ES2808652T3

ES2808652T3 - Recipiente de presión dividido para el procesamiento de dos flujos

Info

Publication number: ES2808652T3
Application number: ES12742337T
Authority: ES
Inventors: Leif Hauge
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2021-03-01
Anticipated expiration: 2032-02-06
Also published as: IL227733B; BR112013019804B1; US10024496B2; EP2671014A4; BR112013019804A2; US20180058631A1; US20130334223A1; EP2671014B1; CA2826026A1; WO2012106712A1; HK1186233A1; CN103339433B; CN103339433A; IL227733A0; EP2671014A1

Abstract

Un recipiente de presión que comprende - una primera tapa extrema (1) que tiene un puerto lateral (3) para una salida de baja presión de una primera corriente (A); - una segunda tapa extrema (2) que tiene un puerto axial (6) para una salida de alta presión de una segunda corriente (B) sustancialmente paralela a un eje central mutuo formado por la primera tapa extrema y la segunda tapa extrema; - en el que la primera tapa extrema (1) tiene un puerto axial (4) para una entrada de alta presión de la primera corriente sustancialmente paralela al eje central mutuo formado por la primera tapa extrema y la segunda tapa extrema; - en el que la segunda tapa extrema (2) tiene un puerto lateral (5) para una entrada de baja presión de la segunda corriente; y - en el que el recipiente de presión está configurado para desviar los flujos de corriente de baja presión hacia los puertos laterales (3, 5).

Description

DESCRIPCIÓN

Recipiente de presión dividido para el procesamiento de dos flujos

La invención se relaciona con el procesamiento de fluidos, y específicamente con un recipiente de presión para el intercambio de energía entre dos fluidos. En particular, la invención se relaciona con un recipiente de presión dis puesto como dos tapas extremas opuestas que forman un recipiente de presión para un dispositivo de intercambio de energía.

Los recipientes de presión para dispositivos de intercambio de energía tales como los intercambiadores de calor, han sido de uso industrial durante mucho tiempo. En los últimos 10 -15 años se ha comercializado un nuevo dispo sitivo de intercambio de energía llamado intercambiador de presión. Este dispositivo ha adaptado los recipientes de presión compuestos estándar comerciales utilizados para la separación con membranas por ósmosis inversa.

Tales recipientes de presión están diseñados para la inserción de módulos de una o múltiples membranas por am bos extremos sin retirar el recipiente de presión, pero esto no es un requisito de carcasa para un dispositivo de inter cambio de energía. Por lo tanto, se convierte en una solución voluminosa con múltiples sellos necesarios para la entrada y la descarga de dos corrientes de fluidos diferentes. Tales sellos tienden a desarrollar fugas con el tiempo y necesitan ser reemplazados.

Los recipientes compuestos tienen que ser sobredimensionados y pesados para que tengan en cuenta la fractura gradual de las fibras de refuerzo a lo largo de una vida de 25 años. Con el fin de asegurar las tapas de los extremos, el recipiente se debe extender sustancialmente, lo que supone una gran pérdida de volumen productivo, puesto que sólo se requiere una longitud neta corta para un dispositivo de intercambio de energía.

Además, es deseable disponer el flujo de entrada o de salida a través de un puerto lateral del recipiente de presión. Para un recipiente compuesto esto se convierte en un desafío particular ya que tal puerto no puede tener un diáme tro muy grande sin un aumento sustancial del grosor de la pared, del peso y del coste añadidos.

El documento US 2006/0037895 A1 desvela un dispositivo de intercambio de presión que utiliza una bomba integral de alta presión que está en comunicación de fluido con una unidad de intercambio de presión tiene dos tapas extre mas separables que son alargadas.

El documento US 2006/00245909 A1 se refiere a un intercambiador de presión para la transferencia de energía de presión de una corriente de alta presión a una corriente de baja presión en la que se forma un puerto axial con un puerto lateral adicional en una tapa extrema.

