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DE2161504A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen und Überhitzen einer kryogenen Flüssigkeit - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen und Überhitzen einer kryogenen Flüssigkeit

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Publication number
DE2161504A1
DE2161504A1 DE19712161504 DE2161504A DE2161504A1 DE 2161504 A1 DE2161504 A1 DE 2161504A1 DE 19712161504 DE19712161504 DE 19712161504 DE 2161504 A DE2161504 A DE 2161504A DE 2161504 A1 DE2161504 A1 DE 2161504A1
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DE
Germany
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liquid
heating medium
heating
container
cryogenic liquid
Prior art date
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Pending
Application number
DE19712161504
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English (en)
Inventor
Edward M. Oklahoma OkIa. Arenson (V.StA.)
Original Assignee
Black, Sivalls & Bryson Inc., Kansas City, Mo. (V.StA.)
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Filing date
Publication date
Application filed by Black, Sivalls & Bryson Inc., Kansas City, Mo. (V.StA.) filed Critical Black, Sivalls & Bryson Inc., Kansas City, Mo. (V.StA.)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

PATENTANWALT?
Dr. rer. rst. Γ-IZTZR LOUlS
Dipl.-Phys. CLAUS Γ3' ILAU
Dipi.-lng.FRA.\'Z LCHRENTZ
8500 NÜRNBERG
KESSLERPLATZi 12551/52 20/H
SIVALLS ic BBYSOIi IMC, Kansas City, Missouri USA
Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen und Überhitzen einer kryogenen Flüssigkeit
Es ist bekannt, daß die Speicherung und der Transport von kryogenen Flüssigkeiten, wie z.B. Erdgas, Sauerstoff, Stickstoff und Helium, im flüssigen Zustand wirtschaftliche Vorteile bringt. Gewöhnlich werden derartige Flüssigkeiten unmittelbar am Ort ihrer Herstellung unterkühlt und verflüssigt und anschließend im flüssigen Zustand an diejenigen Orte verfrachtet, wo sie zur Anwendung gelangen sollen» Dort werden diese verflüssigten Gase wieder verdampft und auf die für die Anwendung erforderlichen Temperaturen überhitzt. Unter dem hier verwendeten Begriff "kryogene Flüssigkeit" sind solche Medien zu verstehen, die bei Temperaturen unterhalb etwa -1010C und bei Drücken bis hinauf zu etwa 70,3 ata sich in flüssigem Zustand befinden.
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Zur Verdampfung kryogener FlUssigleiten sind bereits zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen entwickelt worden und man ist auf Grund der sehr tiefen Temperaturen, bei denen derartige Medien in flüssigem Zustand vorliegen, dabei auf eine größere Anzahl von Probienen gestoßen. Co sind beispielsweise Versuche angestellt worden, kryogene flüssigkeiten, wie verflüssigtes Erdgas, unter Anwendung herkömmlicher Wärmeaustauscher zu verdampfen, wobei die kryogene Flüssigkeit über !Rohrleitungen in eine Heizeinrichtung eingeführt wird und in die Flüssigkeit Strahlungs- und Konvektionswärme durch Verbrennungsgase und -flammen überführt wird. Diese Versuche waren jedoch weitgehend erfolglos, da der Wärmeübergang je Zelteinheit (Y/ärmefluß) über den Umfang der Heiarohre ungleichmäßig ist und dadurch die Stabilität und dae Gleichmaß des Siedeprozesses innerhalb der Bohre beeinträchtigt wird.
Auf Grund der bei direkter Erhitzung angetroffenen Schwierigkeiten sind Verfahren zur Verdampfung kryogener Flüssigkeiten auf indirektem Wege entwickelt worden. Im allgemeinen wird bei diesen Verfahren ein flüssiges Heizmedium, z.B. Isopentan, in einer Heizeinrichtung direkt erwärmt und das heiße flüsBige Medium einem Wärmetauscher zugeführt. In diesem erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen dem flüssigen Heizmedium und der zu verdampfenden kryogenen Flüssigkeit. Dieses indirekte Erhitzungsverfahren ist zwar insoweit relativ erfolgreich, als man stabile Verfahrensbedingungen erhält, sie erfordern jedoch aufwendige Einrichtungen zu ihrer Durchführung 9 deren Heretellung, Installation und Betrieb teuer ist.
