DE69009267T2 - Kombiniertes Wärmeaustauschsystem für Reaktionsströme der Ammoniaksynthese. - Google Patents

Kombiniertes Wärmeaustauschsystem für Reaktionsströme der Ammoniaksynthese.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Wärmeaustauscher und insbesondere Wärmeaustauschersysteme, in denen ein Strom eines Prozeßfluids durch 2 aufeinanderfolgende Wärmeaustauschstufen hindurchtritt, wo Wärme zwischen dem Fluidstrom und 2 Austauschfluiden ausgetauscht wird, und in denen die Betriebsbedingungen oder physikalischen Eigenschaften, wie z.B. Temperatur, Korrosivität usw. des Fluidstroms gegenüber üblichen Konstruktionsmaterialien aggressiv sind.
  • Der aufeinanderfolgende Austausch von Wärme zwischen einem Fluidstrom und 2 oder mehr Austauschfluiden wird in vielen Prozessen praktiziert. Die üblichste Anordnung umfaßt eine getrennte Umhüllung und einen Rohrwärmeaustauscher für jedes Austauschfluid, wobei der Fluidstrom durch aufeinanderfolgende Wärmeaustauscher über Verbindungsrohre strömt. Bei einem typischen aus Umhüllung und Rohr bestehenden Wärmeaustauscher kann der Fluidstrom entweder durch die Umhüllungsseite oder die Rohrseite des Austauschers hindurchströmen, wobei die beste Wahl von den spezifischen Umständen abhängt.
  • Ein Beispiel für einen aufeinanderfolgenden Wärmeaustausch ist ein Ammoniaksynthesesystem, wie es in US-A-4744966 beschrieben ist, worin ausströmendes Gas (Fluidstrom) aus einem Reaktor in einem ersten Wärmeaustauscher mit einem in dem Reaktor eingespeisten Gas gekühlt und dann in einem zweiten Austauscher durch Austauschen mit Dampf, in dem der Fluidstrom aus dem ersten Austauscher über eine Verbindungsleitung zum zweiten Austauscher fließt.
  • Wenn die Bedingungen oder Eigenschaften, wie z.B. Temperatur, Korrosivität usw. des Prozeßfluids im Hinblick auf übliche Konstruktionsmaterialien aggressiv sind, wurden verschiedene Anordnungen praktisiert, um die Umhüllung eines Austauschers gegenüber einem solchen aggressiven Fluid zu schützen.
  • Gemäß dem spezifischen Beispiel der US-A-4744966 verläßt das ausströmende Gas aus dem ersten Reaktor den Reaktor bei einer Temperatur zwichen 480 ºC und 540 ºC und wird in einen ersten Wärmeaustauscher geleitet, wo es auf eine Temperatur zwischen 390 ºC und 440 ºC durch Austausch mit dem in den ersten Reaktor eingespeisten Gas abgekühlt wird. Das ausströmende Gas wird dann über eine Verbindungsleitung in einen zweiten Wärmeaustauscher geführt, wo es durch Austausch mit Dampf weiter abgekühlt wird. Bei dieser Anwendung wird das aus dem Reaktor ausströmende Gas normalerweise mittels einer Verbindung, wie der in der US-A-4554135 beschriebenen, in die Rohre des ersten Austauschers geführt, um zu vermeiden, daß die Umhüllung dem aggressiven einströmenden Gas ausgesetzt wird. Im zweiten Austauscher wird aus ökonomischen Gründen das Gas durch die Seite der Umhüllung des Austauschers geführt und der Dampf durch die Rohrseite.