El documento US 7.306.437 B2 (que se corresponde al documento US 2006/0032808 A1) desvela un intercambiador de presión que tiene un recipiente de presión de metal con paredes delgadas que se acomodan en dos puertos laterales fundidos o soldados. El recipiente de presión está formado por una sección que contiene tres de los cuatro puertos, mientras que la tapa extrema proporciona el cuarto puerto.

La citada referencia se refiere a la comprensión básica de los intercambios de presión. Más específicamente esta referencia desvela un recipiente de presión que comprende una primera tapa extrema que tiene un puerto lateral 7 para un flujo de salida de alta presión 35 de una primera corriente, una segunda tapa extrema que tiene un puerto axial 4 para un flujo de salida de baja presión de una segunda corriente sustancialmente paralela a un eje central mutuo formado por la primera y segunda tapas extremas.

Aunque este diseño elimina muchas de las preocupaciones con el uso de los recipientes de presión compuestos, tiene algunas limitaciones importantes. El diseño no permite el flujo radial a través de los puertos laterales de fluido de baja presión, lo cual es deseable para integrar una bomba de circulación para el flujo de alta presión. El flujo directo de baja presión a través de una cubierta extrema de cerámica con puertos laterales plantea problemas de sellado difíciles y/o una carga lateral asimétrica destructiva de la cubierta extrema.

Además, el recipiente largo impone problemas de fabricación en cuanto a la mecanización interna y el tamaño en la fundición.

Por lo tanto, se necesita un recipiente de presión que no tenga las desventajas que se han mencionado más arriba de los recipientes de presión existentes para el intercambio de energía. Por lo tanto, al menos un objetivo de la in vención es proporcionar un recipiente de presión que no esté gravado por las desventajas que se han mencionado más arriba.

Por lo tanto, un problema es mejorar la eficiencia de la planta y reducir los gastos de operación durante la vida de la planta.

La invención sugiere la reivindicación 1.

De acuerdo con al menos una realización se proporciona el recipiente de presión para un dispositivo de intercambio de energía adecuado para la integración con una bomba de circulación para el flujo de alta presión. El recipiente de presión desvía los flujos de baja presión a los puertos laterales y proporciona conductos de flujo de alta presión axial en línea recta en los que una tapa extrema está integrada mecánicamente con una bomba de circulación.

El recipiente de presión para el dispositivo de intercambio de energía ha mejorado la eficiencia de fabricación. El recipiente de presión, de acuerdo con esta realización, tiene dos tapas opuestas conectadas mecánicamente con un sello, teniendo cada una de ellas una entrada y una salida para una corriente.

El recipiente de presión para el dispositivo de intercambio de energía no desarrollará fugas externas a través de los sellos. El recipiente de presión de acuerdo con esta realización tiene preferentemente tapas extremas fundidas o soldadas con puertos estructuralmente integrados.

Estas y otras realizaciones y ventajas de la presente invención, que pueden ser empleadas individualmente o en combinación selectiva, se pondrán de manifiesto en la descripción detallada que sigue, tomada junto con los dibujos que la acompañan, ilustrando a modo de ejemplo los principios de la invención.

La figura 1 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de un recipiente de presión dividido para el procesamiento de dos corrientes de acuerdo con al menos una realización de la invención.

La figura 2 es una vista parcial recortada del recipiente de presión con un intercambiador de presión de acuerdo con la realización ejemplar que se ilustra en la figura 1.

La figura 3 es una vista en perspectiva recortada de una bomba de circulación impulsada por un motor su mergible integrado con una tapa extrema.

La figura 4 es una vista en perspectiva recortada de una bomba de circulación integrada con una tapa ex trema y accionada por un motor externo.

