガス導管に隣接し該導管から間隔を隔て
て設けられたチューブスリーブを更に備えていることを
特徴とする請求項９に記載の熱交換器。13. The tube sleeve of claim 9, further comprising a tube sleeve adjacent to and spaced from at least one process gas conduit in the second coolant chamber. Heat exchanger.
側シートに固定されており、少なくとも１つのプロセス
ガス導管が、チューブスリーブに隣接して下側シートに
固定されていることを特徴とする請求項１３に記載の熱
交換器。14. The tube sleeve is secured to the upper and lower sheets and at least one process gas conduit is secured to the lower sheet adjacent the tube sleeve. The heat exchanger according to item 13.
に設けられたフェルールを更に備えていることを特徴と
する請求項１に記載の熱交換器。15. The heat exchanger according to claim 1, further comprising a ferrule provided in at least one process gas conduit.
が、第２の冷却剤チャンバを通って延び、フェルール
が、第２の冷却剤チャンバの手前の箇所で少なくとも１
つのプロセスガス導管内に設けられていることを特徴と
する請求項１５に記載の熱交換器。16. At least one process gas conduit extends through the second coolant chamber, the ferrule at least one point prior to the second coolant chamber.
The heat exchanger according to claim 15, wherein the heat exchanger is provided in one process gas conduit.
フェルールとの間に空間が形成されていることを特徴と
する請求項１５に記載の熱交換器。17. The heat exchanger according to claim 15, wherein a space is formed between at least one process gas conduit and the ferrule.
ことを特徴とする請求項１７に記載の熱交換器。18. The heat exchanger according to claim 17, wherein the space is filled with an insulating material.
徴とする請求項１８に記載の熱交換器。19. The heat exchanger according to claim 18, wherein the insulating material is ceramic.
が、プロセスガスを導入するようになったフレア形の開
口を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の
熱交換器。20. The heat exchanger according to claim 1, wherein at least one process gas conduit further comprises a flared opening adapted to introduce process gas.
却剤チャンバに導入するための流体連通手段が、第２の
冷却剤チャンバと冷却剤チャンバとの間に延びた移送チ
ューブを更に備えていることを特徴とする請求項１に記
載の熱交換器。21. The fluid communication means for introducing coolant from the second coolant chamber to the coolant chamber further comprises a transfer tube extending between the second coolant chamber and the coolant chamber. The heat exchanger according to claim 1, wherein:
に取付けられていることを特徴とする請求項２１に記載
の熱交換器。22. The heat exchanger according to claim 21, wherein the transfer tube is attached to the bottom of the coolant chamber.
に冷却剤チャンバを形成する底部と頂部を更に備えてお
り、移送チューブが、第２の冷却剤チャンバから冷却剤
チャンバの頂部に隣接し該チャンバから間隔を隔てた箇
所まで、外部シェル内を軸線方向に延びていることを特
徴とする請求項２２に記載の熱交換器。23. The coolant chamber further comprises a bottom and a top that together with the outer shell form a coolant chamber, and a transfer tube from the second coolant chamber adjacent to the top of the coolant chamber. 23. The heat exchanger according to claim 22, wherein the heat exchanger extends axially in the outer shell up to spaced points.
と流体連通させる入口を更に備えていることを特徴とす
る請求項２１に記載の熱交換器。24. The heat exchanger according to claim 21, further comprising an inlet in fluid communication with the coolant chamber without going through the outer shell.
部および入口に隣接した箇所まで延びていることを特徴
とする請求項２４に記載の熱交換器。25. The heat exchanger according to claim 24, wherein the transfer tube extends to a location adjacent the top and inlet of the coolant chamber.
接した冷却剤チャンバプレナムを更に備えていることを
特徴とする請求項２４に記載の熱交換器。26. The heat exchanger according to claim 24, further comprising a coolant chamber plenum adjacent the top and interior of the coolant chamber.
バから冷却剤チャンバプレナムまで延びていることを特
徴とする請求項２６に記載の熱交換器。27. The heat exchanger according to claim 26, wherein the transfer tube extends from the second coolant chamber to the coolant chamber plenum.
接して設けられていることを特徴とする請求項２６に記
載の熱交換器。28. The heat exchanger according to claim 26, wherein the inlet is provided adjacent to the coolant chamber plenum.
体連通していることを特徴とする請求項２６に記載の熱
交換器。29. The heat exchanger according to claim 26, wherein the inlet is in fluid communication with the coolant chamber plenum.