  • Durch die Erfinder wurde erkannt, daß im unteren Teil des Temperaturbereichs des ausströmenden Gases, nämlich unter ca. 400 ºC, eine dünnwandige Verbindungsleitung aus Chrom- Molybdän-Legierungsstahl verwendet werden kann. Im oberen Teil dieses Temperaturbereichs ist jedoch, um eine Nitrierung des Metalls zu vermeiden, eine kostspieligere Ausführungsform erforderlich, bei der eine viel dickere Leitungswand oder ein Überzug innerhalb der Leitung aus einem nitrierbeständigen Material, wie z.B. Inconel verwendet wird. Unabhängig von der Ausgestaltung ergeben sich bei solchen hohen Temperaturen Schwierigkeiten bei der thermischen Expansion, der differentiellen Expansion, der maximalen Belastung und beim Schutz von geschweißten Verbindungen einschließlich eines Formenschlusses in geschweißten Ausführungen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Wärmeaustauscher und ist insbesondere für Wärmeaustauschersysteme anwendbar, in denen ein Fluidstrom durch 2 aufeinanderfolgende Wärmeaustauschstufen geführt wird, in denen Wärme zwischen dem Fluidstrom und 2 Austauschfluidrn ausgetauscht wird, und in denen die Betriebsbedingungen oder physikalischen Eigenschaften, wie z.B. Temperatur, Korrosivität usw. des ersten Fluids gegenüber üblichen Konstruktionsmaterialien aggressiv sind. Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß die Aggressivität des Fluids variiert, wenn das Fluid durch das Austauschersystem hindurchströmt. Erfindungsgemäß wird vom Vorteil der variierenden Aggressivität Gebrauch gemacht und es werden die mit der Aggressivität verbundenen Probleme vermieden oder verringert und die Vorrichtungskosten reduziert.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Wärmeaustauschvorrichtung für Abströme eines Ammoniakreaktors bereitgestellt, umfassend einen Zustrom-Abstrom-Austauscher, der eine erste rohrförmige Austauschzone umfaßt, die ein Bündel von Wärmeaustauschrohren enthält, die innerhalb der Zustrom-Abstrom-Wärmeaustauschzone gehalten werden; und eine Hochtemperatur-Wärmeabführvorrichtung umfassend eine zweite rohrförmige Austauschzone, die ein Bündel von Wärmeaustauschrohren enthält; dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschvorrichtung ferner eine Umhüllung umfaßt, wobei die Wärmeaustauschrohre der ersten rohrförmigen Austauschzone und die Wärmeaustauschrohre der zweiten rohrförmigen Austauschzone innerhalb der Umhüllung liegen; einen Rohrboden, der den Zustrom-Abstrom-Wärmeaustauscher von der Hochtemperatur-Wärmeabführvorrichtung trennt, und die Wärmeaustauschrohre der ersten rohrförmigen Austauschzone in diesem Rohrboden enden, so daß die Hochtemperatur- Wärmeabfuhrvorrichtung mit dem Zustrom-Abstrom-Austauscher direkt in Serie verbunden ist; und einen Schutzschild zwichen der Umhüllung und den Wärmeaustauschrohren der zweiten rohrförmigen Austauschzone zum Schutz der Umhüllung in der Hochtemperatur- Wärmeabfuhrvorrichtung nahe dem Rohrboden.
  • Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt wird ein Verfahren für ein Wärmeaustauschersystem zur Kühlung oder zum Erhitzen eines Fluidstroms eines Prozeßfluids bereitgestellt, umfassend die Stufen: Hindurchführen des Fluidstroms durch 2 in Serie verbundene Austauschstufen, umfassend den Austausch von Wärme zwischen dem Fluidstrom und einem ersten Austauschfluid durch Hindurchleiten des Fluidstroms durch eine Rohrseite eines Einpassagenbündels und Austauschen der Wärme zwischen dem Fluidstrom und dem zweiten Austauschfluid durch Hindurchführen des Fluidstroms durch eine Umhüllungsseite eines Mehrpassagenbündels; dadurch gekennzeichnet, daß sich die ersten und zweiten Rohrbündel in einer einzigen Umhüllung befinden; und dadurch, daß das Verfahren ferner die Ausbildung einer Abdichtung zwischen der Umhüllung und einem Rohrboden des Einpassagenbündels umfaßt, um Fluide in verschiedenen Umhüllungsseiten der 2 Wärmeaustauschstufen zu trennen; und ein Fließschema so ausgerichtet wird, daß die Betriebsbedingungen und/oder physikalischen Eigenschaften des Prozeßfluids in der Umhüllungsseite des Mehrpassagenbündels an einem dem Rohrboden des Einpassagenbündels näher gelegenen Ende aggressiver sind als an einem Ende, das von dem Einpassagenbündel weiter entfernt ist; und die Umhüllung von dem Prozeßfluid beim aggressiveren Zustand des Prozeßfluids durch Dazwischenschalten eines Schutzschildes zwischen der Umhüllung und mindestens einem Teil des Mehrpassagenbündels an dem dem Rohrboden des Einpassagenbündels näher gelegenen Ende geschützt wird.
