[發明專利]板翅式熱交換器組件

有效

• 申請號: 201880099006.5
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN112969896B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 曹建偉;E·戴;S·拉扎里尼
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 牛曉玲;吳鵬

1.一種低溫空氣分離單元，包括高壓塔、低壓塔、用于低溫空氣分離單元的板翅式熱交換器組件(S)，所述板翅式熱交換器組件包括熱交換器，所述熱交換器具有至少兩個低溫液體入口(B、C)、至少兩個低溫液體出口(B、C)、在所述熱交換器的第一端處的至少一個富氮流入口(D)和在所述熱交換器的第二端處的至少一個富氮流出口，所述熱交換器構造成在所述至少一個富氮流入口處接收所述空氣分離單元的至少一個富氮流(WN、LPGAN)，并且在所述至少兩個低溫液體入口處接收分開的至少兩個低溫液體(LOX、LIN、LR)的流；所述熱交換器構造成接收空氣分離單元的至少一個低溫液體的第一流，并且將所述至少一個低溫液體的所述第一流以錯流取向從第一低溫液體入口引導到第一低溫液體出口；所述熱交換器構造成接收空氣分離單元的至少一個低溫液體的第二流，并且將所述至少一個低溫液體的所述第二流從第二低溫液體入口引導到第二低溫液體出口；所述熱交換器還構造成接收所述至少一個富氮流的一部分流，并且在第一熱交換部段中將所述至少一個富氮流的一部分流沿著第一方向從所述至少一個富氮流入口引導到所述至少一個富氮流出口，以使所述至少一個低溫液體的所述第一流和所述至少一個低溫液體的所述第二流過冷，其中，所述第一方向大體上正交于所述至少一個低溫液體的所述第一流，并且優選地正交于所述至少一個低溫液體的所述第二流，其中，低溫液體中的第一個的入口比低溫液體中的第二個的出口更靠近第一端，

其中，低溫液體中的第一個(LOX)的出口和入口(C)比所述熱交換器的任何其它低溫液體入口和任何其它低溫液體出口(A、B)更靠近所述第一端，所述熱交換器組件連接至所述低壓塔，使得所述至少一個低溫液體的所述第一流包括來自低壓塔的液氧(LOX)流，并且所述熱交換器組件連接至所述高壓塔，使得所述至少一個低溫液體的所述第二流包括來自高壓塔的底部液體(LR)流或來自所述高壓塔的富氮液體(LL)流或液化空氣(AL)流或液化氮(LIN)流。

2.根據權利要求1所述的低溫空氣分離單元，其中，所述熱交換器包括第三低溫液體入口、第三低溫出口，第一熱交換器構造成接收空氣分離單元的至少一個低溫液體的第三流，并且將所述至少一個低溫液體的所述第三流從第三低溫液體入口引導到第三低溫液體出口，其中，低溫液體中的第一個的入口比低溫液體中的第三個的出口更靠近第一端。

3.根據權利要求2所述的低溫空氣分離單元，其中，第二或第三低溫液體入口比任何其它低溫液體入口或出口更靠近第二端。

4.根據前述權利要求中任一項所述的低溫空氣分離單元，其中，至少一個富氮流沿著所述第一方向的流動是向上或向下取向的流動。

5.根據前述權利要求中任一項所述的低溫空氣分離單元，其中，所述低溫液體入口豎直布置在相應的低溫液體出口下方，使得如果所述至少富氮流是向下取向的流動，則低溫液體的總體流動處于向上的流動取向。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的低溫空氣分離單元，其中，如果所述富氮流處于向上方向，則所述低溫液體入口在相應的液體出口上方。

7.一種用于在熱交換器(S)中冷卻和加熱來自根據前述權利要求中任一項所述的低溫空氣分離單元的流的方法，其中，至少一種從包括廢氮流、產品氮流或來自塔系統的其它富氮返回流的組中選擇的至少一個富氮流(WN、LPGAN)通過從富氮流體入口經過所述熱交換器流到富氮流體出口而被加熱，液氧流(LOX)通過從第一低溫液體入口流到第一低溫液體出口而被冷卻，并且另一低溫流通過從第二低溫液體入口流到第二低溫液體出口而被冷卻，使得所述液氧流僅在所述熱交換器的靠近第一端的區域中被冷卻，并且其它低溫流僅在所述熱交換器的靠近第一端的區域之外被冷卻。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述液氧流(LOX)被冷卻至比進入所述富氮流入口的所述至少一種富氮流(WN、LPGAN)的溫度高至多15℃的溫度。

9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述液氧流(LOX)被冷卻至比進入所述富氮流入口的所述至少一種富氮流(WN、LPGAN)的溫度高至多10℃的溫度。