专利名称：包括上下叠置地设置的物质或热交换器区域如管束的物质或热交换器塔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种物质或热交换器塔，其包括至少两个上下叠置地设置的物质或热交换器区域、尤其是管束；以及包括一个用于将介质供入到塔中的入口或一个将介质从塔中导出的出口或者一个检査孔。此外，本发明还涉及管束式热交换器在用于液化含碳氢化合物的流如天然气的方法中的应用。
背景技术：
在图1和3中示出上述类型的管束式热交换器，其应用在用于液化含碳氢化合物的流、如天然气流的方法中。图1示出管束式热交换器的示意的总体视图。在图3中示出管束式热交换器的一个在图1中以虚线包围的局部的详细视图。
管束式热交换器包括一个第一管束，该第一管束具有多个以多层巻绕
在一个第一芯管3上的管。管束2具有外径dl。这些管以多个组、在此为三个组4、 5和6在该管束2的端部上汇合。因此，涉及的是三流式管束。因此存在如下可能性，即三个馏分彼此分开地通过管束2引导。
在空间上在第一管束2上方与第一管束2隔开距离地同轴心地设置一个第二管束8。第二管束同样包括多个以多层巻绕在第二芯管9上的管。这些管在管束8的端部上以两个组7和12组合，使得两个馏分通过二流式管束8引导。第二管束8的外径d2比第一管束2的外径dl小。
两个管束2和8由一个共同的外壳10包围，该外壳限定了一个围绕两个管束2和8的管的外腔11。外壳10包括一个包围第一管束2的第一外壳件13和一个包围第二管束8的第二外壳件14。第二外壳件14具有比第一外壳件13的内径D1小的适配于较小的管束8的内径D2。在制造管束式热交换器时首先制造两个分开的装置，其中一个装置包括第一管束2和第一外壳件13，另一个装置包括第二管束8和第二外壳件14。这些外壳件13和14相互焊接。这些外壳件通常又由多个彼此焊接的外壳件组成。
如图3可见，第二管束8的下面的管端部轴向朝外壳10定向并且插入
5到设置在外壳件14上的管板16和17中并且与之焊接。在管板16和17上焊接罩18、 19，使得从罩18、 19出发分别将一个介质分配到管组7、 12的管上或者使流入到每个管组7、 12的管中的介质可以在这些罩18、 19之一中汇集。管板16和17位于管束式热交换器的相同高度上。
第一管束2的上面的管端部同样轴向朝外壳IO定向并且插入到设置在外壳件13上的管板中，其中，仅示出了总共三个管板(因为有三个管组4、5和6)中的两个管板21和22。在管板21、 22上设置罩23和24。第三管板和第三罩在图中不可见。但是第三管板与两个所示的管板21和22位于相同的高度上。
如由图1可见，第一管束2的管组6的管与第二管束8的管组12的管处于直接的流动连接。管组5的管与管组7的管处于直接的流动连接。所述流动连接分别通过在图3中所示的罩19与24之间和罩18和23之间的管道建立。
具有一个管束的管束式热交换器的制造在文章W. R3rg等人的"Einneuer LNG Baseload Prozess und die Herstellung der Hauptw&metauscher,Linde-Berichte aus Technik und Wissenschaft" , No. 78(1999)，第3-11页详细说明。
另外，如图3所示，在外壳件13上设置一个入口 26、例如一个具有入口孔25的接管26。入口 26位于管束式热交换器的在下面的管板21、 22与上面的管板16、 17之间的高度上。如图1所示，第一管束2的管组4的管与入口26处于直接的流动连接。通过入口 26可以将介质供入到外腔11中。在一种已知的用于液化天然气的方法中，它涉及一种在第一管束2的管中被冷却的冷却介质，该冷却介质在其供入之前被节流。
