RS65545B1 - Razmenjivač toplote sa snopom cevi - Google Patents

Description

Opis

[0001] Predmetno obelodanjenje se odnosi na razmenjivač toplote radi pružanja razmene toplote između tečnosti, korišćenje jednog ili više razmenjivača toplote, i solarnu elektranu koja sadrži jedan ili više razmenjivača toplote.

Stanje tehnike

[0002] Performanse razmenjivača toplote su važne pri upotrebi u energetskim sistemima i/ili sistemima elektrana kao što su sistemi koncentrisanih solarnih elektrana ili u drugim industrijskim sistemima gde se toplota proizvodi pomoću razmenjivača toplote. Takvi sistemi mogu biti konfigurisani da generišu toplotu industrijskog procesa i/ili električnu energiju za komunalnu mrežu. Izvor energije za grejanje može npr. biti koncentrisana solarna energija ili druga vrsta izvora energije.

[0003] Parametri kao što su težina i efikasnost postaju sve važniji parametri kada se pružaju razmenjivači toplote za upotrebu u industrijskim sistemima velikih elektrana.

[0004] Razmenjivači toplote za upotrebu, na primer, u solarnim elektranama mogu sadržati snopove cevi u kontejneru koji sadrži tečnost kao što su npr. voda, para, istopljena so ili termalno ulje u zavisnosti od upotrebe i konfiguracije razmenjivača toplote. EP 2278220 B1 i EP 2322854 B1 obelodanjuju primere razmenjivača toplote za solarnu elektranu koja sadrži cevi raspoređene u kontejneru. GB 1520820 obelodanjuje razmenjivač toplote prema preambuli patentnog zahteva 1.

[0005] Međutim, postojeća rešenja razmenjivača toplote za veće industrijske primene mogu patiti od nedostataka koji se odnose na npr. efikasnost u poređenju sa fizičkom veličinom, i neželjene gubitke pritiska na razmenjivaču toplote.

[0006] Predmetno obelodanjenje može npr. pružiti jedno ili više rešenja za razmenjivač toplote, koji na primer može pružiti stabilno rešenje za razmenjivač toplote sa smanjenim gubitkom pritiska i/ili poboljšanim performansama na način koji štedi prostor.

Sažetak

[0007] Predmetno obelodanjenje se uopšteno odnosi na rešenje za razmenjivač toplote za upotrebu u industrijskim sistemima velikih elektrana kao što su koncentrisane solarne elektrane za stvaranje industrijske toplote i/ili električne energije za komunalnu mrežu, i/ili za upotrebu u drugim industrijama velikog obima, npr. za proizvodnju toplote industrijskog procesa pomoću solarne energije ili druge vrste izvora energije. Može se koristiti u sistemima za stvaranje zagrejane tečnosti kao što je para, i stoga može npr. biti deo jedinice/sistema isparivača, ali može biti i drugi tip razmenjivača toplote.

[0008] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, predmetno obelodanjenje se odnosi na razmenjivač toplote za pružanje razmene toplote između tečnosti, gde navedeni razmenjivač toplote sadrži • kontejner konfigurisan za smeštaj prve tečnosti,

• prvi konektor cevi i drugi konektor cevi, gde svaki konektor cevi sadrži šupljinu, gde i prvi i drugi konektor cevi sadrže više tačaka za povezivanje cevi raspoređenih na konektorima cevi, i • snop cevi postavljen unutar navedenog kontejnera i koji se proteže između prvog i drugog konektora cevi, gde su cevi snopa cevi konfigurisane da navode drugu tečnost.

[0009] Navedeni snop cevi u kontejneru je povezan sa prvim i drugim konektorima cevi na tačkama povezivanja cevi tako da je unutrašnjost cevi snopa cevi u tečnoj vezi sa šupljinama prvog i drugog konektora cevi i na taj način pruža putanje protoka konfigurisane da navode navedenu drugu tečnost između prvog i drugog konektora cevi. Razmenjivač toplote je konfigurisan da pruži prenos toplote između prve tečnosti i druge tečnosti kroz zidove cevi od cevi snopa cevi, i navedene cevi snopa cevi su raspoređene u slojevima cevi. Mnoštvo cevi svakog od navedenih slojeva cevi sadrži po dve krivine, gde je svaka od navedenih krivina pružena između dva dela putanje protoka odgovarajuće cevi koji se protežu u uzdužnom pravcu navedenog kontejnera, tako da odgovarajuća cev pruža tri u suštini paralelna dela putanje protoka. Dužina dužeg od navedenih delova putanje protoka navedene cevi može biti veća, kao što je najmanje 1,7 puta veća, od dužine druga dva kraća dela putanje protoka navedene cevi.

[0010] Posebno kada se proizvode razmenjivači toplote za veće sisteme kao što su koncentrisane solarne elektrane, za industrijsko grejanje i/ili slično, parametri kao što su težina razmenjivača toplote, potrošnja prostora i gubitak pritiska u cevima postaju sve važniji faktori.

[0011] Podešavanje performansi razmenjivača toplote radi povećanja performansi snage razmenjivača toplote tipa koji se sastoji od snopa cevi u kontejneru može npr. biti moguće povećanjem prostora u kontejneru gde je postavljen snop cevi. Međutim, ovo može npr. povećati potrošnju prostora, troškove proizvodnje i težinu razmenjivača toplote. Podešavanje performansi razmenjivača toplote radi smanjenja performansi snage smanjenjem broja putanja protoka može dovesti do daljeg gubitka pritiska, što obično nije željeni ishod.

[0012] Duži i uži kontejner koji sadrži snop cevi može omogućiti manju težinu, i samim tim i niže troškove razmenjivača toplote. Međutim, kada se povećava dužina kontejnera, ovo takođe može da rizikuje značajno povećanje gubitka pritiska u cevima snopa cevi.

[0013] Predmetni pronalazači su stoga razvili rešenje gde je mnoštvo cevi, kao što su uglavnom sve cevi snopa cevi unutar kontejnera koje pružaju putanje protoka između konektora cevi, opremljeno sa dve krivine/dela savijanja, što zajedno pruža tri paralelna dela putanje protoka u uzdužnom pravcu kontejnera. U ovom rasporedu cevi, dužina jednog od delova putanje protoka može biti značajno veća, na primer, najmanje 1,7 puta veća od dužine druga dva kraća dela putanje iste cevi. Ovaj raspored cevi može npr. pomoći da se pruži više prostora za dalje cevi, i time i dalje putanje protoka u odgovarajućem sloju cevi. Rezultat ovoga može biti da se gubitak pritiska u snopu cevi može značajno smanjiti bez povećanja veličine razmenjivača toplote.

[0014] Pronalazači su videli indikacije da korišćenje ovog dizajna/rasporeda cevi u kontejneru razmenjivača toplote može pružiti priliku da se smanji gubitak pritiska u razmenjivaču toplote za više od dva puta, pa čak i za više od tri puta. Ovo shodno tome može npr. pomoći u smanjenju potrošnje energije na ekonomičan način i uštedeti prostor u sistemu koji koristi razmenjivač toplote.

[0015] Pored toga, ovaj dizajn cevi takođe može da omogući duži i uži kontejner za snop cevi uz smanjenje gubitka pritiska, i samim tim i da pomogne u pružanju jeftinijeg kontejnera sa smanjenom težinom.

[0016] Gore navedeno rešenje za razmenjivač toplote može npr. biti posebno pogodno za razmenjivače toplote konfigurisane da pruže toplotnu snagu iznad 5MW toplotne snage, kao što je toplotna snaga iznad 10MW, na primer toplotna snaga iznad 20 MW ili toplotna snaga iznad 25 MW.

[0017] Sloj cevi može npr. u aspektima predmetnog obelodanjenja, biti konfigurisan da bude raspoređen u horizontalnoj ili vertikalnoj ravni unutar kontejnera između konektora cevi tokom rada.

[0018] Broj putanja protoka u sloju cevi i/ili snopu cevi može u jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja biti jednak broju dužih delova putanje protoka u odgovarajućem sloju cevi i/ili snopu cevi.

[0019] Prva od navedenih krivina je pružena između dužeg dela putanje protoka i prvog od navedenog kraćeg dela putanje protoka, a druga od navedenih krivina je pružena između navedenog prvog, kraćeg dela putanje protoka i drugog kraćeg dela putanje protoka.

[0020] Bilo je naznaka da takav raspored cevi može pomoći da se pruži optimizovana potrošnja prostora, i samim tim i da se pruži dodatni prostor koji se može koristiti za dalje cevi. To takođe može biti korisno barem sa proizvodne perspektive i može pomoći da se omogući smanjenje ukupne težine razmenjivača toplote uz postizanje nižeg gubitka pritiska u putevima protoka.

[0021] Svaki od navedenih slojeva cevi sadrži dve podgrupe cevi, gde je duži od navedenih delova putanje protoka jedne od navedenih podgrupa povezan sa prvim od navedenih konektora cevi, i gde je duži (S 1) od navedenih delova putanje protoka druge od navedenih podgrupa povezan sa drugim od navedenih konektora cevi. Pronalazači su uradili posao koji ukazuje da ovo može biti posebno povoljno rešenje gde je korišćenje prostora u kontejneru optimizovano uz postizanje smanjenog gubitka pritiska, i/ili koje može biti lakše za proizvodnju.

[0022] Šta više, krivina između dva kraća dela putanje protoka odgovarajućih cevi u jednoj od navedenih podgrupa cevi u sloju cevi je raspoređena suštinski suprotno od krivina koje se protežu između dva kraća dela putanje protoka cevi u drugoj podgrupi cevi istog sloja cevi.

[0023] Pronalazači su videli indikacije da takav raspored cevi slojeva cevi može npr. pomoći u pružanju rešenja koje može biti manje složeno i/ili isplativije za proizvodnju i/ili pružiti rešenje gde je korišćenje prostora u kontejneru poboljšano kako bi se optimizovao broj putanja protoka i performanse razmenjivača toplote.

[0024] Krivine između dva kraća dela putanje protoka odgovarajućih cevi u jednoj od navedenih podgrupa cevi u sloju cevi koji su raspoređeni jedan naspram drugog mogu biti u aspektima predmetnog obelodanjenja raspoređeni u srednjem delu između konektora cevi. Na primer, unutar 5%-15% dužine između konektora cevi od predviđene srednje linije povučene između konektora cevi i koja se proteže normalno na uzdužni pravac kontejnera.

[0025] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, deo navedenog dužeg dela putanje protoka navedene cevi može da se proteže u uzdužnom pravcu kontejnera pored dela kraćeg od delova putanje protoka navedene cevi. Ovo može da pruži raspored „rame uz rame“ koji može npr. pomoći da se dodatno smanji potrošnja prostora unutar kontejnera, što takođe može biti korisno iz proizvodne perspektive, i na taj način može pomoći da se omogući smanjenje ukupne težine razmenjivača toplote uz postizanje manjeg gubitka pritiska u putevima protoka.