接して設けられ、冷却剤チャンバプレナムと流体連通し
ていることを特徴とする請求項２９に記載の熱交換器。30. The heat exchanger according to claim 29, wherein an inlet is provided adjacent the coolant chamber plenum and is in fluid communication with the coolant chamber plenum.
て駆動されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換
器。31. The heat exchanger according to claim 1, wherein the main coolant propelling means is driven by a main engine.
を特徴とする請求項１に記載の熱交換器。32. The heat exchanger according to claim 1, wherein the main coolant propelling means is a blower.
よって駆動されることを特徴とする請求項１に記載の熱
交換器。33. The heat exchanger according to claim 1, wherein the second coolant propelling means is driven by the main engine.
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。34. The heat exchanger according to claim 1, wherein the second coolant propelling means is a blower.
動力供給されることを特徴とする請求項１に記載の熱交
換器。35. The heat exchanger according to claim 1, wherein the main coolant propelling means is powered by a main power supply.
の第２の電源によって動力供給されることを特徴とする
請求項３５に記載の熱交換器。36. The heat exchanger according to claim 35, wherein the second coolant propelling means is powered by a second power source other than the main power source.
エネルギ源、自然エネルギ源、太陽エネルギ源、風力エ
ネルギ源のうち少なくとも１つを更に備えていることを
特徴とする請求項３６に記載の熱交換器。37. The method according to claim 36, wherein the second power source further comprises at least one of a fuel combustion power generator, a stored energy source, a natural energy source, a solar energy source, and a wind energy source. The heat exchanger described.
進手段の作動停止の直後に作動されることを特徴とする
請求項１に記載の熱交換器。38. The heat exchanger according to claim 1, wherein the second coolant propelling means is actuated immediately after the deactivation of the main coolant propelling means.
進手段の作動の際、連続して作動されることを特徴とす
る請求項１に記載の熱交換器。39. The heat exchanger according to claim 1, wherein the second coolant propelling means is operated continuously during the operation of the main coolant propelling means.
進手段との間の冷却剤の流れが第２の冷却剤チャンバに
妨げられないように通されるようになっていることを特
徴とする請求項３９に記載の熱交換器。40. The second coolant propelling means is adapted to pass the coolant flow to and from the main coolant propelling means unimpeded by the second coolant chamber. 40. The heat exchanger according to claim 39, characterized in that
するようになったセンサを更に備えていることを特徴と
する請求項１に記載の熱交換器。41. The heat exchanger according to claim 1, further comprising a sensor adapted to detect stoppage of operation of the main coolant propelling means.
る主冷却剤推進手段の作動の停止の検出時に作動される
ことを特徴とする請求項４１に記載の熱交換器。42. The heat exchanger according to claim 41, wherein the second coolant propelling means is activated when the sensor detects that the main coolant propelling means is deactivated.
剤が第２の冷却剤チャンバにのみ差し向けられるよう
に、主冷却剤推進手段を冷却剤チャンバから隔離するよ
うになった弁手段を更に備えていることを特徴とする請
求項１に記載の熱交換器。43. Valve means adapted to isolate the main coolant propelling means from the coolant chamber such that the coolant flowing from the second coolant propelling means is only directed to the second coolant chamber. The heat exchanger according to claim 1, further comprising:
られたセンサによる主冷却剤推進手段の作動の停止の検
出時に作動されることを特徴とする請求項４３に記載の
熱交換器。44. The heat exchanger according to claim 43, wherein the valve means is activated upon detection of a deactivation of the main coolant propelling means by a sensor attached to the main coolant propelling means.
に備え、該入口プレナムが、外部シェルを経ずに冷却剤
チャンバへの冷却剤の流れを可能にする入口と流体連通
していることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。45. The thermal insulation means further comprises a coolant inlet plenum, the inlet plenum being in fluid communication with the inlet allowing the flow of coolant to the coolant chamber without passing through the outer shell. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger is a heat exchanger.
備え、外側壁と内側壁との間に空間を形成することを特
徴とする請求項４５に記載の熱交換器。46. The heat exchanger according to claim 45, wherein the outer shell further comprises an outer wall and an inner wall, forming a space between the outer wall and the inner wall.
えていることを特徴とする請求項４６に記載の熱交換
器。47. The heat exchanger according to claim 46, wherein the space comprises a coolant inlet plenum.
設けられていることを特徴とする請求項４５に記載の熱
交換器。48. The heat exchanger according to claim 45, wherein the inlet is provided in front of the bottom of the coolant chamber.