如图3详细示出的，通过一个冲击箱27和一个环形预分配器28进行供入的介质的分配，这例如在DE 10 2004 040 974A1中详细说明。由环形预分配器28出发的输出管29将供入的介质的液态部分导入到分配器装置30中，该分配器装置使液体在围绕第一管束2的管的外腔中分布到第一管束2的横截面上。合适的分配器装置例如在上述DE 10 2004 040 974 Al中说明。
另外，管束式热交换器在第二管束8的下方具有一个汇集装置32，该收集装置收集从围绕上面的第二管束8的管的外腔11流出的液态介质。该液态介质通过输出管34供入到环形预分配器28中，在那里该液态介质与通过入口 26供入的介质混合。
因为入口 26必须足够程度地与其它装置、开口或管束式热交换器的外壳10上的焊缝、例如与管板21和22或者与图3中所示的在第一外壳件13的上端部上的焊缝31分隔开并且冲击箱27以及环形预分配器28沿管束式热交换器的纵向方向占据空间，所以总体上需要在第一管束2和第二管束8之间的沿管束式热交换器的纵向方向的显著空间。
通过两个管束上下叠置地设置并且通过由在两个管束2和8之间的供入所需的空间，管束式热交换器达到显著的结构高度。另外，如果还需要一个检查孔36，如图1以虚线所示，该检查孔不能设置在入口 26的高度上，因此必须进一步增大管束2和8之间沿管束式热交换器的纵向方向的距离，因为检查孔36沿管束式热交换器的纵向方向并且从而沿竖直方向又必须与入口接管26和管板21和22足够地隔开距离。
大的结构高度的缺陷在于对风的敏感性和用于台架和管路的成本，它们随着结构高度的上升而增加。如果管束式热交换器还包括其它的、具有另外的供入部位的管束，那么可导致显著的结构高度。
图7示出一个物质交换器塔，例如精馏塔，其包括两个上下叠置地设置的物质交换器区域102和108，例如包装件(Packungen)。在此，通过物质交换器区域102和108并且通过在下面的物质交换器区域102的上端部与上面的物质交换器区域的下端部之间的用于通过入口 26的供料和必要时用于检查孔36所需的空间达到该塔的显著的结构高度。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的、具有减小的结构高度的物质或热交换器塔，尤其是管束式热交换器。
所述目的通过权利要求1的热交换器塔或物质交换器塔或者权利要求4的管束式热交换器实现。
因此提出一种物质或热交换器塔，其包括一个第一物质或热交换器区域、尤其是第一管束和一个在空间上设置在该第一物质或热交换器区域上方的第二物质或热交换器区域、尤其是第二管束，这些物质或热交换器区域由一个外壳包围。所述塔包括(a)至少一个用于将介质供入塔中的入口，或者(b)至少一个用于接近塔的检查孔，或者(c)至少一个用于将介质从塔中导出的出口。根据本发明
7第二物质或热交换器区域的第一区段、尤其是下区段通过一个第一中间腔与塔的外壳隔开距离，其中，第一中间腔通过以下方式构成，即外壳在第一区段、尤其是下区段的区域中具有的直径比在第二物质或热交换器区域的第二区域、尤其是上区段的区域中具有的直径大；
和/或
第一物质或热交换器区域的第一区段、尤其是上区段通过一个第二中间腔与塔的外壳隔开距离，其中，第二中间腔通过以下方式构成，即外壳在该第一区段、尤其是上区段的区域中具有的直径比在第一物质或热交换器区域的第二区段、尤其是下区段的区域中具有的直径大；
并且其中，所述入口和/或检查孔和/或出口设置在第一中间腔和/或第二