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Es Bind deshalb auch bereite Versuche unternommen worden, kryogene Flüssigkeiten direkt mittels Dampf zu verdampfen und zu überhitzen. Bei diesem Verfahren wird die kryogene Flüssigkeit durch Heizrohre geleitet, die im Wärmeaustausch aueschließlich mit Dampf stehen. Diese Versuche waren von unterschiedlichem Erfolg begleitet, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, daß zur Vermeidung von Dampfperlen oder Dampfschleiern in der zu verdampfenden kryogenen Flüssigkeit relativ kostspielige Einrichtungen erforderlich sind« Wird nämlich in eine in Heizrohren enthaltene Flüssigkeit Wärme mit zu hohem WärmedurchBatz eingeleitet, wie dies bei der Kondensation von Dampf an der Außenfläche von Rohren der Fall ist, dann bildet sich in der Nähe und über die ganze Innenfläche der Rohre eine isolierende Dampfschicht zwischen den Rohren und der diese durchströmenden Flüssigkeit. Dieseβ Phänomen führt zu einer erheblichen Herabsetzung des Wärmeübergangs in die Flüssigkeit und folglich zu einer Instabilität und Ungleichmäßigkeit dee Siedeprozesses innerhalb der Rohre. Es ist daher zur Vermeidung diesee Vorganges notwendig gewesen, eine relativ große Heizfläche der Heizrohre vorzusehen und anzuwenden, wodurch die Einrichtung verteuert wird. Darüberhinaue sind auch hierbei stabile Verfahrenebedingungen nur bei großer Sorgfalt zu erreichen·
Die Erfindung geht eomit aus von einem Verfahren zum Verdampfen und überhitzen einer kryogenen Flüssigkeit, bei dem eine abgeschlossene Menge von flüssigem Heizmedium biß zu dessen teilweiser Verdampfung erhitzt und zum Zwecke der Erhitzung ein Strom der kryogenen Flüssigkeit im Wärmeaustausch mit dem Dampf des Heizmediume geführt
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wird, und hat sich die Aufgabe gestellt, die bei diesem bekannten Verfahren auftretenden, vorstehend geschilderten Nachteile zu vermeiden, Erfindungsgemäß wird dieße Aufgabe dadurch gelöst, daiü vor dem Wärmeaustausch der kryogenen Flüssigkeit iait dem Dampf des Heizmediums die kryogene Flüssigkeit im Wärmeaustausch mit dem flüssigen Heizmedium selbst geführt und dabei teilweise verdampft und überhitzt wird und die vollständige Verdampfung und Überhitzung im Wärmeaustausch mit dem Dampf des Heizmediums erfolgt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit kontinuierlich ein Teil der abgeschlossenen Heizmediummenge verdampft und ein Strom der kryogenen Flüssigkeit im Wärmeaustausch mit dem flüssigen Heizmedium geführt, so daß die kryogene Flüssigkeit teilweise verdampft und überhitzt wird. Anschließend wird die kryogene Flüssigkeit ebenfalls im Wärmeaustausch mit dem Dampf des Heizmediums geführt, so daß· eie dort vollständig verdampft und überhitzt wird, wobei der Dampf des Heizmediums kontinuierlich kondensiert und in die abgeschlossene Menge des flüssigen Heizmediume zurückgeführt wird.
Zur Durchführung dee erfindungsgemäßen Verfahrene geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung zum Verdampfen und Überhitzen einer kryogenen Flüssigkeit mit einem in seinem unteren Bereich ein flüssiges Heizmedium enthaltenden geschlossenen Behälter, einer Heizeinrichtung zur Beheizung des Behälters und zur Erzeugung von Heizaediumdampf in dessen oberem Bereich über dem flüssigen Heiz-
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medium und mit den oberen Bereich, dee Behälters durchsetzenden Wärmetauscherrohren. Erfindungsgemäß ist diese Vorrichtung so ausgestaltet» daß auch das flüssige Heiamedium im unteren Bereich des Behälters durchsetzende Heizrohre vorgesehen sind, die mit den Wärmetauscherrohren im oberen Bereich des Behälters in Reihe verbunden sind und in die die kryogene Flüssigkeit eingespeist wird.
