[發明專利]換熱器組件及設備在換熱器中的使用

有效

• 申請號: 201280007694.0
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN103339459A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: T.阿斯克;R.布羅德
• 申請（專利權）人: 阿爾法拉瓦爾股份有限公司
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的換熱器組件，并且涉及用于緩沖(damping)換熱器中的壓力脈沖的壓力脈沖緩沖設備的使用。

背景技術

用于至少在第一換熱流體與第二換熱流體之間換熱的換熱器在許多不同類型的應用和過程中使用，舉例來說，如離岸石油平臺、蒸汽冷凝系統和化肥廠。換熱器可用于許多不同的目的，諸如，例如冷卻和加熱流體、冷凝氣體和蒸發液體。

在一些應用中，壓力脈沖可存在于換熱流體中。例如，如果一種換熱流體為氣體的氣泡(slug)可存在于其中的液體，則壓力脈沖可發生于應用中。例如，含有油、水和化石氣體的離岸石油平臺含水原油從鉆井開采。含水原油在換熱器中加熱來用于進一步處理。化石氣體形成含水原油所流過的導管中的氣泡。到達換熱器的氣體的氣泡后面是液體(即，油和水)，液體將以高速進入換熱器中，且引起可破壞換熱器的急劇壓力脈沖。傳熱元件可受到破壞，墊圈可被吹掉。含有氣體的換熱流體的不同示例為在接近于冷凝物/液體的沸點的溫度下的冷凝物或其它液體。當此類冷凝物/液體以高速流過導管時，冷凝物/液體中的壓力可減小，從而引起冷凝物/液體沸騰，且因此形成氣體。在此類導管的端部處的換熱器將出于與上文關于離岸石油鉆探所述相同的原因經歷壓力脈沖，但還由于氣體在導管中膨脹來將氣體前方的冷凝物/液體以較高速度推入換熱器中。再次，換熱器可由此類壓力脈沖破壞。

JP?55014468提出了使用連接到在冷凝器的入口側處的導管上的安全閥或破裂片。當壓力脈沖出現時，安全閥或破裂片斷開在冷凝器的入口側處的導管與在冷凝器的出口側處的導管之間的連接。

JP?52120445提出了在冷凝器的入口側與出口側之間的旁通導管。閥布置在旁通導管中。

盡管在上文提到的兩個布置中冷凝器可免受壓力脈沖，但壓力脈沖未受緩沖，且冷凝器下游的設備可由壓力脈沖破壞。

JP?06-313566公開了布置在家用暖水系統中用于防止水力沖擊的空氣分離器。空氣分離器包括形成室的主要部分，室具有通向室的水入口和從室引出的出口。空氣層形成在室的內側，且通氣閥布置成用于從室放出空氣。空氣分離器布置在從水加熱器引向散熱器或水龍頭的輸出導管中，且因此依靠流過室的水，以便吸收水力沖擊。

發明內容

本發明的一個目的在于減少或消除到達換熱器的壓力脈沖。?

根據本發明的一個方面，該目的通過一種換熱器組件實現，該組件包括用于至少在第一換熱流體與第二換熱流體之間的換熱的換熱器。換熱器包括換熱器內側的將用于第一換熱流體的第一流體通路與用于第二換熱流體的第二流體通路界定開的至少一個傳熱元件。換熱器還包括布置在換熱器的外部結構的第一側部分處的用于第一換熱流體的直通連接件。組件包括壓力脈沖緩沖設備，該設備包括彈性元件和引向彈性元件的第一導管。第一導管包括第一開口，第一開口連接到換熱器的直通連接件上，使得第一導管與第一流體通路流體連接。彈性元件僅經由第一開口與第一流體通路流體連通。

由于壓力脈沖緩沖設備連接到換熱器上使得第一導管形成在彈性元件處的死端，故在使用中，第一換熱流體中的壓力脈沖將引起彈性元件受壓縮，且因此緩沖壓力脈沖。結果，實現了上文提到的目的，且因此可延長換熱器的壽命時間，且/或可減少換熱器的停機時間和操作成本。

在換熱器中，第一換熱流體和第二換熱流體經由至少一個傳熱元件與彼此換熱連通。壓力脈沖緩沖設備除第一開口之外沒有第一換熱流體可經由其進入和離開壓力脈沖緩沖設備的其它連接件。壓力脈沖緩沖設備不必需要消除壓力脈沖。更重要的是，壓力脈沖緩沖設備減小了壓力脈沖的幅值，使得較低幅值的壓力脈沖將在較長時間內影響換熱器，而代替了短壓力脈動。此類壓力脈沖可更容易由換熱器承受。可單獨地提供換熱器和壓力脈沖緩沖設備。

根據實施例，壓力脈沖緩沖設備的第一導管可在與第二側部分相對的第一側部分處連接到直通連接件上，第二側部分包括用于至換熱器的第一換熱流體的入口。以此方式，壓力脈沖緩沖設備可布置在適當的位置上，以緩沖進入換熱器中的壓力脈沖，或形成在換熱器和/或壓力脈沖緩沖設備內側的壓力脈沖。因此，由于用于壓力脈沖的第一沖擊點可在與用于第一換熱流體的入口相對的側部分處，故壓力脈沖緩沖設備可布置在換熱器上的適當位置上，以用于緩沖壓力脈沖。

根據實施例，換熱器可包括從用于第一換熱流體的入口至直通連接件的直流體通路。以此方式，第一換熱流體中的壓力脈沖將大致無阻礙地到達壓力脈沖緩沖設備，且壓力脈沖的沖擊點可主要在壓力脈沖緩沖設備中。