中间腔的区域中。由此，所述入口、检查孔或出口设置在物质或热交换器区段的高度上、即平行于物质或热交换器区段地设置，并且不是如现有技术那样设置在上下叠置地设置的物质或热交换器区域之间。由此，所述上下叠置地设置的物质交换器区域或热交换器区域的间距相对于现有技术减小并且从而减小了塔的结构高度。
在一个优选的实施形式中，物质交换器塔或热交换器塔具有一个带第一直径的第一外壳件和一个带第二直径的第二外壳件，其中，第一直径大于第二直径，并且第一物质或热交换器区域和第二物质或热交换器区域的下区段设置在第一外壳件中，并且第二物质或热交换器区域的上区段设置在第二外壳件中。当第一物质或热交换器区域的外径比第二物质或热交换器区域的外径大时，这种构型是有利的。然后存在如下可能性，即较小的第二物质或热交换器区域的下区段可以伸入到第一外壳件中，其直径适配于第一物质或热交换器区域地大于第二物质或热交换器区域的外径。因此围绕第二物质或热交换器区域的下区段地提供一个到外壳的环形中间腔。并且由此得到如下可能性，在该中间腔的区域中将所述入口和/或出口和/或检查孔设置在外壳上。
物质或热交换器塔也可以具有三个塔区段，即具有第一直径的第一塔区段和具有第二直径的第二塔区段以及位于第一与第二塔区段之间的具有第三直径的第三塔区段，其中，第一物质或热交换器区域设置在第一塔区段中，第二物质或热交换器区域的下区段设置在第三塔区段中并且第二物质和热交换器区域的上区段设置在第二塔区段中，其中，第三直径大于第二直径，并且第一直径大于或小于第三直径。因此也包括这样一种构型，
8在该构型中这些物质或热交换器区域具有相同的外径。在这种情况下，中 间的第三塔区段具有较大的扩展的直径，其包围第二物质或热交换器区域 的下区段。本发明的物质或热交换器塔也可以具有多于三个的塔区段。
在本发明的范围内也提供一种管束式热交换器，其包括至少一个第一 管束和一个在空间上设置在第一管束上方的第二管束，其中，这两个管束 由一个外壳包围，该外壳限定了一个围绕两个管束的管的外腔，并且该管 束式热交换器具有一个用于将介质、尤其是液态介质供入到所述围绕第一 管束的管的外腔中的入口和/或用于接近该外腔的检查孔。根据本发明，第 二管束的第一区段、尤其是下区段通过一个包围该第一区段、特别是下区 段的中间腔与外壳隔开距离，该中间腔通过以下方式构成，即外壳在第二 管束的第一区段、尤其是下区段的区域中具有的直径比在第二管束的第二 区段、尤其是上区段的区域中具有的直径大，并且在中间腔的区域中设置 入口和/或检查孔。通过入口和/或检查孔平行于上面的第二管束的第一区 段、尤其是下区段的设置，与现有技术相比，管束彼此间的距离并且从而 管束式热交换器的结构高度可以被减小。
如果第一管束的直径不同于第二管束的直径，那么存在如下可能性， 即较小的管束在其长度的一部分上可以伸入到较大管束的外壳中，由此形 成中间腔。优选上面的第二管束的直径比下面的第一管束的直径小。
优选在包围第二管束的下区段的中间腔中设置一个或多个如下的装 置用于使供入的介质转向的转向机构、用于使供入的介质在其相上进行 分离的相分离机构、用于使供入的介质在外腔中进行分配的分配器。这些 装置所需的空间不再如现有技术那样必须在上下叠置地设置的管束之间提 供，因此管束彼此间的距离并且从而管束式热交换器的结构高度可以被减 小。
优选本发明的管束式热交换器的外壳具有一个带第一直径的第一外壳 区段和一个带第二直径的第二外壳区段以及一个位于第一与第二外壳区段 之间的、带第三直径的第三外壳区段，其中，第一管束设置在第一外壳区 段中，第二管束的下区段设置在第三外壳区段中，并且第二管束的上区段 设置在第二外壳区段中，其中，第三直径大于第二直径并且第一直径大于 第三直径。在该实施形式中，包围第二管束的下区段的第三外壳区段的直 径可以最佳的适配于入口、检查孔和转向装置、相分离装置和分配器装置 所需的空间。 .