[0026] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, podrazumeva se da se putevi protoka mogu prostirati tako da se duži delovi putanje protoka jedne od podgrupa cevi protežu od prvog od konektora cevi (npr. raspoređenih na prvom krajnjem delu kontejnera), i nastavlja se u krivinu predviđenu između dužeg dela putanje protoka i prvog od kraćih delova putanje protoka. Drugi, kraći deo putanje protoka prve podgrupe može stoga biti povezan sa drugim konektorem cevi. Na sličan način, duži delovi putanje protoka druge podgrupe se protežu od drugog konektora cevi (npr. raspoređeni na drugom krajnjem delu kontejnera) i nastavljaju se odatle u krivinu predviđenu između dužeg dela putanje protoka prvog od kraćih delova putanje protoka ove druge podgrupe cevi. Drugi, kraći deo putanje protoka druge podgrupe može stoga biti povezan sa prvim konektorem cevi.

[0027] Veza između dužih, kao što su suštinski pravi/linearni, delovi putanje protoka, može u jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja biti pružena preko međudelova za povezivanje cevi koji međusobno povezuju duži deo putanje protoka i željenu tačku povezivanja cevi odgovarajućeg konektora cevi.

[0028] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, krivina koja povezuje duži od navedenih delova putanje protoka sa kraćim delom putanje protoka jedne od navedenih podgrupa može biti postavljena u blizini prvog od navedenih konektora cevi, i krivina koja povezuje duži od navedenih delovi putanje protoka sa kraćim delom putanje protoka druge od navedenih podgrupa postavljeni su blizu drugog od navedenih konektora cevi.

[0029] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, navedeni duži delovi putanje protoka odgovarajuće cevi, kao što je u sloju cevi, mogu da se protežu u uzdužnom pravcu kontejnera pored i paralelno sa kraćim delovima putanje protoka i prve i druge podgrupe (SG1, SG2).

[0030] Ovo može npr. pomoći da se pruži slojeviti raspored cevi koji može biti lakši za proizvodnju i/ili da se pruži rešenje gde je poboljšano korišćenje prostora u kontejneru.

[0031] U jednom ili više aspekata predmetnog pronalaska, kraći delovi putanje protoka navedene prve i druge podgrupe mogu biti raspoređeni između i paralelno sa dužim delovima putanje protoka prve i druge podgrupe. Pronalazači su videli indikacije da ovo može da pruži rešenje za uštedu prostora koje može biti lako za proizvodnju i koje može pomoći da se pruži rešenje gde se može omogućiti povećani broj putanja protoka u odgovarajućem sloju cevi.

[0032] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, od mnoštva navedenih slojeva cevi svaka sadrži dve podgrupe cevi, gde su dva kraća dela putanje protoka odgovarajućih cevi u jednoj od navedenih podgrupa cevi u sloju cevi raspoređeni u suštini u nastavku kraćih delova putanje protoka cevi u drugoj podgrupi cevi istog sloja cevi.

[0033] Ovo rešenje može npr. posebno pružiti uštedu prostora, i time i rešenje za optimizaciju prostora gde se gubitak pritiska može smanjiti na ekonomičan način i način koji štedi prostor. Takođe može da pruži rešenje koje može biti korisno sa proizvodne tačke gledišta.

[0034] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, svaka podgrupa cevi može da sadrži više cevi raspoređenih jedna pored druge tako da se vrhovi jedne ili više navedenih cevi na navedenim prvim i drugim krivinama odgovarajuće podgrupe protežu u navedena prva i druga ležišta jedne ili više drugih cevi iste podgrupe.

[0035] Ovo može npr. pomoći da se optimizuje potrošnja prostora cevi u sloju cevi i na taj način pružiti rešenje gde se može pružiti povećan broj putanja protoka u sloju cevi

[0036] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, broj putanja protoka u prvoj podgrupi i broj putanja protoka u drugoj podgrupi mogu biti jednaki i/ili isti.

[0037] Ovo može biti korisno iz perspektive potrošnje prostora i/ili kako bi se pružio poboljšani i ravnomerniji protok druge tečnosti u cevima u sloju cevi. Podrazumeva se da u drugim aspektima predmetnog obelodanjenja, broj putanja protoka u prvoj podgrupi i broj putanja protoka u drugoj podgrupi možda neće biti jednak i/ili isti.

[0038] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, jedna ili više navedenih podgrupa mogu sadržati najmanje dve ili tri cevi, npr. najmanje četiri cevi kao što je najmanje šest cevi, kao što je najmanje osam cevi raspoređenih jedna pored druge, kao što je u ravni definisanoj navedenim slojem cevi.

[0039] Ovo može npr. povećati performanse razmenjivača toplote u poređenju sa fizičkom veličinom razmenjivača toplote.

[0040] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, najmanje 70% kao što je najmanje 80% ili 90% navedenih podgrupa u snopu cevi sadrže najmanje tri, kao što su najmanje četiri cevi, npr. najmanje šest cevi.

[0041] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, najmanje % kao što je najmanje 80% navedenih podgrupa u snopu cevi sadrže najmanje tri, kao što su najmanje četiri cevi, npr. najmanje šest cevi.

[0042] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, broj dužih delova putanje protoka i broj kraćih delova putanje protoka u svakom sloju cevi je isti. Ovo se može npr. u daljim otelotvorenjima primeniti za sve slojeve cevi snopa cevi. Na primer, u slučaju ukupnog broja od 32 dela putanja protoka sloja cevi, računato u ravni poprečnog preseka koja je normalna na uzdužni pravac kontejnera koji se proteže kroz sloj cevi, šesnaest od njih će biti duži deo putanje protoka, a preostalih šesnaest delova putanje protoka biće kraći delovi putanje protoka.

[0043] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, broj dužih delova putanje protoka i broj kraćih delova putanje protoka u navedenom snopu cevi, računato u ravni poprečnog preseka koja se proteže normalno na uzdužni pravac kontejnera i proteže se kroz snop cevi, mogu biti isti.

[0044] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, cevi svake od navedenih podgrupa pružaju širi deo podgrupe i uži deo podgrupe, čime se pruža prostor pored navedenog užeg dela podgrupe. Širi deo podgrupe jedne od podgrupa može se tako proširiti u navedeni prostor pored užeg dela podgrupe druge podgrupe.

[0045] Ovo može npr. pomoći da se pruži rešenje za uštedu prostora gde se može postići smanjeni gubitak pritiska u cevima, i koje može biti korisno za proizvodnju. Ovo se može npr. primeniti za svaki od mnoštva, kao što su svi slojevi snopa cevi.

[0046] Šira podgrupa se može postaviti u jednu polovinu šupljine kontejnera, a uža podgrupa u drugu polovinu šupljine kontejnera (određena u uzdužnom pravcu kontejnera).

[0047] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, jedan ili više navedenih slojeva cevi može da sadrži najmanje četiri putanje protoka kao što je najmanje osam putanja protoka, npr. najmanje dvanaest putanja protoka, kao što je najmanje osamnaest putanja protoka raspoređenih jedna pored druge, kao što je suštinski u ravni definisanoj slojem cevi.

[0048] Uopšteno, u jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, svaki od navedenih slojeva cevi može da sadrži između četiri i 24 cevi, kao što je između osam i šesnaest cevi, poželjno paran broj cevi. Na primer, u aspektima, sloj cevi može da sadrži najmanje četiri cevi kao što je najmanje šest cevi, npr. najmanje osam cevi kao što je najmanje deset cevi.

[0049] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, dužina navedenih putanja protoka u odgovarajućem sloju cevi može da varira manje od 10%, kao što je manje od 5%, npr. manje od 2% i/ili gde dužina navedenih putanja protoka u navedenom snopu cevi varira manje od 10%, kao što je manje od 5%, npr. manje od 2%. Raspored cevi može pomoći da se pruži rešenje gde npr. može se dobiti ravnomernije raspoređen protok u snopu cevi.

[0050] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, jedan od navedenih prvog i druge tečnosti može biti istopljena so ili termalno ulje, i/ili gde drugi od navedenih prvog i druge tečnosti (24, 25) može biti voda i/ili para.

[0051] Na primer rešenje za isparivačku jedinicu gde voda treba da se pretvori u paru, u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja može biti poželjno tako da tečnost unutar cevi snopa cevi može biti konfigurisana da bude termalno ulje ili istopljena so ili drugi medijum za prenos toplote kao što je tečnost, a druga tečnost u šupljini kontejnera, smeštena između snopa cevi i zidova kontejnera, može biti voda i/ili para.

[0052] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, navedeni razmenjivač toplote može biti deo isparivačke jedinice/uređaja i konfigurisan je da generiše paru od prve od navedenih tečnosti u šupljini navedenog kontejnera pružanjem faznog prelaza ove tečnosti pomoću druge od navedenih tečnosti unutar cevi navedenog snopa cevi.

[0053] Raspored cevi koji pruža paralelni duži i dva kraća dela putanje svake cevi može biti posebno pogodan za rešenje isparivačke jedinice za stvaranje pare iz vode. Razmenjivači toplote za takve isparivačke jedinice možda će morati da budu prilično dugački kako bi se pružio prostor za mnoštvo uzlaznih cevi koje povezuju razmenjivač toplote i kontejner za paru/bubanj za prijem pare stvorene u razmenjivaču toplote. Predmetno obelodanjenje stoga može pomoći da se pruži rešenje koje može posebno pogodno za duže i uže razmenjivače toplote, npr. isparivačke jedinice.

[0054] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, navedena isparivačka jedinica može da sadrži jedan ili više navedenih razmenjivača toplote i još jedan kontejner za paru.

[0055] Navedena isparivačka jedinica može u jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja da sadrži ulaz za tečnost kao što je voda, gde isparivačka jedinica sadrži uzlazni raspored, kao što je mnoštvo uzlaznih cevi, konfigurisanih tako da se tečnost dovedena u isparivačku jedinicu i isparena u jednom ili više razmenjivača toplote isparivačke jedinice cirkuliše do kontejnera za paru kroz navedeni uzlazni raspored, i gde kontejner za paru sadrži izlaz za paru za navedenu isparenu paru.

[0056] Takve isparivačke jedinice mogu biti posebno pogodne za upotrebu u industrijskim sistemima velike snage kao što je npr. sistemi koncentrisane solarne energije, industrijski sistemi grejanja i/ili slično.

[0057] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, kontejner za paru može da sadrži uređaj za odvajanje za odvajanje tečnosti od navedene pare primljene iz jednog ili više razmenjivača toplote isparivačke jedinice pre nego što para uđe u izlaz.

