SE535331C2 - Värmeväxlingssystem och metod för värmning av ett kollektormedium samt tork och bioenergikombinat innefattande värmeväxlingssystemet - Google Patents

Värmeväxlingssystem och metod för värmning av ett kollektormedium samt tork och bioenergikombinat innefattande värmeväxlingssystemet Download PDF

Info

Publication number
SE535331C2
SE535331C2 SE1050552A SE1050552A SE535331C2 SE 535331 C2 SE535331 C2 SE 535331C2 SE 1050552 A SE1050552 A SE 1050552A SE 1050552 A SE1050552 A SE 1050552A SE 535331 C2 SE535331 C2 SE 535331C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
medium
exchange system
heat exchanger
heat exchange
steam
Prior art date
Application number
SE1050552A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1050552A1 (sv
Inventor
Bengt-Olof Naeslund
Original Assignee
Skellefteaa Kraftaktiebolag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Skellefteaa Kraftaktiebolag filed Critical Skellefteaa Kraftaktiebolag
Priority to SE1050552A priority Critical patent/SE535331C2/sv
Priority to DK11168482.5T priority patent/DK2392882T3/en
Priority to EP11168482.5A priority patent/EP2392882B1/en
Publication of SE1050552A1 publication Critical patent/SE1050552A1/sv
Publication of SE535331C2 publication Critical patent/SE535331C2/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00Heating arrangements
    • F26B23/001Heating arrangements using waste heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00Heating arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/04Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for specific purposes other than heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/06Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of multiple-inlet-pressure type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/34Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating
    • F01K7/40Use of two or more feed-water heaters in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/10Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0066Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • F28D7/0083Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium
    • F28D7/0091Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium the supplementary medium flowing in series through the units
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • F28B1/02Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using water or other liquid as the cooling medium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0038Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for drying or dehumidifying gases or vapours
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Föreliggande uppfinning avser ett värrneväxlingssystem (1; 1'; 1”; 101)för värmningav ett kollektorrnedium (2; 103), vilket innefattar ett hölje (3; 3') som har ett flödesinlopp (8a)för kollektormedium och ett flödesutlopp (8a) för kollektormedium, varvid - höljet är uppdelat i åtminstone en första inre sektion (16) och en andra inre sektion(18), varvid den första inre sektionen (16) och den andra inre sektionen (18) är placerade iserie i höljet (3; 3) i förhållande till flödesriktningen hos kollektorrnediet (2; 103), - den första inre sektionen (16), som innefattar en första värrneväxlare (16c; 101.1),är placerad intill flödesinloppet (8a) för kollektormediet, - den andra inre sektionen (18), som innefattar en andra värmeväxlare (18c; 101.2),är placerad intill flödesutloppet (8b) för kollektormediet, -till den första värmeväxlaren (16c; 101.1) tillförs ett första värmningsmedium (16e;101.1e), och -till den andra värrneväxlaren (18c; 101.2) tillförs ett andra värmningsmedium (18e;101.2e). Uppfinningen avser också ett förfarande och en tork för värmning av ettkollektorrnedium. Uppfinningen avser också ett bioenergikombinat och användande av värmeväxlings-systemet. Skall publiceras med figur 2a.