9优选在本发明的管束式热交换器中，第二管束包括多个围绕一个芯管 巻绕的管，这些管在第二管束的下端部上以一组或多组汇集到一个或多个 束装置、尤其是管板中，并且在该管束式热交换器的一个高度上设置至少 一个用于将介质供入到外腔中的入口、尤其是一个接管和/或一个检查孔， 该高度位于所述至少一个束装置的上方。
此外，本发明还涉及这样的管束式热交换器的应用，用于在含碳氢化 合物的流与至少一个加热介质或冷却介质之间进行间接的热交换。
一个在第一管束的管中被过冷却并且接着被节流的冷却介质优选通过 一个设置在中间腔的区域中的入口被供入并且在围绕第一管束的管的外腔 中被分配。
所述含碳氢化合物的流例如可以由天然气构成。
现在借助于实施例参照附图详细说明本发明的其它特征和优点。其中 图1示出现有技术的管束式热交换器，其包括两个上下叠置地设置的
管束2和8和一个用于将介质在上下叠置地设置的管束2和8之间供入到
塔中的入口 26;
图2示出本发明的管束式热交换器的实施形式，其包括两个上下叠置 地设置的管束2和8和一个通入塔中的入口 26，该入口位于上面的管束8 的端部区段40的高度上；
图3示出现有技术的图1中管束式热交换器在第一管束2和第二管朿8 之间的区域中一部分的细节图4示出图2的按本发明的管束式热交换器的区段在第一管束2和第
二管束8之间的区域中的细节图5示出本发明的管束式热交换器的第二实施形式，其包括两个上下 叠置地设置的管束2和8和一个在上面的管束8的下端部区段的高度上的 入口 26;
图6示出在图2和4中示出的管束式热交换器，其包括在用于液化天 然气的方法中的主方法流；
图7示出现有技术的物质交换器塔，其包括两个不同直径的、上下叠 置地设置的物质交换器区域102禾B 108和一个用于将介质在物质交换器区 域102和108之间供入到塔中的入口 26;图8示出本发明的物质交换器塔的第一实施形式，其包括两个不同直 径的、上下叠置地设置的物质交换器区域102和108和一个用于将介质供
入到塔中的入口 26，该入口 26位于上面的物质交换器区域108的下端部区 段140的高度上；
图9示出本发明的物质交换器塔的第二实施形式，其包括两个相同直 径的、上下叠置地设置的物质交换器区域202和208、例如包装件以及一个 通入到塔中的入口 26，该入口位于上面的物质交换器区域208的下端部区 段240的高度上。
具体实施例方式
图1和3示出现有技术的管束式热交换器，该管束式热交换器例如应 用在一种用于液化天然气的方法中，其包括两个上下叠置地设置的管束2 和8和一个在这两个管束2和8之间的入口 26。管束式热交换器已经在前 面的说明书前序部分中被详细地说明了。因此参照前面的说明。
图2和4示出本发明的管束式热交换器的一种实施形式，它同样包括 两个上下叠置地设置的管束2和8。图2示出示意的总体视图，而图4示出 在第一管束2和第二管束8之间的区域中的局部图。在图2和4中示出的 管束式热交换器与在图1和3中示出的管束式热交换器中一致的构件设有 相同的附图标记。因此参照图1和3的管束式热交换器的上述说明。
图2和4与图1和3的比较得出，在本发明的管束式热交换器中，第 二管束8在其长度的一部分上、即在下端部区段40上伸入到第一外壳件13， 中。第一外壳件13，越过第一管束2的上端部朝上延长地构成，以便能够完 全接收第二管束8的下端部区段40。
如由图4可见，管板16和17设置在第一外壳件13，上，而不是像现有 技术的管束式热交换器那样设置在第二外壳件14上，第二管束8的下端部 插入到这些管板中。因为第一外壳件13'的直径Dl大于第二管束8的外径 d2，所以在第二管束8的端部区段40与第一外壳件13'之间得到一个环形 的中间腔41。在该中间腔41的区域中，在第一外壳件13'上大致在管束8 的下面的绕组端部的高度上并从而在管板16和17上方设置入口接管26， 用于将介质供入到围绕第一管束2的管的外腔中。同样，冲击箱(Prallkasten) 27和环形预分配器28也设置在该中间腔41中。在冲击箱27中除了进行进 入的液体介质到环形预分配器28中的转向之外也进行气液分离、即相分离。因此，通过入口 26可以供入具有液态和气态成分的介质。