  • Es werden nun erfindungsgemäße Ausführungsformen beispielhaft beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen bezuggenommen wird, in denen bedeuten:
  • Figur 1 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen kombinierten Wärmeaustauschersystems, wie es zum Abkühlen des Abstroms eines Ammoniakreaktors verwendet wird;
  • Figur 2 ist ein detaillierter Querschnitt eines kombinierten Wärmeaustauschers, einschließlich eines Schutzüberzugs;
  • Figur 3 ist ein Querschnitt eines alternativen kombinierten Austauschers mit einem Abschirmblech;
  • Figur 4 ist ein Querschnitt eines weiteren alternativen kombinierten Austauschers mit einem Abschirmblech;
  • Figur 5 veranschaulicht den Querschnitt eines Teils eines kombinierten Wärmeaustauschers, der eine Dichtungsbuchse enthält;
  • Figur 5a ist eine detaillierte Ansicht der Dichtungbuchse von
  • Figur 5; und Figur 5b veranschaulicht im Querschnitt einen Teil eines kombinierten Wärmeaustauschers, der eine Wärmebuchse in Kombination mit einer Dichtungsbuchse enthält.
  • Die bevorzugten Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Um die Beschreibung zu erleichtern, bezieht sich eine Zahl, die in sich in einer Figur auf ein Bauelement bezieht, auf das gleiche Bauelement in einer anderen Figur.
  • Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen kombinierten Austauschers 10, der z.B. verwendet wird, um Abströme eines Ammoniakreaktors 5 abzukühlen. Der Ammoniakreaktor 5 ruht vertikal auf der Reaktorstütze 7 und ist mit dem kombinierten Austauscher 10 verbunden. Der kombinierte Austauscher 10 ist horizontal ausgerichtet und durch eine Strebe 9 gestützt, was eine achsiale Bewegung erlaubt, um sich der thermischen Expansion anzupassen.
  • Die Figur 2 veranschaulicht Details eines kombinierten Austauschers 10. Der kombinierte Austauscher 10 weist eine erste Zustrom-Abstrom-Austauschzone 20 auf, und eine Hochtemperatur-Wärmeabführvorrichtung 50 innerhalb der Umhüllung 22, wobei die 2 Zonen durch einen Rohrboden 36 getrennt sind. Heißes Reaktorgas aus dem Reaktor 5 strömt durch eine Leitung 44 in einen Austauscherkopf 40 einer ersten Austauschzone 20 durch ein Expansionselement, wie z.B. eine Expansionsverbindung 42. Die erste Austauschzone 20 enthält ein Rohrbündel 30, das sich zwischen den Rohrböden 36 und 38 erstreckt. Das heiße Reaktionsgas strömt durch die Rohre 32 und den Rohrboden 36 in die Umhüllungsseite der zweiten Austauschzone 50.
  • Das Reaktor-Zustromgas strömt in die Umhüllungsseite der ersten Austauschzone 20 durch den Einlaß 12 wo es durch Austausch mit dem heißen Reaktionsgas innerhalb der Rohre 32 erhitzt wird. Eingespeistes Gas wird auf seinem Weg durch die erste Austauschzone 20 durch Ablenkplatten 34 zirkuliert. Nach Erhitzen durchströmt das eingespeiste Gas ein Mantelrohr 14, wodurch es in den Reaktor 5 eintritt. In diesem Beispiel liegt die Temperatur des Reaktionsgases, das die erste Austauschzone 20 verläßt, im Bereich von ca. 425 ºC bis 440 ºC. Die zweite Austauschzone 50 ist aus einem U-Rohrbündel 52 mit einer Vielzahl von U-Rohren 54 aufgebaut. Das Reaktionsgas strömt entlang der Umhüllungsseite des U-Rohrbündels 52 und tritt beim Gasauslaß 58 aus. Das Reaktionsgas wird durch Wärmeaustausch mit dem Dampf innerhalb der U-Rohre 54 abgekühlt, wodurch sich ein überhitzter Dampf hoher Temperatur ausbildet. Dampf mit niedriger Temperatur betritt die U-Rohre 54 über einen Dampfeinlaß 62 und tritt über einen Auslaß 64 aus. Die U-Rohre 54 werden innerhalb eines Rohrbodens 56 gehalten. Einströmender Dampf, der eine Kopfzone 60 über dem Einlaß 62 betritt, bleibt vom Auslaß 64 durch die Strömungsteilung 66 getrennt.