Description

20 25 30 35 535 331 2 växlaren tillförs ett första värrnningsmedium, och till den andra vänneväxlaren tillförs ett andra vännningsmedium.
En andra aspekt av uppfinningen tillhandahåller ett förfarande för värrnning av ett kollektorrnedium i ett värrneväxlingssystem. Förfarandet innefattar stegen att ett första värmningsmedium tillförs till en första värmeväxlare, ett andra värmningsmedium tillförs till en andra värmeväxlare, kollektomtediet leds till den första värmeväxlaren och kollektonnedlet värms indirekt av det första värmningsmediet, varefter kollektorrnediet leds till den andra värmeväxlaren och kollektonnediet värms indirekt av det andra värmningsmediet.
En fördel med uppfinningen är att det första och det andra värmningsmediet tillförs separat till den första och den andra vänneväxlaren. Detta möjliggör att flera värrnekällor används för tillförsel av det erforderliga värmet för att värma kollektormediet till en önskad temperatur. Olika industrimiljöer producerar spillvärrne eller överskottsvärrne; sådant värme är vanligen billigare än värme producerat separat för ett visst ändamål. Energiinnehàllet i spillvånne eller överskottsvärme erhållet från en värmekälla, taget separat, är dock ibland otillräckligt för att värrna ett kollektorrnedium till en önskad temperatumivå. Genom att spillvärme från flera värmekällor används för att värrna kollektorrnediet erhålls förbättrat utnyttjande av tillgängligt värme, och värmningsprocessen blir mindre dyrbar. Energi- effektiviteten förbättras också, eftersom spillvärmet eller överskottsvärrnet kan användas effektivt istället för att släppas ut i miljön.
En annan fördel är att genom att både den första värmeväxlaren och den andra vånneväxlaren anordnas i samma hölje erfordras bara ett inlopp och utlopp för kollektonnedium för att leda kollektorrnediet till och genom bàda värmeväxlarna, i motsats till om värmeväxlarna skulle vara anordnade i separata höljen. Detta ger den funktionella fördelen att tryckminskningen i varje värmeväxlare minskar och att energiförbrukningen i den process där värmeväxlingssystemet realiseras sjunker.
En annan fördel är att genom att flera värmeväxlare integreras i samma hölje får värmeväxlingssystemet en kompakt struktur och blir lättare att passa in i olika industriella miljöer.
En annan fördel är att genom att tvà värrneväxlare används kan de samman- bindande medel som kopplar samman värmeväxlama med värmekälloma göras med betydligt mindre mått, jämfört med om endast en vänneväxlare används för värmning av kollektormediet, varvid större mått erfordras för att möjliggöra större flödesvolymer.
Härigenom förbättras kostnadseffektiviteten.
Enligt en utföringsform av värmeväxlingssystemet tillförs det första värrnningsmediet från en första värmekälla, och det andra värmningsmediet tillförs fràn en andra vännekälla.
Detta ger fördelen att olika värmekällor ochleller olika värmningsmedier kan användas för värmning av kollektonnediet. 10 15 20 25 30 35 535 331 3 Enligt en utföringsfonn av värmeväxlingssystemet är flödesinloppet för kollektonnediet och flödesutloppet för kollektormediet placerade mitt emot varandra i höljet, och i synnerhet är inloppet och utloppet placerade i motsatta ändar av höljet. Detta ger fördelen att flödet av kollektorrnedium kan ledas i stort sett rakt genom värmeväxlingssystemet, istället för att flödesriktningen ändras, vilket leder till en betydande ökning av tryckminskningen och energiförbrukningen.
Enligt en utföringsform av värmeväxlingssystemet är den första inre sektionen placerad på ett avstånd från den andra inre sektionen. Enligt en utföringsform av vänne- växlingssystemet finns det en mellansektion placerad mellan den första värmeväxlaren och den andra värmeväxlaren. Inom vissa användningsområden är kollektormediet orent och innehåller partiklar av annat material; på grund av förändringar av flödesegenskaperna inom mellansektionen hålls dessa partiklar kvari mellansektionen och kan avlägsnas via en stängbar öppning, som beskrivs närmare i det följande. Detta ger den funktionella fördelen att färre partiklar avsätts på de värmeledande ytoma i den andra värmeväxlaren.
Enligt en utföringsform av värmeväxlingssystemet innefattar kollektormediet en gas, såsom luft eller ånga. Enligt en utföringsform av värmeväxlingssystemet innefattar kollektorrnediet en vätska, såsom vatten eller en vattenhaltig vätska.
Värmeväxlingssystemet enligt uppfinningen lämpar sig således för många olika industriella användningsområden.
Enligt en utföringsform av värrneväxlingssystemet är den första inre sektionen och/eller den andra inre sektionen anpassade för att användas vid övertryck. Detta möjliggör att de inre sektionema och värmeväxlarna drivs separat vid olika specifika betingelser, såsom tryck och temperatur. När både den första värmeväxlaren och den andra värme- växlaren är utformade som värmeväxlare med hölje och rör tillhandahåller värmeväxlings- systemet båda värrneväxlama i samma hölje, med ett gemensamt skal, men de drivs med olika parametrar.
Enligt en utföringsfonn av värmeväxlingssystemet innefattar den första vänne- växlaren en utloppssida, och den andra vänneväxlaren innefattar en inloppssida, varvid utloppssidan hos den första värrneväxlaren är placerad i stort sett mitt emot inloppssidan hos den andra värrneväxlaren. Enligt en annan utföringsform av värmeväxlingssystemet är systemet anpassat för att ge en stort sett rak flödesväg för kollektormediet från inloppet för kollektormediet till utloppet för kollektorrnediet.
Detta ger fördelen att flödet av kollektonnedium leds i stort sett rakt genom värme- växlingssystemet, istället för att flödesriktningen ändras, vilket leder till en betydande ökning av tryckminskningen och energiförbrukningen.
Till värmeväxlingssystemet tillförs värme från olika värmekällor. 10 15 20 25 30 35 535 331 4 Det första värrnningsmediet och det andra värmningsmediet väljs så att de ger effektiv värmeöverföring från de tillgängliga värmekällorna till värrneväxlarna. Inom vissa användningsområden är det gynnsamt att tillföra samma typ av värmningsmedium till den första vämieväxlaren och den andra värmeväxlaren. Märkas bör, att i dessa fall skiljer sig det första värmningsmediet och det andra värmningsmediet åt inbördes genom att de har olika parametrar, såsom tryck och/eller temperatur. Den första vârmeväxlaren är således kopplad till den första värmekällan via det första sammanbindande medlet, och den andra vänne- växlaren är kopplad till den andra värmekällan via det andra sammanbindande medlet. Det första sammanbindande medlet är alltså åtskilt från det andra sammanbindande medlet.
Det är särskilt effektivt att använda värmeväxlare med stora värmeledande ytor, såsom värrneväxlare med hölje och rör eller liknande. Den första värrneväxlaren och/eller den andra värmeväxlaren innefattar något av en gas-gasvärmeväxlare, en vätske-gasvärme- växlare, en vätske-vätskevärmeväxlare eller en kondensor. Värrneväxlingssystemet innefattar med fördel en kombination av olika typer av värmeväxlare. Altemativt är den första värrneväxiaren och den andra värmeväxlaren av samma typ.
Principema för en värmeväxlare är kända sedan länge, och det finns många sorters värmeväxlare tillgängliga i handeln. Fackmannen kan välja. anpassa och integrera vanliga kända värmeväxlare så att de passar i ett vänneväxlingssystem enligt uppfinningen på grundval av information om energinivàema i det tillgängliga värmet fràn värrnekällorna, den valda typen av värmningsmedium som överför värmet och parametrar för det kollektormedium som skall värmas för att ge stegvis värmning av kollektonnediet till en önskad temperaturnivå. Vidare väljs även sammanbindande medel, delar och rör och annan ytterligare utrustning och anpassas för att vara lämpliga för att leda det första värrnnings- mediet och det andra vännningsmediet.
Enligt en utföringsforrn av värmeväxlingssystemet innefattar det första värmnings- mediet och/eller det andra värmningsmediet ett icke komprimerbart medium, såsom termisk olja eller hett vatten.
Om värmningsmediet innefattar termisk olja är det fördelaktigt att värmeväxlaren utformas som en värmeväxlare med plattor för att ge effektiv värmeöverföring.
Enligt en annan utföringsforrn av värmeväxlingssystemet innefattar det första värmningsmediet och/eller det andra värmningsmediet ett komprimerbart medium, såsom ånga, heta avgaser eller heta industrigaser. Om vännningsmediet är ett komprimerbart medium är det fördelaktigt att värmeväxlaren utformas som en värmeväxlare med hölie och rör.
En utföringsform av förfarandet innefattar att olika typer av värmningsmedium tillförs till den första värmeväxlaren och den andra värrneväxlaren. Således tillförs en typ av värmningsmedium till den första värmeväxlaren, och en annan typ av värmningsmedium 10 15 20 25 30 35 535 331 5 tillförs till den andra vänneväxlaren. Inom ett exempel innefattar det första värmningsmediet termisk olja, och det andra värmningsmediet innefattar heta avgaser.
En altemativ utföringsform av förfarandet innefattar att samma typ av värmnings- medium tillförs till den första värmeväxlaren och den andra värrneväxlaren. Det första värmningsmediet och det andra värmningsmediet innefattar således samma typ av medium, såsom ånga. Märkas bör dock, att i detta fall skiljer sig trycket och/eller temperaturen åt mellan det första värmningsmediet och det andra värrnningsmediet.
Enligt en utföringsform av värmeväxlingssystemet innefattar den första vänne- växlaren och/eller den andra värmeväxlaren en Kondensor. Om det första värrnningsmediet och/eller det andra värmningsmediet innefattar ett kondenserbart medium, såsom ånga, är respektive värrneväxlare utformad som en kondensor med hölje och rör.
Enligt en utföringsform av förfarandet innefattar den första värmekällan och/eller den andra värmekällan en ångturbin. Det är fördelaktigt att värme tillförs från en àngturbin, och det är särskilt energieffektivt, eftersom värmeväxlaren då är utformad som en kondensor och överför värme till kollektormediet medan ångan kondenseras. Märkas bör vidare att värmningsmediet, ånga vid övertryck, med fördel tas ut från ångturbinen vid olika nivåer på ångtrycket, vilket också förbättrar den termiska effektiviteten hos ångturbinen.
Enligt en utföringsform av värmeväxlingssystemet är en första kondensatbehållare kopplad till den första vänneväxlaren för att samla upp ett kondensat av det första värmningsmediet, och en andra kondensatbehållare är kopplad till den andra värmeväxlaren för att samla upp ett kondensat av det andra värmningsmediet.
Enligt en utföringsforrn av värmeväxlingssystemet är den andra kondensat- behållaren vidare kopplad till den första kondensatbehållaren.
Enligt en annan utföringsfonn av värmeväxlingssystemet är den första kondensat- behållaren kopplad till den första värmeväxlaren via en ångledning.
Detta förbättrar energieffektiviteten hos värmeväxlingssystemet, vilket kommer att förklaras vidare i det följande.
Enligt en utföringsform av värmeväxlingssystemet är ytan hos tvärsnittet av utlopps- sidan av den första värmeväxlaren och ytan hos tvärsnittet av inloppssidan av den andra värrneväxlaren i stort sett desamma.
Enligt en annan utföringsforrn av värmeväxlingssystemet är tvärsnittsytan hos mellansektionen i stort sett konstant över sektionens hela längd.
Detta ger fördelen att den mellanliggande kammaren och utloppssidan av den första värmeväxlaren och inloppssidan av den andra värmeväxlaren har en motsvarande tvärsnitts- yta, vilket ger förbättrade flödesegenskaper och minskar tryckminsknlngen ide serie- kopplade värmeväxlarna. 10 15 20 25 30 35 535 331 6 Enligt en utföringsform av värmeväxlingssystemet är mellansektionen i höljet böjd, så att den första och den andra värmeväxlaren föreligger vinkelrätt mot varandra.
Enligt en utföringsfomi av värmeväxlingssystemet är höljet i stort sett U-format, så att den första och den andra värmeväxlaren är placerade parallellt med varandra. Detta ger en kompakt utformning av vänneväxlingssystemet.
Det första vännningsmediet och det andra värmningsmediet tillförs med fördel vid betydligt åtskilda temperaturer hos värmningsmedierna. Enligt en utföringsforrn innefattar förfarandet att det första värmningsmediet tillförs vid en temperatur t1 hos det första värmningsmediet och att det andra värrnningsmediet tillförs vid en temperatur t2 hos det andra vännningsmediet, varvid t2 skiljer sig betydligt från t1. Temperaturen t2 hos det andra värrnningsmediet anses skilja sig från temperaturen t1 hos det första värmningsmediet när temperaturen t2 hos det andra värmningsmediet ligger utanför ett temperaturområde av plus eller minus 0,5 grader Celsius från temperaturen t1 hos det första värmningsmediet.
Enligt en annan utföringsforrn är temperaturen t2 hos det andra värmningsmediet företrädesvis högre än temperaturen t1 hos det första värmningsmediet. Temperaturen t2 hos det andra värmningsmediet är minst 0,5 grader Celsius över temperaturen t1 hos det första värmningsmediet. Detta ger verkan att kollektormediet värms stegvis i värrneväxlings- systemet.