因此，入口接管26、冲击箱27以及环形预分配器28设置在管板16和 17上方，而不是像现有技术的管束式热交换器那样设置在管束式热交换器 的下面的管板21和22与上面的管板16和17之间的一个区段中。因此， 与图1和3的现有技术的管束式热交换器相比，在本发明的管束式热交换 器中，沿管束式热交换器的纵向方向所需的、在上面的管板16、 17与下面 的管板21、 22之间的距离并且从而在第一管束2和第二管束8之间的距离 被减小。由此，本发明的管束式热交换器的结构高度与现有技术的管束式 热交换器相比也被减小，这可由图2和图1的比较得出。本发明的管束式 热交换器的长度减小了长度』1。
如由图4可见，第一外壳件13'上的入口接管26大致设置在第二管束8 的下绕组端部的高度上。但是，该入口 26也可以设置在第二管束8的下绕 组端部上方并且从而位于一个高度位置上，在该高度位置上围绕芯管9巻 绕的管构成空心圆柱体的形状。然后，第一外壳件n，必须朝上相应更长地 构成。
在图2和4中示出的管束式热交换器可以具有一个另外的第二入口(但 是图中没有示出)，用于将介质供入到围绕第一管束2的管的外腔11'中， 该第二入口例如设置在已经存在的入口 26的高度上。
另外，在塔的顶部上在上部的第二管束8的上方具有一个用于将一种 介质供入到管外腔ir中的入口，但是在图2和4中没有示出。由此，设置 在管束8的下端部区段40的区域中的入口 26用作用于将一种介质中间供 入到塔中的中间入口。
一个在图2中以虚线示出的用于接近外腔ll'的检查孔36也可以节约 结构高度地在所述中间腔41的区域中设置在第一外壳件13'上，例如沿管 束式热交换器的纵向方向设置在入口接管26与管板16、 17之间的高度位 置上，这在图4中用一个箭头示意性表示。在这种情况下，入口接管26还 必须设置得稍稍更高并且从而第一外壳件13，还必须朝上进一步延长，因为 入口接管26与检査孔36以及检查孔36与管板16、 17必须间隔一定的距 离。由此，对于检査孔36也不必提供沿管束式热交换器的纵向方向在上面 的管板16、 17和下面的管板21、 22之间的外壳区段，这同样降低了管束 式热交换器的结构高度。由此，即使在没有这样的入口 26、而是仅例如由 于规定必须具有一个上述的在第一外壳件13的上端部上的检查孔36的管
12束式热交换器中也可以降低结构高度。
本发明的管束式热交换器的第二外壳件14'比现有技术的管束式热交 换器的相应的第二外壳件14较短地构成，这可通过图2与图1的比较看出。
在该较短的第二外壳件14'中设置了第二管束8的一个上区段39。第二管束 8的下端部区段40和上区段39共同构成第二管束8的总长度。
如由图4可见，本发明的管束式热交换器还具有一个以虚线表示的汇 集装置43，在该汇集装置中，从围绕第二管束8的管的外腔流出的液体介 质与流入环形预分配器28的输出管29的液体介质被一起汇集并且接着通 过设置在其下面的分配器44在围绕第一管束2的外腔ll'中分配到第一管 束2的横截面上。例如在DE 10 2004 040 974 Al中描述了合适的分配器。
图5示出本发明的管束式热交换器的第二实施形式。在该实施形式中， 第一外壳件13"在一个上区段48中的内径D3比第一外壳件13"的位于其 下的区段46的内径D1小，管板16、 17和21、 22和入口 26设置在所述上 区段中。由此，图5中所示实施形式的外壳IO"包括三个区段，即具有内径 Dl的第一外壳区段46、具有内径D2的第二外壳区段47和具有内径D3的 位于第一和第二外壳区段之间的第三外壳区段48。在第一外壳区段46中设 置第一管束2，在第三外壳区段48中设置第二管束8的下端部区段40并且 在第二外壳区段47中设置第二管束8的剩余长度、即第二管束8的上区段 39。
图2、 4或5的管束式热交换器可以通过以下方式制造，即首先制成两 个分开的装置(Apparate)，其屮一个装置包括具有第一外壳件13，、 13" 的第一管束2，另一个装置包括具有第二外壳件14'、 14"的第二管束8。在 组装这两个装置时，第二管束8的端部区段40可以从上方插入到第一外壳 件13'、 13"中并且这两个装置被彼此焊接。外壳件13'、 13"和14、 14"本 身可以由多个相互焊接的外壳件组成。图5的管束式热交换器的第一外壳 件13"包括具有不同内径D1和D3的外壳区段46和48。
图6示出图2和4的管束式热交换器在用于液化天然气的方法中的使 用。但是也可以使用图5中示出的管束式热交换器。