  • Obgleich die veranschaulichte Ausführungsform der Hochtemperatur-Wärmeabführvorrichtung aus einem Dampfüberhitzer besteht, können andere Hochtemperatur- Fluidaustauscher verwendet werden, einschließlich eines Dampfkesselsspeisewasseraustauschers, eines Kochwasseraustauschers oder dergleichen.
  • Im Beispiel der Figur 2 liegt die Temperatur des Abstromgases, das die zweite Austauschzone 50 betritt, in einem Temperaturbereich von 425 bis 440 ºC. Um in diesem Bereich gegen Nitrierung zu schützen, werden Mittel zum Schutz des Teils der Umhüllung, der zum Rohrboden 36 am nächsten liegt, vorgesehen. Ein Überzug 70 aus einem nitrierbeständigen Material, wie z.B. Inconel , wird entlang der inneren Oberfläche der Umhüllung 22 vom Rohrboden 36 über eine ausreichende Distanz entlang der Länge der zweiten Austauschzone 50 angebracht, wo das ausströmende Gas durch Wärmeaustausch mit dem Dampf innerhalb der U-Rohre 54 ausreichend abgekühlt wurde, und zwar bis zu einer Stelle, wo das ausströmende Gas sicher eine Temperatur unterhalb ca. 425 ºC besitzt, die eine maximale Temperatur für die Nitriermaßnahmen darstellt, für die eine dickwandige Chrommolybdänlegierung geeignet ist. In einer konservativeren Ausführungsform erstreckt sich der Überzug 70 über einen wesentlichen Teil der Länge der Dampfüberhitzungszone 50.
  • Die Dampfüberhitzungszone 50 kann auch eine Reinigungsöffnung 57 in der Umhüllung 22 stromabwärts vom Rohrboden 36 aufweisen, um einen Zugang zum Rohrboden 36 zu erlauben, z.B. für eine Überprüfung oder Wartung. Die Reinigungsöffnung 57 wird durch den Deckel 57a abgedichtet. Obwohl nicht veranschaulicht, können sowohl die Reinigungsöffnung 57 als auch der Deckel 57a mit einem nitrierbeständigen Material beschichtet sein.
  • Die Figur 3 veranschaulicht einen alternativen kombinierten Austauscher 10a, in dem eine alternative zweite Austauschzone 50a einen anderen Umhüllungsschutz aus einem Abschirmblech 80 enthält. Mit der Ausnahme des Schutzes in Form des Abschirmblechs 80 anstelle des Überzugs 70 der Figur 2 sind die Ausgestaltungselemente des kombinierten Austauschers 10a der Figur 3 identisch mit denen der Figur 2, und brauchen deshalb nicht wiederholt zu werden.
  • Das Abschirmblech 80 besteht aus einer zylindrischen Schutzwand, die am Rohrboden angebracht ist und sich axial zwischen der Umhüllung 22 und dem U-Rohrbündel 52 erstreckt. Das Schutzblech 80 isoliert heißes Reaktionsgas, das aus den Rohren 32 der ersten Austauschzone 20 austritt, von dem heißeren Teil der äußeren Umhüllung 22. Das Schutzblech 80 wird am stromabwärtigen Ende durch die Stützen 82 getragen.