La siguiente descripción tiene por objeto transmitir una comprensión completa de las realizaciones descritas, propor cionando una serie de realizaciones y detalles específicos que implican una mejora del recipiente de presión para el intercambio de energía de una corriente de fluido a otra. Sin embargo, se debe apreciar que la presente invención no se limita a estas realizaciones y detalles específicos, que son sólo ejemplares. Se entiende además que quien posea una habilidad ordinaria en la técnica, a la luz de los sistemas y procedimientos conocidos, apreciará el uso de la invención para los fines y beneficios previstos en cualquier número de realizaciones alternativas, dependiendo del diseño específico y otras necesidades.

Haciendo referencia a continuación a la figura 1, se ilustra una realización externa de un recipiente de presión dividi do de acuerdo con al menos una realización de la invención. El recipiente de presión representado en la figura 1 comprende dos tapas extremas preferiblemente alargadas 1 y 2 para separar las corrientes de fluido primera y se gunda, en la que la primera tiene un puerto lateral 3 para la salida de baja presión de la primera corriente A y un puerto axial 4 para la entrada de alta presión de la primera corriente A' sustancialmente paralela al eje de centros mutuo de ambas tapas extremas 1,2 y preferentemente en el mismo plano que el puerto lateral 3.

La segunda tapa extrema 2 tiene un puerto lateral 5 para la entrada a baja presión de la segunda corriente B' prefe rentemente en el mismo plano que el puerto lateral 3 de la primera tapa 1. La segunda corriente B tiene un puerto axial 6 para la salida de alta presión sustancialmente paralela al eje central de ambas tapas extremas 1 y 2.

Cada tapa extrema tiene una brida 7 y 8 con orificios 9 para pernos 10 que conectan las dos tapas extremas para formar un recipiente de presión. Una de las bridas tiene un resalte o ranura 11 para un junta tórica 12 para formar un sello de cara entre las tapas extremas. Aunque no está representado en el dibujo, se considera parte de la invención cualquier procedimiento conocido de fijación mecánica de las tapas extremas, como por ejemplo, pero no limitado a un accesorio ranurado. Además, se hace notar que todos los puertos están fundidos o soldados a las tapas extre mas sin ningún tipo de sellado adicional.

La figura 2 muestra la realización particular del recipiente de presión dividido con un conjunto de intercambiador de presión interno 13 que tiene una cubierta extrema 14 para la primera corriente y otra cubierta extrema 15 para la segunda corriente. La tapa extrema para la primera corriente tiene una entrada axial de alta presión 16 que se co necta directamente al colector de alta presión estructuralmente integrado 17 de la primera tapa extrema, y una salida axial de baja presión 18 que se conecta directamente al colector de salida de flujo estructuralmente integrado 19 de la primera tapa extrema, que tiene un sello estático 20 que aísla del lado de alta presión.

La tapa extrema 15 para la segunda corriente tiene una salida axial de alta presión 21 que conecta directamente con el colector de alta presión estructuralmente integrado 22 de la segunda tapa extrema, y una entrada axial de baja presión 23 que conecta directamente con el colector de entrada estructuralmente integrado 24 de la primera tapa extrema, que tiene un sello estático 25 que aísla del lado de alta presión.

La figura 3 muestra la segunda tapa extrema 2 que tiene una bomba de circulación integrada 26 impulsada por un motor sumergible 27 unido a la bomba 26 con un bastidor de montaje 29. El colector de salida de alta presión 22 descarga el flujo en el extremo del motor sumergible de la carcasa 28 de la bomba. La bomba 26 está sujeta a la tapa del puerto de descarga 30. La carcasa 28 de la bomba está fundida o soldada integrada con la segunda tapa extrema 2 y puede tener una brida para fijar la cubierta del puerto de descarga, que tiene un puerto de descarga axial 31 preferentemente en el mismo plano que el puerto de entrada axial 16 y los puertos laterales 3 y 5.