[0058] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, kontejner za paru je u tečnoj vezi sa jednim ili više razmenjivača toplote isparivačke jedinice tako da snabdeva vodu razmenjivačima toplote. Uopšteno, navedeni veći broj slojeva cevi može u aspektima predmetnog pronalaska biti raspoređen u pravcu poprečnom na uzdužni pravac kontejnera.

[0059] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, navedeni slojevi cevi mogu biti različite širine u pravcu poprečnom u odnosu na uzdužni pravac kontejnera, gde slojevi manje širine sadrže manje cevi od slojeva veće širine, kao što je npr. širina slojeva cevi prilagođena je obliku poprečnog preseka kontejnera.

[0060] Širina slojeva cevi može u aspektima predmetnog pronalaska biti prilagođena obliku poprečnog preseka kontejnera. Ovo može npr. pomoći u poboljšanju performansi razmenjivača toplote. Kontejner može npr. u aspektima predmetnog pronalaska imati suštinski kružni oblik poprečnog preseka.

[0061] Širina sloja cevi najmanje širine može u aspektima predmetnog pronalaska biti 80% ili manja od širine sloja cevi najveće širine, kao što je 70% ili manje.

[0062] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, navedena tri suštinski paralelna dela putanje protoka mogu biti pravi, protočni delovi putanje raspoređeni jedan pored drugog u istom sloju cevi.

[0063] U jednom ili više aspekata predmetnog obelodanjenja, navedeni konektori cevi mogu biti konektori cevi u obliku cevi koji se protežu u šupljinu kontejnera, kao što je u pravcu koji je suštinski normalan na uzdužni pravac kontejnera.

[0064] Predmetno obelodanjenje se dodatno odnosi na upotrebu jednog ili više razmenjivača toplote u skladu sa obelodanjenjem iznad u isparivačkoj jedinici, gde navedena isparivačka jedinica sadrži

• jedan ili više navedenih razmenjivača toplote i još jedan kontejner za paru,

• ulaz za tečnost kao što je voda,

• uzlazni raspored konfigurisan tako da je para koja je dovedena u isparivačku jedinicu i isparena u jednom ili više od navedenih razmenjivača toplote isparivačke jedinice konfigurisana da cirkuliše do kontejnera za paru, i

• izlaz za paru za navedenu isparenu paru.

[0065] Ovo može da pruži jedan ili više od gore navedenih efekata i time pružiti poboljšanu isparivačku jedinicu/raspored.

[0066] Dodatno, predmetno obelodanjenje se odnosi na solarnu elektranu koja sadrži jedan ili više razmenjivača toplote u skladu sa obelodanjenjem iznad.

[0067] U jednom ili više aspekata solarne elektrane, navedeni jedan ili više razmenjivača toplote mogu biti raspoređeni u isparivačkoj jedinici navedene solarne elektrane.

[0068] U jednom ili više aspekata solarne elektrane, navedeni jedan ili više razmenjivača toplote mogu biti raspoređeni tako da pruže supergrejač, ponovni grejač i/ili ekonomajzer navedene solarne elektrane.

[0069] Dodatno, predmetno obelodanjenje se odnosi na isparivačku jedinicu za stvaranje pare, gde navedena isparivačka jedinica sadrži

jedan ili više razmenjivača toplote u skladu sa bilo kojim od prethodnih aspekata, i kontejner za paru, gde isparivačka jedinica sadrži uzlazni raspored, kao što je više uzlaznih cevi, konfigurisan tako da se tečnost dovedena u isparivačku jedinicu i isparena u jednom ili više razmenjivača toplote cirkuliše/će se cirkulisati do navedenog kontejnera za paru isparivačke jedinice kroz navedeni uzlazni raspored, i gde kontejner za paru sadrži otvor za paru za navedenu paru.

[0070] Štaviše, predmetno obelodanjenje se u još jednom aspektu odnosi na razmenjivač toplote za pružanje razmene toplote između tečnosti, gde navedeni razmenjivač toplote sadrži

• kontejner konfigurisan za smeštaj prve tečnosti

• prvi konektor cevi i drugi konektor cevi, gde svaki konektor cevi sadrži šupljinu, gde svaki od prvog i drugog konektora cevi sadrži više tačaka za povezivanje cevi raspoređenih na konektorima cevi, i

• snop cevi raspoređen unutar navedenog kontejnera i koji se proteže između prvog i drugog konektora cevi, gde su cevi snopa cevi konfigurisane da navode drugu tečnost,

gde je navedeni snop cevi u kontejneru povezan sa prvim i drugim konektorima cevi na tačkama povezivanja cevi tako da je unutrašnjost cevi snopa cevi u tečnoj vezi sa šupljinama prvog i drugog konektora cevi i na taj način pruža protočne putanje konfigurisane da navode navedenu drugu tečnost između prvog i drugog konektora cevi,

gde je navedeni razmenjivač toplote konfigurisan da pruži prenos toplote između prve tečnosti i druge tečnosti kroz zidove cevi od cevi snopa cevi. Cevi snopa cevi mogu biti raspoređene u slojevima cevi. Mnoštvo cevi svakog od navedenih slojeva cevi može da sadrži dve krivine, gde je svaka od navedenih krivina pružena između dva dela putanje protoka odgovarajuće cevi koji se protežu u uzdužnom pravcu navedenog kontejnera, tako da odgovarajuća cev pruža tri suštinski paralelna dela putanje protoka. Dužina dužeg od navedenih delova putanje navedene cevi je veća od dužine druga dva kraća dela putanje protoka navedene cevi, i veći broj navedenih slojeva cevi može da sadrži dve podgrupe cevi, i gde su navedena dva kraća dela putanje protoka odgovarajućih cevi u jednoj od navedenih podgrupa cevi u sloju cevi raspoređeni u suštini u nastavku kraćih delova putanje protoka cevi u drugoj podgrupi cevi istog sloja cevi.

[0071] U jednom ili više aspekata razmenjivača toplote prema gore navedenom, još jedan aspekt može biti razmenjivač toplote u skladu sa ovde opisanim. Ovde se podrazumeva da u daljim otelotvorenjima dužina dužeg od navedenih delova putanje protoka navedene cevi može biti manja od 1,7 puta veća od dužine druga dva kraća dela putanje protoka navedene cevi, kao što je npr.1,3 ili 1,5 puta veća od dužine druga dva kraća dela putanje protoka navedene cevi.

[0072] Uopšteno se podrazumeva da dužina uporedivih, kraćih delova putanje protoka prve i druge podgrupe koje su u nastavku jedna na drugu može imati istu dužinu, što može npr. imati prednost iz perspektive distribucije protoka i/ili iz perspektive optimizacije troškova proizvodnje. Međutim, u drugim aspektima predmetnog obelodanjenja, dužine kraćih delova putanje protoka raspoređenih nasuprot i u nastavku jedan na drugi u istom sloju cevi mogu biti različite.

[0073] Predmetno obelodanjenje se dodatno odnosi na upotrebu razmenjivača toplote prema predmetnom obelodanjenju za pružanje industrijske toplote i/ili električne energije u sistemu, kao što je solarna elektrana.

[0074] Šta više, predmetno obelodanjenje se odnosi na sistem, kao što je solarna elektrana ili drugi tip sistema, kao što je industrijski sistem grejanja, koji sadrži jedan ili više razmenjivača toplote u skladu sa predmetnim obelodanjenjem.

Slike

[0075] Aspekti predmetnog obelodanjenja biće opisani u nastavku sa pozivanjem na slike na kojima: slika 1: ilustruje razmenjivač toplote koji se sastoji od snopa cevi prema otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja,

slika 2: ilustruje sloj cevi u rasporedu podgrupe za razmenjivač toplote prema otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja,

slike 3 i 4: ilustruju raspored cevi za razmenjivač toplote koji pruža duže i kraće delove putanje protoka odgovarajuće cevi prema daljim otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja,

slika 5: ilustruje razmenjivač toplote prema daljim otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, slika 6: ilustruje konektor cevi prema otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja,

slika 7: ilustruje isparivačku jedinicu prema otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja,

slika 8: ilustruje sistem solarne energije prema otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja,

slika 8a: ilustruje podešavanje parne turbine prema otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, i slika 9: šematski ilustruje deo snopa cevi prema otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja.

Detaljan opis

[0076] Slika 1 šematski ilustruje razmenjivač toplote 10 prema otelotvorenjima predmetnog pronalaska. Razmenjivač toplote je konfigurisan da pruži razmenu toplote između prve i druge tečnosti 24, 25.

Razmenjivač toplote sadrži kontejner 11 kao što je cevasti metalni kontejner koji pruža unutrašnju šupljinu 11a.

[0077] Kontejner 11 sadrži ulaz 110b i izlaz 110a za prvi tečnost 24 kao što su npr. istopljena so, termalno ulje, voda i/ili paru ili bilo koja druga odgovarajuća tečnost u zavisnosti od konfiguracije i upotrebe razmenjivača toplote. U daljim otelotvorenjima, kontejner može da sadrži više ulaza 110b i/ili više izlaza 110a za prvu tečnost 24.

[0078] U otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, prva tečnost 24 je tečnost za prenos toplote konfigurisana da prenosi toplotu od tečnosti 24 unutar cevi snopa cevi 17, kroz zidove cevi i do druge tečnosti 25 raspoređene u šupljini 11a kontejnera 11. U drugim otelotvorenjima, prenos toplote se može pružiti od tečnosti 25 do tečnosti 24 u cevima snopa 17.

[0079] Prvi i drugi konektori cevi 13, 14 se protežu kroz bočni zid 11 kontejnera i u šupljinu 11a kontejnera. To mogu uopšteno, u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, biti konektori cevi, takođe poznati kao zaglavlja, koji imaju cevasti oblik. Takvi konektori cevi su detaljnije opisani u nastavku u u vezi sa slikom 6. Svaki od prvog i drugog konektora cevi 13, 14 sadrži mnoštvo tačaka za povezivanje cevi 16 raspoređenih na konektorima cevi 13, 14 oko periferije odgovarajućeg konektora cevi 13, 14.

[0080] Snop cevi 17 koji se sastoji od više cevi je raspoređen unutar kontejnera 11 razmenjivača toplote 10, i cevi ovog snopa se protežu između prvog i drugog konektora cevi 13, 14 i povezane su sa konektorima cevi na mestima povezivanja cevi 16.

[0081] Cevi snopa cevi 17 su konfigurisane da navode tečnost kao što su voda i/ili para, istopljena so, termalno ulje ili bilo koja druga odgovarajuća tečnost u zavisnosti od upotrebe i konfiguracije razmenjivača toplote 10. Konektori cevi su stoga u tečnoj vezi pomoću cevi snopa cevi 17.