  • Die Figur 4 veranschaulicht eine konservativere Alternative, in der sich das Abschirmblech 80' über den Großteil der Länge des Rohrbündels 52 erstreckt und sich eine Auslaßdüse 58 nahe des Gaseinlaßendes des Austauschzone 50 befindet. Das in Figur 4 gezeigte Beispiel sieht einen ringförmigen Durchgang zwischen dem Abschirmblech 80 und der Umhüllung 22 vor, durch den das abgekühlte ausfließende Gas strömt, wodurch die Temperaturen der Umhüllung 22 sicher unterhalb von 425 ºC gehalten werden. Das Abschirmblech 80' wird am stromabwärtigen Ende durch die Stützen 82' gehalten.
  • Die Dampfüberhitzungszone irgendeiner der Ausführungsformen kann zum Auseinandernehmen Trennflansche enthalten. In dem in den Figuren 3 oder 4 veranschaulichten Beispiel enthält die alternative Dampfüberhitzungszone 50a die Flansche 51a und 51b, wie dies durch die unterbrochenen Linien dargestellt wird, wodurch die Dampfüberhitzungszone 50a entfernt werden kann, um einen Zugang zum Rohrboden 36 zu erlauben.
  • Obwohl dies nicht zusammen veranschaulicht ist, kann der Überzug 70 der Figur 2 mit dem Abschirmblech 80 der Figur 3 (oder mit dem Abschirmblech 80' der Figur 4) kombiniert werden, um in Kombination zum Schutz der Teile der Umhüllung 22, die dem Hochtemperatur-Abstromgas ausgesetzt sind, zu schützen.
  • Ebenfalls eingeschlossen ist ein Mittel zur Abdichtung der Umhüllungsseite der ersten Austauschzone 20 von der Umhüllungsseite der zweiten Austauschzone 50, um die Fluide getrennt zu halten. In einem Beispiel ist der Rohrboden 36 durch Verschweißen oder auf andere Weise an der Umhüllung 22 angebracht, wie in den Figuren 2, 3 oder 4. Um die thermische Expansion des Rohrbündels 30 zu ermöglichen, kann auch ein Mittel enthalten sein, wie z.B. eine Expansionsverbindung.
  • Das bevorzugte Mittel zur Abdichtung des Rohrbodens 36 gegenüber der Umhüllung 22 ist die in den Figuren 5 und 5A veranschaulichte Dichtungsbuchse 90. Solche Abdichtungsmittel ermöglichen ebenfalls die thermische Expansion des Rohrbündels 30.
  • Die Dichtungsbuchse 90 dichtet den Rohrboden 36 gegen die Austauscherumhüllung 22 ab und isoliert ihn davon. Der Rohrboden 36 ist mit einem sich zylindrisch erstreckenden Teil 36a ausgestattet, der dazwischen einen ringförmigen Raum ausbildet, in dem die Dichtungsringe 92 angeordnet sind. Der Klemmring 95 wird an den erweiterten Teil des Rohrbodens mittels des Polzens 94 angebracht, der mittels der Knebelmuttel 96 gesichert ist. Der Dichtungspolzen 98 läuft durch den Dichtungsring 95, wodurch die Dichtungsringe 92 einstellbar zusammengedrückt werden, um den gewünschten Abdichtungsdruck zu ergeben.
  • Die Figur 5B veranschaulicht eine weitere Ausführungsform, in der eine Wärmebuchse 99 mit einer Dichtungsbuchse 90a am äußeren Ende der Wärmebuchse 99 kombiniert ist (die Bauelemente der Dichtungsbuchse sind die gleichen wie die der Dichtungsbuchse 90 der Figur 5A und werden deshalb nicht widerholt). Diese Anordnung ist insbesondere deshalb von Vorteil, weil sie flexibel ist und geringeren Biegespannungen unterliegt, wodurch eine bessere und sichere Abdichtung bereitgestellt wird.
  • Obwohl die veranschaulichten Ausführungsformen im Zweipassagenbündel U-Krümmungen als Mittel zur Rückführung des Fluids aus dem ersten Durchgang zum zweiten Durchgang verwenden, können andere Mittel verwendet werden, wie Z.B. ein Schwimmkopf.
  • In einer anderen Ausführungsform kann alternativ ein Bündel von Passagen mit gerader Anzahl, z.B. ein Vierpassagenbündel, anstelle des Zweipassagenbündels verwendet werden.