In dem geschlossenen Behälter ist eomit im unteren Bereich eine bestimmte Menge flüssiges Heizmedium' und im oberen Bereich Dampf des Heizmediume enthalten. Das flüssige Heizmedium wird durch eine entsprechende Heizeinrichtung kontinuierlich teilweise verdampft und im unteren Bereich verläuft im Wärmeaustausch mit dem flüssigen Heiz-Eiedium eine erBte Rohrschlange für die kryogene Flüssigkeit, so daß diese beim Hindurchströmen bereits erhitzt und mindestens teilweise verdampft wird. Im oberen Bereich des Behälters ist eine zweite Rohrschlange für die kryogene Flüssigkeit angeordnet, die im Wärmeaustausch mit dem Dampf des Heizmediums steht und mit der ersten Rohrschlange in Reihe verbunden ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben eich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen.
Ba zeigern
Fig. 1 in schematischer Darbteilung eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah rens;
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Pig. 2 eine Seitenansicht der Verdampfervorrichtung gemäß Pig. 1, teilweise geschnitten» und
Pig. 3 einen Schnitt länge der Linie 3-3 in Pig. 2,
Die Pig. 1 zeigt eine Verdampfervorrichtung 10, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden kann. Ein Strom einer kryogenen Flüssigkeit aus einem Speicherbehälter 12 oder aus einer sonstigen Quelle dafür wird mittels einer Pumpe 14 durch eine leitung 16 in den Verdampfer 10 eingespeist. Innerhalb des Verdampfers 10 wird der Btrom kryogener Flüssigkeit verdampft und überhitzt, wonach der Dampfstrom aus dem Verdampfer 10 über eine Leitung 16 abgezogen und an den Eineatzpunkt oder eine Verteilerstelle geleitet wird.
Wie sich aus den Figuren 2 und 3 ergibt, besteht der Verdampfer 10 im wesentlichen aue einem geschlossenen zylindrischen Behälter 20 mit einem Vorderende 22 und einem Hinterende 24. Die Enden 22 und 24 weisen jeweils Ringflansche 26, 32 auf, mit denen kreisförmige Deckelplatten 28, 34 durch eine Anzahl von Schrauben 30, 36 verschraubt sind. Zwischen den Planschen und den Deckelplatten sind Dichtscheiben 35 angeordnet.
Im unteren Bereich des Behälters 20 ist eine Brennkammer 38 in Form eines U-Rohres angeordnet, dessen Enden durch die Deckelplatte 26 hindurch verlaufen und mit dieser dicht verschweißt sind. In einem Ende der Brennkammer 33 ist ein Brenner 40 für Erdgas oder flüssigen Brennstoff angeordnet, während an das andere Ende davon ein Rauch-
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schacht 42 anschließt. Der Brennstoff wird dem Brenner über eine Leitung 44 zugeführt. Anstelle der gezeigten Brennkammereinrichtung kann jedoch in dem Verdampfer 10 jede brauchbare Heizquelle verwendet werden. Beispielsweise können auch heiße Abgase aus einer Dampf- oder Gasturbine durch eine Heizschlange im unteren Bereich des BehälterB 20 hindurchgeleitet v/erden.
Im oberen Bereich dee Behälters 20 ist eine Heizschlange 46 angeordnet, die einen Einlaß 48 und einen Auslaß 50 besitzt, welche eich durch die Deckelplatte 34 hindurch erstrecken und mit dieser dicht verschweißt sind. Wie ersichtlich, besteht die Heizschlange 46 aus einer Anzahl von Heiz- oder Wärmetauscherrohren 52, die hintereinander durch Krümmer 54 verbunden sind. Der Einlaß 48 ist mit einer ersten Rohrlage 60 verbunden, die über der Brennkammer 38 angeordnet ist. Eine zweite Rohrlage 62 ist direkt über der ersten Rohrlage 60 angeordnet und mit dieser verbunden und eine dritte Rohrlage 64 wiederum direkt über der zweiten Lage 62 angeordnet und mit letzterer verbunden. Die dritte Rohrlage 64 steht mit dem Auslaß 50 in Verbindung.