剤チャンバの頂部分の手前で行われることを特徴とする
請求項４８に記載の熱交換器。49. The heat exchanger according to claim 48, wherein fluid communication with the coolant chamber occurs prior to the top portion of the coolant chamber.
に全体に沿って入口から冷却剤チャンバまで通ることを
特徴とする請求項４９に記載の熱交換器。50. The heat exchanger of claim 49 wherein the coolant passes from the inlet to the coolant chamber along substantially the entire length of the outer shell.
けられた固形絶縁材料を備えていることを特徴とする請
求項１に記載の熱交換器。51. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat insulating means comprises a solid insulating material provided adjacent to the outer shell.
実質的に全体に沿って取付けられていることを特徴とす
る請求項５１に記載の熱交換器。52. The heat exchanger according to claim 51, wherein the solid insulating material is mounted along substantially the entire length of the outer shell.
シールド手段が、冷却剤チャンバ頂部に取付けられ、少
なくとも１つのプロセスガス導管に沿って冷却剤チャン
バ頂部から円周方向外方に延びていることを特徴とする
請求項１に記載の熱交換器。53. A coolant chamber top is further provided, said shield means being attached to the coolant chamber top and extending circumferentially outwardly from the coolant chamber top along at least one process gas conduit. The heat exchanger according to claim 1, wherein:
ロセスガス導管チャンバを形成することを特徴とする請
求項５３に記載の熱交換器。54. The heat exchanger according to claim 53, wherein the shielding means forms at least one process gas conduit chamber.
冷却剤チャンバの内部に間隔を隔てて取付けられた一連
のバフルを更に備えていることを特徴とする請求項５４
に記載の熱交換器。55. The coolant flows in a non-linear direction,
55. The assembly of claim 54, further comprising a series of baffles mounted spaced within the coolant chamber.
A heat exchanger according to item 1.
チャンバ頂部によって形成され、最上部バフルが冷却剤
チャンバ頂部に隣接して設けられ、シールド手段が間に
延びていることを特徴とする請求項５５に記載の熱交換
器。56. The process gas conduit chamber is defined by a coolant chamber top, a top baffle is provided adjacent the coolant chamber top, and a shield means extends therebetween. The heat exchanger described in.
チャンバプレナムを更に備え、該冷却剤チャンバプレナ
ムが、プロセスガス導管チャンバを少なくとも部分的に
囲んでいることを特徴とする請求項５６に記載の熱交換
器。57. The method of claim 56, further comprising a coolant chamber plenum provided within the coolant chamber, the coolant chamber plenum at least partially surrounding the process gas conduit chamber. Heat exchanger.
ャンバプレナムとが流体連通するように、プロセスガス
導管チャンバが冷却剤チャンバプレナムの壁から間隔を
隔てて設けられていることを特徴とする請求項５７に記
載の熱交換器。58. The process gas conduit chamber is spaced from the wall of the coolant chamber plenum so that the process gas conduit chamber and the coolant chamber plenum are in fluid communication. The heat exchanger described in.
部とが相対移動するように、少なくとも１つのプロセス
ガス導管と冷却剤チャンバ頂部に摺動可能に取付けられ
た膨張継手を更に含むことを特徴とする請求項５３に記
載の熱交換器。59. An expansion joint slidably attached to at least one process gas conduit and coolant chamber top for relative movement of the process gas conduit and coolant chamber top. The heat exchanger according to claim 53.
バ内に設けられていることを特徴とする請求項５９に記
載の熱交換器。60. The heat exchanger according to claim 59, wherein an expansion joint is provided in the process gas conduit chamber.
が相対移動するように、少なくとも１つのプロセスガス
導管チャンバと冷却剤チャンバを摺動可能に取付ける膨
張継手を更に備えていることを特徴とする請求項１に記
載の熱交換器。61. An expansion joint further slidably mounting the at least one process gas conduit chamber and the coolant chamber such that the process gas conduit and the coolant chamber move relative to each other. The heat exchanger according to Item 1.