La bomba de circulación o de refuerzo puede ser cualquier tipo de bomba adecuada, incluyendo pero no limitado a una bomba centrífuga multietapa. Sería especialmente útil con el intercambiador de presión si la bomba pudiera ser reversible. Los intercambiadores de presión se utilizan principalmente en plantas de ósmosis inversa, que aceptan diferentes aguas de alimentación, incluidas, entre otras, las aguas marinas que tienen un considerable potencial de incrustación. Si el flujo pudiera invertirse periódicamente a través de las membranas, podría omitirse la limpieza o reducirse sustancialmente o evitarse el costoso pretratamiento. Si es así, se puede utilizar una toma de agua super ficial menos costosa en lugar de los costosos pozos perforados.

La figura 4 muestra la segunda tapa 2 con una bomba de circulación integrada 32 accionada por un motor externo 33. El colector de salida de alta presión 22 descarga el flujo en la entrada 34 de la carcasa 35 de la bomba. El lado de entrada de la carcasa 36 de la bomba es una parte estructuralmente integrada de la tapa extrema 2 por medio de fundición o soldadura. El lado de descarga 37 se conecta al lado de entrada 36 mediante bridas atornilladas o pro cedimientos similares y una junta 38. El árbol 39 de la bomba está equipado con un cierre de alta presión de la cara rotativa 40. El flujo de alta presión de la bomba se descarga a través de la salida 41 de la bomba.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un recipiente de presión que comprende

- una primera tapa extrema (1) que tiene un puerto lateral (3) para una salida de baja presión de una primera corriente (A);

- una segunda tapa extrema (2) que tiene un puerto axial (6) para una salida de alta presión de una segunda corriente (B) sustancialmente paralela a un eje central mutuo formado por la primera tapa extrema y la se gunda tapa extrema;

- en el que la primera tapa extrema (1) tiene un puerto axial (4) para una entrada de alta presión de la prime ra corriente sustancialmente paralela al eje central mutuo formado por la primera tapa extrema y la segunda tapa extrema;

- en el que la segunda tapa extrema (2) tiene un puerto lateral (5) para una entrada de baja presión de la se gunda corriente; y

- en el que el recipiente de presión está configurado para desviar los flujos de corriente de baja presión hacia los puertos laterales (3, 5).

2. El recipiente de presión de la reivindicación 1, en el que una bomba de circulación (26; 32) que forma parte integrada del recipiente de presión está conectada directamente a una de las tapas extremas (1, 2) para aumen tar el flujo de alta presión de una corriente y tiene un puerto de descarga axial (31) en el mismo plano que el puerto lateral (3) y el puerto axial (6).

3. El recipiente de presión de la reivindicación 1, en el que la primera tapa extrema (1) y la segunda tapa extrema (2) están conectadas mecánicamente con bridas (7,8), un sello estático (12), un accesorio ranurado o cualquier combinación.

4. El recipiente de presión de la reivindicación 1, en el que la primera tapa extrema (1) y la segunda tapa extrema (2) son separables.

5. El recipiente de presión de la reivindicación 1, el que el recipiente de presión proporciona conductos de flujo de alta presión axiales rectos en línea.

6. El recipiente de presión de la reivindicación 1, en el que la primera tapa extrema (1) y la segunda tapa extrema (2) son alargadas.

7. El recipiente de presión de la reivindicación 2, en el que la primera tapa extrema (1) y la segunda tapa extrema (2) están integradas mecánicamente de forma permanente a la bomba de circulación (26).

8. El recipiente de presión de la reivindicación 2, en el que la bomba de circulación es una bomba sumergible (26) con un motor (27), preferentemente mojado por la corriente menos corrosiva.

9. El recipiente de presión de la reivindicación 2, en el que la bomba de circulación (26) es capaz de invertir la dirección del flujo.

10. El recipiente de presión de la reivindicación 2, en el que la bomba de circulación (32) tiene un motor externo (33) con un sello del árbol que soporta la alta presión de la corriente.