An dem Behälter 20 sind eine Fülldüse 70 und Drainage- und Belüftungeventile 72 und 74 vorgesehen«
Wie sich aue den Figuren 2 und 3 ergibt, wird in den Behälter 20 eine bestimmte Menge eines flüssigen Heizmediume eingeleitet, wobei der Spiegel der dadurch entstehenden Flüssigkeitemenge 80 zu Anfang so eingestellt wird« daß die erste und zweite Rohrlage 60 und 62 darunter liegen.
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Ein nicht gezeigtes Meßglas dient dazu, den Flüssigkeitsstand zu beobachten und einzustellen, was durch Zugabe von Flüssigkeit durch die Düse oder öffnung 70 oder durch Entnahme von Flüssigkeit aue dem Drain&geventil 72 erfolgt .
Gemäß den Schaltschema in Fig. 1 wird nach dem Einbringen ^ der bestimmten I1: enge an flüssigen Heizmedium in den Verdampfer 10 Brennstoff durch die leitung 44 dem Brenner zugeleitet und gezündet. Die Verbrennungsgas e> aus dem Brenner 40 durchströmen die Brennkammer 38 und gelangen über den Rauchschacht 42 ins Freie. Dadurch wird die Flüssigkeit 80 erhitzt und ein Teil davon verdampft. Die Dämpfe dee Heizmediume steigen in den obersten Bereich dee Behälters 20 und umströmen die obere Rohrlage 64» die darin angeordnet ist. Nunmehr wird das Belüftungsventil 74 geöffnet, um in dem Behälter 20 enthaltene Luft ins Freie ausströmen zu lassen. Daran anschließend wird das Belüftungsventil v/ieder geschlossen, so daß die Heizmediuindampfe in dem Behälter 20 verbleiben.
Jetzt v/ird ein Strom kryogener Flüssigkeit aus dem Speicherbehälter 12 durch die Pumpe 14 über die Leitung 16 und die Einlaßdüse 48 dee Verdampfers 10 in die Heizschlange 46 eingepumpt. Vor dem Durchströmen der Leitung 18 v/ird der kryogenen Flüssigkeit von dem flüeeigen Heizmedium und dem in dem Behälter enthaltenen Dampf Wärme übertragen, so daß sie verdampft und überhitzt wird.
Ein Temperaturüberwachungegerät 82, beiepieisweise eine pneumatische oder elektrische Temperatursteuerung, tastet
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die Temperatur der verdampften und überhitzten Flüssigkeit, die die Leitung 18 durchströmt, ab. Das Temperaturüberwachungsgerät steht mit einem Brenngas-Regelventil 84 in der Leitung 44 in Verbindung und öffnet bzw. schließt dieses Ventil in dem Verhältnis» wie dies die Temperatur dee die Leitung 18 durchströmenden kryogenen Mediums erfordert, so daß dadurch das Volumen an dem Brenner 40 zugeführtem Brenngas erhöht oder erniedrigt wird. Das Temperaturüberwachunge- und Steuergerät 82 ist so eingestellt, daß der Strom des kryogenen Mediums in der Leitung 18 auf einer vorbestimmten erwünschten Temperatur gehalten wird.