れ、シェルを貫通する冷却剤入口および冷却剤出口をも
つ冷却剤チャンバと、冷却剤チャンバを通って延びた少
なくとも１つのプロセスガス導管とを有し、熱エネルギ
が、冷却剤チャンバ内の冷却剤とプロセスガス導管内の
プロセスガスとの間を伝達する熱交換器であって、 ａ）前記少なくとも１つのプロセスガス導管の冷却剤チ
ャンバへの入口の手前で冷却剤チャンバに取付けられた
冷却剤チャンバ底部と、 ｂ）冷却剤チャンバ底部内に設けられた第２の冷却剤チ
ャンバと、 ｃ）冷却剤を第２の冷却剤チャンバに導入するための主
冷却剤推進手段と、 ｄ）冷却剤を第２の冷却剤チャンバに導入するための第
２の冷却剤推進手段とを備え、第２の冷却剤推進手段
が、主冷却剤推進手段が作動しないようなとき、冷却剤
を第２の冷却剤チャンバに導入するようになっており、 ｅ）冷却剤を第２の冷却剤チャンバから冷却剤チャンバ
に導入するための流体連通手段を更に備えていることを
特徴とする熱交換器。62. An outer shell, a coolant chamber provided in the outer shell having a coolant inlet and a coolant outlet therethrough, and at least one process gas conduit extending through the coolant chamber. A heat exchanger for transferring heat energy between a coolant in a coolant chamber and a process gas in a process gas conduit, wherein: a) a heat exchanger to the coolant chamber of the at least one process gas conduit; A coolant chamber bottom attached to the coolant chamber before the inlet; b) a second coolant chamber provided in the coolant chamber bottom; and c) introducing coolant into the second coolant chamber. And a second coolant propelling means for introducing the coolant into the second coolant chamber, the second coolant propelling means being the main coolant propelling means. A coolant is adapted to be introduced into the second coolant chamber when it does not operate, and e) further comprises fluid communication means for introducing the coolant from the second coolant chamber into the coolant chamber. A heat exchanger characterized in that
２の冷却剤チャンバを形成する上側シートと下側シート
を更に備えていることを特徴とする請求項６２に記載の
熱交換器。63. The heat exchanger according to claim 62, wherein the coolant chamber bottom further comprises an upper sheet and a lower sheet forming a second coolant chamber in the shell.
ンバの外部に取付けられた絶縁材料を更に備えているこ
とを特徴とする請求項６３に記載の熱交換器。64. The heat exchanger according to claim 63, further comprising an insulating material attached to the interior of the shell and the exterior of the second coolant chamber.
バと流体連通するようになった出口を更に備えているこ
とを特徴とする請求項６３に記載の熱交換器。65. The heat exchanger according to claim 63, further comprising an outlet adapted to be in fluid communication with the second coolant chamber without passing through the shell.
体連通するようになった冷却剤入口を更に備えているこ
とを特徴とする請求項６２に記載の熱交換器。66. The heat exchanger according to claim 62, further comprising a coolant inlet adapted to be in fluid communication with the coolant chamber without passing through the shell.
ることを特徴とする請求項６６に記載の熱交換器。67. The heat exchanger according to claim 66, wherein the coolant inlet is attached to the shell.
部の手前に取付けられていることを特徴とする請求項６
６に記載の熱交換器。68. The coolant chamber is mounted in front of the bottom of the coolant chamber.
The heat exchanger according to item 6.
が、冷却剤チャンバを貫通するように取付けられている
ことを特徴とする請求項６２に記載の熱交換器。69. The heat exchanger according to claim 62, wherein at least one process gas conduit is mounted through the coolant chamber.
２の冷却剤チャンバを形成する上側シートと下側シート
を備え、少なくとも１つのプロセスガス導管が、上側シ
ート、下側シート、及び第２の冷却剤チャンバを通って
延びていることを特徴とする請求項６９に記載の熱交換
器。70. The coolant chamber bottom comprises an upper sheet and a lower sheet forming a second coolant chamber in the shell, wherein at least one process gas conduit comprises an upper sheet, a lower sheet and a second sheet. 70. The heat exchanger according to claim 69, which extends through the coolant chamber of the.
が、プロセスガスを導入するようになったフレア形の開
口を更に備えていることを特徴とする請求項７０に記載
の熱交換器。71. The heat exchanger according to claim 70, wherein at least one process gas conduit further comprises a flared opening adapted to introduce process gas.
れていることを特徴とする請求項７１に記載の熱交換
器。72. The heat exchanger according to claim 71, wherein flare-shaped openings are provided in the lower sheet.
１つのプロセスガス導管に隣接し該導管から間隔を隔て
て設けられたチューブスリーブを更に備えていることを
特徴とする請求項６９に記載の熱交換器。73. The tube sleeve of claim 69, further comprising a tube sleeve adjacent to and spaced from at least one process gas conduit in the second coolant chamber. Heat exchanger.