在前面的方法步骤中被预处理的天然气流从下方通过管路50以大致 239K和50巴进入到第一管束2中，流经管组6的确定给它的管并且接着 在通过上面的管束8进一步连续冷却的情况下通过管组12的管直至该天然 气流在通过管路52中的节流装置51减压之后可以填充到箱53中。
13天然气流的冷却在该管束式热交换器中通过与冷却介质的间接热交换 进行。在此，该冷却介质是由例如氮、甲垸、乙烷和丙垸组成的混合物。 在该冷却介质被压縮、冷却和部分液化之后，在分离器57中被分离出的液
态馏分通过管路54从下方进入到第一管束2中并且流经管组4的管，在那 里液态的馏分被过冷却并且通过管路55从第一管束2上方流出。然后通过 节流装置56进行冷却介质流的减压。被节流后的、很大程度上液态的、具 有小的气体份额的冷却介质流通过入口26供入到管束式热交换器中并且通 过参照图2和4说明的、位于中间腔41中的转向装置、相分离装置和分配 器装置27和28以及分配器装置44施加到三部分的第一管束2的管的外腔 中作为冷却介质。在向下流动中，该冷却介质在温度上升的情况下蒸发并 且完全气化地在管束式热交换器的下端部上通过管路58抽出。
在239K时通过管路59气态地从分离器57离开的冷却介质流在管组5 的管中首先在下面的第一管束2中冷却并且部分液化并且在上面的第二管 束S中在管组7的管中进一步液化和过冷却。在通过管路61中的节流装置 60减压之后，冷却介质流在热交换器的顶部上被供入并且作为冷却介质施 加到上面的第二管束8上，该冷却介质流在向下流动中蒸发并且与通过入 口 26供入的冷却介质流混合。
图7示出一个现有技术的物质交换器塔，例如精馏塔，其包括两个上 下叠置地设置的物质交换器区域102和108例如包装件以及一个用于将液 态介质供入到第一物质交换器区域102中的入口 26。入口 26、冲击箱27 和环形预分配器28占据第一物质交换器区域102的上端部与第二物质交换 器区域108的下端部之间空间。
如由图8可见，在本发明的物质交换器塔的第一实施形式中，第二物 质交换器区域8的下端部区段140从上方插入到第一外壳件113中。因为 第一外壳件113的内径Dl大于第二物质交换器区域108的外径d2，所以 在此也得到包围下端部区段140的环形中间腔141。在该中间腔141的区域 中，在外壳件113上设置入口 26和必要时设置一个检査孔36。环形预分配 器28和冲击箱27设置在该中间腔141中。因为入口26、必要时检查孔36 和具有沖击箱27的预分配器28在该塔中平行于第二物质交换器区域108 设置，所以为此在该塔中在第一物质交换器区域102的上端部与第二物质 交换器区域108的下端部之间不再需要空间。由此可以降低物质交换器的 结构高度。在图9中示出第二实施形式的物质交换器塔。该物质交换器塔与图8
的物质交换器塔的区别在于，下面的第一物质交换器区域202的外径d201 与第二物质交换器区域208的外径d2 —致。塔的外壳210具有三个区段， 即第一区段246、第二区段247和在第一与第二区段之间的第三区段248。 第一和第二外壳区段246和247的内径D201和D2是相同的，它们适配于 第一物质交换器区域202和第二物质交换器区域208的外径d201和d2。在 第二物质交换器区域208的下端部区段240的区域中，塔直径增大到D3， 因此构成一个环形的中间腔241。在该中间腔241的区域中，即在第二物质 交换器区域208的下端部区段240的高度上设置入口 26和用于使供入的介 质转向和预分配的装置27和28。这些装置不再需要在第一物质交换器区域 202的上端部与第二物质交换器区域208的下端部区域之间的空间。由此， 塔的结构高度减小。
本发明的管束式热交换器也可以按图9构成，其中，物质交换器区域 202和208通过管束代替。
总之，在图2、 4、 5、 6、 8和9中示出的塔实施例分别具有一个塔中 间件，该塔中间件带有一个或多个如下装置 一个入口、 一个检查孔以及 一个出口。该塔中间件的直径分别大于最窄的塔件的直径。塔中间件的直 径可以小于或大于或等于最宽塔件的直径。