Wenn der Strom der kryogenen Flüssigkeit die Heizschlange 46 durchläuft, wird von der Heizmediummenge 80 durch die Wände der Heizrohre in den Rohrlagen 60 und 62 Wärme in die kryogene Flüssigkeit übertragen, wodurch diese erhitzt und zumindest teilweise verdampft wird. Der erhitzte und teilweiee verdampfte Strom gelangt dann in die dritte Heizrohrlage 64, Die Wärme aus dem diese dritte Lage 64 umgebenden Dampf wird ebenfalls durch die Wan-' de der Heizrohre in die kryogene Flüssigkeit, die jene durchströmt, eingeleitet und verdampft dabei den Best an Flüssigkeit und überhitzt das Medium auf die erwünschte Überhitzungstemperatur. Die von des Heizmediumdämpfen im obersten Bereich des Behälters 20 übertragene Wärmemenge verursacht die Kondensation dieser Dämpfe, so daß da* Kondensat auf Grund der Schwerkraftwirkung wieder in die Flüssigkeitsinenge 80 zurückläuft. Im Betriefe wird somit kontinuierlich ein Teil der flüssigen Heizaiedlumuenge 80 verdampft, an der Heizrohrlage 64 kondensiert und in die flüssige Heizmediummenge 80 wieder rückgeführt.
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Wenn ein Heizmedium in flüssiger oder gasförmiger Phase die Außenfläche von Heizrohren berührt, bildet eich ein Film dieses Mediums auf den Rohren. Dieser Film wirkt als Hindernis für den Wärmeübergang, so daß die Außenwandungen der Rohre in ihrer !Temperatur sich der lemperatur der in den Rohren enthaltenen Flüssigkeit annähern, anstelle die Temperatur des Heizmediums an der Außenseite P der Rohre anzunehmen. Wenn somit z.B. kryogene Flüssigkeiten in einer herkömmlichen Heizeinrichtung mit wasserhaltigen VerbrennungBgasen erhitzt werden, dann bildet sich an den Außenwandungen der Rohre ein Film aus, der verhindert, daß diese Außenwandungen über den Gefrierpunkt de· Eiees erwärmt werden. Als Ergebnis davon bildet sich tatsächlich EIb auf den Rohren«
Die filmbildenden Eigenschaften zahlreicher Wärmeübertragungsmedien Bind in der einschlägigen Technik bekannt und als sogenannter Wärmeübergangskoeffiäent ermittelt und niedergelegt worden. Der Wärmeübergangskoeffizient . verändert sich im umgekehrten Verhältnis mit dem Wärmeübergangswiderstand eines bestimmten Werkstoffe·· Da· bedeutet, daß der Wärmeübergangswiderstand eines bestimmten Werkstoffes umso niedriger ist, je höher der Wärme-Ubergangskoeffizient dieses Werkstoffes ist. So haben z.B. Verbrennungagase eine Wärmeübergangszahl von angenähert 150 bis 200 kcal/h/m /^C bei den Temperaturen und den übrigen Bedingungen, die innerhalb einer Heizeinrichtung zum Verdampfen kryogener Flüssigkeiten vorliegen. Kondensierender Wasserdampf dagegen besitzt eine Wärmeübergangszahl von angenähert 5 000 bis 15 000 kcal/h/
/0C. Das bedeutet, daß kondensierender Dampf kein merk-
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lichee Hindernis an den Außenwandungen von Heizrohren, in denen kryogene Flüssigkeiten strömen, bildet und daß diese Wandungen auf eine Temperatur erhitzt τ/erden können, die nahe der Dampftemperatur liegt, so daß eine Eisbildung vermieden wird. Vorzugsweise wird bei dem erfindungegenäßen Verfahren ein Heiziaedium eingesetzt, das beim Kondensieren einen Wärmeübergangskoeffizient über 2 500 kcal/h/m /C aufweist, so daß ein minimaler Wärmeübergangswiderstand durch das Heizmedium vorliegt.