１つのプロセスガス導管に隣接し該導管から間隔を隔て
て設けられたチューブスリーブを更に備えていることを
特徴とする請求項７０に記載の熱交換器。74. The tube sleeve of claim 70, further comprising a tube sleeve adjacent to and spaced from at least one process gas conduit in the second coolant chamber. Heat exchanger.
側シートに固定されており、少なくとも１つのプロセス
ガス導管が、チューブスリーブに隣接して下側シートに
固定されていることを特徴とする請求項７４に記載の熱
交換器。75. The tube sleeve is secured to the upper and lower sheets, and at least one process gas conduit is secured to the lower sheet adjacent the tube sleeve. 74. The heat exchanger according to 74.
が、プロセスガスを導入するようになったフレア形の開
口を更に備えていることを特徴とする請求項６２に記載
の熱交換器。76. The heat exchanger according to claim 62, wherein at least one process gas conduit further comprises a flared opening adapted to introduce process gas.
却剤チャンバに導入するための流体連通手段が、第２の
冷却剤チャンバと冷却剤チャンバとの間に延びた移送チ
ューブを更に備えていることを特徴とする請求項６２に
記載の熱交換器。77. The fluid communication means for introducing coolant from the second coolant chamber into the coolant chamber further comprises a transfer tube extending between the second coolant chamber and the coolant chamber. The heat exchanger according to claim 62, wherein:
に取付けられていることを特徴とする請求項７７に記載
の熱交換器。78. The heat exchanger according to claim 77, wherein the transfer tube is attached to the bottom of the coolant chamber.
に冷却剤チャンバを形成する底部と頂部を更に備えてお
り、移送チューブが、第２の冷却剤チャンバから冷却剤
チャンバの頂部に隣接し該チャンバから間隔を隔てた箇
所まで、外部シェル内を軸線方向に延びていることを特
徴とする請求項７８に記載の熱交換器。79. The coolant chamber further comprises a bottom and a top forming a coolant chamber with the outer shell, and a transfer tube from the second coolant chamber adjacent and adjacent to the top of the coolant chamber. 79. A heat exchanger according to claim 78, wherein the heat exchanger extends axially in the outer shell to spaced locations.
と流体連通させる入口を更に備えていることを特徴とす
る請求項７７に記載の熱交換器。80. The heat exchanger according to claim 77, further comprising an inlet in fluid communication with the coolant chamber without going through the outer shell.
部および入口に隣接した箇所まで延びていることを特徴
とする請求項８０に記載の熱交換器。81. The heat exchanger according to claim 80, wherein the transfer tube extends to a location adjacent the top and inlet of the coolant chamber.
接した冷却剤チャンバプレナムを更に備えていることを
特徴とする請求項８０に記載の熱交換器。82. The heat exchanger according to claim 80, further comprising a coolant chamber plenum adjacent the top and interior of the coolant chamber.
バから冷却剤チャンバプレナムまで延びていることを特
徴とする請求項８２に記載の熱交換器。83. The heat exchanger according to claim 82, wherein the transfer tube extends from the second coolant chamber to the coolant chamber plenum.
接して設けられていることを特徴とする請求項８２に記
載の熱交換器。84. The heat exchanger according to claim 82, wherein the inlet is provided adjacent to the coolant chamber plenum.
体連通していることを特徴とする請求項８２に記載の熱
交換器。85. The heat exchanger according to claim 82, wherein the inlet is in fluid communication with the coolant chamber plenum.
接して設けられ、冷却剤チャンバプレナムと流体連通し
ていることを特徴とする請求項８５に記載の熱交換器。86. The heat exchanger of claim 85, wherein the inlet is located adjacent the coolant chamber plenum and is in fluid communication with the coolant chamber plenum.
て駆動されることを特徴とする請求項６２に記載の熱交
換器。87. The heat exchanger according to claim 62, wherein the main coolant propelling means is driven by the main engine.
を特徴とする請求項６２に記載の熱交換器。88. The heat exchanger according to claim 62, wherein the main coolant propelling means is a blower.
よって駆動されることを特徴とする請求項６２に記載の
熱交換器。89. The heat exchanger according to claim 62, wherein the second coolant propelling means is driven by the main engine.
ことを特徴とする請求項６２に記載の熱交換器。90. The heat exchanger according to claim 62, wherein the second coolant propelling means is a blower.