Enligt en annan utföringsforrn av förfarandet är temperaturen t2 hos det andra värmningsmediet minst 3 grader Celsius över temperaturen t1 hos det första vännnings- mediet.
Enligt en annan utföringsforrn av förfarandet är temperaturen t2 hos det andra värmningsmediet minst 10 grader Celsius över temperaturen t1 hos det första värmnings- mediet.
Enligt en alternativ utföringsform innefattar förfarandet att det första värmnings- mediet tillförs vid en temperatur t1 hos det första värmningsmediet och att det andra värmningsmediet tillförs vid en temperatur t2 hos det andra värmningsmediet, varvid t2 är i stort sett lika med t1, så att temperaturen t2 hos det andra värmningsmediet i stort sett motsvarar temperaturen t1 hos det första värmningsmediet.
Temperaturen t2 hos det andra värmningsmediet anses vara lika med temperaturen t1 hos det första värmningsmediet när temperaturen t2 hos det andra värrnningsmediet ligger inom ett temperaturomràde av plus eller minus 0,5 grader Celsius från temperaturen t1 hos det första vännningsmediet. Verkan med stegvis värmning erhålls också när temperaturen t2 hos det andra värmningsmediet är i stort sett lika med temperaturen t1 hos det första värmningsmediet.
Enligt en utföringsform innefattar förfarandet att det första värmningsmediet tillförs vid ett tryck P1 hos det första värmningsmediet och att det andra värmningsmediet tillförs vid 10 15 20 25 30 35 535 331 7 ett tryck P2 hos det andra värmningsmediet, varvid P2 skiljer sig betydligt från P1. Trycket P2 hos det andra värmningsmediet anses skilja sig från trycket P1 hos det första värrnnings- mediet när trycket P2 hos det andra värmningsmediet ligger utanför ett tryckomràde av plus eller minus 0,5 bar från trycket P1 hos det första värmningsmediet.
Företrädesvis är trycket P2 hos det andra vännningsmediet större än trycket P1 hos det första värmningsmediet. Enligt en annan utföringsform av förfarandet är trycket P2 hos det andra vännningsmediet minst 1 bar över trycket P1 hos det första värmningsmediet.
Enligt en altemativ utföringsfonn innefattar förfarandet att det första värmnings- mediet tillförs vid ett tryck P1 hos det första värmningsmediet och att det andra värmnings- mediet tillförs vid ett tryck P2 hos det andra värmningsmediet, varvid P2 är i stort sett lika med P1, så att trycket hos det andra värmningsmediet i stort sett motsvarar trycket hos det första värmningsmediet. Trycket P2 hos det andra värmningsmediet anses vara lika med trycket P1 hos det första värmningsmediet när trycket P2 hos det andra värmningsmediet ligger inom ett tryckomràde av plus eller minus 0,5 bar från trycket P1 hos det första värmningsmediet.
Enligt en annan utföringsfonn innefattar förfarandet att det första värmningsmediet tas ut från en ångturbin vid ett tryck P1 hos det första vännningsmediet och att det andra värmningsmediet tas ut från samma ångturbin vid ett tryck P2 hos det andra värmnings- mediet, varvid P1 är lägre än P2. Trycket P1 hos det första värrnningsmediet ligger med fördel inom tryckomràdet 5 till 20 bar, och trycket P2 hos det andra värmningsmediet väljs med fördel inom tryckomràdet 15 till 30 bar.
Värmeväxlingssystemet lämpar sig för värmning av ett kollektormedium. såsom en gas eller vätska.
Vänneväxlingssystemet lämpar sig särskilt för vännning av en gas vid övertryck, såsom ånga vid övertryck. Värmeväxlingssystemet lämpar sig också för värmning av en vätska, såsom rent vatten eller vilken vattenhaltig vätska som helst, såsom kondensat.
Vidare avser uppfinningen också en tork för torkning av fuktigt material genom vänneöverföring från ett kollektormedium. ett torkningsmedium, såsom ånga. Vänneväxlings- systemet vänner effektivt torkningsmediet stegvis med flera separat tillförda värmnings- medier. l synnerhet möjliggör den kompakta konstruktionen hos värmeväxlingssystemet mindre mått hos torken.
Vidare avser uppfinningen också ett bioenergikombinat. Bioenergikomblnatet inne- fattar en ånggenererande anläggning och en tork enligt uppfinningen. Den ànggenererande anläggningen innefattar minst en ångturbin. Ångturbinen är kopplad till den första värme- växlaren och/eller den andra värmeväxlaren i torken för att tillföra ånga som vännnings- medium till torken.
Enligt en utföringsform innefattar bioenergikombinatet en àngvänneväxlare. 10 15 20 25 30 35 535 33? 8 Enligt en utföringsfonn av bioenergikombinatet innefattar torken ett utlopp för överskottsánga, och àngvärrneväxlaren är kopplad till utloppet för överskottsànga för att tillvarata värmet i överskottsångan från torken.
Enligt en annan utföringsform av bioenergikombinatet innefattar ångturbinen minst ett första ångutlopp och minst ett andra àngutlopp.
Enligt en annan utföringsform av bioenergikombinatet har ångturbinen minst ett första ånginlopp och minst ett andra ånginlopp.
Enligt ytterligare en utföringsfonn av bioenergikombinatet är ångvärmeväxlaren kopplad till det andra ånginloppet i ångturbinen för att tillföra ren ånga till ångturbinen.
Uppfinningen avser också användande av en tork i kombination med en ång- genererande anläggning.
Enligt en utföringsfonn av uppfinningen används torken i kombination med en* ànggenererande anläggning som innefattar en förbränningskammare och/eller minst en kraft- producerande ångturbin.
Uppfinningen avser också användande av värmeväxlingssystemet i en bioenergikombinat.
Uppfinningen avser också användande av värmeväxlingssystemet i en ångtork.
Uppfinningen avser också användande av värmeväxlingssystemet i ett ångkraftverk.
Uppfinningen avser också användande av värmeväxlingssystemet i en ånggenererande anläggning.
Föreliggande uppfinning definieras av de bifogade oberoende patentkraven. Olika utföringsformer av uppfinningen beskrivs i de bifogade beroende patentkraven samti följande beskrivning och de åtföljande ritningarna. Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till de utföringsformer som har beskrivits i det föregående: utföringsforrnerna kan kombineras på olika sätt, och ett antal ytterligare varianter och modifikationer är möjliga inom patentkravens omfång.
Kort beskrivning av figurerna Ytterligare syften med, drag hos och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå av följande utförliga beskrivning av uppfinningen, där utföringsformer av uppfinningen kommer att beskrivas mer i detalj med hänvisning till de bifogade ritningama, för vilka följande gäller: Figur 1a visar en schematisk bild av ett värmeväxlingssystem 1 enligt uppfinningen.
Figur 1b visar en schematisk sidobild av värmeväxlingssystemet 1 enligt uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 535 331 9 Figur 2a visar värmeväxlingssystemet enligt figur 1, där en sida av höljets vägg är avlägsnad.
Figur 2b visar ett värmeväxlingssystem 1' enligt uppfinningen.
Figur 3a visar ett värrneväxlingssystem 1" enligt uppfinningen.
Figur 3b visar en annan utföringsforrn av värmeväxlingssystemet 1" enligt uppfinningen.
Figur 4 visar en schematisk bild av en tork som innefattar värmeväxlingssystemet enligt uppfinningen.
Figur 5 visar ett schematiskt flödesschema för ett bioenergikombinat 200, vilken innefattar en tork enligt uppfinningen.
Figur 6 visar ett schematiskt flödesschema för ett bioenergikombinat 200”. vilken innefattar en tork enligt uppfinningen.
Utförlig beskrivning Utföringsforrner av föreliggande uppfinning kommer i det följande att beskrivas utförligare med hänvisning till de bifogade ritningama, i vilka utföringsformer av uppfinningen visas. Föreliggande uppfinning kan emellertid anta många olika former och skall inte betraktas som begränsad till de utföringsformer som beskrivs här. Dessa utföringsformer tillhandahålls tvärtom för att denna beskrivning skall vara utförlig och fullständig, och de visar tydligt uppfinningens omfång för fackmannen. Samma referenssiffror betecknar genom- gående samma element.
Figur 1a visar en schematisk bild av ett värmeväxlingssystem 1 enligt uppfinningen.
Värmeväxlingssystemet 1 för värmning av ett kollektorrnedium 2 innefattar ett hölje 3. Höljet 3 innefattar en làngsträckt kropp 4, indelad i en första del 5. en mellandel 6 och en andra del 7. Värrneväxlingssystemet 1 innefattar vidare första sammanbindande medel 10 och andra sammanbindande medel 11. De första sammanbindande medlen 10 kopplar vänneväxlings- systemet 1 till en första värmekälla 20, och de andra sammanbindande medlen 11 kopplar värrneväxlingssystemet 1 till en andra värmekälla 21.
Tvärsnittet vinkelrätt mot den axiella riktningen hos höljet 3 är i stort sett cirkel- fonnigt. Alternativt kan tvärsnittet vara nästan cirkelformigt, ovalt, nästan ovalt, kvadratiskt, rektangulärt eller kombinationer därav. Mellandelen 6 är anordnad mellan den första delen 5 och den andra delen 7. Höljet 3 innefattar också en vägg 3a med en utsida 3b och en insida 3c.
Den första delen 5 av höljet 3 innefattar ett flödesinlopp 8a för kollektorrnediet och en stängbar öppning 9. Den första delen 5 bildar en inloppssektion 5a. Flödesinloppet 8a för kollektormediet definierar ett genomgående hål i höljets vägg 3a vid en första ände av höljet 10 15 20 25 30 35 535 331 10 3. En tvärsnittsyta hos den första delen 5 vidgar sig från flödesinloppet 8a för kollektormediet mot mellandelen 6. Altemativt kan tvärsnittet och ytan hos tvärsnittet av delen 5 vara konstant längs hela delen 5 från flödesinloppet 8a för kollektormediet till mellandelen 6. lnloppsdelen 5a beskrivs vidare i det följande.
Figur 1b visar en sidobild av höljet 3, där en stängbar öppning 9 visas. Den stäng- bara öppningen 9 definieras av en kant 9a och ett genomgående hål 9b, som kan stängas med ett trycktätt lock 9c. Den stängbara öppningen 9 är placerad på den undre sidan av den första delen 5 mot en stödjande yta 22 för att möjliggöra underhåll av värmeväxlings- systemet.
Figur 1a visar vidare att den andra delen 7 av höljet 3 innefattar ett flödesutlopp 8b för kollektonnediet och en stängbar öppning 9 som liknar den som har beskrivits i det föregående. Den andra delen bildar en utloppssektion 7a. Flödesutloppet 8b för kollektormediet definierar ett genomgående hål i höljesväggen 3a vid en andra ände av höljet 3. Ytan hos tvärsnittet av den andra delen 7 minskar från mellandelen 6 mot flödesutloppet 8b för kollektormediet. Alternativt kan ytan hos tvärsnittet av delen 7 vara konstant längs hela delen 7 från mellandelen 6 till flödesutloppet 8b för kollektormediet. Utloppsdelen 7a beskrivs vidare i det följande.
Mellandelen 6 hos höljet 3 innefattar de första sammanbindande medlen 10, de andra sammanbindande medlen 11. ett utlopp 12 för det första värmningsmediet, ett utlopp 13 för det andra värmningsmediet, tenniska expansionszoner 14a, 14b och en stängbar öppning 9 av en typ som liknar vad som har beskrivits i det föregående.
Tvärsnittet och ytan hos tvärsnittet av mellandelen 6 är i stort sett detsamma längs hela mellandelen 6. Altemativt kan tvärsnittsytan variera längs mellandelen.
Det första sammanbindande medlet 10 innefattar ett inlopp 10a för det första värrnningsmediet, och det andra sammanbindande medlet 11 innefattar ett inlopp 11a för det andra värmningsmediet. De sammanbindande medlen 10 och 11 innefattar gångar och kopplingar för att möjliggöra gas- eller vätskeförbindelse mellan värrneväxlingssystemet 1 och den första och den andra vännekällan 20 och 21.
En fördel med värmeväxlingssystemet är att det första värmningsmediet och det andra värmningsmediet tillförs separat till den första värmeväxlaren och den andra vänne- växlaren via det första sammanbindande medlet respektive det andra sammanbindande medlet. Till den första värrneväxlaren tillförs således värm ningsmedium från en första vänne- källa, och till den andra värrneväxlaren tillförs värrnningsmedium från en andra värrnekälla.
Inloppet 10a för det första värmningsmediet och inloppet 1 1a för det andra vännningsmediet är placerade på den övre sidan av höljet 3. lnloppen 10a och 11a definierar genomgående hål i väggen 3a l höljet. lnloppen 10a och 11a innefattar vidare gångar och 10 15 20 25 30 35 535 331 11 kopplingar för att möjliggöra en trycktät förbindelse mellan de sammanbindande medlen 10, 11 och värmeväxlama 16c, 18c i de inre sektionerna 16, 18 i värrneväxlingssystemet.
Utloppet 12 för det första värmningsmediet och utloppet 13 för det andra värmnings- mediet är placerade på den undre sidan av höljet 3. Utloppen 12 och 13 definierar genom- gående hål i väggen 3a i höljet. Utloppen 12 och 13 innefattar vidare gångar och kopplingar för att möjliggöra en trycktät förbindelse mellan värmeväxlarna och yttre ledningar för att leda det första värmningsmediet och det andra vämi ningsmediet från värmeväxlarna. I regel återförs det första värrnnlngsmediet och det andra värmningsmediet för att åter värmas av den första respektive den andra värmekällan. Beroende på typen av värmnlngsmedium är emellertid andra yttre medel för tillvaratagande av värme också möjliga.
De termiska expansionszonerna 14a och 14b möjliggör termisk expansion hos höljet 3.