  • Die veranschaulichte und beschriebene kombinierte Austauscheranordnung eliminiert die Notwendigkeit einer Verbindungsleitung zwischen benachbarten Austauschern. Eine solche Verbindungsleitung ist thermischer Beanspruchung ausgesetzt und kann über ihre Länge einen nitrierbeständigen Überzug erforderlich machen. Durch Kombinieren der Austauscher innerhalb einer einzigen Umhüllung werden die Schwierigkeiten aufgrund hoher Beanspruchungen durch thermische Expansion und die Probleme, mit einer Verbindungsleitung, die entweder einen Überzug hat oder die vollständig aus einem nitrierbeständigen Material besteht, sichere Schweißverbindungen zu erhalten, verringert. Die Eliminierung der Verbindungsleitung verringert auch die Menge des Materials, die dem Hochtemperatur-Abstrom ausgesetzt ist. In einem Fall wurde gefunden, daß die Verwendung der kombinierten Austauscheranordnung im Vergleich zu einer Anordnung aus 2 getrennten Austauschern ca. $ 200000 einsparte.
  • In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen betritt der Fluidstrom die Austauscher bei einer erhöhten Temperatur und wird abgekühlt, wenn er durch die Rohre der Einpassagen- Rohrzone und dann durch die Umhüllungsseite der Zweipassagen- Rohrzone hindurchtritt. In einer anderen Ausführungsform betritt der Fluidstrom den Austauscher bei einer relativ milden Temperatur und wird auf einen aggressiveren Zustand erhitzt, wenn er durch die Umhüllungsseite der Zweipassagen- Rohrzone und dann durch die Rohrseite der Einpassagen-Rohrzone hindurchfließt, wobei Mittel zum Schutz der Umhüllung und der Zweipassagen-Rohrzone vorhanden sind, die ähnlich sind den in den vorausgehenden Ausführungsformen beschriebenen Mitteln.
  • In einer anderen Ausführungsform tritt oder verläßt der Fluidstrom den Austauscher bei einer aggressiven kalten Temperatur, wobei der Austauscher mit Schutzmitteln, wie sie vorstehend für heiße Gase beschrieben wurden, ausgestaltet ist.
  • Das beschriebe Wärmeaustauschersystem ist deshalb besonders geeignet für den Wärmeaustausch mit Fluiden, in denen die Bedingungen oder Eigenschaften, wie z.B. Temperatur, Korrosivität usw., des ersten Fluids gegenüber üblichen Konstruktionsmaterialien aggressiv sind, und in denen die Aggressivität des Fluids variiert, wenn das Fluid durch das Austauschersystem hindurchströmt, und ist insbesondere geeignet zur Abkühlung des Abstroms eines Ammoniakreaktors.

Claims (16)

1. Wärmeaustauschvorrichtung für Abströme eines Ammoniakreaktors umfassend:
einen Zustrom-Austauscher, der eine erste rohrförmige Austauschzone (20) umfaßt, die ein Bündel (30) von Wärmeaustauschrohren (32) enthält, die innerhalb der Zustrom- Wärmeaustauschzone gehalten werden; und
eine Hochtemperatur-Wärmeabführvorrichtung umfassend eine zweite rohrförmige Austauschzone (50, 50a), die ein Bündel (52) von Wärmeaustauschrohren (54) enthält;
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschvorrichtung ferner umfaßt eine Umhüllung (22), wobei die Wärmeaustauschrohre (32) der ersten rohrförmigen Austauschzone und die Wärmeaustauschrohre (54) der zweiten rohrförmigen Austauschzone innerhalb der Umhüllung liegen;
einen Rohrboden (36), der den Zustrom-Wärmeaustauscher von der Hochtemperatur-Wärmeabführvorrichtung trennt, und die Wärmeaustauschrohre (32) der ersten rohrförmigen Austauschzone in diesem Rohrboden (36) enden, so daß die Hochtemperatur- Wärmeabführvorrichtung mit dem Zustrom-Austauscher direkt in Serie verbunden ist; und
