[发明专利]用于在次级回路中提供冷却介质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在次级回路中提供具有受控的供给温度的冷却介质的方法，其中，次级回路中的冷却介质吸收来自一个或多个过程冷却器/工艺冷却器(Prozesskühlern)的热量，然后在流回到过程冷却器之前将热量释放到主回路中的主水中。此外，本发明涉及用于实施根据本发明的所述方法的设备，其中该设备包括在次级回路中的一个或多个过程冷却器以及流向过程冷却器的流路中的至少一个温度传感器。

背景技术

在许多工程工艺中，需要从装置或设备的部件去除热量。为此，经常使用主水，特别是在大规模工艺过程的情况下，主水可利用回流冷却水、河水或海水。从过程控制的角度考虑，需要装置或设备的部件在尽可能恒定的温度下冷却。从安全和环境保护的角度考虑，例如在泄漏事件中，必须避免可能有害的物质进入天然水体。这些要求可通过主水不与待冷却的装置直接接触来满足，但是在封闭的中间回路、也称为次级回路中使用冷却介质。冷却介质根据相应的要求来选择。常见的冷却介质是水，冷却介质的其它例子包括乙二醇-水混合物或甲醇。

次级回路中的冷却介质在限定的供给温度下流入一个或多个工艺冷却器并在那里吸收来自工艺过程的热量，其中，所述冷却介质被加热。为了使冷却介质回到所需的供给温度，冷却介质被供给至一个或多个换热器，冷却介质在所述换热器中由主水冷却。主水例如回流冷却水、河水或海水的回路被指定为主回路。相应地，在其中通过主水冷却所述冷却介质的换热器被称为主换热器。

将冷却系统分成主水流动通过的主回路与冷却介质流动通过的次级回路是一种成熟的技术，并提供了许多优点。在装置或过程冷却器发生泄漏的情况下，虽然有害的物质可能进入冷却介质，但主回路中的主水保持被保护而不受污染。此外，由于次级回路是闭合的，设备中的过程冷却器与直接通过河水冷却的情况相比结垢较少。

这种方法还使得能将流向过程冷却器的供给温度不依赖于主水中由于白天的时间和季节发生的变化而设定在所需的值。通常，主换热器在数量和尺寸方面设计成使得它们可以在高负荷情况下从冷却介质提取足够的热量。对于高负荷情况的定义，假定的状态是进入换热器的冷却介质与引入的主水之间的温度差具有所限定的最小容许值。在引入的冷却介质具有给定的值时，这为引入的主水给出最大容许值。在中欧，高负荷情况因此通常发生在夏季的月份中，其中河水可以达到例如28℃或更高的温度。

与此相反，低负荷情况指的是当进入主换热器的冷却介质与引入的主水之间的温度差的值很高。在中欧，这种情况通常出现在冬季的月份中，其中河水的温度下降，例如下降到4℃或更低。此外，低负荷情况被认为是当仅有非常少的热量需要从次级回路中的冷却介质转移到主水时，例如当设备不以最大能力运行，或完全停机时，这样，在主冷却器中，从冷却介质转移到主水的热量较少。在这些情况下，为了使流向过程冷却器的流路中的冷却介质的供给温度保持在与高负荷情况下相同的值，通常使流向主换热器的主水的流速降低。

这种方法的缺点在于，在低负荷情况下，由于低的流速，在主水侧的主换热器容易结垢。此外，借助于流向主换热器的主水供给流对通向过程冷却器的供给温度的控制是迟缓的。

发明内容

本发明的目的是提供用于所讨论的冷却类型的方法，其中，所述主换热器的结垢能够减少，向过程冷却器的供给温度可以快速且稳固地控制。

该目的通过根据本发明在权利要求1中所述的方法以及通过根据本发明在权利要求7中所述的设备来实现。本发明的优选实施例分别在从属权利要求2至6和8中限定。

在根据本发明的用于在次级回路中提供具有可控的供给温度的冷却介质的方法中，次级回路中的冷却介质吸收来自一个或多个过程冷却器的热量，然后在流回到过程冷却器之前将热量释放入向主回路中的主水。设有至少两个主换热器用于冷却所述冷却介质。在过程冷却器的出口下游和主换热器的入口上游，在次级回路中分支出旁通管路，用于绕过主换热器。旁通管路连通到从主换热器到过程冷却器的次级回路的管路中。根据本发明，在次级回路中流向过程冷却器的供给温度经由旁路流的调节来控制。“供给温度”在这里和下文中指的是在次级回路中的流向过程冷却器的流路中冷却介质的温度。“流向过程冷却器的流路”指的是次级回路的位于旁通管路到次级回路的入口与第一过程换热器之间的部段。“回流段”指的是次级回路的位于从至少一个过程换热器的出口与旁通管路的分支之间的部段。在多个过程换热器的情况下，“回流段”指的是次级回路的位于从过程换热器的出口管路接头与旁通管路的分支之间的部段。