[0082] Samo jedan sloj 22 cevi je vidljiv na slikama 1 i 2 kako bi se poboljšala jednostavnost slike. Štaviše, broj cevi/putanja protoka u sloju cevi 22 je takođe smanjen na šest putanja protoka na slikama 1 i 2 kako bi se poboljšala jednostavnost slike. Međutim, sloj 22 na slikama 1 i 2 može u praksi da sadrži dvostruki broj putanja protoka/cevi 17a-17n ili čak i više (pogledati, na primer, sliku 5), i oni mogu biti raspoređeni između ilustrovanih cevi sloja cevi 22 kako bi npr. pružili rešenje za snop cevi 17 za uštedu prostora.

[0083] Cevi snopa cevi 17 su povezane sa prvim i drugim konektorima cevi 13, 14 na tačkama povezivanja cevi 16 tako da je unutrašnjost cevi snopa cevi 17 u tečnoj vezi sa šupljinama 15 prvog i drugog konektora cevi 13, 14. Pri tome svaka cev pruža putanju protoka konfigurisanu da navodi tečnost 24 u cevi snopa cevi između prvog i drugog konektora cevi 13, 14. Ovo stoga pruža prenos toplote između tečnosti 24 u cevima i tečnosti 25 u šupljini 11a kroz zidove cevi snopa cevi 17.

[0084] U otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, tečnost 24 kao što su istopljena so ili termalno ulje ili slično može biti konfigurisan da teče u cevima snopa cevi 17. Ovde, tečnost 25 kao što su voda i/ili para može da se pruži u šupljini 11a kontejnera, tako da se pruži isparavanje vode ili dalje zagrevanje pare prenosom toplote sa tečnosti 24 u cevima snopa cevi 17 do prve tečnosti 25 kroz zidove cevi snopa cevi. U drugim konfiguracijama, tečnost 24 u cevima snopa cevi 24 može biti npr. voda ili para, i tečnost 25 u šupljini 11a kontejnera može biti npr. istopljena so ili termalno ulje. Ovo međutim može zavisiti od upotrebe i konfiguracije razmenjivača toplote. Stoga, u nekim otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, tečnost u šupljini 11a kontejnera može biti konfigurisana da prenosi toplotu na tečnost 24 u cevima snopa cevi, dok u drugim otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, to može biti tečnost 24 u cevima snopa cevi 17 koja je konfigurisan da prenosi toplotu na tečnost 25 u šupljini 11a kontejnera. Poslednji primer može biti poželjniji ako je razmenjivač toplote 10 instaliran u jedinici/rastvoru isparivača, pogledati npr. sliku 7 i njen opis.

[0085] Razmenjivač toplote 10 može npr. u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja biti konfigurisan da bude deo od ili da pruži supergrejač, isparivačku jedinicu, podgrejač, ekonomajzer, predgrejač i/ili slično.

[0086] Cevi snopa cevi 17 su otelotvorenja predmetnog obelodanjenja raspoređena u mnoštvu u suštini paralelnih slojeva cevi 17a-17n, gde je jedan sloj 22 ilustrovan na slikama 1 i 1a. Otelotvorenja snopa cevi 17 koji sadrži više slojeva cevi 22 u skladu sa aspektima predmetnog obelodanjenja opisani su detaljnije kasnije u vezi sa daljim slikama, pogledati npr. slike 5 i 6.

[0087] Svaka cev 17a-17n snopa cevi 17 može u otelotvorenjima predmetnog pronalaska imati spoljni prečnik između 10 mm i 50 mm, kao što je između 18 mm i 30 mm, npr. oko 25 mm.

[0088] Debljina zida cevi snopa cevi 17 može u otelotvorenjima predmetnog pronalaska biti između 0,5 mm i 10 mm, kao što je između 1 mm i 7 mm, na primer između 1,5 mm i 6 mm.

[0089] Debljina zida kontejnera 11 koji obuhvata snop cevi 17 i proteže se oko snopa cevi i u uzdužnom pravcu LD kontejnera 11 može u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja biti iznad 10 mm, kao što je iznad 20 mm, na primer iznad 50mm. Debljina zida kontejnera 11 može u otelotvorenjima predmetnog pronalaska biti ispod 400 mm, kao što je ispod 300 mm, npr. ispod 200 mm. Na primer, u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, debljina zida kontejnera 11 može biti u rasponu od 10 mm do 400 mm, kao što je između 10 mm do 300 mm, na primer između 20 mm i 200 mm.

[0090] Kontejner 11 razmenjivača toplote može stoga uopšteno, u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, biti cevastog oblika i biti konfigurisan da radi u sistemima gde pritisak u šupljini 11a kontejnera 11a tokom rada može biti iznad 5 bara, kao što je iznad 25 bara, na primer iznad 100 bara kao što je iznad 120 bara ili iznad 150 bara. Razmenjivač toplote može u otelotvorenjima predmetnog pronalaska biti dizajniran da podnosi pritisak u šupljini 11a kontejnera koji je ispod 300 bara, kao što je ispod 250 bara, npr. ispod 200 bara.

[0091] Razmenjivač toplote može u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja biti dizajniran da podnese pritisak u šupljini kontejnera koji je u rasponu od 4 bara do 300 bara, kao što je unutar 25 bara do 250 bara, na primjer unutar 50 bara do 250 bara, ili unutar 100 bara do 250 bara.

[0092] Razmenjivač toplote može u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja biti dizajniran i konfigurisan da pruži toplotnu snagu iznad 5 MW, kao što je toplotna snaga iznad 10 MW, na primer toplotna snaga iznad 20 MW ili toplotna snaga iznad 25 MW

[0093] Razmenjivač toplote može u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja biti dizajniran/konfigurisan da pruži najviše 600 MW toplotne snage, kao što je ne više od 300 MW toplotne snage, na primer ne više od 200 MW toplotne snage ili ne više od 120 MW toplotne snage. To može uključivati i gubitak toplote u razmenjivaču toplote, koji tokom rada ne sme biti veći od 2%.

[0094] Toplotna snaga može se npr. odrediti merenjem razlike između ulazne i izlazne temperature tečnosti za prenos toplote i količine protoka tečnosti za prenos toplote po jedinici vremena.

[0095] Slika 2 ilustruje šematski delimično eksplodirani pogled na sloj 22 cevi 17a-17n snopa cevi 17 ilustrovanog na slikama 1 prema otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja.

[0096] Kao što se vidi na slici 2, cevi sloja 22 mogu u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja biti podeljene u dve podgrupe cevi SG1, SG2. Cevi svake od ovih podgrupa SG1, SG2 pružaju širi deo podgrupe SGb i uži deo podgrupe SGn odgovarajuće podgrupe SG1, SG2. Uži deo podgrupe SGn time pruža prostor 7 pored šireg dela podgrupe, a širi deo podgrupe SGb jedne od podgrupa SG1, SG2 može se tako konfigurisati da se proteže u ovaj prostor 7 pored užeg dela podgrupe druge podgrupe, pogledati slike 1 i 4.

[0097] Za svaku podgrupu SG1, SG2, širi deo podgrupe SGb, zbog rasporeda cevi koji pružaju krivine B1, B2, sadrži tri puta više delova putanje protoka od uže podgrupe dela SGn, kada se posmatra u ravni poprečnog preseka koja se proteže normalno u uzdužnom pravcu LD kontejnera 11.

[0098] Cevi 17a-17n sloja cevi 22 sastoje se od dve krivine B1, B2. Svaka od ovih krivina B1, B2 je pružena između dva dela putanje S1, S2, S3 (pogledati sliku 3) odgovarajuće cevi 17a-17n. Ovi delovi putanje S1, S2, S3 protežu se u uzdužnom pravcu LD kontejnera 11, tako da odgovarajuća cev pruža tri suštinski paralelna dela putanje S1, S2, S3, uključujući duži deo putanje S1 i dva kraća S2, S3 dela putanje protoka.

[0099] Broj putanja protoka u prvoj podgrupi SG1 i broj putanja protoka u drugoj podgrupi SG2 mogu u poželjnim otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja biti isti.

[0100] Kao što se vidi npr. sa slika 1 i 2, broj dužih delova putanje S1 i broj kraćih delova putanje S2 u sloju cevi 22 mogu biti isti kada se računaju u ravni poprečnog preseka P1 koja se prostire normalno na uzdužni pravac LD kontejnera i kroz i duži i kraći deo putanje protoka S1, S2, S3 sloja 22. U primeru na slici 1, u sloju 22 u navedenoj ravni poprečnog preseka P1 postoji šest dužih S1 i šest kraćih delova putanje S2, S3.

[0101] Broj putanja protoka u sloju cevi i/ili snopu cevi 17 može u otelotvorenjima biti jednak broju dužih delova putanje S1.

[0102] Slike 3 i 4 šematski ilustruju dve putanja protoka 17c, 17k sloja 22 putanja protoka/cevi snopa cevi 17 prema daljim otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, u obliku jedne putanje protoka svake podgrupe SG1, SG2. Podrazumeva se da sloj cevi 22 može da sadrži nekoliko takvih cevi raspoređenih jedna pored druge, pogledati npr. slike 1 i 2, ali samo dve su ilustrovane na slikama 3-4 u svrhu objašnjenja.

[0103] Prva B1 od krivina je pružena između dužeg dela putanje S1 i prvog dela kraće putanje protoka S2, i druga B2 od navedenih krivina B1, B2 je pružena između prvog, kraćeg dela putanje protoka S2 i drugog kraćeg dela putanje protoka S3. Deo dužeg dela putanje S1 navedene cevi 17a-17n pruža se u uzdužnom pravcu kontejnera 11 pored dela kraćih delova putanje S2, S3 odgovarajuće cevi 17a-17n.

[0104] Dužina L1 dužeg S1 od delova putanje S1-S3 odgovarajuće cevi 17a-17n može u aspektima predmetnog obelodanjenja biti najmanje 1,7 puta veća od dužine L2 druga dva kraća dela putanje S2, S3 odgovarajuće cevi, kao što je najmanje 1,8 ili najmanje 1,9 puta od dužine druga dva kraća dela putanje S2, S3 navedene cevi. Dužina L1 dužeg S1 od delova putanje S1-S3 odgovarajuće cevi 17a-17n može u daljim aspektima predmetnog obelodanjenja biti najmanje 1,3 ili 1,5 puta veća od dužine L2 druga dva kraća dela putanje protoka S2, S3 odgovarajuće cevi.

[0105] Veza između dužih, kao što su suštinski pravi/linearni, delova putanje protoka, može u jednom ili više otelotvorenja predmetnog obelodanjenja biti pružena preko srednjeg dela za povezivanje cevi koji međusobno povezuje duži deo putanje protoka i željenu tačku povezivanja cevi odgovarajućeg konektora cevi.