動力供給されることを特徴とする請求項６２に記載の熱
交換器。91. The heat exchanger according to claim 62, wherein the main coolant propelling means is powered by the main power source.
の第２の電源によって動力供給されることを特徴とする
請求項９１に記載の熱交換器。92. The heat exchanger according to claim 91, wherein the second coolant propelling means is powered by a second power source other than the main power source.
エネルギ源、自然エネルギ源、太陽エネルギ源、風力エ
ネルギ源のうち少なくとも１つを更に備えていることを
特徴とする請求項９２に記載の熱交換器。93. The method of claim 92, wherein the second power source further comprises at least one of a fuel combustion power generator, a stored energy source, a natural energy source, a solar energy source, and a wind energy source. The heat exchanger described.
進手段の作動停止の直後に作動されることを特徴とする
請求項６２に記載の熱交換器。94. The heat exchanger according to claim 62, wherein the second coolant propelling means is actuated immediately after the deactivation of the main coolant propelling means.
進手段の作動の際、連続して作動されることを特徴とす
る請求項６２に記載の熱交換器。95. The heat exchanger according to claim 62, wherein the second coolant propelling means is operated continuously during the operation of the main coolant propelling means.
進手段との間の冷却剤の流れが第２の冷却剤チャンバに
妨げられないように通されるようになっていることを特
徴とする請求項９５に記載の熱交換器。96. The second coolant propelling means is adapted to pass unobstructed flow of coolant to and from the main coolant propelling means to the second coolant chamber. 96. The heat exchanger according to claim 95.
するようになったセンサを更に備えていることを特徴と
する請求項６２に記載の熱交換器。97. The heat exchanger according to claim 62, further comprising a sensor adapted to detect stoppage of operation of the main coolant propelling means.
る主冷却剤推進手段の作動の停止の検出時に作動される
ことを特徴とする請求項９７に記載の熱交換器。98. The heat exchanger of claim 97, wherein the second coolant propelling means is activated upon detection by the sensor of a deactivation of the main coolant propelling means.
剤が第２の冷却剤チャンバにのみ差し向けられるよう
に、主冷却剤推進手段を冷却剤チャンバから隔離するよ
うになった弁手段を更に備えていることを特徴とする請
求項６２に記載の熱交換器。99. Valve means adapted to isolate the main coolant propelling means from the coolant chamber such that the coolant flowing from the second coolant propelling means is only directed to the second coolant chamber. The heat exchanger according to claim 62, further comprising:
けられたセンサによる主冷却剤推進手段の作動の停止の
検出時に作動されることを特徴とする請求項９９に記載
の熱交換器。100. The heat exchanger according to claim 99, wherein the valve means is activated upon detection of a deactivation of the main coolant propelling means by a sensor mounted on the main coolant propelling means.
られ、シェルを貫通する冷却剤入口および冷却剤出口を
もつ冷却剤チャンバと、冷却剤チャンバを通って延びた
少なくとも１つのプロセスガス導管とを有し、熱エネル
ギが、冷却剤チャンバ内の冷却剤とプロセスガス導管内
のプロセスガスとの間を伝達する熱交換器であって、 ａ）外部シェルに隣接して取付けられ、冷却剤チャンバ
から外部シェルへの熱エネルギの伝達を減少させるため
の断熱手段と、 ｂ）前記プロセスガス導管のうち少なくとも１つに隣接
して取付けられたシールド手段とを備え、該シールド手
段が、少なくとも１つのプロセスガス導管、シールド手
段によって形成されたプロセスガス導管チャンバ、前記
プロセスガス導管とシールド手段を取り囲む冷却剤の間
に遮熱層を形成することを特徴とする熱交換器。101. An outer shell, a coolant chamber provided in the outer shell having a coolant inlet and a coolant outlet therethrough, and at least one process gas conduit extending through the coolant chamber. A heat exchanger for transferring heat energy between the coolant in the coolant chamber and the process gas in the process gas conduit, comprising: a) being mounted adjacent to the outer shell, Adiabatic means for reducing the transfer of heat energy to the outer shell; and b) shield means mounted adjacent to at least one of the process gas conduits, the shield means comprising at least one process. A gas conduit, a process gas conduit chamber formed by the shield means, a shield between the process gas conduit and the coolant surrounding the shield means. Heat exchanger and forming a layer.
内に設けられたフェルールを更に備えていることを特徴
とする請求項１０１に記載の熱交換器。102. The heat exchanger according to claim 101, further comprising a ferrule disposed within at least one process gas conduit.