Höljet 3 hos värmeväxlingssystemet 1 innefattar vidare stödjande medel 15, vilka stöder värmeväxlingssystemet på en stödjande yta 22.
Figur 2a visar en bild av det värmeväxlingssystem 1 som visas i figur 1, där insidan av höljet 3 hos värmeväxlingssystemet visas i detalj. Insidan av höljet 3 är indelad i en inloppssektion 5a, minst en första inre sektion 16 och minst en andra inre sektion 18, och en utloppssektion 7a. Insidan hos mellandelen 6 hos höljet 3 är indelad i minst en första inre sektion 16, som befinner sig intill inloppssektionen 5a, och en andra inre sektion 18, som befinner sig intill utloppssektionen 7a. Den första inre sektionen 16 befinner sig på avstånd från den andra inre sektionen 18. Höljet 3 innefattar också en mellanliggande inre sektion 17, som befinner sig mellan den första inre sektionen 16 och den andra inre sektionen 18. inloppssektionen 5a, de inre sektionerna 16, 17 och 18 och utloppssektionen 7a är placerade i serie inuti höljet 3 i förhållande till flödesriktningen hos kollektorrnediet. inloppssektionen 5a, den mellanliggande inre sektionen 17 och utloppssektionen 7a står i förbindelse inbördes via en flödesväg för kollektonnedium. De specifika betingelsema för kollektormediet, såsom temperatur och tryck, fastställer således betingelsema i dessa kommunicerande sektioner. inloppssektionen 5a avgränsas av flödesinloppet 8a för kollektorrnediet, insidan hos höljets vägg 3a och en kanalplatta 16f, placerad vid en inloppssida 16a hos en första vänne- växlare 16c. inloppssektionen 5a delar upp och leder in kollektormediet via kanalplattan 16f och in ide samhörande längsgående kanalerna, som definierar en flödesväg för kollektormediet.
Den första inre sektionen 16 innefattar en första värmeväxlare 16a som har en inloppssida 16a och en utloppssida 16b. Den första inre sektionen 16 motsvarar ett första värmningssteg i värrneväxlingssystemet 1. Den första värmeväxlaren 16c innefattar värme- ledande ytor 16d, vilka leder värme från ett första värmnlngsmedium 16e till kollektormediet 2. 10 15 20 25 30 35 535 331 12 De värmeledande ytorna 16d innefattar ett flertal långsträckta, raka, öppna kanaler, d v s rör. Varje kanal har ett kanalinlopp och ett kanalutlopp vid motsatta ändar av kanalen.
Kanalema sträcker sig mellan inloppssidan 16a och utloppssidan 16b. Kanalema 16d innefattar värmeledande material för att överföra värme från värmningsmedíet till kollektormediet. lnlopps- och utloppssidorna 16a och 16b innefattar kanalplattor 16f som uppvisar ett flertal genomgående borrningar 16g, och antalet sådana och deras placering motsvarar dem hos de längsgående kanalerna 16d. Varje kanalinlopp och kanalutlopp är kopplat till kanal- plattorna. Kanalema 16d definierar således en flödesväg för kollektonnediet genom värmeväxlaren 16c och den inre sektionen 16.
Den första värmeväxlaren 16c och de första värmeledande ytoma, kanalema 16d, väljs och anpassas till betingelsema hos det första värmningsmedíet 16e som tillför värme från en första värmekälla 20 för att erhålla tillräcklig värmeöverföring.
Den första inre sektionen 16 avgränsas av den inre väggen 3c hos höljet, kanal- plattoma 16f är placerade vid inloppssidan 16a och utloppssidan 16b, och kanalerna 16d som ger flödesvägen för kollektormediet genom den första värmeväxlaren 16c. Den första värrneväxlaren 16c i den första inre sektionen 16c är anpassad för att drivas med ett annat tryck och/eller en annan temperatur än arbetstrycket i de intilliggande sektionema inuti värmeväxlingssystemet.
Kanalplattorna 16f är således anpassade för att vara trycktätt kopplade till den inre väggen 3c, kanalema 16d är trycktätt kopplade till kanalplattorna 16f, och alla andra tillhörande sammanbindande medel är utformade för att vara trycktäta för att möjliggöra att den första inre sektionen 16 och värmeväxlaren 16c har ett annat tryck än intilliggande sektioner.
Den andra sektionen 18 är utformad pà ett liknande sätt. Den andra sektionen 18 innefattar den andra värrneväxlaren 18c i värmeväxlingssystemet 1. Den andra värme- växlaren 18c har en inloppssida 18a och en utloppssida 18b. Den andra sektionen motsvarar ett andra värmningssteg i värmeväxlingssystemet 1.
Den andra värrneväxlaren 18c innefattar värmeledande ytor 18d som leder värme från ett andra värmningsmedium 18e till kollektorrnediet 2.
De värmeledande ytorna 18d innefattar också ett flertal raka, öppna kanaler 18d, utsträckta pá längden, vilka består av ett värrneledande material.
Kanalerna 18d sträcker sig mellan inloppssidan 18a och utloppssidan 18b. inlopps- och utloppssidoma 18a och 18b innefattar kanalplattor 18f som uppvisar ett flertal genom- gående borrningar 18g, och antalet sådana och deras placering motsvarar dem hos de längsgående kanalerna 18d. Varje kanalinlopp och kanalutlopp är kopplat till kanalplattoma 10 15 20 25 30 35 535 331 13 18f. Kanalerna 18d definierar således en flödesväg för kollektorrnediet genom den andra värmeväxlaren 18c.
Den andra värrnevåxlaren 18c och de värmeledande ytorna 18d väljs och anpassas till det andra värmningsmediet 18e, som tillför värme fràn en andra värmekälla 21, för att ge effektiv värmeöverföring.
Den andra inre sektionen 18 avgränsas av den inre väggen 3c hos höljet, kanal- plattorna 18f, placerade vid inloppssidan 18a och utloppssidan 18b, och kanalerna 18d som ger flödesvägen för kollektorrnediet genom den andra värmeväxlaren 18c. Den andra värmeväxlaren 18c i den andra inre sektionen 18 är också anpassad för att drivas med ett annat tryck och/eller en annan temperatur än de intilliggande sektionema inuti värme- växlingssystemet. Således erfordras motsvarande trycktäta anpassningar av kanalplattorria 18f, kanalerna 18d och alla andra samhörande sammanbindande medel för att möjliggöra att den andra inre sektionen 18 och värmeväxlaren 18c har ett annat tryck än de intilliggande sektionerna.
Den första värmeväxlaren 16c och den andra värmeväxlaren 18c har ett gemensamt hölje 3, det vill säga ett gemensamt skal, i värmeväxlingssystemet 1. De trycktäta kopp- lingama och anpassningama av den inre sektionen 16, 18 möjliggör emellertid att den första värmeväxlaren 16c och den andra värmeväxlaren 18c drivs med olika specifika arbets- parametrar.
Det värmeväxlingssystem som visas i figur 1a, 1b och 2a ger en i stort sett rak flödesväg för kollektorrnediet från flödesinloppet för kollektormedium till flödesutloppet för kollektorrnedium.
En värrneväxlare av denna typ kallas en värrneväxlare med hölje och rör. Den är särskilt fördelaktig när stora mängder vätska värms eller kyls. På grund av utformningen har denna typ av värmeväxlare en stor yta för värmeöverföring och ger stor effektivitet vid värme- överföringen. Det finns olika typer av värmeväxlare med hölje och rör, såsom typen med motströmning, typen med medströmning och typen med korsströmning. Värmningsmediet flyter från inloppet för värrnningsmediet till utloppet för värrnningsmediet på höljessidan av kanalerna för att möjliggöra värmeöverföring genom ledning mellan Värmningsmediet och kollektorrnediet.
Märkas bör att föreliggande uppfinning inte är begränsad till den typ med motström- ning som visas i figur 2a, utan även andra typer kan användas.
Tvärsnittet och formen hos kanalerna, rören, kan varieras för ökning av den värme- ledande ytan. Märkas bör att föreliggande uppfinning inte är begränsad till kanalema i figur 2a, som har ett cirkelformigt tvärsnitt. En kanal kan tvärtom ha ett tvärsnitt som är cirkel- forrnigt eller ovalt liksom delvis cirkelforrnigt och/eller delvis ovalt, eller som är triangelfonnigt, 10 15 20 25 30 35 535 331 14 kvadratiskt, rektangulärt eller format som någon annan månghöming. eller ett tvärsnitt som är en kombination av dessa exempel.
Alternativt kan vännevåxlarna vara av andra typer, och de vänneledande ytorna kan innefatta slingor, plattor, fenor eller andra typer av ytor som ger stor effektivitet vid vänne- överföringen.
Utloppssektionen 7a avgränsas av kanalplattan 18f, placerad vid utloppssidan 18b av den andra värmeväxlaren, den inre väggen 3c hos höljet och flödesutloppet 8b för kollektormediet. Utloppssektionen 7a samlar upp kollektorrnediet fràn kanalplattan 18f, placerad vid den andra utloppssidan 18b, och avger kollektormediet från värme- växlingssystemet 1 via flödesutloppet 8b för kollektorrnediet.
Värmeväxlingssystemet 1 innefattar det första sammanbindande medlet 10 för att koppla den första värmeväxlaren 16c till en första värmekälla 20 för tillförsel av ett första värmningsmedium 16e till den första värmeväxlaren. Värmeväxlingssystemet 1 innefattar också det andra sammanbindande medlet 11 för att koppla den andra värmeväxlaren 18c till en andra värmekälla 21 för tillförsel av ett andra värmningsmedium 18e till den andra vänne- växlaren 18c.
Det första och det andra sammanbindande medlet 10, 11 innefattar ledningar och gångar för att koppla den första och den andra värmeväxlaren 16c, 18c till den första respektive den andra värmekällan 20, 21.
Figur 2 visar att höljet 3 hos värmeväxlingssystemet 1 är utformat så att utlopps- sidan 16b hos den första värmeväxlaren 16c är placerad på avstånd från inloppssidan 18a hos den andra värrneväxlaren 18c. I synnerhet är utloppssidan 16b och inloppssidan 18a riktade mot varandra, och mer speclfikt är utloppssidan 16b och inloppssidan 18a placerade i stort sett mitt emot varandra. Wdare är utloppssidan 16b och inloppssidan 18a centrerade i förhållande till varandra för att möjliggöra ett effektivt flöde av kollektormedium 2 genom Värmeväxlingssystemet. Mellansektionen 17 är placerad mellan utloppssidan 16b och inloppssidan 18a.
Ytan hos tvärsnittet av utloppssidan 16b hos den första värmeväxlaren 16c motsva- rar med fördel ytan hos tvärsnittet av inloppssidan 18a hos den andra värmeväxlaren 18c.
En del av den inre sidan 3c av höljets vägg 3a innesluter mellansektionen 17 och betecknas i det följande med 3d. Tvärsnittet hos den inre sidan 3d av höljets vägg som inne- sluter mellansektionen 17 är företrädesvis i stort sett detsamma längs hela avståndet, hela längden, mellan utloppssidan 16b hos den första värmeväxlaren 16c och inloppssidan 18a hos den andra värmeväxlaren 18c.
Tvärsnittet hos den inre sidan 3d av höljets vägg kan dock alternativt öka eller minska. Mellansektionen 17 definierar således en hålighet genom vilken flödet av kollektormedium 2 leds. Håligheten avgränsas av den inre sidan 3d av höljets vägg och 10 15 20 25 30 35 535 331 15 utloppssidan 16b och inloppssidan 18a. Mellansektionen innefattar också en stängbar öppning 9, som liknar dem som har beskrivits tidigare. Mellansektionen ger flera funktionella fördelar.
Tvärsnittsytan hos mellansektionen 17 är i stort sett densamma över hela hålig- hetens längd, och således blir tryckminskningen inom Värmeväxlingssystemet 1 enligt uppfinningen mindre än i ett arrangemang där två separata värmeväxlare är seriekopplade och tvärsnittsytan ökar och minskar över vardera värmeväxlaren. Om kollektormediet 2 innefattar dammig luft eller ånga som innehåller partiklar hàlls partiklarna kvar i mellan- sektionen 17 på grund av förändringar av flödesegenskapema. Partiklarna uppsamlas i mellansektionen och tas ut via den stängbara öppningen 9 i den undre delen av den inre sidan 3d av höljets vägg. Följaktligen avsätts färre partiklar på de andra vänneledande ytorna 18d i den andra vänneväxlaren 18c. En annan fördel med mellansektionen 17 är att det inte blir någon direktkontakt mellan den första värmeväxlaren 16c och den andra värmeväxlaren 18c.
Figur 2b visar ett värmeväxlingssystem 1' enligt uppfinningen. Värmeväxlings- systemet 1' skiljer sig från det tidigare beskrivna vänneväxlingssystemet 1 genom att den första och den andra inre sektionen med den första och den andra värrneväxlaren är anordnade intill varandra i höljet 3. Värmeväxlingssystemet 1' har en särskilt kompakt utformning.
Utloppssidan 16b hos den första värmeväxlaren 16c och inloppssidan 18a hos den andra värmeväxlaren 18c är anordnade intill varandra för att möjliggöra effektivt flöde av kollektorrnediet 2 genom vårmeväxlingssystemet 1”. Altemativt ersätts en kanalplatta 16f pà utloppssidan 16b och en kanalplatta 18f på inloppssidan 18a av en gemensam kanalplatta, vilken är anpassad för att vara trycktätt kopplad till både den första inre sektionen 16 och den andra inre sektionen 18, så att de inre sektionema kan drivas vid olika tryck (visas inte i figuren). Värrneväxlingssystemet 1' lämpar sig särskilt för värmning av ett kollektonnedium 2 som innefattar en vätska, såsom ett kondensat.