与图1至9所示实施形式不同的是，管束式热交换器或者物质交换器 塔也可以具有多于两个、例如三个管束或物质交换器区域。例如在图2中 可以在第二管束的上方设置一个第三管束。只要在此也设置一个供入装置 和/或检查孔，在此第三管束也可以在下端部区段的区域中由一个较大直径 的外壳区段包围，以便提供一个中间腔。如果第三管束具有比第二管束较 小的外径，那么第三管束可以以下端部区段从上方伸入到第二外壳件14' 中，就像图3的第二管束8的情况那样，该第二管束以一个端部区段40伸 入到较大的管束2的第一外壳件13'中。
本发明的在图2至9中示出的实施形式可以取代入口 26或者除了入口 26之外还可以在所述环形的中间腔41、 41'、 41"或241的区域中具有一个 出口、例如出口接管(这在图中没有示出)，例如用于将一种液态或者气 态介质从围绕管束2或8的管的外腔中导出。
总体上也存在如下可能性(这在图中没有示出)，第一物质或热交换 器区域2; 102; 202被一个具有增大的外壳直径的外壳区段包围，以便平行于该上端部区段地设置一个入口、 一个出口或一个检查孔。在图4的管 束式热交换器的情况下这意味着入口、出口和/或检査孔设置在管板21 和22下方，下面的第一管束2插入到这些管板中。
权利要求
1. 一种物质或热交换器塔，其包括一个第一物质或热交换器区域(2；102；202)、尤其是一个第一管束(2)和一个在空间上设置在该第一物质或热交换器区域上方的第二物质或热交换器区域(8；108；208)、尤其是一个第二管束(8)，这些物质或热交换器区域由一个外壳(10’；10＂；110；210)包围，该物质或热交换器塔还包括(a)至少一个用于将一种介质供入到该塔中的入口(26)，或者(b)至少一个用于接近该塔的检查孔(36)，或者(c)至少一个用于将一种介质从该塔(8；108；208)中导出的出口，其特征在于第二物质或热交换器区域(8；108；208)的一个第一区段、尤其是下区段(40；140；240)通过一个第一中间腔(41；41’；141；241)与该塔的外壳(10’；10＂；110；210)隔开距离，其中，该第一中间腔(41；41’；141；241)通过以下方式构成，即所述外壳(10’；10＂；110；210)在所述第一区段、尤其是下区段(40；140；240)的区域中具有的直径(D1；D3)比在所述第二物质或热交换器区域(8；108；208)的一个第二区段、尤其是上区段(39；139；239)的区域中具有的直径大；和/或第一物质或热交换器区域(2；102；202)的一个第一区段、尤其是上区段通过一个第二中间腔与该塔的外壳(10’；10＂；110；210)隔开距离，其中，该第二中间腔通过以下方式构成，即所述外壳(10’；10＂；110；210)在所述第一区段、尤其是上区段(40；140；240)的区域中具有的直径比在所述第一物质或热交换器区域(2；102；202)的第二区段、尤其是下区段的区域中具有的直径大；并且其中，所述入口(26)和/或检查孔(36)和/或出口设置在该第一中间腔(41；41’；141；241)和/或第二中间腔的区域中。
2. 按权利要求l所述的物质或热交换器塔，其特征在于该塔具有一个带第一直径(D1)的第一外壳件(13'; 13"; 113)和一个带第二直径(D2) 的第二外壳件(14，； 14"; 114)，其中，第一直径(D1)大于第二直径(D2)，并且第一物质或热交换器区域(2; 102)和第二物质或热交换器区域(8; 108)的下区段(40; 140)设置在第一外壳件(13，； 13"; 113)中并且第 二物质或热交换器区域的上区段(39; 139)设置在第二外壳件(14'; 14";114)中。
3. 按权利要求1所述的物质或热交换器塔，其特征在于该塔具有一 个带第一直径(Dl; D201)的第一塔区段(46; 246)和一个带第二直径(D2)的第二塔区段(47; 247)以及一个位于第一与第二塔区段之间并且 带第三直径(D3)的第三塔区段(48; 248)，其中，第一物质或热交换器 区域(2; 202)设置在第一塔区段(46; 246)中，第二物质或热交换器区 域(8; 208)的下区段(40; 240)设置在第三塔区段(48; 248)中，并 且第二物质或热交换器区域(8; 208)的上区段(39; 239)设置在第二塔 区段(47; 247)中，其中，第三直径(D3)大于第二直径(D2)，并且 第一直径(Dl、 D201)小于或大于第三直径(D3)。