Ein maximaler Wärmefluß und Wärmeübergang würde zwar dadurch erreicht v/erden, daß man die kryogene Flüssigkeit lediglich im Wärmeaustausch mit den Dampfen des Heizmediums führt. Erfindungsgeiuäß muß ;]edoch ein Teil der Heizschlange 46 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels der flüssigen Heizmediummenge 80 liegen, um zu gewährleisten, daß nicht die gefürchtete Dampfschleier- oder Dampfschichtbildung auftritt. Bei dem erfindungegemäßen Verfahren wird die kryogene Flüssigkeit bis zu ihrem Siedepunkt erhitzt und mindestens teilweise bereits unterhalb dem Spiegel der flüssigen Heizmediummenge 80 verdampft. Lediglich der Teil der Heizschlange 46, in dem der verbleibende Anteil der kryogenen Flüssigkeit verdampft und der Dampfstrom überhitzt wird, ist allein den Heizmediumdämpfen ausgesetzt. Da das Heizmedium einen PiIm mit relativ hohem WärmeübergangswiderBtand an der Außenseite der darin eingetauchten Heizrohre bildet, ist der Wärmeübergang in die kryogene Flüssigkeit innerhalb der Rohre ausreichend niedrig, so daß eine lampfschichtbildung nicht auftritt. Nach Beendigung eines Teilee des oder deß ganzen Verdampfungevorganges
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bei den niedrigen Wännefluß wird der Strom der kryogenen Flüssigkeit den maximalen Wärmefluß unterworfen, der in dem oberen Dampfabschnitt auftritt.
Vie eich für den einschlägigen Fachmann ergibt, hängt die Grüße dee Abschnittes der Heizschlange 46, die in der flüssigen Heiziaediumnenge untergetaucht sein soll, von einer Reihe von Faktoren ab. Dazu zählt z.B. die jeweilige Art der kryogenen Flüssigkeit, die verdampft und überhitzt werden soll, die Ein- und Auslaßtenperatur und der Druck der kryogenen Flüssigkeit.
»renn nach Inbetriebnahme der Anlage eine Lampfschleierbildung auftritt, kann zusätzliche Flüssigkeit in den Behälter 20 eingeführt werden, so dal,- der Flüssigkeitsstand ateigt und ein !Teil der Heizrohre 52 in der Itührlage 64 von Flüssigkeit beaeckt wird, ladurch wird der Wärmefluß in die kryogene Flüssigkeit beim Verdampfen herabgesetzt und die Dampfschleierbildung wieder unterbunden. Bei Bedarf kann der Flüssigkeitsspiegel des flüssigen lleizmediums bO auch bis zu dem Punkt abgesenkt werden, an dem eine Dampfschieierbildung auftritt, und von diesem aus wieder leicht angehoben werden, so daß man dadurch naxinale Wärmeflüsee ohne Dampfschleierbildung erhält.
Vor der Anwendung des erfindungsgemäj;en Verfahrene ist der Linsatz von V/asser ale flüssiges Heizmedium zur Verdampfung und Überhitzung von kryogenen Flüssigkeiten deshalb vermieden worden, v/eil die Gefahr besteht, daß das Wasser gefriert, wenn die Ileizquelle ausfällt. Da die zu
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verdampfende und überhitzende kryogene Flüssigkeit in aen Verdampfer mit einer sehr niedrigen Temperatur eintritt, nimmt das flüssige Heizmedium sehr rasch die Temperatur der kryogenen Flüssigkeit an, wenn keine Wärme zugeführt wird. Verwendet man '//asser als Heizmedium, so bildet sich Eis, was zu einer erheblichen Beschädigung des Verdampfers 10 führen kann. Uni dieses Problem zu bewältigen, ist vorgesehen, das Wasser aus dem Behälter 20 zu entleeren, wenn dessen Temperatur unter einen bestimmten Yfert absinkt. Aus Pig. 1 ergibt sich, daß beispielsweise ein Temperatursteuergerät 90 an dem Behälter 20 vorgesehen werden kann, so daß die Temperatur der Flüssigkeit 80 im Behälter 20 kontinuierlich überwacht wird. Bas Temperatursteuergerät 90 steht mit einem Brenngas-üchließventil 92, das in der Brennstoffleitung 44 liegt, und einem Y/asserentleerungsventil 94 in Verbindung, das in einer Leitung 96 am Boden des Behälters 20 angeordnet ist. Das Temperatursteuergerät 90 wird auf eine Temperatur gerade überhalb des Gefrierpunktes des Heizmediums eingestellt, so daß der Verdampfer 10 automatisch abgeschaltet wird, wenn aus irgend einem Grund nicht kontinuierlich Wärme eingespeist wird. Das heißt, in diesem Fall schließt das Brenngae-Abschaltventil 92 und das flüssige Heizmedium wird aus dem Behälter 20 entleert, da das Steuerventil 94 geöffnet wird. Eine Beschädigung des Verdampfers 10 auf Grund einer Eisbildung und der Eisdehnung wird dadurch verhindert.