が、第２の冷却剤チャンバを通って延び、フェルール
が、第２の冷却剤チャンバの手前の箇所で少なくとも１
つのプロセスガス導管内に設けられていることを特徴と
する請求項１０２に記載の熱交換器。103. At least one process gas conduit extends through the second coolant chamber, and the ferrule has at least one location prior to the second coolant chamber.
103. The heat exchanger according to claim 102, wherein the heat exchanger is provided in one process gas conduit.
とフェルールとの間には空間が形成されていることを特
徴とする請求項１０２に記載の熱交換器。104. The heat exchanger according to claim 102, wherein a space is formed between the at least one process gas conduit and the ferrule.
ることを特徴とする請求項１０４に記載の熱交換器。105. The heat exchanger according to claim 104, wherein the space is filled with an insulating material.
特徴とする請求項１０５に記載の熱交換器。106. The heat exchanger according to claim 105, wherein the insulating material is ceramic.
が、プロセスガスを導入するようになったフレア形の開
口を更に備えていることを特徴とする請求項１０１に記
載の熱交換器。107. A heat exchanger according to claim 101, wherein at least one process gas conduit further comprises a flared opening adapted to introduce process gas.
冷却剤チャンバに導入するための流体連通手段が、第２
の冷却剤チャンバと冷却剤チャンバとの間に延びた移送
チューブを更に備えていることを特徴とする請求項１０
１に記載の熱交換器。108. A fluid communication means for introducing a coolant from the second coolant chamber into the coolant chamber comprises:
11. The transfer tube of claim 10, further comprising a transfer tube extending between the coolant chambers.
The heat exchanger according to 1.
部に取付けられていることを特徴とする請求項１０８に
記載の熱交換器。109. The heat exchanger of claim 108, wherein the transfer tube is attached to the bottom of the coolant chamber.
もに冷却剤チャンバを形成する底部と頂部を更に備えて
おり、移送チューブが、第２の冷却剤チャンバから冷却
剤チャンバの頂部に隣接し該チャンバから間隔を隔てた
箇所まで、外部シェル内を軸線方向に延びていることを
特徴とする請求項１０９に記載の熱交換器。110. The coolant chamber further comprises a bottom and a top forming a coolant chamber with the outer shell, and a transfer tube from the second coolant chamber adjacent to the top of the coolant chamber. 110. The heat exchanger of claim 109, which extends axially within the outer shell to spaced locations.
バと流体連通させる入口を更に備えていることを特徴と
する請求項１０８に記載の熱交換器。111. The heat exchanger of claim 108, further comprising an inlet in fluid communication with the coolant chamber without going through the outer shell.
頂部および入口に隣接した箇所まで延びていることを特
徴とする請求項１１１に記載の熱交換器。112. The heat exchanger of claim 111, wherein the transfer tube extends to a location adjacent the top and inlet of the coolant chamber.
隣接した冷却剤チャンバプレナムを更に備えていること
を特徴とする請求項１１１に記載の熱交換器。113. The heat exchanger of claim 111, further comprising a coolant chamber plenum adjacent the top and interior of the coolant chamber.
ンバから冷却剤チャンバプレナムまで延びていることを
特徴とする請求項１１３に記載の熱交換器。114. The heat exchanger according to claim 113, wherein the transfer tube extends from the second coolant chamber to the coolant chamber plenum.
隣接して設けられていることを特徴とする請求項１１３
に記載の熱交換器。115. The inlet of claim 113, wherein the inlet is located adjacent to the coolant chamber plenum.
A heat exchanger according to item 1.
流体連通していることを特徴とする請求項１１３に記載
の熱交換器。116. The heat exchanger of claim 113, wherein the inlet is in fluid communication with the coolant chamber plenum.
隣接して設けられ、冷却剤チャンバプレナムと流体連通
していることを特徴とする請求項１１６に記載の熱交換
器。117. The heat exchanger of claim 116, wherein an inlet is provided adjacent the coolant chamber plenum and is in fluid communication with the coolant chamber plenum.
更に備え、該入口プレナムが、外部シェルを経ずに冷却
剤チャンバへの冷却剤の流れを可能にする入口と流体連
通していることを特徴とする請求項１０１に記載の熱交
換器。118. The insulating means further comprises a coolant inlet plenum, the inlet plenum being in fluid communication with the inlet allowing the flow of the coolant into the coolant chamber without passing through the outer shell. 102. The heat exchanger of claim 101, wherein the heat exchanger is a heat exchanger.