[0106] Ova dužina L1, L2 paralelnih delova putanje protoka S1S3 može se izmeriti između krivina B1, B2 i dalje krivine na odgovarajućoj cevi pruženoj na gore navedenom srednjem delu za povezivanje cevi kako bi se odgovarajuća cev dovela do tačke priključka cevi 16 konektora cevi 13, 14 (konektori cevi nisu ilustrovani na slikama 3 i 4, pogledati slike 1 ili 2). Delovi putanje S1, S2, S3 mogu poželjno kao što je ilustrovano da budu linearni, pravi, paralelno raspoređeni delovi putanje protoka.

[0107] Kao što se može videti, delovi paralelnog protoka S1, S2, S3 cevi 17c odgovarajuće podgrupe su raspoređeni paralelno i jedan pored drugog/za drugim. Na slici 3, dve putanje protoka koje pružaju cevi 17c i 17k sa slike 3, respektivno, su raspoređeni onako kako bi bili u kontejneru razmenjivača toplote 11, tako da se širi delovi podgrupe prostiru u prostor 7 pored užih delova podgrupe.

1

[0108] Ovo omogućava da krivina B2 između dva kraća dela putanje S2, S3 odgovarajućih cevi u jednoj od podgrupa cevi SG1 u sloju cevi 22, u ovom slučaju krivina B2 cevi 17c, bude postavljena suštinski suprotno od krivine B2 koja se proteže između dva kraća dela putanje S2, S3 cevi, u ovom slučaju cevi 17k, u drugoj podgrupi cevi SG2 istog sloja cevi 22.

[0109] Ovi vrhovi krivina B2 prve i druge podgrupe mogu biti okrenuti jedan prema drugom i biti suprotno usmereni kao što je ilustrovano npr. na slikama 2 i 4.

[0110] Kraći delovi putanje S2, S3 odgovarajućih cevi u jednoj od podgrupa cevi SG1 mogu stoga kao što je ilustrovano na slikama 2 i 4 u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja biti raspoređeni u suštini u nastavku dva kraća dela putanje S2, S3 cevi u drugoj podgrupi cevi SG2. Ovo je omogućeno time što se deo širih delova podgrupe SGb prostire u/je raspoređen u prostorima 7 koji su predviđeni pored užih delova podgrupe SGn, što je pruženo zbog rasporeda cevi.

[0111] Duži delovi putanje S1 navedene cevi 17a-17n u sloju cevi 22 pružaju se u uzdužnom pravcu LD kontejnera 11 pored i paralelno sa kraćim delovima putanje S2, S3 prve i druge podgrupe SG1, SG2 u sloju cevi 22. Ovo može npr. biti pruženo tako da su kraći delovi putanje S2, S3 prve i druge podgrupe SG1, SG2 raspoređeni između i paralelno sa dužim delovima putanje S1 prve i druge podgrupe SG1, SG2.

[0112] U pogledu poprečnog preseka sloja 22 u ravni P1 koja je normalna na uzdužni pravac LD kontejnera 11, i pruženo na npr. uglavnom u srednjem delu/oblasti kraćih delova putanje S2, S3 protoka, ukupan broj paralelnih delova putanje protoka S1, S2, S3 u sloju cevi 22 može u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja biti dvostruki broj putanja protoka 17a -17n u sloju 22. Tri četvrtine ovih putanja protoka su deo iste podgrupe SG1, SG2 jer krivine B1 i B2 omogućavaju da jedna putanja protoka podgrupe SG1, SG pruža/računa se za tri paralelna dela putanje S1, S2, S3 i preostali deo protoka je duži deo putanje S1 druge podgrupe u istom sloju cevi 22.

[0113] Kao što se vidi na slikama 1 i 2, svaki sloj cevi 22 može da sadrži više cevi raspoređenih jedna pored druge i podeljenih u dve podgrupe SG1, SG2.

[0114] Svaka cev u sloju 22 stoga može biti raspoređena (pogledati, na primer, sliku 2) jedna pored druge tako da se vrhovi cevi na prvoj i drugoj krivini B1, B2 sloja 22 protežu u korita pružena od strane prvog i drugog ležišta B1, B2 drugih cevi istog sloja 22. Ovo može, kao što je ilustrovano na slikama 1-4 , tako da se za svaku podgrupu SG1, SG2, vrhovi cevi na prvoj i drugoj krivini B1, B2 odgovarajuće podgrupe SG1, SG2 protežu u korita predviđena prvim i drugim ležištem B1, B2 drugih cevi iste podgrupe.

[0115] Slika 5 šematski ilustruje primer poprečnog preseka razmenjivača toplote 10 prema otelotvorenjima predmetnog pronalaska, u ravni (npr. lokacija ravni P1 na slici 4) normalnoj na uzdužni pravac kontejnera 11. Snop cevi 17 smešten je u šupljini 11a razmenjivača toplote.

[0116] Kao što se može videti, snop cevi se sastoji od više slojeva cevi 22 raspoređenih paralelno jedan prema drugom. Susedni slojevi cevi 22 (jedan iznad/ispod drugog) mogu, kao što je ilustrovano u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, biti raspoređeni u stepenastom rasporedu. Dodatno, broj cevi u sloju cevi može u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja da se razlikuje između slojeva, npr. tako da je broj cevi u sloju prilagođen širini šupljine 11a, npr. tako da je povećan broj cevi postavljen na slojeve cevi 22 koji su raspoređeni na najširem delu šupljine 11a, dok je broj cevi u slojevima 22 postavljenim na užim delovima šupljine 11a smanjen/niži. Slojevi cevi 22 mogu stoga biti različite širine u pravcu poprečnom na uzdužni pravac kontejnera, i slojevi manje širine sadrže manje cevi 17a-17n od slojeva 22 veće širine. Širina sloja cevi 22 najmanje širine (pogledati npr. gornji i donji sloj) može u aspektima predmetnog obelodanjenja biti 80% ili manja od širine sloja cevi najveće širine, kao što je 70% ili manje.

[0117] Razmenjivač toplote može u nekim otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja da sadrži pregradni raspored 18 kao što je jedna ili poželjno više pregradnih ploča/barijera/zidova napravljenih od npr. metal. Ovi 18 su raspoređeni u šupljini 11a u uzdužnom pravcu kontejnera 11 (ilustrovan je samo jedan pregradni raspored 18) i prostiru se u ravni koja je normalna na uzdužni pravac kontejnera. Pregradne ploče mogu biti postavljene tako da pruže podršku sloju cevi 22 i/ili pomažu da se pruži smanjenje vibracija cevi 22.

Pregradne ploče mogu npr. biti napravljene od više manjih metalnih limova koji zajedno formiraju metalni zid sa rupama/otvorima za cevi snopa cevi.

[0118] Kao što se može videti na slikama 5, cevi snopa cevi mogu biti povezane sa konektorem cevi 13, 14 na tački povezivanja cevi koja je raspoređena između ulaza/izlaza 110a, 110b zaglavlja i donjeg kraja 13a, 14a konektora cevi.

[0119] Kontejner 11 može sadržati (ako se razmenjivač toplote koristi za isparivačku jedinicu u skladu sa otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja) više konektora za uzlaznu cev 114a, od kojih je svaki konfigurisan da bude povezan sa uzlaznom cevi za odvođenje pare do parnog bubnja postavljenog iznad razmenjivača toplote.

[0120] Slika 6 šematski ilustruje konektor cevi 13, 14 prema otelotvorenjima predmetnog pronalaska, konfigurisan da bude raspoređen u kontejneru 11 i da bude povezan sa cevima snopa cevi 17 na tačkama povezivanja cevi 16 kao npr. ilustrovano na slici 1.

[0121] Cevi snopa cevi 17 su kao što je ilustrovano raspoređene u više paralelnih slojeva cevi 22 koji definišu paralelne ravni sloja cevi P2, u ovom primeru su konfigurisane da se protežu suštinski horizontalno, i normalno na uzdužni pravac LDPC konektora cevi.

[0122] Mnoštvo ovih slojeva 22, kao što su svi slojevi 22, može u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja da sadrži raspored cevi kao što je opisano u vezi sa jednom ili više slika 1-4.

[0123] Uzdužni pravac LDPC konektora cevi 13, 14 može npr. da se proteže normalno na uzdužni pravac LD kontejnera 11, i cevi slojeva cevi 22 su povezane sa konektorem cevi duž dužine konektora cevi 13, 14 i raspoređene oko konektora cevi. Konektori cevi mogu npr. imaju cevasti oblik. Konektori cevi 13, 14 mogu npr. biti konfigurisani da se protežu vertikalno u kontejneru tokom rada.

[0124] Tečnost 24 ulazi u šupljinu 15 u jednom od konektora cevi 13, 14 i odatle se distribuira i potiskuje u cevi snopa cevi 17 iz šupljine 15 kako bi se pružila razmena toplote između cevi 17a-17n slojeva cevi i prve tečnosti 24 u šupljini 11a kontejnera. Tečnost 24 zatim ulazi u šupljinu 15 u drugom od konektora cevi 13, 14 i odatle je konfigurisana da se transportuje iz šupljine 11a kontejnera 11.

[0125] Uopšteno se smatra da protok tečnosti 24 da potisne tečnost 24 u cevi snopa cevi 17 može npr. biti obezbeđen pomoću jednog ili više uređaja za indukciju pritiska kao što su pumpe, kao što su električne pumpe (nije ilustrovano).

[0126] Jedna ili više navedenih podgrupa SG1, SG2 mogu u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja da sadrže najmanje tri cevi 17a-17n, npr. najmanje pet cevi kao što je najmanje osam cevi (17a-17n) raspoređenih jedna pored druge, kao na primer u ravni P2 definisanoj slojem cevi 22.

[0127] Jedan ili više slojeva cevi 22, kao što je najmanje 30% ili 40%, ili čak najmanje 60% ili 70% slojeva cevi 22 snopa cevi 17 može da sadrži najmanje četiri putanje protoka kao što je najmanje šest ili osam putanja protoka, npr. najmanje dvanaest putanji protoka, kao što je najmanje osamnaest putanji protoka raspoređenih jedna pored druge u suštini u ravni P2 definisanoj odgovarajućim slojem cevi 22.

[0128] Ukupna dužina svake putanje protoka u odgovarajućem sloju cevi 22 može u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja da varira manje od 10%, kao što je manje od 5%, npr. manje od 2%, i/ili ukupna dužina svih putanja protoka u navedenom snopu cevi 17 može da varira manje od 10%, kao što je manje od 5%, npr. manje od 2%.

[0129] Uopšteno se podrazumeva da je raspored cevi kako je obelodanjeno u vezi sa jednim ili više otelotvorenja jedne ili više slika 1-6 može biti posebno pogodan za snop cevi u razmenjivaču toplote 10 za isparivačku jedinicu. Međutim, u daljim otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, raspored cevi se može koristiti za razmenjivač toplote 10 za bilo koju drugu pogodnu svrhu, na primer za supergrejač, dodatni grejač, ekonomajzer i/ili slično.