4. 尤其是按权利要求1至3之一所述的管束式热交换器，其包括至少 一个第一管束(2)和一个在空间上设置在第一管束(2)上方的第二管束(8)，其中，这两个管束(2、 8)由一个外壳(IO'、 10")包围，该外壳 限定了一个围绕所述两个管束(2、 8)的管的外腔(11，、 11")，并且该管 束式热交换器具有一个用于将介质、尤其是液态介质供入到该围绕第一管 束(2)的管的外腔中的入口 (26)禾D/或一个用于接近该外腔(ll'; 11") 的检查孔(36)，其特征在于第二管束(8)的一个第一区段、尤其是下 区段(40)通过一个包围该第一区段、尤其是下区段(40)的中间腔(41; 41，)与所述外壳(i(T、 10")隔开距离，其中，该中间腔(41; 41，)通过 以下方式构成，即外壳(IO'、 10")在第二管束(8)的第一区段、尤其是 下区段(40)的区域中具有的直径(Dl; D3)比在该第二管束(8)的第 二区段、尤其是上区段(39)的区域中具有的直径大，并且其中所述入口(26)和/或检査孔(36)设置在该中间腔(41; 41')的区域中。
5. 按权利要求4所述的管束式热交换器，其特征在于第一管束(2) 具有不同于第二管束(8)的直径(d2)的直径(dl)，尤其是第二管束(8) 的直径(d2)小于第一管朿(2)的直径。
6. 按权利要求4或5所述的管束式热交换器，其特征在于在中间腔 (41; 41')中设置一个或多个如下的装置用于使供入的介质(27)转向的转向机构、用于使供入的介质(27)在其相上进行分离的相分离机构、用于使供入的介质在外腔(ir、 11")中进行分配的分配器(28)。
7. 按权利要求4至6中任一项所述的管束式热交换器，其特征在于所述外壳(10，、 10")具有一个带第一直径(Dl)的第一外壳区段(46)和一个带第二直径(D2)的第二外壳区段(47)以及一个位于第一与第二外壳区段之间的、带第三直径(D3)的第三外壳区段(48)，其中，第一管束(2)设置在第一外壳区段(46)中，第二管束(8)的下区段(40)设置在第三外壳区段(48)中并且第二管束(8)的上区段(39)设置在第二外壳区段(47)中，其中，第三直径(D3)大于第二直径(D2)并且第一直径(Dl)大于第三直径(D3)。
8. 按权利要求4至7中任一项所述的管束式热交换器，其特征在于第二管束(8)包括多个围绕一个芯管(9)巻绕的管，其中，这些管在第二管束(8)的下端部上以一组或多组(7、 12)汇集到一个或多个束装置(16、 17)、尤其是管板中，并且在管束式热交换器的一个高度上设置至少一个用于将介质供入到所述外腔(ll'; 11")中的入口 (26)、尤其是一个接管(26)和/或一个检查孔(36)，该高度位于所述至少一个束装置(16、17)的上方。
9. 按权利要求4至8中任一项所述的管束式热交换器的应用，用于在一个含碳氢化合物的流与至少一个加热介质或冷却介质之间进行间接的热交换。
10. 按权利要求9所述的应用，其特征在于 一个在第一管束(2)的管中被过冷却并且接着被节流的冷却介质通过一个设置在所述中间腔(41、41')的区域中的入口 (26)被供入并且在所述围绕第一管束(2)的管的外腔中被分配。
11. 按权利要求9或10所述的应用，其特征在于所述含碳氢化合物的流由天然气构成。
全文摘要
本发明涉及一种物质或热交换器塔，其包括一个第一物质或热交换器区域、尤其是一个第一管束(2)和一个在空间上设置在该第一物质或热交换器区域上方的第二物质或热交换器区域、尤其是一个第二管束(8)，这些物质或热交换器区域由一个外壳(10’)包围。在本发明的管束式热交换器中，较小的第二管束(8)的一个下端部区段(40)伸入到较大的第一管束(2)的一个外壳件(13′)中，由此构成一个在该第二管束(8)的下区段(40)与该外壳件(13′)之间的中间腔(41)。在该中间腔(41)的区域中设置了一个用于使一种介质供入到该塔中的入口(26)和必要时一个检查孔(36)。
文档编号F28D7/00GK101490493SQ200780027540
公开日2009年7月22日 申请日期2007年7月6日 优先权日2006年7月20日
发明者A·J·瓦格纳, M·哈默丁格, M·舍恩贝格尔, S·格里尔 申请人:林德股份公司