Figur 3a visar schematiskt ett värmeväxlingssystem 1" enligt uppfinningen. Vänne- växlingssystemet 1" skiljer sig från det tidigare beskrivna värmeväxlingssystemet 1 genom att mellandelen 6' är böjd för att värmeväxlingssystemet skall anpassas för realisering pà specifika platser, där utrymmet år begränsat. Den första och den andra inre sektionen 16, 18 och den första och den andra värmeväxlaren 16c, 18c inuti mellandelen 6' är utformade som i det tidigare beskrivna värmeväxlingssystemet 1. Mellansektionen 17' av mellandelen 6' är böjd eller krökt på ett sådant sätt att höljet 3' blir i stort sett U-format och den axiella rikt- ningen hos den första inre sektionen 16 och den axiella riktningen hos den andra inre sektionen 18 blir i stort sett parallella. Tvärsnittsytan hos mellansektionen är i stort sett 10 15 20 25 30 35 535 331 16 konstant. Tvärsnittsytan hos utloppet 16b och tvärsnittsytan hos inloppet 18a motsvarari stort sett varandra för att ge goda flödesegenskaper hos kollektorrnediet.
Figur 3b visar en annan utföringsform av värmevåxlingssystemet 1" där mellan- sektionen 17' är böjd eller krökt så att den axiella riktningen hos den första inre sektionen 16 är vinkelrät mot den axiella riktningen hos den andra inre sektionen 18. värmeväxlings- systemet 1" är anordnat vågrätt eller lodrätt. Den stödjande strukturen 15 är anpassad på motsvarande sätt.
Det första sammanbindande medlet 10 och det andra sammanbindande medlet 11 är separata och oberoende av varandra för att det första värrnningsmediet och det andra värmningsmediet skall kunna tillföras med olika parametrar, såsom temperatur eller tryck, till värmeväxlingssystemet 1, 1', 1".
Temperaturen hos kollektormediet 2 höjs stegvis till en önskad temperatumivå genom indirekt värmeöverföring fràn det första värmningsmediet 16e och det andra värmningsmediet 18e via de första värrneledande ytorna 16c respektive de andra värrne- ledande ytorna 18d.
Som det har nämnts i det föregående innefattar det första värmningsmediet 16e och/eller det andra värmningsmediet 18e ett icke komprimerbart medium, såsom termisk olja eller hett vatten, eller ett komprimerbart medium, såsom ånga eller heta avgaser. Det är fördelaktigt om det första värrnningsmediet 16e innehåller en annan typ av värmnings- medium än det andra värmningsmediet 18e; altemativt innehåller det första värmningsmediet och det andra värmningsmediet samma typ av medium.
I sådana fall är parametrama för det första och det andra värmningsmediet olika.
Om värmningsmediet innehåller ånga är den mottagande värmeväxlaren utformad som en Kondensor.
Temperaturen och trycket hos det första värmningsmediet 16e och det andra värmningsmediet 18e regleras eller mäts vid den första och den andra värmekällan 20, 21 och/eller vid inloppen 10a, 11a för det första och det andra värmningsmediet i den första och den andra värmeväxlaren 16c, 18c.
Märkas bör att uppfinningen inte är begränsad till ett värmeväxlingssystem 1, 1', 1" som innefattar två värmeväxlare. Fackmannen kan lätt inse utifrån denna beskrivning att ett hölje 3, 3' i värmeväxlingssystemet 1, 1', 1" också kan innefatta en tredje värmeväxlare eller till och med en fjärde vänneväxlare för indirekt värmning av kollektormedium (visas inte i figurerna). De ytterligare vänneväxlarna är utformade på liknande sätt som de tidigare beskrivna första och andra värmeväxlarna. Värme tillförs härvid via ett tredje vännnings- medium och eventuellt ett fjärde värmningsmedium till värrneväxlingssystemet. 10 15 20 25 30 35 535 331 17 Värrneväxlingssystemet 1, 1', 1” är tillverkat för att levereras i ett stycke. Höljet 3, 31 skalet, är utformat så att den första och den andra värmeväxlaren 16c, 18c är integrerade inuti höljet.
Alternativt levereras Värmeväxlingssystemet 1, 1', 1" i flera stycken, vilka sätts ihop pà den plats där systemet skall användas. Den första delen 5 och den andra delen 7 levereras separat. Den första inre sektionen 16, mellansektionen 17 och den andra inre sektionen 18 av mellandelen 6 är också tillverkade för att levereras separat. I sådana fall är samtliga stycken försedda med flänsar och sammanbindande medel för att ge en trycktät vägg hos höljet och ett trycktätt hölje.
Värmeväxlingssystemet 1, 1', 1" lämpar sig särskilt för att realiseras inom användningsområden som erfordrar indirekt värmning av stora mängder kollektormedium.
Till Värmeväxlingssystemet 1, 1', 1" tillförs företrädesvis värme från olika värmekällor, såsom en förbränningskammare eller en turbin, såsom en àngturbin, en gasturbin eller en expander- turbin. Alternativt tillförs värme till Värmeväxlingssystemet från en sådan värmekälla som en kraftproducerande ångturbin i en ånggenererande anläggning eller en industriell anläggning, såsom ett smältverk, en pappers- och massafabrik eller liknande.
Vid driften ansluts värrneväxlingssystemet 1, 1" till en industriell process där indirekt värmning av ett kolleklorrnedium erfordras, såsom en torkningsprocess. Värmeväxlings- systemet drivs enligt följande: Ett flöde av kollektormedium 2 leds via flödesinloppet 8a för kollektormedium in i höljet 3 via en ventileringsanordning eller turbomotor.
Ett första värrnningsmedium 16e tillförs till den första vänneväxlaren 16c från en första värrnekälla 20, och ett andra värmningsmedium 18e tillförs till den andra värme- växlaren 18c från en andra värmekälla 21. Kollektorrnediet 2 leds till den första värmeväxlaren 16c, där kollektormediet värms indirekt av det första värrnningsmediet 16e, varefter kollektomiediet leds till den andra värrneväxlaren, där kollektorrnediet värms indirekt av det andra vännningsmediet 18e. Kollektormediet 2 frisätts därpå från höljet via flödesutloppet 8b för kollektorrnedium.
Till den första värmeväxlaren och den andra värrneväxlaren i värmeväxlings- systemet tillförs värme från tillgängliga värmekällor, såsom turbiner eller förbränningskamrar eller andra tillgängliga värmekällor, såsom industriella processer som ger spillvärme eller överskottsvärme. Värrneväxlarna och de värmeledande ytorna är anpassade på mot- svarande sätt. Om värmningsmediet innefattar ånga är värmeväxlaren eller värmeväxlama utfomtade som kondenseringsanordningar. Kollektormediet värms således stegws av det separat tillförda första värmningsmediet och andra värmningsmediet.
Figur 4 visar ett flödesschema för en tork 100 som innefattar ett Värmeväxlings- system 101 enligt uppfinningen. Torken innefattar en pneumatisk àngtork 100, vilken lämpar sig särskilt för torkning av vått bulkmaterial 102, såsom biomassa av bulkmaterial på 10 15 20 25 30 35 535 331 18 grundval av trä, torv eller jordbruksmaterial, genom värmeöverföring från ett torknings- medium 103, såsom ånga. Torken lämpar sig särskilt för torkning av träspån eller sågspån.
Torken 100 är företrädesvis utformad med en i stort sett sluten cirkulationsledning 104 för att begränsa energiförbrukningen för torkning av materialet och för att minimera utsläppen från torken.
Ett vârmeväxlíngssystem 101 är kopplat till den slutna cirkulationsledningen 104 och ger indirekt stegvis värmning av torkningsmediet 103 med minst två separat tillförda värrnningsmedier.
När den pneumatiska àngtorken drivs ökas trycket i cirkulationsledningen 104 och den fylls med torkningsånga, såsom överhettad eller mättad ånga, vilket ger en i stort sett syrefri, inert inre miljö som förhindrar farliga dammexplosioner. Syrehalten är företrädesvis under 2 %, i första hand under 0,5 %. värmeväxlingssystemet 101 överhettar i regel torkningsàngan. Detta innebär, att vid ett specifikt arbetstryck inuti torken värms ångan av värmeväxlingssystemet 101 till en temperatur över mättnadstem peraturen för torkningsàngan 103.
Torkningsàngan 103 är oren och innehåller partiklar, terpener och kolväten. Dessa ämnen uppsamlas genom kondensering i separata medel 114 för tillvaratagande av energi, kopplade till torken 100. Medlen för tillvaratagande av energi beskrivs närmare i det följande.
Torken 100 drivs vid ett tryck över eller under atmosfärstryck. Torken drivs med fördel vid ett övertryck av 0,5 till 10 bar. I synnerhet när material på grundval av trä, såsom träspån eller sågspån, torkas i torken är det fördelaktigt att torken drivs vid ett övertryck av 1 till 6 bar, l första hand vid ett övertryck av 2 till 5 bar. Detta tryckomràde motsvarar ångmättnadstemperaturer av omkring 102 till 260 grader Celsius.
Cirkulationsledningen 104 och andra element i torken anpassas på motsvarande sätt.
Torken innefattar vidare en inmatningsanordning 105, en torkningskammare 106, separerande medel 107, en anordning 108 för avgivande, en ventilationsanordning 109 och ett utlopp 110 för överskottsånga.
En inmatningsanordning 105 leder in bulkmaterial 102 i ett flöde av torkningsånga 103. lnmatningsanordningen 105 är kopplad till cirkulationsledningen 104 nedströms från värmeväxlingssystemet 101 i förhållande till flödesriktningen hos torkningsàngan.
En torkningskammare 106, såsom en torkningsledning, är kopplad till cirkulations- ledningen 104 mellan lnmatningsanordningen 105 och de separerande medlen 107. Bulk- materialet torkas genom värrneöverföring från torkningsångan 103 i torkningskammaren 106 medan det leds pneumatiskt till de separerande medlen 107. Vatten och flyktiga ämnen, såsom kolväten, i det våta bulkmaterialet 102 avdunstar och bildar överskottsånga 111.
Temperaturen hos den överhettade torkningsångan 103 sjunker, och således minskar 10 15 20 25 30 35 535 331 19 vattenhalten i bulkmaterialet. Torkningskammaren 106 kan altemativt innefatta en trumtork eller en tork med fluidiserad bädd eller liknande torkningskamrar, vilka kan kopplas till cirkulationsledningen och i vilka material kan torkas effektivt genom överföring av värme fràn torkningsångan.
De separerande medlen 107 innefattar en cyklon, vilken är kopplad till cirkulations- ledningen 104 nedströms fràn torkningskammaren i förhållande till flödesriktningen hos torkningsångan. Cyklonen 107 separerar det torkade bulkmaterialet från torkningsångan i ett enda steg. Cyklonen 7 innefattar vidare ett utlopp 112 för bulkmaterial och ett utlopp 113 för torkningsmedium.
Cyklonen 107 avger det torkade bulkmaterialet från torken via en avgivande anord- ning 108, och den separerade torkningsångan 103 återförs från cyklonen 107 via utloppet 113 för torkningsmedium till värmeväxlingssystemet 101. Ett utlopp 110 för överskottsànga är kopplat till cirkulationsledningen 104 för att frisätta överskottsånga 111, som har avdunstat från bulkmaterialet, till medel 114 för tillvaratagande av energi, kopplade till torken 100.
Medlen 114 för tillvaratagande av energi innefattar en àngregenerator eller Kondensor. I àngregeneratorn eller kondensorn kyls och utarmas överskottsàngan, varigenom ren ånga och avfallskondensat bildas.
En ventilationsanordning 109 är kopplad till cirkulationsledningen för att ge ett flöde av torkningsånga 103 genom torken 100 och för att pneumatiskt transportera bulkmaterialet från inmatningsanordningen 105 till cyklonen 107.
Torkningsångan värms stegvis i värmeväxlingssystemet 101. Värrneväxlings- systemet 101 är kopplat till cirkulationsledningen nedströms från det separerande medlet 107 och uppströms från inmatningsanordningen 105. Detta ger den funktionella fördelen att avsättningar av bulkmaterial på de vänneledande ytoma förhindras.
Den àterförda torkningsångan fràn det separerande medlet 107 äri regel mättad eller något överhettad. Temperaturen hos torkningsångan höjs till en önskad temperatumivå innan bulkmaterial leds in via inloppsmedlet 105 i det flöde av torkningsånga 103 som bildas av ventileringsanordningen 109.
Drag hos värrneväxlingssystemet 101 som motsvarar drag hos det tidigare beskrivna värmeväxlingssystemet 1 beskrivs inte närmare här. Samma drag har samma referenssiffror. värmeväxlingssystemet 101 skiljer sig fràn det tidigare beskrivna värme- växlingssystemet 1 genom att både den första och den andra värrneväxlaren är utformade som kondenseringsanordningar 101.1, 101.2 och genom att värrneväxlingssystemet 101 också innefattar kondensatbehàllare 116.1, 116.2, vilka beskrivs i det följande.
Den första och den andra kondensom 101.1, 101.2 är företrädesvis konstruerade som värmeväxlare med hölje och rör, men de värrneledande ytorna är anpassade med lämpliga ytor och material för effektiv kondensering av ett första värmningsmedium 101.1e, 10 IS 20 25 30 35 535 331 20 ånga vid övertryck, och ett andra värmningsmedium 101 .2e, också ånga vid övertryck. Den första kondensorn 101.1 är vidare utformad med en ångledning 101.19, vilken beskrivs närmare i det följande.
Figur 4 visar också en kraftproducerande ångturbin 115. Ångturbinen 115 innefattar minst ett första ângutlopp 115.1 och minst ett andra ångutlopp 115.2. Det första ångutloppet 115.1 frisätter ånga vid övertryck med en första trycknivå P1. Det andra ångutloppet 115.2 frisätter ånga vid övertryck med en andra trycknivå P2. Parametrarna för den ånga vid över- tryck som frisätts från det första ångutloppet 115.1 och parametrarna för den ånga vid över- tryck som frisätts fràn det andra ångutloppet 115.2. är olika, och vardera ångutloppet utgör således en separat värmekälla. Ångturbinen 115 är vidare kopplad till en extem industri eller en ånggenererande anläggning (visas inte i figuren).