[0130] Slika 7 ilustruje šematski prikaz poprečnog preseka isparivačke jedinice 110 u skladu sa otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, koja sadrži dva razmenjivača toplote 10 i još jedan kontejner za paru 111 u tečnoj vezi sa razmenjivačima toplote 10 isparivačke jedinice 110. Kontejner za paru 111 je poželjno postavljen iznad razmenjivača toplote 10 i konfigurisan je da prima paru stvorenu u razmenjivačima toplote 10 pomoću razmene toplote između tečnosti 25 u cevima snopova cevi 17 i tečnosti kao što su voda i/ili para u šupljini 11a kontejnera 11, kroz zidove cevi od snopa cevi 17.

[0131] Isparivačka jedinica 110 sadrži ulaz 112 za vodu/paru 24, koji se vodi kroz jednu ili više cevi/dovodnih cevi 113 do razmenjivača toplote 110. Voda se zagreva pomoću snopa cevi 17 u odgovarajućem razmenjivaču toplote 10 unutar kontejnera 11 i stvorena para odatle ulazi u kontejner za paru 111 kroz uzlazni raspored/jednu ili više uzlaznih cevi 114 pružajući tečnu vezu za paru sa parnim bubnjem/kontejnerom za paru 111. Kontejner razmenjivača toplote 10 može biti povezan sa rezervoarom za paru 111 pomoću najmanje četiri, kao što je najmanje pet, npr. najmanje osam, kao što je najmanje dvanaest uzlaznih rasporeda 114, kao što su uzlazne cevi raspoređene duž dužine posude razmenjivača toplote 11. Obo pruža tečnu vezu između šupljine razmenjivača toplote 11a i unutrašnjosti rezervoara za paru 111.

[0132] Para u parnom bubnju/kontejneru 111, iz razmenjivača toplote 10, ulazi u otelotvorenja predmetnog pronalaska uređaja za odvajanje 115, kao što su jedan ili više ciklona i/ili chevrona za odvajanje kapi vode od pare. Voda odvojena od pare u ovom uređaju za odvajanje 115 napušta uređaj za odvajanje 115 kroz izlaz/odvod 115a i ponovo se vraća u kontejner za paru 111, i para u kontejneru za paru 111 napušta isparivačku jedinicu kroz izlaz za paru 116. Para može npr. odavde da uđe u supergrejač pre nego što se upotrebi u npr. turbini (nije ilustrovana na slici 7), ili drugi pogodan raspored konfigurisan da ili dalje uklanja vodu iz pare, ili da koristi paru iz izlaza 116.

[0133] Razmenjivači toplote 10 isparivačke jedinice 110 mogu u otelotvorenjima predmetnog pronalaska, kao što je ilustrovano na slikama 7, biti horizontalno raspoređeni tako da se uzdužni pravac razmenjivača toplote proteže suštinski horizontalno. Prikazana su dva razmenjivača toplote 10 za isparivačku jedinicu na slikama 7, ali to takođe mogu biti jedan ili više od dva u daljim otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja.

[0134] U drugim otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, (nije ilustrovano), isparivačka jedinica/uređaj 110 može da sadrži jedan ili više razmenjivača toplote 10 postavljenih vertikalno (tako da se uzdužni pravac posude 11 pruža vertikalno), i kontejner/bubanj za paru može biti postavljen iznad/na nivou iznad vertikalno postavljenih razmenjivača toplote, i povezan sa razmenjivačem toplote pomoću jedne ili više uzlaznih cevi 114 za paru koju generiše razmenjivač toplote.

[0135] Kao što se može videti na slikama 7, snop cevi 17 može da pruži snop koji ima suštinski pravougaoni poprečni presek, ali u daljim otelotvorenjima, snop cevi 17 može imati poprečni presek prilagođen obliku zida kontejnera, kao što je npr. ilustrovano na slikama 5. Takođe, pregradni rasporedi su izostavljeni na slikama 7, ali se u daljim otelotvorenjima mogu ugraditi u kontejner 11.

[0136] Slika 8 šematski ilustruje deo solarne elektrane 1 za proizvodnju električne energije za komunalnu mrežu prema otelotvorenjima predmetnog pronalaska. Solarna elektrana može biti konfigurisana da generiše npr. između 10MW i 1000MW električne energije, kao što je između 25MW i 800MW električne energije kao što je iznad 50 ili 100 MW u zavisnosti od propisanog kapaciteta solarne elektrane i/ili količine energije u sunčevoj svetlosti.

[0137] Solarna elektrana sadrži sistem grejanja koji se sastoji od više solarnih apsorbera 2 kontrolisanih da reflektuju sunčevu svetlost prema grejnoj jedinici 101 koja je postavljena da se zagreva od strane sunca, tako da solarni apsorberi 2 kompenzuju prividna kretanja sunca na nebu. Pozicioniranje solarnih apsorbera se obično kontroliše pomoću softverskog rešenja, koje kontroliše pogonski mehanizam 2a. Ilustrovan je samo jedan solarni apsorber kako bi se poboljšala jednostavnost slike 8, ali se podrazumeva da solarna elektrana može da sadrži npr. između 20 i 2000000 solarnih apsorbera, npr. između 100 i 350000 solarnih apsorbera i svi su usmereni da prenesu reflektujuću sunčevu svetlost ka jednoj ili više grejnih jedinica 101.

[0138] Sistem grejanja se sastoji od grejne jedinice 101 na slikama 8 koji sadrži posudu, koja sadrži tečnost kao što je istopljena so ili termalno ulje, koje se zagreva sunčevom svetlošću.

[0139] Grejna jedinica 101 sadrži izlaz 101a za cevni priključak 102 koji vodi termalno ulje ili istopljenu so 24 do supergrejača 120 i podgrejača 130, respektivno.

[0140] Uopšteno se smatra da u drugim otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, sistem grejanja može da sadrži rešenje solarnog apsorbera, koji se sastoji od više solarnih apsorbera i gde je svaki solarni apsorber raspoređen da zagreva (posredstvom sunčeve svetlosti) istopljenu so ili termalno ulje u cevi ili cevima koje prolaze između solarnih apsorbera. U daljim otelotvorenjima predmetnog pronalaska, sistem grejanja može da sadrži rešenje za grejanje Fresnel reflektora.

[0141] Sistem 1 sadrži:

• supergrejač 120,

• jedan ili više podgrejača 130, 131,

• ekonomajzer 150, i

• isparivačku jedinicu 110.

[0142] Jedan ili više od ovih (120, 130, 131, 150, 110) poželjno sadrže jedan ili više razmenjivača toplote 10 prema jednom ili više otelotvorenja opisanih iznad u vezi sa jednom ili više slika 1-7.

1

[0143] Termalno ulje ili istopljena so primljena od strane supergrejača 120 i podgrejača 130 grejne jedinice 101 mogu u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja imati temperaturu između 200°C i 750°C, kao što je između 300°C i 650° C.

SUPERGREJAČ

[0144] Supergrejač prima istopljenu so ili termalno ulje iz grejne jedinice 101 kroz ulaz 120b, i koristi istopljenu so ili termalno ulje za dalje zagrevanje pare primljene kroz ulaz za paru 120y iz isparivačke jedinice 110, pomoću razmenjivača toplote 10 supergrejača 120 pre nego što se dalje zagrejana/superzagrejana para dovede u parnu turbinu (nije ilustrovano na slici 1) kroz izlaz za paru 120x. Termalno ulje ili istopljena so koja napušta razmenjivač toplote 10 supergrejača 120 kroz izlaz 120a se dovodi u razmenjivače toplote 10 isparivačke jedinice 110.

[0145] Para koja izlazi iz supergrejača 120 do parne turbine kroz izlaz 120x može u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja biti pod pritiskom između 10 bara i 200 bara, kao što je između 25 bara i 180 bara, i ima temperaturu koja je viša od temperatura pare primljene iz isparivača, npr. na temperaturi između 150°C i 500°C, kao što je između 250°C i 450°C

PRVI PODGREJAČ

[0146] Sistem takođe sadrži sklop za ponovno zagrevanje koji se sastoji od prvog podgrejača 130 koji prima termalno ulje ili istopljenu so iz grejne jedinice 101 kroz ulaz 130b. Funkcionalnost podgrejača 130 je da ponovo zagreva paru preko razmenjivača toplote 10 podgrejača 130 pre nego što uđe u deo niskog pritiska parne turbine.

[0147] Istopljena so ili termalno ulje napušta prvi podgrejač 130 kroz izlaz 130a i dovodi se do ulaza 110b razmenjivača toplote 10 isparivačke jedinice 110.

[0148] Para koja napušta prvi grejač pre nego što ponovo uđe u turbinu na delu niskog pritiska (pogledati sliku 1a) može, u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, biti pod pritiskom od 10-50 bara i na temperaturi između 150 °C i 750°C, kao što je između 350°C i 650°C.

ISPARIVAČKA JEDINICA

[0149] Isparivačka jedinica 110 je postavljena da prima zagrejanu vodu i/ili paru kroz ulaz 120y.

[0150] Zagrejana voda i/ili para se zagrevaju u jednom ili više razmenjivača toplote 10 isparivačke jedinice 110 kako bi pružili fazni prelaz vode u paru, i ova para napušta isparivačku jedinicu kroz izlaz za paru 110x i navodi se do ulaza 120y supergrejača 120.

[0151] Otelotvorenja isparivačke jedinice 110 su detaljnije opisane kasnije, npr. u u vezi sa slikom 7.

[0152] Istopljena so ili termalno ulje napuštaju jedan ili više razmenjivača toplote 10 isparivačke jedinice 110 kroz izlaz 110a, i navode se sistemom cevi do razmenjivača toplote 10 ekonomajzera 150 i drugog podgrejača 131, respektivno.

[0153] Istopljena so ili termalno ulje 24 koji ulaze u isparivačku jedinicu 110 mogu u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja biti na/imati temperaturu između 250°C i 550°C, kao što je između 350°C i 500°C.

[0154] Para koja izlazi iz isparivačke jedinice 110 kroz izlaz za paru 110x do supergrejača može u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja imati temperaturu između 180°C i 400°C, kao što je između 250°C i 350°C, poželjno pod pritiskom između 12 bara i 200 bara, kao što je između 25 bara i 180 bara. DRUGI PODGREJAČ

[0155] Drugi podgrejač 131 prima ovu istopljenu so ili termalno ulje iz isparivačke jedinice 110 na ulazu 131b i koristi se u razmenjivaču toplote 10 drugog podgrejača za zagrevanje pare primljene iz parne turbine kroz ulaz 131i pre nego što je navodi kroz izlaz 131x do ulaza 130y prvog podgrejača 130, gde se para dalje zagreva istopljenom soli ili termalnim uljem 24 primljenim iz grejne jedinice 101, pre nego što ponovo uđe u parnu turbinu 140 od izlaza 130x npr. u otelotvorenjima predmetnog pronalaska, na pritisku između 15 bara i 50 bara, kao što je između 20 bara i 30 bara, i sa temperaturom između 250°C i 750°C, kao što je između 300°C i 500°C.

