NO135760B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en varmeveksler av den typen

som har ved siden av hverandre anordnet fordelingskasse og samlekasse for varmevekser-elementer som fører det ene medium i varmevekslerne i indirekte kontakt med det andre medium. Oppfinnelsen har spesielt utviklet i forbindelse med oppvarming av kald metangass som kommer som avkok fra nedkjølt flytende jordgass, som i denne tilstand transporteres ombord i skip. Dette avkok benyttes som brennstoff i skipets dampkjeler véå dampturbinfrein-drift, henholdsvis som brennstoff i en dieselmotor eller gass-turbin når slik fremdrift benyttes, hvilken dieselmotor er av den såkalte dual fual typen. Avkoket kan også benyttes for drift av hjelpemaskineri. Jordgassen, såkalt LNG, holdes flytende under transporten ved en temperatur på ca. -l60°C. Som følge av varme-inntrengning til tankene vil en del av den flytende gass fordampe. Nedkjøling av avkoket til de lave temperaturer det her er tale om, regnes i dag for økonomisk uforsvarlig, og i stedet benyttes avkoket som brennstoff for skipets fremdriftsmaskineri. Por slik benyttelse må imidlertid gassen varmes ODp. I rør og kompressorer vil den kalde gass oppvarmes til rundt -100°C, men før den kan benyttes som brennstoff, må den kalde gass oppvarmes til 20 til 50°C, og for dette formål er det utviklet en varmeveksler ifølge oppfinnelsen. Varmevekslerens innsatsområde er dog ikke begrenset til slik anvendelse, selv om dens fordelaktige egenskaper såvidt man i dag vet, kommer best frem ved oppvarming av kalde gasser. Oppfinnelsen skal derfor forklares nærmere under spesiell henvisning til det nevnte anvendelsesområde.

En i dag meget anvendt type varmeveksler for oppvarming av metan er en rørvarmeveksler, hvor metanen går i rørene og damp går i mantelen. For å regulere temperaturen på den utgående metan er det i dag kjent å foreta en regulering på dampsiden.

Det er også kjent å anvende såkalt by-pass, dvs. at det fra den inngående metanledning grener av en ledning._s.om går forbi varmeveksleren og slutter seg til den utgående metanledning. Ved hjelp av ventiler, en i inntaket og en i forbi-løpsledningen, kan man så regulere temperaturen.

Ved regulering nå dampsiden oppstår det problemer særlig ved lavere belastninger. Man antar at dette skyldes det ekstreme forhold mellom lav og høy temperatur i de to media. Forbiløps-arrangementet krever relativt, stor plass. Met.anledningen har vanligvis en diameter på minst 250 mm, og avgrenings/forbiløps-ledningen må også ha en tilsvarende diameter. De anvendte ventiler må naturligvis også være dimensjonert deretter. Plassen ombord i et skip er alltid trang og det relativt plasskrevende rør- og ventilarrangement representerer derfor en ulempe. Hertil kommer at forbiløpsarrangementet ikke er så pålitelig og nøyaktig i drift som man skulle ønske. I og med at det anvendes to ventiler oppstår det lett svingninger i systemet, med de derav følgende ulemper.

Oppfinnelsen tar spesielt sikte på å avhjelpe de ovenfor nevnte mangler ved de kjente utførelser, og man tar særlig sikte på å tilveiebringe en mer kompakt og også billigere varmeveksler enn de tidligere kjente, samtidig som reguleringssystemet skal være av en slik art at man unngår svingninger. Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved at det tilveiebringes en direkte, regulerbar forbindelse mellom fordelingskassen og samlekassen slik at en del av metangassen, som går inn i fordelingskassen og ut fra samlekassen, kan føres utenom varmevekslerelementene og direkte videre i metanutløpsledningen fra varmeveksleren. Det har vist seg at man på denne måten kan få en kompakt utførelse av varmeveksleren, samtidig som varmeveksleren også blir billigere. Den temperatur-regulering man kan. oppnå med en utførelse ifølge oppfinnelsen har vist seg minst å være like god som den man kan oppnå med de tidligere kjente utførelser. Ved at det benyttes en enkel regulerbar forbindelse unngår man helt svingninger i reguleringssystemet og resultatet er derfor en praktisk pålitelig og nøyaktig drift.