Den första kondensorn 101.1 är kopplad till det första ångutloppet 115.1 via första sammanbindande medel 10, och den andra kondensorn 101.2 är kopplad till det andra ångutloppet 115.2 via andra sammanbindande medel 11. Ånga vid övertryck som tas ut fràn àngturbinen vid en första trycknivå P1 tillförs till den första kondensorn 101.1 via det första sammanbindande medlet 10. Ånga vid övertryck som tas ut fràn àngturbinen vid en andra trycknivå P2 tillförs till den andra värmeväxlaren 101.2 via det andra sammanbindande medlet 11. Det första trycket P1 är lägre än det andra trycket P2. Exempelvis är trycket hos det första värmningsmediet 14 bar, och trycket hos det andra värmningsmediet är 22 bar.
Detta ger verkan att torkningsàngan 103 värms stegvis i värmeväxllngssystemet 101 medan det första och det andra värmningsmediet 101.1e, 101.2e, ångan vid övertryck, kondenserar eller svalnar betydligt. Det är särskilt energieffektivt om värme extraheras från en kraftproducerande ångturbin 115. Ånga vid övertryck tas med fördel ut från àngturbinen vid flera punkter som har olika trycknivåer. Härigenom optimeras arbetsbetingelserna för värmevåxlama, och den terrniska effektiviteten hos àngturbinen förbättras. Ångan vid övertryck kondenserar helt eller delvis inuti kondenseringsanordningarna 101.1, 101.2.
Graden av kondensering beror av temperaturen hos torkningsàngan 103, vilken också bestämmer ångtrycket inuti varje kondensor, och således skiljer sig ångtrycket inuti den första och den andra kondensorn fràn varandra.
Den tork 100 som visas i figur 4 innefattar vidare en första kondensatbehàllare 116.1 och en andra kondensatbehållare 116.2. Den första kondensatbehållaren 116.1 är kopplad till ett utlopp 101.1f i den första kondensorn 101.1 och samlar upp kondensat 101.1h och i förekommande fall även det otillräckligt kondenserade första värrnningsmediet 101.1e. Ångtrycket i den första kondensatbehållaren 116.1 motsvarar trycket P1 hos det första värrnningsmediet. Den andra kondensatbehållaren 116.2 är kopplad till ett utlopp 101.2f hos den andra värmekondensom 101.2 och samlar upp kondensatet 101.2h och i förekommande 10 15 20 25 30 35 535 331 21 fall även det otillräckligt kondenserade andra värrnningsmedlet 101 .2e. Trycket i den andra kondensatbehållaren 116.2 motsvarar trycket P2 hos det andra värmningsmediet 101.2e.
Den andra kondensatbehållaren 116.2 är också kopplad till och står i vätske- förbindelse med den första kondensatbehållaren 116.1 via kondensatsammanbindande medel 116.2a.
Kondensatet i den andra kondensatbehållaren 116.2, som har trycket P2, leds till den första kondensatbehållaren 116.1. som har ett lägre tryck P1 (P2 > P1), via 116.2. Detta ger verkan att trycket minskar hos kondensatet från den andra kondensatbehållaren och att flashånga 116.1e med trycket P1 bildas i den första kondensatbehållaren 116.1.
Den första kondensatbehållaren 116.1 är vidare kopplad till àngledningen 101.1g hos den första kondensorn 101.1 via ett sammanbindande medel 116.1a för flashånga.
Flashångan 116.1e leds således till den första kondensorn 101.1 och tillvaratasi värrneväxlingssystemet 101, vilket ytterligare förbättrar energieffektiviteten hos torken 100.
Kondensat 117 från det första värmningsmediet 101.1e leds från den första kondensatbehållaren 116.1 via kondensatutloppet 116.1b till andra medel för tillvaratagande av värme; härigenom förbättras energieffektiviteten hos torken ytterligare.
Märkas bör att föreliggande uppfinning inte är begränsad till en tork 100 med ett vårmeväxlingssystem 101 som har två separata kondensatbehållare 116.1, 116.2.
Kondensatbehållama kan vara kombinerade till en kondensatbehàllarenhet med flera separat anordnade tryckkamrar (visas inte i figuren).
Märkas bör också att föreliggande uppfinning inte är begränsad till en utföringsform av torken 100 som har ett värrneväxlingssystem 101 vilket innefattar en första och en andra kondensor 101.1, 101.2 och till vilket värme tillförs fràn en ângturbin som har minst tvà ångutlopp.
En alternativ utföringsfonn av torken 100 innefattar ett vårmeväxlingssystem 101 som har en första och en andra kondensor 101.1, 101.2, varvid värme tillförs till vardera kondensorn från en separat àngturbin.
En alternativ utföringsforrn av torken 100 innefattar ett vårmeväxlingssystem 101 som har en kondensor till vilken ånga vid övertryck tillförs fràn en ângturbin och en värme- växlare till vilken avgaser tillförs från en förbränningskammare. Ordningen hos kondensorn och värmeväxlaren kan variera, beroende pà de tillgängliga värmekälloma.
Enligt en annan altemativ utföringsform av torken 100 innefattar vårmeväxlings- systemet 101 en kondensor 101.1, till vilken ånga vid övertryck tillförs frán en ángturbin, och en värmeväxlare 18c, till vilken tennisk olja tillförs från en värmekälla i en extem industriell anläggning.
Till värmeväxlingssystemet 101 tillförs företrädesvis värme från olika värmekällor, sàsom en turbin eller en förbränningskammare i en ånggenererande anläggning eller 10 15 20 25 30 35 535 331 22 spillvärme från en industriell process, såsom ett sågverk, en pappers- och massafabrik, ett smältverk eller annan tung industri. Värmeväxlingssystemet kan alternativt matas från en ångturbin som har flera ångutlopp.
Värmeväxlingssystemet 101 realiseras i en pneumatisk ångtork 100 för torkning av bulkmaterial. Värrneväxlingssystemet 101 lämpar sig emellertid för användande i alla typer av industriella processer där indirekt värmning av ett kollektonnedium erfordras. Givetvis lämpar sig också värmeväxlingssystemet för realisering i torkar för torkning av andra material.
Figur 5 visar ett schematiskt flödesschema för en första utföringsform av ett bioenergikombinat 200 som innefattar en ànggenererande anläggning 210, såsom ett kombinerat värmekraftverk (CHP), en tork 100 för torkning av bulkmaterial enligt uppfin- ningen och medel 230 för tillvaratagande av ànga. Det kombinerade värmekraftverket 210 tillför värme till torken 100. Figur 5 visar också en extern industriell anläggning 220 som tillför vänne till torken 100. Samma referenssiffror används för samma drag. Den ànggenererande anläggningen kan altemativt innefatta ett ångkraftverk eller en liknande kraftproducerande anläggning.
Den kombinerade värmekraftanläggningen 210 innefattar en förbränningskammare 211, en panna 212, en första ångturbin 213 och en andra ångturbin 214 och värmetillförande förbindelser med ett fiärrvärmenät 221. Förbränningskammaren 211 är kopplad till pannan 212 och àngturbinema 213 och 214. Den första àngturbinen 213 innefattar ett första àng- utlopp 215, ett andra ångutlopp 216, ett tredje ångutlopp 217 och ett fjärde ångutlopp 218.
Vart och ett av det första, det tredje och det fiärde àngutloppet 215. 217 och 218 innefattar ett läckageutlopp eller ett extraktionsutlopp. Det andra ångutloppet 216 innefattar ett avgas- utlopp.
Medlet 230 för tillvaratagande av ànga innefattar en àngvärmeväxlare 231 och en làgtrycksturbin 232.
Torken 100 innefattar en första värmeväxlare 101.1 och en andra värmeväxlare 101.2 och ett utlopp 110 för överskottsànga. Värmeväxlarna är företrädesvis vänneväxlare med hölje och rör, utformade som kondenseringsanordningar. Ångutloppet 215 är kopplat till den första värmeväxlaren 101.1 via det samman- bindande medlet 10. Ångturbinen 213 tillför ànga vid övertryck med en första trycknivà P1 till den första värmeväxlaren 101.1 för att indirekt värma torkningsàngan 103 i cirkulations- ledningen i torken 101. Detta ger den funktionella fördelen att ingen separat kondensor för drift av àngturbinen 213 erfordras. Detta förbättrar också den termiska effektiviteten hos àngturbinen och energieffektiviteten hos kombinationen av torken och den ànggenererande anläggningen. Det är särskilt gynnsamt att en tork 100 enligt uppfinningen kombineras med ett kombinerat värmekraftverk. Vidare hanteras säsongsvariationerna i efterfrågan på kraft 10 15 20 25 30 35 535 331 23 och värme från det kombinerade vännekraftverket, och säsongbunden överproduktion av värme och kraft kommer till användning i torken 1”.
Den andra àngturbinen 214 är kopplad till det andra ángutloppet 216 fràn den första àngturbinen 213 via ett ànginlopp 219. Den andra àngturbinen innefattar ett ångutlopp 220, vilket är utformat som ett avgasutlopp. Den utarmade ångan från ángutloppet 220 kondenseras i kondenseringsanordningar i ett fiärrvärmenät 221. Ångvärmeväxlaren 231 är kopplad till ett utlopp 110 för överskottsànga från torken 100, så att den överskottsànga 111 som frisätts från torken tillförs till och tillvaratas i ång- värrneväxlaren 231. Ångvärmeväxlaren 231 är kopplad till en lågtrycksturbin 232, vilken tar emot den rena ångan 233 från ángvärrneväxlaren, och energin från torken 100 tillvaratas därigenom i làgtrycksturbinen 232.
Den industriella anläggningen 240, såsom ett stålverk, en pappers- och massafabrik eller ett smältverk, producerar ett överskott av ånga vid övertryck. Ångan vid övertryck används effektivt för att värma torkningsångan i en tork 100 enligt uppfinningen. Den industriella anläggningen 240 är kopplad till den andra värmeväxlaren 101.2 via samman- bindande medel 11. Ånga vid övertryck med en andra trycknivà P2 tillförs härigenom från den industriella anläggningen till den andra värmeväxlaren 101.2. Den andra trycknivàn P2 är högre än den första trycknivàn P1.
Torkningsångan i cirkulationsledningen i torken 100 värms härigenom stegvis indirekt av ànga vid övertryck fràn tvâ olika vännekällor.
Torl förbränningskamrar i industriella eller kommersiella anläggningar eller hushàllsanläggningar.
Torken kan tillföra bränsle till förbränningskammaren i den ànggenererande anläggningen 210.
Torken 100 för torkning av bulkmaterial och genomförande av förfarandet enligt upp- finningen används således i kombination med en ànggenererande anläggning 210 som innefattar en förbränningskammare 211 och minst en kraftproducerande àngturbin 213.
Figur 6 visar ett schematiskt flödesschema för en andra utiöringsfonn av ett bioenergikombinat 200”. Bioenergikombinatet 200' innefattar ett kombinerat värmekraftverk 210', en tork 100 och en ångvärmeväxlare 231. Samma referenssiffror används för samma drag.
Det kombinerade värrnekraftverket 210' skiljer sig från det tidigare beskrivna kraft- verket 210 genom att det innefattar en àngturbin 222. Ångturbinen 222 har minst ett första ànginlopp 223 och minst ett andra ànginlopp 224. Ångturbinen 222 är således anpassad för att ta emot ànga fràn minst tvá olika källor med olika ångparametrar. Ångturbinen 222 har ett första ångutlopp 215, ett andra ångutlopp 216, ett tredje ångutlopp 217, ett fjärde ångutlopp 218 och ett femte ångutlopp 225. Vart och ett av det 10 15 20 25 30 535 331 24 första, det tredje, det fjärde och det femte ångutloppet 215, 217, 218 och 225 innefattar ett Iäckageutlopp eller ett extraktionsutlopp. Det andra ångutloppet 216 innefattar ett avgas- utlopp.
Pannan 212 är kopplad till det första ànginloppet 223 i ångturbinen 222, och àng- värmeväxlaren 231 är kopplad till det andra ànginloppet 224 i ångturbinen 222. Ångvärme- växlaren 231 tillvaratar överskottsångan från torken 100 och tillför ren ånga 233 till àng- turbinen 222. Till ångturbinen tillförs således ånga från två olika källor. Ångtrycket hos den ånga som tillförs till det första ànginloppet 223 är större än àngtrycket hos den ånga som tillförs till det andra ànginloppet 224. Detta ger fördelen att energin i överskottsàngan från torken tillvaratas och att effektiviteten hos bioenergikombinatet förbättras.
Den terminologi som används här är endast avsedd för beskrivning av specifika utföringsformer och skall inte anses begränsa uppfinningen. Singularformer är här avsedda att även innefatta pluralformer, om inte sammanhanget tydligt anger att så inte är fallet.
Vidare torde det inses att uttrycken "innefatta" och ”innehålla", med sina böjningsformer, när de används här specificerar närvaro av vissa drag, heltal, steg, funktioner, element och/eller komponenter, men de utesluter inte närvaro eller tillägg av ett eller flera andra drag, heltal, steg, funktioner, element, komponenter och/eller grupper av sådana.
Om inget annat definieras har alla uttryck (däribland tekniska och vetenskapliga termer) som används här samma betydelse som vanligen avses av fackmannen inom det område som föreliggande uppfinning tillhör. Det torde också inses att uttryck som används här skall tolkas som att de har en betydelse som överensstämmer med deras betydelse i samband med denna beskrivning och det relevanta området och inte skall tolkas pà ett idealiserat eller överdrivet formellt sätt, om de inte uttryckligen definieras så här.
I det föregående har principema för, föredragna utföringsformer av och arbetssätten för föreliggande uppfinning beskrivits. Beskrivningen skall emellertid anses belysande snarare än begränsande, och uppfinningen är inte begränsad till de specifika utföringsformer som har diskuterats i det föregående. De olika dragen hos de olika utföringsformerna av uppfinningen kan kombineras i andra kombinationer än vad som har beskrivits explicit. Det torde därför inses att fackmannen kan variera dessa utföringsfomner utan att avvika fràn uppfinningens omfång, sådant det definieras av följande patentkrav.