[0156] Para iz izlaza 131x drugog podgrejača 131 može u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja biti pod pritiskom između 10 bara i 35 bara, kao što je između 16 bara i 30 bara, i imati temperaturu nižu nego na izlazu 130x prvog podgrejača 130, npr. kao što je temperatura između 250°C i 450°C, kao što je između 280°C i 400°C.

[0157] Tečnost za prenos toplote, kao što su istopljena so ili termalno ulje 24, napušta razmenjivač toplote 10 drugog podgrejača 131 na izlazu 131a i vraća se na ulaz 101b grejne jedinice 101 kako bi se zagrejala sunčevom svetlošću.

EKONOMAJZER

[0158] Ekonomajzer 150 prima istopljenu so ili termalno ulje na ulazu 150b iz izlaza 110a razmenjivača toplote 10 isparivačke jedinice 110. Ova istopljena so ili termalno ulje se koriste za zagrevanje vode i/ili pare primljene kroz ulaz 150y iz parne turbine, pre nego što ova voda i/ili para napuste razmenjivač toplote 10 ekonomajzera 150 kroz izlaz 150x i dovedu se do ulaza 110y isparivačke jedinice 110 kako bi se isparile kao što je objašnjeno iznad.

[0159] Voda/para koji ulaze u ekonomajzer 150 mogu u otelotvorenjima predmetnog pronalaska imati temperaturu od npr. između 180°C i 350°C, kao što je između 200°C i 300°C, i biti pod pritiskom između 12 bara i 200 bara, kao što je oko 16-185 bara. Kada tečnost za prenos toplote, istopljena so ili termalno ulje 24 napuste razmenjivač toplote 10 ekonomajzera 150 na izlazu 150a, vraćaju se na ulaz 101b grejne jedinice 101 kako bi se zagrejali sunčevom svetlošću.

[0160] Slika 8a šematski ilustruje primere otelotvorenja predmetnog obelodanjenja koji se odnose na rad parne turbine 140, koja se pokreće parom stvorenom pomoću npr. jednog ili više razmenjivača toplote 10, kao što su jedan ili više razmenjivača toplote 10 od sistema sa slike 8. Kolo za istopljenu so ili termalno ulje nije ilustrovano na slikama 8a u cilju poboljšanja jednostavnosti crteža.

[0161] Raspored parne turbine je povezan sa generatorom G koji je konfigurisan da generiše i isporučuje električnu energiju EP u komunalnu mrežu UG. Generator pare 140 može npr. da primi paru iz supergrejača 120 (pogledati sliku 8) kroz ulazni raspored 140y1 do dela visokog pritiska 141 sistema parne turbine 140.

[0162] Pritisak i temperatura pare su smanjeni u sistemu parne turbine 140 na delu pod visokim pritiskom 141. Na primer, u otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja, deo visokog pritiska 141 može da smanji paru od pritiska, npr. između 95 bara i 130 bara, kao što je između 100 bara i 115 bara na temperaturi između 300°C i 450°C, kao što je između 350°C i 400°C, i do pritiska od npr.15 bara do 25 bara kao što je između 18-22 bara na temperaturi između 150°C i 250°C, kao što je između 190°C i 220°C.

[0163] Para zatim ulazi u drugi grejač 130 sa izlaza 140x1, i zatim u prvi grejač 130, pre nego što se ponovo uvede kroz ulaz 140y2a u deo niskog pritiska 142 sistema parne turbine 140, da pruži dalju energiju za parnu turbina.

[0164] Zatim para napušta deo niskog pritiska kroz izlaz 140x2 i ulazi u kondenzacionu jedinicu, koja kondenzuje paru, i voda iz kondenzacione jedinice 160 zatim ulazi u pumpu 170 koja vodu stavlja pod pritisak pre nego što voda ponovo uđe u ekonomajzer 150.

[0165] Uopšteno se podrazumeva da para može da se kondenzuje pomoću kondenzacione jedinice i da bude voda u tečnom stanju iz barem kondenzatora, preko ekonomajzera i do isparivača. Iz isparivača, tečnost za pogon parne turbine može biti u obliku pare, kroz supergrejač, parnu turbinu i podgrejače.

[0166] Uopšteno se podrazumeva da je jedan ili više razmenjivača toplote 10 sistema 1 obelodanjeni u vezi sa slikama 8 i 8a mogu biti razmenjivači toplote 10 prema različitim otelotvorenjima predmetnog obelodanjenja opisanih u vezi sa jednom ili više slika 1-7.

[0167] Uopšteno se podrazumeva da raspored cevi unutar različitih sistema razmenjivača toplote 110, 120, 130, 101, 150 solarne elektrane 1 može biti različit u različitim razmenjivačima toplote. Na primer, raspored cevi snopa cevi kao što je otkriveno u vezi sa jednom ili više slika 1-7 može se koristiti za isparivačku jedinicu 110. Međutim, drugačiji drugi raspored cevi snopa cevi 17 može biti pogodniji za druge razmenjivače toplote 10 koji se koriste u supergrejaču, dodatnom grejaču i/ili ekonomajzeru. Takav drugi raspored cevi može npr. obuhvatiti snop cevi sa slojevima cevi, ali gde su cevi snopa cevi raspoređene jedna pored druge i prostiru se zajedno između konektora cevi na vijugavi način pružajući mnoštvo vrhova na cevima između konektora cevi, i tako da su vrhovi cevi snopa cevi raspoređeni tako da se protežu u udubljenja pružena jednim ili više vrhova na drugim cevima snopa cevi. Ovi vrhovi u drugom rasporedu mogu da se protežu u pravcu poprečnom u odnosu na uzdužni pravac kontejnera.

[0168] Slika 9 šematski ilustruje deo snopa cevi 17 u razmenjivaču toplote prema otelotvorenjima

1

predmetnog obelodanjenja. U jednom ili više otelotvorenja predmetnog obelodanjenja, horizontalni korak HPI (pogledati između dve susedne cevi 17a, 17b u istom sloju cevi 22 može biti iznad 1,1 × D, kao što je iznad 1,2 × D, gde je D spoljni prečnik cevi. Na primer, ovaj horizontalni nagib HPI može biti između 1,2 i 4 puta veći od prečnika cevi. U jednom ili više otelotvorenja predmetnog obelodanjenja, HPI korak u svakom od slojeva 22 između susedni cevi ne može biti veći od 3.5 × D, kao što je ne veći od 3 × D. Kao što se takođe može videti sa slike 9, cevi dva susedna sloja raspoređene jedna pored druge (iznad/ispod) mogu biti raspoređene u poretku.

[0169] Uopšteno, treba razumeti da iako se gore navedeno rešenje za razmenjivač toplote opisano u vezi sa slikama 1-7 može koristiti u sistemima razmenjivača toplote kao što su koncentrisane solarne elektrane kao npr. one opisane u vezi sa jednim ili više otelotvorenja na slikama 8-8a, može se koristiti i u drugim vrstama industrijskih aplikacija. Na primer, tečnost za prenos toplote može se zagrejati preko viška energije, kao što su višak toplote ili višak električne energije, može se zagrevati pomoću energije koju pružaju druge vrste obnovljivih izvora energije kao što su energija vetra, energija talasa, hidroenergija (gde se npr. voda nalazi na uzdignutom položaju ili prirodno teče zbog gravitacije i navodi se da teče kroz turbinu kada postoji želja za električnom energijom), može se zagrevati pomoću biomase ili bilo koje druge odgovarajuće vrste izvora energije..

[0170] Šta više, podrazumeva se da sistem u kome treba da se koristi razmenjivač toplote ne mora nužno da generiše električnu energiju pomoću turbine kao što je opisano u vezi sa slikom 8a. Takođe se može koristiti za druge industrijske primene procesa grejanja kao što je u proizvodnim fabrikama/objektima kojima je potrebno grejanje u industrijskom obimu, na primer za preradu hrane ili za bilo koju drugu vrstu grejanja, može se koristiti u sistemima grejanja za veće objekte staklenika gde se grejanje pomoću sistema grejanja koristi mimo grejanja koje pruža sunce kroz prozorska stakla staklenika, može se koristiti u sistemima daljinskog grejanja za proizvodnju toplote koja će se distribuirati u sistemu daljinskog grejanja domaćinstvima i/ili preduzećima i/ili slično. Izlaz iz razmenjivača toplote, kao što je para, može se u otelotvorenjima predmetnog pronalaska takođe koristiti za stvaranje kombinacije toplote koja se koristi u primenama industrijskog grejanja i električne energije.

[0171] Naravno da se razume da u zavisnosti od primene razmenjivača toplote, gore navedeni primeri pritiska u kontejneru razmenjivača toplote i/ili temperature prve i/ili druge tečnosti 24, 25 mogu varirati i biti prilagođeni relevantnoj upotrebi i sistemu u kom se ugrađuje razmenjivač toplote 10.

[0172] Uopšteno, treba razumeti da predmetno obelodanjenje nije ograničeno na konkretne primere opisane iznad, već može biti prilagođeno u mnoštvu varijanti u okviru priloženih zahteva.

[0173] Shodno tome, na primer, jedno ili više od gore opisanih i/ili ilustrovanih otelotvorenja mogu se kombinovati kako bi se pružila dalja otelotvorenja predmetnog obelodanjenja.

