[发明专利]适用于选择性地以湿式及/或干式模式操作的热交换系统

说明书

相关申请案参考

本申请案请求2013年4月4日申请的美国第61/808608号临时专利案为优先权，该专利的说明在此加入作为参考。

背景技术

a.技术领域

本发明总体上是关于工艺流体冷却的领域。更具体地说，本发明是关于一种热交换系统以及方法，用于选择性地以湿式及/或干式模式冷却工艺流体。

b.背景技术

现有技术

冷却塔，被认为开放的热交换系统，是最有效从热的工艺流体(通常是水)排出热量的方法。它们固有地高效率是由于将热量由向下涓流地流过塑料塔填料的工艺流体流动直接地热传移至向上地流过该介质的外部空气气流。

冷却塔通过蒸发部份流体(通常大约总流量1％)将由热的工艺流体排出热量。冷却塔可进行约2.5吨的冷却每平方英尺塔填充料，然而流体冷却只能进行1.5吨每平方英尺(小于40％)。

闭合回路流体冷却器，被认为闭合式交换系统，现场安装串联或并联流动冷却塔，从而在较温暖的室外操作温度过程中节省用水。闭合回路流体冷却器由温热工艺用水通过转移热量经由管壁间接地排出热量至外部空气气流通常流体冷却器热交换器为了防止腐蚀由镀锌钢制造出以抵抗固定暴露于水雾。然而，镀锌涂层仅在外部。因此，连续性地气曝的开放系统的循环用水快速地劣化钢管内侧。为此，对于曝气用水通过所述管线内部而操作于开放系统中的流体冷却器，不锈钢管线圈或聚合物管线圈是需要的。

希望有一种热交换系统，其能够选择性地以湿式模式(例如冷却塔)或者以干燥模式(例如液体冷却器)操作。操作员能够选择性地切热交换系统于各模式之间，其取决于所期望的冷却能力，周围环境气候，烟流消除及/或水蒸发/损耗。

构成流体冷却器线圈的管线亦可作为表面积的介质，类似于冷却塔中塑料填充料。如果水喷洒在管线上，额外蒸汽热交换将从工艺流体转移热量通过管壁于喷雾水喷洒至管线上以及被蒸发之时。因此，需要具有热交换系统，其中工艺用水可最先被导引通过管线内侧成为闭合回路流体冷却器以及再经由喷洒水的组件到管线外侧，管线具有将工艺用水通过系统两次的优点。

当热交换系统以湿式模式以及混合湿式/干燥模式操作时，使用作为蒸发处理的空气具有灰尘，花粉以及垃圾在其中，以及其在移动通过塔填充料时会被冲洗而遗留下水中碎屑状物质，其收集在贮槽中以及成为维护问题，其会阻塞喷嘴以及传热管线。因此，需要有一种热交换系统，其整体地结合碎屑过滤器以及自动地冲洗或清洁过滤器构件而只有很少或没有操作员介入。

美国第3994995号专利公开了一种湿式/干燥冷却塔，其具有上部管状热交换区段位于较低的倾斜填充料区段上方。在上部管状区段中部份冷却之后，液体被导引至下方薄膜填充料区段上或绕流过，其取决于冷却要求。

美国第4112027号公开了一种分离的干燥以及湿式排放通道于热交换冷塔中。美国第4122027号专利公开了一种合并直接以及间接冷却装置以及方法。欧洲专利EP092246公开了一种干燥/湿式冷却塔的方法，其具有至少部分干燥部份以及湿式部分之串联连接。

发明内容

本发明一个目的在于提供一种热交换系统以及方法以选择性地以湿式及/或干燥模式操作冷却工艺用水。本发明的目的是获得较高冷却效率的热交换系统，同时提供湿式及/或干燥操作的灵活性，其使用最小平方长度覆盖面积。本发明能够使热交换系统以及方法选择性地以湿式及/或干燥模式操作以及消减烟流操作以及配置以冷却工艺用水。本发明的目的能够使用湿式/干燥式热交换系统，其整体地包括碎屑过滤器以及自动地冲洗或清洗过滤器，其利用较少或无操作员介入。

本发明是关于一种热交换系统适用于选择性地以湿式，干燥或湿以及干燥模式操作。热交换系统包括管件入口通道阵列，其由预定长度入口歧管端部贮槽延伸至转变端部。回流管连通流体由管线入口通道阵列转变端部至管线第二通道阵列。管线第二次通道阵列从预定长度第一端部处回流管延伸至第二端。第二通道阵列存在于入口通道阵列下方以及界定出第一部份包封，其存在于入口通道阵列，回流管，以及第二通道阵列之间。第二回流管连通流体由管线第二通道阵列的第二端部至管线第三通道阵列。管线的第三通道阵列在导引端部处由预先决定长度的第二回流管延伸至尾端。第三通道阵列存在于第二通道阵列下方以及界定出第二部份包封，其存在于第二通道阵列，第二回流管，以及第三通道阵列之间。一个或多个管线后续通道阵列存在于先前通道下方以及与流体连通。一个或多个后续通道阵列形成管线终止通道阵列。

水通常使用于开放的热交换系统中。然而，在此所谓流体与水可互换地使用。该互换使用并不预期限制本发明的范围。