Claims (44)

10 15 20 25 30 35 535 334 25 Patentkrav
1. Värmeväxlingssystem (1; 1'; 1”; 101)för värmning av ett kollektorrnedium (2; 103), vilket innefattar ett hölje (3; 3') som har ett flödesinlopp (8a) för kollektormedium och ett flödesutlopp (8a) för kollektormedium, kännetecknat av att - höljet är uppdelat i åtminstone en första inre sektion (16) och en andra inre sektion (18), varvid den första inre sektionen (16) och den andra inre sektionen (18) är placerade i serie i höljet (3) i förhållande till flödesriktningen hos kollektormediet (2). - den första inre sektionen (16), som innefattar en första värmeväxlare (16c; 101.1 ), är placerad intill flödesinloppet (8a) för kollektomiediet, - den andra inre sektionen (18), som innefattar en andra värrneväxlare (18c; 101 .2), är placerad intill flödesutloppet (8b) för kollektormediet, -till den första värmeväxlaren (16c; 101.1) tillförs ett första vårmningsmedium (16e; 101.1e). och - till den andra värmeväxlaren (18c; 101.2) tillförs ett andra värmningsmedium (18e; 101.2e), -flödesinloppet (8a) för kollektormediet och flödesutloppet (8a) för kollektorrnediet är anordnade i motsatta ändar av höljet (3;3'), - den första värmeväxlaren (16c; 101.1) och den andra värmeväxlaren (18c; 101.2) innefattar raka kanaler (16d;18d), och att kollektormediet strömmar genom kanalerna.
2. Värmeväxlingssyslem enligt krav 1, kännetecknat av att det första vännnings- mediet (16e; 101.1e) tillförs från en första värmekälla, och det andra värmningsmediet (18e; 101.2e) tillförs från en andra värmekälla.
3. Värrneväxlingssystem enligt krav 1 eller 2. kännetecknat av att det första värmningsmediet (16e; 101.1e) och/eller det andra värmningsmediet (18e; 101.2e) innefattar ett icke komprimerbart medium, såsom temiisk olja eller hett vatten.
4. Värmeväxlingssystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det första värrnningsmediet (16e; 101.1e) och/eller det andra värmningsmediet (18e; 101.2e) innefattar ett komprimerbart medium, såsom ånga, heta avgaser eller heta industrigaser.
5. Värmeväxlingssystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den första inre sektionen (16) och/eller den andra inre sektionen (18) är anpassade för att befinna sig vid övertryck.
6. Värmeväxlingssystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den första värmeväxlaren och/eller den andra värrneväxlaren (16c, 18c) är utformad som en kondenson
7. Värmevåxlingssystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att kollektormediet innefattar en gas, såsom luft eller ånga. 10 15 20 25 30 35 535 331 26
8. Vänneväxlingssystem enligt något av kraven 1-6, kännetecknat av att kollektormediet innefattar en vätska, såsom vatten eller en vattenhaltig vätska.
9. Vänneväxlingssystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den första inre sektionen (16) är anordnad intill den andra inre sektionen (18).
10. Vänneväxlingssystem enligt krav 1-8, kännetecknat av att den första inre sektionen (16) befinner sig på avstånd från den andra inre sektionen (18).
11. Värmeväxlingssystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att en mellanliggande inre sektion (17') finns mellan den första inre sektionen (16) och den andra inre sektionen (18).
12. Värrneväxlingssystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att flödesinloppet (8a) för kollektormediet och flödesutloppet (8b) för kollektonnediet är placerade mitt emot varandra i höljet.
13. Vänneväxlingssystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den första värmeväxlaren (16c) innefattar en utloppssida (16b) och att den andra värme- växlaren (18c) innefattar en inloppssida (18a), varvid utloppssidan (16b) är placerad i stort sett mitt emot inloppssidan (18a).
14. Värmeväxlingssystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att värmeväxlingssystemet (1; 101) är anpassat för att ge en i stort sett rak flödesväg för kollektormediet från inloppet (8a) för kollektormediet till utloppet (8b) för kollektonnediet.
15. Värmeväxlingssystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att ytan hos tvärsnittet av utloppssidan (16b) hos den första värmeväxlaren (16c) och ytan hos tvärsnittet av inloppssidan (18a) hos den andra värmeväxlaren (18c) l stort sett motsvarar varandra.
16. Värmeväxlingssystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att tvârsnittsytan hos den mellanliggande sektionen (17; 17') äri stort sett konstant över sektionens hela längd.
17. Värmeväxlingssystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den mellanliggande sektionen (17') av höljet (3') är böjd.
18. Värmeväxlingssystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att höljet (3') är i stort sett U-fonnat.
19. Vämteväxlingssystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att en första kondensatbehållare (116.1) är kopplad till den första värrneväxlaren (16c; 101.1) för att samla upp ett kondensat av det första vårmningsmediet (101.1h), och av att en andra kondensatbehållare (116.2) är kopplad till den andra värmeväxlaren (18c; 101.2) för att samla upp ett kondensat av det andra värmningsmediet (101.2h).
20. Vänneväxlingssystem enligt krav 16, kännetecknat av att den andra kondensatbehållaren (116.2) är kopplad till den första kondensatbehållaren (1161). 10 15 20 25 30 35 535 331 27
21. Värmeväxlingssystem enligt krav 16 eller 17, kännetecknat av att den första kondensatbehållaren (116.1) är kopplad till den första värmeväxlaren (16c; 101 .1) via en ångledning (101.1g).
22. Tork (100) vilken innefattar ett värmeväxlingssystem (1; 1'; 1"; 101) enligt något av kraven 1-21.
23. Förfarande för vârmning av ett kollektormedium (2; 103) i ett värmeväxlings- system (1; l'; 1"; 101) enligt något av kraven 1-21, vilket förfarande är kännetecknat av följande steg: - ett första värmningsmedium (16e; 101.1e) tillförs till en första värmeväxlare (16c; 101.1), - ett andra värrnningsmedium (18e; 101.2e) tillförs till en andra värmeväxlare (18e; 101 .2e), - kollektormediet (2) leds till den första värmeväxlaren (16c; 101.1) och kollektonnediet värms indirekt av det första värmningsmediet (16e: 101.1e), varefter - kollektormediet (2) leds till den andra värmeväxlaren (18c; 101.2e) och kollektormediet (2) värms indirekt av det andra värmningsmediet (18e; 101.2e), - att flödesinloppet (8a) för kollektormediet och flödesutloppet (8a) för kollektormediet är anordnade i motsatta ändar av höljet (3;3'), - att den första värmeväxlaren (16c; 101.1) och den andra värmeväxlaren (18e; 101.2) innefattar raka kanaler (16d;18d), och att kollektormediet strömmar genom kanalema.
24. Förfarande enligt krav 23, kännetecknat av att olika typer av värmningsmedium tillförs till den första värmeväxlaren (16c; 101.1 ) och den andra värmeväxlaren (18c; 101.2).
25. Förfarande enligt krav 23 eller 24, kännetecknat av att samma typ av värmningsmedium tillförs till den första värmeväxlaren (16e; 101.1) och den andra vänne- växlaren (18c; 101.2).
26. Förfarande enligt något av kraven 23-25, kännetecknat av att det första värmningsmediet (16e; 101.1e) tillförs vid en temperatur t1 hos det första värrnningsmediet och att det andra värrnningsmediet (18e; 101.2e) tillförs vid en temperatur t2 hos det andra värmningsmediet, varvid t2 skiljer sig betydligt från t1.
27. Förfarande enligt krav 26, kännetecknat av att temperaturen t2 hos det andra värmningsmediet skiljer sig från temperaturen t1 hos det första värmningsmediet när temperaturen t2 hos det andra värmningsmediet faller utanför ett temperaturområde av plus eller minus 0,5 grader Celsius fràn temperaturen t1 hos det första värmningsmediet.
28. Förfarande enligt något av kraven 23-25, kännetecknat av att det första värmningsmediet (16e; 101.1e) tillförs vid en temperatur t1 hos det första värmningsmediet och att det andra värrnningsmediet (18e; 101.2e) tillförs vid en temperatur t2 hos det andra värmningsmediet, varvid t2 är i stort sett lika med t1. 10 15 20 25 30 35 535 331 28
29. Förfarande enligt krav 28, kännetecknat av att temperaturen t2 hos det andra värmningsmediet är lika med temperaturen t1 hos det första värmningsmediet när temperaturen t2 hos det andra värrnningsmediet faller inom ett temperaturomràde av plus eller minus 0,5 grader Celsius från temperaturen t1 hos det första värrnningsmediet.
30. Förfarande enligt något av kraven 23-29, kännetecknat av att det första värmningsmediet (16e; 101 .1e) tillförs vid ett tryck P1 hos det första värmningsmediet och att det andra värmningsmediet (18e; 101.2e) tillförs vid ett tryck P2 hos det andra värmnings- mediet, varvid P2 skiljer sig betydligt frán P1.
31. Förfarande enligt krav 30, kännetecknat av att trycket P2 hos det andra värmningsmediet skiljer sig frán trycket P1 hos det första värrnningsmediet när trycket P2 hos det andra värmningsmediet faller utanför ett tryckomràde av plus eller minus 0,5 bar från trycket P1 hos det första värmningsmediet.
32. Förfarande enligt något av kraven 23-29, kännetecknat av att det första värmningsmediet (16e; 101.1e) tillförs vid ett tryck P1 hos det första värmningsmediet och att det andra värmningsmediet (18e; 101.2e) tillförs vid ett tryck P2 hos det andra värmnings- mediet, varvid P2 är i stort sett lika med P1.
33. Förfarande enligt krav 32, kännetecknat av att trycket P2 hos det andra värmningsmediet är lika med trycket P1 hos det första värrnningsmediet när trycket P2 hos det andra värmningsmediet faller inom ett tryckområde av plus eller minus 0,5 bar fràn trycket P1 hos det första värmningsmediet.
34. Förfarande enligt något av kraven 23-33, kännetecknat av att det första värmningsmediet (16e; 101.1e) och/eller det andra värmningsmediet (18e; 101.2e) tillförs från en àngturbin.
35. Förfarande enligt något av kraven 23-34, kännetecknat av att det första värmningsmediet (101.1e) tas ut från en àngturbin (115) vid ett tryck P1 hos det första värmningsmediet och att det andra värmningsmediet (101.2e) tas ut fràn àngturbinen (115) vid ett tryck P2 hos det andra värmningsmediet, varvid P1 är lägre än P2.
36. Bioenergikombinat (200; 200') vilken innefattar en ånggenererande anläggning (210; 210') och en tork (100) enligt krav 22, kännetecknad av att - den ånggenererande anläggningen (210; 210') innefattar minst en àngturbin (29; 33; 115; 222), och - àngturbinen är kopplad till den första värmeväxlaren (16e; 101.1) och/eller den andra värmeväxlaren (18c; 101.2) i torken (100) för att tillföra ånga som värmningsmedium till torken (101).
37. Bioenergikombinat enligt krav 36, kännetecknar! av att torken (100) innefattar ett utlopp (110) för överskottsánga och av att en àngvärmeväxlare (231) är kopplad till utloppet (110) för överskottsánga för att tillvarata värmet i överskottsångan från torken. 10 15 20 535 331 29
38. Bioenergikombinat enligt krav 36-37. kännetecknad av att àngturbinen (29; 33; 115; 222) har minst ett första àngutlopp (115.1; 215) och minst ett andra àngutlopp (115.2; 216).
39. Bioenergikombinat enligt något av kraven 36-38, kännetecknad av att àngturbinen (222) har minst ett första ånginlopp (223) och minst ett andra ànginlopp (224).
40. Bioenergikombinat enligt något av kraven 36-39, kännetecknad av att ángvärmeväxlaren (231) är kopplad till det andra ànginloppet (224) i àngturbinen (222) för att tillföra ren ånga (233) till àngturbinen.
41. Användande av ett värmeväxlingssystem (1; 1'; 1"; 101) enligt något av kraven 1-20 i en bioenergikombinat (200; 200') enligt något av kraven 36 till 40.
42. Användande av ett värmeväxlingssystem (1; 1'; 1"; 101) enligt något av kraven 1-20 i en àngtork.
43. Användande av ett värmeväxlingssystem (1; 1'; 1"; 101) enligt något av kraven 1-20 i en ànggenererande anläggning.
44. Användande av ett värmeväxlingssystem (1; 1'; 1"; 101) enligt något av kraven 1-20 i ett ångkraftverk.
SE1050552A 2010-06-01 2010-06-01 Värmeväxlingssystem och metod för värmning av ett kollektormedium samt tork och bioenergikombinat innefattande värmeväxlingssystemet SE535331C2 (sv)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050552A SE535331C2 (sv) 2010-06-01 2010-06-01 Värmeväxlingssystem och metod för värmning av ett kollektormedium samt tork och bioenergikombinat innefattande värmeväxlingssystemet
DK11168482.5T DK2392882T3 (en) 2010-06-01 2011-06-01 Heat exchanger system
EP11168482.5A EP2392882B1 (en) 2010-06-01 2011-06-01 Heat exchange system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050552A SE535331C2 (sv) 2010-06-01 2010-06-01 Värmeväxlingssystem och metod för värmning av ett kollektormedium samt tork och bioenergikombinat innefattande värmeväxlingssystemet