1

Claims (28)

Patentni zahtevi

1. Razmenjivač toplote (10) koji pruža razmenu toplote između tečnosti (24, 25), gde navedeni razmenjivač toplote (10) sadrži

- kontejner (11) konfigurisan za smeštaj prve tečnosti (24)

- prvi konektor cevi (13) i drugi konektor cevi (14), gde svaki konektor cevi (13, 14) sadrži šupljinu (15), gde svaki od prvog i drugog konektora cevi (13, 14) sadrži mnoštvo tačaka povezivanja cevi (16) raspoređenih na konektorima cevi (13, 14), i

- snop cevi (17) raspoređen unutar navedenog kontejnera (11) i koji se proteže između prvog i drugog konektora cevi (13, 14), gde su cevi (17a-17n) snopa cevi (17) konfigurisane da navode drugu tečnost (25),

gde je navedeni snop cevi (17) u kontejneru (11) povezan sa prvim i drugim konektorima cevi (13, 14) na tačkama povezivanja cevi (16) tako da je unutrašnjost cevi (17a-17n) snopa cevi (17) u tečnoj vezi sa šupljinama (15) prvog i drugog konektora cevi (13, 14) i na taj način pruža putanje protoka konfigurisane da navode navedenu drugu tečnost (25) između prvog i drugog konektora cevi (13, 14),

gde je navedeni razmenjivač toplote (10) konfigurisan da pruži prenos toplote između prve tečnosti (24) i druge tečnosti (25) kroz zidove cevi (17a-17n) snopa cevi (17),

gde su navedene cevi snopa cevi (17) raspoređene u slojevima (22) cevi (17a-17n),

gde od mnoštva cevi (17a-17n) svakog od navedenih slojeva (22) cevi svaka sadrži dve krivine (B1, B2), gde je svaka od navedenih krivina (B1, B2) pružena između dva dela putanje protoka (S1, S2, S3) odgovarajuće cevi (17a-17n) koje se protežu u uzdužnom pravcu navedenog kontejnera (11), tako da dotična cev pruža tri suštinski paralelna dela putanja protoka (S1, S2, S3), gde je prva (B1) od navedenih krivina (B1, B2) pružena između dužeg dela putanje (S1) i prvog od navedenih kraćih delova putanje (S2), i

gde svaki od navedenih slojeva cevi (17a-17n) sadrži dve podgrupe cevi (SG1, SG2), naznačen time da je dužina (L1) dužeg (S1) od navedenih delova putanje navedene cevi najmanje 1,7 puta veća od dužine (L2) druga dva kraća dela putanje (S2, S3) navedene cevi,

da je druga (B2) od navedenih krivina pružena između navedenog prvog, kraćeg dela putanje protoka (S2) i drugog kraćeg dela putanje protoka (S3),

da je duži (S1) od navedenih delova putanje protoka jedne od navedenih podgrupa (SG1, SG2) povezan sa prvim od navedenih konektora cevi (13, 14), i gde je duži (S1) od navedenih delova putanje protoka u drugoj od navedenih podgrupa (SG1, SG2) povezan sa drugim od navedenih konektora cevi (13, 14), i

da je krivina (B2) između dva kraća dela putanje (S2, S3) odgovarajućih cevi u jednoj od navedenih podgrupa cevi (SG1) u sloju cevi (22) postavljena suštinski suprotno od krivina (B2) koje se protežu između dva kraća dela putanje (S2, S3) cevi u drugoj podgrupi cevi (SG2) istog sloja cevi (22).

2. Razmenjivač toplote (10) prema patentnom zahtevu 1, gde se deo navedenog dužeg dela putanje (S1) odgovarajuće cevi (17a-17n) pruža u uzdužnom pravcu kontejnera (11) pored dela kraćih delova putanje protoka (S2, S3) odgovarajuće cevi (17a-17n).

3. Razmenjivač toplote (10) prema patentnom zahtevu 1 ili 2, gde se navedeni duži delovi putanje (S1) odgovarajuće cevi (17a-17n) protežu u uzdužnom pravcu kontejnera (11) pored i paralelno sa kraćim protokom delova putanje (S2, S3) i prve i druge podgrupe (SG1, SG2).

4. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom patentnom zahtevu od 1 do 3, gde su navedeni kraći delovi putanje protoka (S2, S3) navedene prve i druge podgrupe (SG1, SG2) raspoređeni između i paralelno sa dužim delovima putanje protoka (S1) prve i druge podgrupe (SG1, SG2).

5. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde od mnoštva navedenih slojeva (22) cevi (17a-17n) svaka sadrži dve podgrupe cevi (SG1, SG2), i gde su navedena dva kraća dela putanje protoka (S2, S3) odgovarajućih cevi u jednoj od navedenih podgrupa cevi (SG1) u sloju cevi (22) raspoređena u suštini u nastavku kraćih delova putanje (S2, S3) cevi u drugoj podgrupi cevi (SG2) istog sloja cevi (22).

6. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde svaka podgrupa cevi (SG1, SG2) sadrži mnoštvo cevi raspoređenih jedna pored druge tako da se vrhovi jedne ili više navedenih cevi na navedenim prvim i drugim krivinama (B 1, B2) odgovarajuće podgrupe (SG1, SG2) protežu u korita navedene prve i druge krivine (B 1, B2) jedne ili više drugih cevi iste podgrupe.

7. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde su broj putanja protoka u prvoj podgrupi (SG1) i broj putanja protoka u drugoj podgrupi (SG2) jednaki i/ili isti.

8. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde jedna ili više navedenih podgrupa (SG1, SG2) sadrži najmanje dve (17a-17n), npr. tri cevi, npr. najmanje četiri cevi, npr. najmanje šest cevi, npr. najmanje osam cevi (17a-17n) raspoređenih jedna pored druge, npr. u ravni (P2) definisanoj navedenim slojem cevi (22).

9. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde je broj dužih (S1) delova putanje protoka i broj kraćih (S2) delova putanje protoka u svakom sloju cevi (22), računato u poprečnom preseku ravni (P1) normalne na uzdužni pravac kontejnera koja se proteže kroz sloj cevi, isti.

10. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde cevi svake od navedenih podgrupa (SG1, SG2) pružaju širi deo podgrupe (SGb) i uži deo podgrupe (SGn), čime se pruža prostor (7) pored navedenog užeg dela podgrupe (SGn), i

gde se širi deo podgrupe (SGb) jedne od podgrupa (SG1, SG2) proteže u navedeni prostor (7) pored užeg dela podgrupe (SGn) druge podgrupe.

11. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde jedan ili više navedenih slojeva cevi (22) obuhvata najmanje četiri putanje protoka, npr. najmanje osam putanja protoka, npr. najmanje dvanaest putanja protoka, npr. najmanje osamnaest putanja protoka raspoređenih jedna pored druge, npr. suštinski u ravni (P2) definisanoj slojem cevi (22).

12. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde dužina navedenih putanja protoka u odgovarajućem sloju cevi (22) varira manje od 10%, npr. manje od 5%, npr. manje od 2% i/ili gde dužina navedenih putanja protoka u navedenom snopu cevi varira manje od 10%, npr. manje od 5%, npr. manje od 2%.

13. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde je jedna od navedene prve i druge tečnosti (24, 25) istopljena so ili termalno ulje, i/ili gde je druga od navedene prve i druge tečnosti (24, 25) voda i/ili para.

14. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde je navedeni razmenjivač toplote (10) deo isparivača (110) i konfigurisan je da generiše paru iz prve od navedenih tečnosti (24, 25) u navedenoj šupljini (11a) kontejnera pružanjem faznog prelaza ove tečnosti pomoću druge od navedenih tečnosti (24, 25) unutar cevi (17a-17n) navedenog snopa cevi (17).

15. Razmenjivač toplote (10) prema patentnom zahtevu 14, gde navedena isparivačka jedinica (110) sadrži jedan ili više navedenih razmenjivača toplote (10) i još jedan kontejner za paru (111).

16. Razmenjivač toplote (10) prema patentnom zahtevu 15, gde navedena isparivačka jedinica (110) sadrži ulaz (112) za tečnost kao što je voda,

gde isparivačka jedinica (110) sadrži uzlazni raspored (114), kao što je mnoštvo uzlaznih cevi, konfigurisan tako da se tečnost dovedena u isparivačku jedinicu i isparena u jednom ili više razmenjivača toplote (10) isparivačke jedinice (110) cirkuliše do kontejnera za paru (111) kroz navedeni uzlazni raspored (114), i gde kontejner za paru (111) sadrži otvor za paru (116) za navedenu isparenu paru.

17. Razmenjivač toplote (10) prema patentnom zahtevu 16, gde kontejner za paru (111) sadrži uređaj za odvajanje (115) za odvajanje tečnosti od navedene pare primljene iz jednog ili više izmenjivača toplote (10) isparivačke jedinice (110) prene nego što para uđe u izlaz (116).

18. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom patentnom zahtevu 15-27, gde je kontejner za paru (111) u tečnoj vezi (113) sa jednim ili više razmenjivača toplote (10) isparivačke jedinice (110) tako da snabdeva vodu do razmenjivača toplote (10).

1

19. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde su navedeni slojevi (22) cevi (17a-17n) različite širine u pravcu poprečnom na uzdužni smer (LD) kontejnera (11) i gde slojevi (22) manje širine sadrže manje cevi (17a-17n) od slojeva (22) veće širine, tako da je širina slojeva (22) cevi (17a-17n) prilagođena obliku poprečnog preseka kontejnera (11).

20. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde su navedena tri suštinski paralelna dela putanje protoka (S1, S2, S3) pravi, delovi putanje protoka raspoređeni jedan pored drugog u istom sloju (22) cevi (17a-17n),

21. Razmenjivač toplote (10) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde su navedeni konektori cevi (13, 14) konektori cevi cevastog oblika koji se protežu u šupljinu (11a) kontejnera (11), na primer u pravcu koji je u suštini normalan na uzdužni pravac kontejnera (11).

22. Upotreba jednog ili više razmenjivača toplote (10) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva u isparivačkoj jedinici (110), gde navedena isparivačka jedinica (110) sadrži

- jedan ili više navedenih razmenjivača toplote (10) i još jedan kontejner za paru (111),

- ulaz (112) za tečnost kao što je voda,

- uzlazni raspored (114) konfigurisan tako da je para dovedena u isparivačku jedinicu i isparena u jednom ili više navedenih razmenjivača toplote (10) isparivačke jedinice (110) konfigurisana da cirkuliše do kontejnera za paru (111), i

- izlaz za paru (116) za navedenu isparenu paru.

23. Solarna elektrana (10) koja sadrži jedan ili više razmenjivača toplote (10) prema bilo kom patentnom zahtevu od 1 do 21.

24. Solarna elektrana prema patentnom zahtevu 23, gde su navedeni jedan ili više razmenjivača toplote (10) raspoređeni u isparivačkoj jedinici (110) navedene solarne elektrane (10).

25. Solarna elektrana prema bilo kom patentnom zahtevu 23-24, gde su navedeni jedan ili više razmenjivača toplote (10) konfigurisani da pruže supergrejač, podgrejač i/ili ekonomajzer navedene solarne elektrane.

26. Isparivačka jedinica za proizvodnju pare, gde navedena isparivačka jedinica sadrži jedan ili više razmenjivača toplote prema bilo kom patentnom zahtevu od 1-21, i

kontejner za paru (111),

gde isparivačka jedinica (110) sadrži uzlazni raspored (114), kao što je više uzlaznih cevi, konfigurisan tako da se tečnost dovedena u isparivačku jedinicu i isparena u jednom ili više razmenjivača toplote (10) cirkuliše do navedenog kontejnera za paru (111) isparivačke jedinice kroz navedeni uzlazni raspored (114), i gde kontejner za paru (111) sadrži otvor za paru (116) za navedenu paru.

27. Upotreba razmenjivača toplote (10) prema bilo kom patentnom zahtevu 1-21 za pružanje industrijske toplote i/ili električne energije u sistemu, kao što je solarna elektrana.

28. Sistem, kao što je solarna elektrana, koji sadrži jedan ili više razmenjivača toplote prema bilo kom patentnom zahtevu 1-21.

1