einen Schutzschild (70, 80, 80') zwischen der Umhüllung (22) und den Wärmeaustauschrohren (54) der zweiten rohrförmigen Austauschzone zum Schutz der Umhüllung in der Hochtemperatur-Wärmeabführvorrichtung nahe dem Rohrboden (36).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschild eine innere Ummantelung (80, 80') umfaßt, die zwischen der Umhüllung (22) und den Rohren (54) der zweiten rohrförmigen Austauschzone (50a) liegen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schutzummantelung (80) sich entlang der zweiten rohrförmigen Austauschzone (50a) über eine Länge erstreckt, die ausreicht, um den Teil der Umhüllung (22) zu schützen, der sonst unannehmbar aggressiven Bedingungen ausgesetzt sein würde.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schutzummantelung (80') sich entlang der zweiten rohrförmigen Austauschzone (50a) über im wesentlichen ihre ganze Länge erstreckt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrboden (36) an die Umhüllung (22) angebracht ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschild einen Schutzüberzug (70) umfaßt, der an mindestens einem Teil der inneren Oberfläche der Umhüllung (22) in der zweiten rohrförmigen Austauschzone (50) vorgesehen ist, die sonst unannehmbar aggressiven Bedingungen ausgesetzt sein würde.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschild ferner eine Wärmefalle (80, 80') umfaßt, die zwischen der Umhüllung und den Rohren (54) der zweiten rohrförmigen Austauschzone (50a) angebracht ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschild (70, 80, 80') aus einem nitrierbeständigen Material besteht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschild (70, 80, 80') aus INCONEL (Warenzeichen) besteht.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochtemperatur- Wärmabfuhrvorrichtung einen Hochtemperatur-Fluidaustauscher umfaßt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochtemperatur- Wärmeabführvorrichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Dampfüberhitzer, Dampfkesselspeisewasseraustauscher und Kochwasseraustauscher.
l2. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung in 2 Abschnitte geteilt ist, mit Verbindungsmitteln (51a, 51b) zwischen dem Zustrom-Austauscher und der Hochtemperatur- Wärmeabführvorrichtung.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Dichtungsbuchse (90) zum Abdichten des Rohrbodens (36) mit der Umhüllung (22) umfaßt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel Kontaktflansche (51a, 51b) umfassen.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschrohre (54) der zweiten rohrförmigen Austauschzone (50, 50a) ein Mehrpassagen-Bündel mit einer gleichmäßigen Zahl an Passagen umfassen.
16. Wärmeaustauschsystemverfahren zur Kühlung oder zum Erhitzen eines Fluidstroms eines Prozeßfluids, umfassend die Stufen: Hindurchführen des Fluidstroms durch 2 in Serie verbundene Wärmeaustauschstufen, umfassend den Austausch von Wärme zwischen dem Fluidstrom und einem ersten Austauschfluid durch Hindurchleiten des Fluidstroms durch eine Rohrseite eines Einpassagenbündels (30) und Austauschen der Wärme zwischen dem Fluidstrom und einem zweiten Austauschfluid durch Hindurchführen des Fluidstroms durch eine Umhüllungsseite eines Mehrpassagenbündels (52); dadurch gekennzeichnet, daß sich die ersten und zweiten Rohrbündel in einer einzigen Umhüllung (22) befinden; und dadurch, daß das Verfahren ferner die Ausbildung einer Abdichtung zwischen der Umhüllung und einem Rohrboden (36) des Einpassagenbündels (30) umfaßt, um Fluide in verschiedene Umhüllungsseiten der 2 Wärmeaustauschstufen zu trennen; und ein Fließschema ausgerichtet wird, so daß die Betriebsbedingungen und/oder physikalischen Eigenschaften des Prozeßfluids in der Umhüllungsseite des Mehrpassagenbündels an einem dem Rohrboden (36) des Einpassagenbündels näher gelegenen Ende aggressiver sind als an einem Ende, daß von dem Einpassagebundel (30) weiter entfernt ist; und die Umhüllung von dem Prozeßfluid beim aggressiveren Zustand des Prozeßfluids durch Dazwischenschalten eines Schutzschildes (70, 80, 80') zwischen der Umhüllung und mindestens einem Teil des Mehrpassagenbündels (52) an dem dem Rohrboden (36) des Einpassagenbündels (30) näher gelegenen Ende geschützt wird.
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