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1050552A1 SE1050552A1 (sv) 2011-12-02
SE535331C2 true SE535331C2 (sv) 2012-07-03

Family

ID=44118149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1050552A SE535331C2 (sv) 2010-06-01 2010-06-01 Värmeväxlingssystem och metod för värmning av ett kollektormedium samt tork och bioenergikombinat innefattande värmeväxlingssystemet

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2392882B1 (sv)
DK (1) DK2392882T3 (sv)
SE (1) SE535331C2 (sv)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2689193A1 (en) 2011-03-21 2014-01-29 Outotec Oyj Process and system for recovery of thermal energy from a steam dryer

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106679459A (zh) * 2016-11-17 2017-05-17 靖江市格利环保科技有限公司 一种双效蒸汽热交换器
JP2018204853A (ja) * 2017-06-02 2018-12-27 トヨタ自動車株式会社 熱交換器、及び排熱回収構造
CN113007984A (zh) * 2019-12-20 2021-06-22 常州佳成干燥设备有限公司 一种用于干燥设备中的余热回收装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU529228B2 (en) * 1977-07-13 1983-06-02 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co. Ltd. Catalytic vapour phase oxidation
US5626102A (en) * 1996-03-14 1997-05-06 Nir; Ari Heat recovery system for a boiler and a boiler provided therewith
RU2292946C2 (ru) * 2001-02-08 2007-02-10 Сайентифик Дизайн Компани, Инк. Система для проведения экзотермических реакций
SK2632004A3 (sk) * 2004-06-25 2006-01-05 Ladislav Babej Modulový tepelný výmenník
TWI322882B (en) * 2006-02-24 2010-04-01 Lg Chemical Ltd Annular distributor having guide vane to improve flow rate distribution, reactor/heat exchanger including the annular distributor and method of producing unsaturated aldehyde or unsaturated acid from olefin by catalytic gas phase oxidation in the reactor
JP2007315324A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Tokyo Radiator Mfg Co Ltd Egrクーラの冷却構造

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2689193A1 (en) 2011-03-21 2014-01-29 Outotec Oyj Process and system for recovery of thermal energy from a steam dryer

Also Published As

Publication number Publication date
SE1050552A1 (sv) 2011-12-02
EP2392882A2 (en) 2011-12-07
EP2392882A3 (en) 2014-06-25
EP2392882B1 (en) 2017-12-13
DK2392882T3 (en) 2018-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107285592A (zh) 一种双级串联式热泵污泥干燥机
RU2666839C1 (ru) Способ и устройство для использования избыточного тепла от топочного газа электростанции для высушивания топлива из биомассы
CN100406833C (zh) 热管热泵复合式干燥动力源***
KR20120089753A (ko) 슬러리형 재료, 특히, 폐수 처리 플랜트로부터의 슬러지를 건조하기 위한 방법 및 설비
US4583301A (en) Variable volume vacuum drying chamber
JP6456407B2 (ja) 蒸発缶
EP3633272B1 (en) Method for recovering heat from flue gas of boiler, and arrangement
CN106045274A (zh) 一种mvr污泥带式干化机
SE535331C2 (sv) Värmeväxlingssystem och metod för värmning av ett kollektormedium samt tork och bioenergikombinat innefattande värmeväxlingssystemet
CN109970310A (zh) 一种节能污泥烘干***
CN206439808U (zh) 一种直流锅炉启动回收***
CN103743196A (zh) 一种热风封闭循环高效干燥节能工艺及***
CN103764908B (zh) 用于对制造材料幅面的机器的干燥部回收热量的方法和***
EP2392879B1 (en) Process and dryer for drying bulk material
FI78137B (fi) Anordning foer torkning av en bana.
CN104341084B (zh) 用于热电联产的节能型印染污泥干燥***
JP5304190B2 (ja) 産業用乾燥システム
CN210718432U (zh) 含水煤炭产品的干化***
CN111321622B (zh) 一种在造纸工业中的蒸汽热能综合利用***
WO1997039186A1 (en) Method and arrangement for utilizing condensation water of drying apparatus for fibre web
US3828843A (en) Process for handling fluids in heat transfer equipment
CN213924461U (zh) 一种用于污泥干化设备的补热装置及污泥干化设备
CN218544400U (zh) 干化机凝结水热量回收***
CN113371969B (zh) 一种用于污泥干化设备的湿法干燥方法
USRE29790E (en) Process for handling fluids in heat transfer equipment