Ifølge o<p>pfinnelsen er det derfor tilveiebragt en varmeveksler med ved siden ,av hverandre anordnet fordelingskasse og samlekasse for varmevekslerelementer som fører-det ene medium i varmeveksleren i indirekte kontakt med det andre medium, særlig for oppvarming av en kald gass", såsom metan, som føres inn i fordelingskassen og ut fra samlekassen, og det som kjennetegner varmeveksleren' ifølge oppfinnelsen er at det er anordnet en selvstyrt åpning i veggen mellom fordelingskassen og samlekassen 1 form av et i åpningen dreibart opplagret spjeld. Som nevnt har det vist seg at en slik varmeveksler gir gunstige resultater.

Den billige selvstyring har vist seg fullt ut tilstrekkelig,

idet man har funnet at det ikke er av avgjørende betydning at spjeldet tetter helt i lukket stilling. Dette reduserer naturligvis de rent konstruktive krav og muliggjør en billigere ut-førelse .

Det har vist seg fordelaktig å montere spjeldet slik

at dets åpningsbevegelse i fordelingskassen er i retning mot rørbuntens bæreplate. Innløpsstussen og utløpsstussen i fordelingskassen resp. samlekassen kan fordelaktig rage et stykke inn i den respektive kasse og være avskrådd i enden med åpning mot rørbuntens bæreplate. Dette letter den'ønskede strømning i varmeveksleren.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen som viser et halvskjematisk lengdesnitt gjennom et foretrukket utførelseseksempel, beregnet for oppvarming av metan fra ca. -100°C til ca. 20°C ved hjelp av damp. Varmeveksleren består av et endehus 1, en mantel 2 med endebunn 3> og en bæreplate 4 som er innspent mellom flensene 5 og 6 på henholdsvis endehuset 1 og mantelen 2. Bæreplaten 4 bærer en U-formet rør-bunt 7 som strekker seg inn i det rom som begrenses av mantelen 2 og endebunnen 3» Endehuset 1 er delt i en fordelingskasse 8

og en samlekasse 9 ved hjelp av en skillevegg 10. I fordelingskassen 8 rager det inn en innløpsstuss 11. Innløpsstussens indre ende er avskrådd ved 12 slik at stussens åpning vender mot rør-buntens 7 bæreplate 4 i fordelingskassen 8. På lignende måte rager en utløpsstuss 13 inn i samlekassen 9 og også denne rør-stuss er avskrådd som vist ved 14, slik at stussens indre åpning vender mot bæreplaten 4.

I skilleveggen 10 er det uttatt en åpning 15 og i denne åpning er det dreibart opplagret et spjeld 16. Spjeldet 16 er i figuren vist i halvt åpen stilling og kan svinges til lukket stilling, til anslag mot en list 17. Spjeldet 16 er fastspent på en i endehuset dreibart opplagret aksel 18 som er ført ut av endehuset og avtettet på i og for seg kjent måte, slik at spjeldet kan betjenes utenfra.

Mantelen 2 har en stuss 19 for innføring av damp, og en utløpsstuss 20 som går til en kondensatpotte.

Ved bruk av varmeveksleren for oppvarming av metan går metanen inn som antydet ved pilen Mi. Gassen går så gjennom rørbunten 7 og inn i samlekassen 9 og ut gjennom stussen 13, som antydet ved pilen Mu. Det oppvarmede medium er damp, som går inn gjennom stussen 19 og ut gjennom stussen 20.

En temperaturføler er anordnet i ledningen etter stussen 13 og styrer spjeldet 16 for oppnåelse av den ønskede temperatur. Spjeldet 16 og den tilhørende åpning 15 representerer en enkel forbiløpsforbindelse som har vist seg meget til-fredsstillende i praksis, særlig for det beskrevne anvendelsesområde .

Claims (2)

1. Varmeveksler med ved siden av hverandre anordnet fordelingskasse (8) og samlekasse (9) for varmevekslerelementer (7) som fører det ene medium i varmeveksleren, i indirekte kontakt med det andre medium, særlig for oppvarming av en kald ga,ss, så som metan, som føres inn i ^ordelingskassen og ut fra samlekassen, karakterisert ved en selvstyrt åpning (15) i veggen mellom fordelingskassen og samlekassen i form av et i åpningen dreibart opplagret spjeld (16).

2. " Varmeveksler ifølge krav 1, karakterisert ved at spjeldet (16) er montert for åpningsbevegelse i fordelingskassen (8) i retning mot varmevekslerelementene (7)-3_. ' Varmeveksler ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at innløpsstussen (11) og utløpsstussen (13) i henholdsvis f.ordelingskassen (8) og samlekassen (9) rager et stykke inn i den respektive kasse og er avskrådd (12, 14) i enden med åpning mot varmevekslerelementene (7).