に備え、外側壁と内側壁との間に空間を形成することを
特徴とする請求項１１８に記載の熱交換器。119. The heat exchanger of claim 118, wherein the outer shell further comprises an outer wall and an inner wall, forming a space between the outer wall and the inner wall.
備えていることを特徴とする請求項１１９に記載の熱交
換器。120. The heat exchanger of claim 119, wherein the space comprises a coolant inlet plenum.
に設けられていることを特徴とする請求項１１８に記載
の熱交換器。121. The heat exchanger according to claim 118, wherein the inlet is provided in front of the bottom of the coolant chamber.
却剤チャンバの頂部分の手前で行われることを特徴とす
る請求項１２１に記載の熱交換器。122. The heat exchanger according to claim 121, wherein fluid communication with the coolant chamber occurs prior to the top portion of the coolant chamber.
的に全体に沿って入口から冷却剤チャンバまで通ること
を特徴とする請求項１２２に記載の熱交換器。123. A heat exchanger according to claim 122, wherein the coolant passes from the inlet to the coolant chamber along substantially the entire length of the outer shell.
設けられた固形絶縁材料を備えていることを特徴とする
請求項１０１に記載の熱交換器。124. A heat exchanger according to claim 101, wherein the heat insulating means comprises a solid insulating material provided adjacent to the outer shell.
の実質的に全体に沿って取付けられていることを特徴と
する請求項１２４に記載の熱交換器。125. The heat exchanger of claim 124, wherein the solid insulating material is mounted along substantially the entire length of the outer shell.
記シールド手段が、冷却剤チャンバ頂部に取付けられ、
少なくとも１つのプロセスガス導管に沿って冷却剤チャ
ンバ頂部から円周方向外方に延びていることを特徴とす
る請求項１０１に記載の熱交換器。126. A coolant chamber top is further provided, wherein said shield means is attached to the coolant chamber top.
102. A heat exchanger according to claim 101, extending circumferentially outward from the top of the coolant chamber along at least one process gas conduit.
プロセスガス導管チャンバを形成することを特徴とする
請求項１２６に記載の熱交換器。127. A heat exchanger according to claim 126, wherein the shielding means forms at least one process gas conduit chamber.
に、冷却剤チャンバの内部に間隔を隔てて取付けられた
一連のバフルを更に備えていることを特徴とする請求項
１２７に記載の熱交換器。128. The heat exchanger of claim 127, further comprising a series of spaced baffles mounted inside the coolant chamber to allow the coolant to flow in a non-linear direction. .
剤チャンバ頂部によって形成され、最上部バフルが冷却
剤チャンバ頂部に隣接して設けられ、シールド手段が間
に延びていることを特徴とする請求項１２８に記載の熱
交換器。129. The process gas conduit chamber is defined by a coolant chamber top, a top baffle is provided adjacent the coolant chamber top, and a shield means extends therebetween. The heat exchanger described in.
剤チャンバプレナムを更に備え、該冷却剤チャンバプレ
ナムが、プロセスガス導管チャンバを少なくとも部分的
に囲んでいることを特徴とする請求項１２９に記載の熱
交換器。130. The coolant chamber plenum of claim 130, further comprising a coolant chamber plenum provided within the coolant chamber, the coolant chamber plenum at least partially surrounding the process gas conduit chamber. Heat exchanger.
チャンバプレナムとが流体連通するように、プロセスガ
ス導管チャンバが冷却剤チャンバプレナムの壁から間隔
を隔てて設けられていることを特徴とする請求項１３０
に記載の熱交換器。131. The process gas conduit chamber is spaced from the wall of the coolant chamber plenum so that the process gas conduit chamber and the coolant chamber plenum are in fluid communication.
A heat exchanger according to item 1.
頂部とが相対移動するように、少なくとも１つのプロセ
スガス導管と冷却剤チャンバ頂部に摺動可能に取付けら
れた膨張継手を更に含むことを特徴とする請求項１２６
に記載の熱交換器。132. Further comprising at least one expansion joint slidably attached to the process gas conduit and the coolant chamber top for relative movement between the process gas conduit and the coolant chamber top. Claim 126
A heat exchanger according to item 1.
ンバ内に設けられていることを特徴とする請求項１３２
に記載の熱交換器。133. The expansion joint of claim 132, wherein an expansion joint is provided within the process gas conduit chamber.
A heat exchanger according to item 1.
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