Zusätzlich zu der Uberwaohungsmaßnahme, das Wasser aus dem Behälter 20 zu entfernen, können die Schrauben 30 und 36, die die Deckelplatten 28 und 34 mit den Behälter-
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-H-
enden verbinden, so ausgelegt werden, daß sie bei einer vorbestimmten .belastung brechen. Wenn dann die Heizmed4.umiuenge öü den Gefrierpunkt erreicht und eich in Richtung auf die Iieckelplatten 28 und 34 auszudehnen beginnt, dann können die Schrauben 30 und 36 brechen, wodurch sich die Deckelplatten 28 und 34 unter Vermeidung eines weiteren Schadens nach außen verschieben können.
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Claims (1)

  1. Patent- (Schutz- ) Ansprüche
    Verfahren zum Verdampfen und Überhitzen einer kryogenen Flüssigkeit, bei den eine abgeachlOBtene Lenge von flüssigem Heizmedium bis zu dessen teilv/eiser Verdampfung erhitzt und zum Zwecke der Erhitzung ein Strom der kryogenen Flüssigkeit in Wärmeauetausch Kit dem Dampf des Heiznediums geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Wärneauetausch der kryogenen Flüssigkeit mit der. Dampf dee Heizmediums die kryogene Flüssigkeit im Wärneauctausch tat dem flüssigen lleiziaediun selbst geführt und dabei teilweise verdampft und Überhitzt wird und die vollständige Verdampfung und Überhitzung iia Yfärmeaußtausch mit dem Dampf des Heizmediuns erfolgt .
    2β Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Heizmedium in einen in seinem unteren Bereich ein Heizelement enthaltenden Behälter aufgenommen ist und die kryogene Flüssigkeit durch in Reihe geschaltete Rohrlagen geführt wird, die übereinander liegen, so daß die kryogene Flüssigkeit zuerst die im flüssigen Heizmedium und zuletzt die im dampfförmigen Heiznedium befindlichen Rohrlagen durchströmt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizmedium eine Subntanz ist, die beim Kondensieren aus dem verdampften Zustand einen Wärme-
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    Übergangskoeffizienten von mindestens 2 500 kcal/h/n"/ C besitzt.
    4ο Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß al3 Heizmedium Wasser verwendet v/ird.
    β Vorrichtung zum Verdampfen und Überhitzen einer kryogenen riüssigkeit mit einem in beinern unteren Bereich ein flüssiges Heizmedium enthaltenden geschlossenen Behälter, einer Heizeinrichtung zur Beheizung des Behälters und zur Erzeugung γοη Iieizmediumdapf in dessen oberem Bereich über dem flüssigen Ileizmedium und mit den oberen Bereich des Behälters durchsetzenden Würmetauscherrohren, dadurch gekennzeichnet, daß auch das flüssige Heizineüium (80) im unteren Bereich des Behält ors (20) durchsetzende Heizrohre (60f 62) vorgesehen sind, die mit den Wärmetauscherrohren (64) im oberen Bereich des Behälters (20) in Reihe verbunden eind und in die die kryogene Flüssigkeit eingespeist wird.
    6# Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (20) als Heizraedium (SO) V/asser enthält .
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Boden des Behälters (2ü) ein Entleerungsventil (94) angeschlossen iet, das γοη einem Temperatursteuergerät (90), v/e^ches die fferaperatur des Vas-
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    sere (BO) im Behälter (20) überwacht, bei Erreichen dee waBßergefrierpunlctes geöffnet wird.
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DE19712161504 1971-02-03 1971-12-10 Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen und Überhitzen einer kryogenen Flüssigkeit Pending DE2161504A1 (de)

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