[发明专利]控制耦合的换热器系统的方法和换热器系统

说明书

本发明涉及一种控制耦合的换热器系统的方法，该系统包括第一换热器模块(1)和第二换热器模块(2)。分为第一部分流(4)和第二部分流(5)的第一流体流(3)流过换热器系统。以与第一部分流(4)相反的流引导第二流体流(6)穿过第一换热器模块(1)。以与第二部分流(5)相反的流引导第三流体流(7)穿过第二换热器模块(2)。在两个换热器模块(1，2)中的一个上测量中间温度(TI)。根据中间温度(TI)的当前值控制第一流体流(3)的哪部分进入第一部分流(4)以及第一流体流的哪部分进入第二部分流(5)。所述控制方法在将中间温度的波动维持得尽可能小的同时通过改变负载降低了换热器的劳损。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于控制耦合的换热器系统的方法。

背景技术

文献EP 1150082 A1公开了一种换热器系统，其中在换热器系统中与第二流体流(氮气)和第三流体流(氧气)逆流地冷却大气形成的第一流体流。换热器系统具有多个并联的换热器模块。

文献DE 4204172 A1在图5中也公开了一种这样的方法。在此，试图借助控制器通过设置较小的二次流而将各个模块中的中间温度保持成尽可能地相同。

在换热器系统具有很大的温度灵敏度以及较小的温差的情形下，质量流中非常细微的变化能导致换热器中极其不同的温度分布。来自设计期间计算的温度分布的偏差可导致低效的换热和增大的机械载荷，从而降低换热器模块的使用寿命。

“质量流调节装置”的含义在此理解为以特定预期的方式影响流体的质量流的任何装置。质量流调节装置例如可形成为手动阀、控制阀、挡板或固定节流孔板。

发明内容

本发明的目的在于如所本文一开始所提及的操作换热器系统，使得能尤其高效地进行换热并且实现换热器模块的特别长的使用寿命。

该目的通过如下控制来实现，所述控制通过将所述中间温度的波动保持得尽可能小，借助负载改变实现换热器的负荷的降低。因此，以中间温度尽可能接近其设定值的方式进行在模块之间的第一流体流的分流。

在本发明的范围内已经发现，通过测量中间温度，尤其能够非常具体地确定可变温度分布并且迅速地对该温度分布产生影响。通过观察入口和出口温度不能十分精确地检测换热器内部的这些变化的温度分布。在变化经由出口温度变得显而易见之前，换热器内部的温度分布发生了改变。因此，基于测量入口和出口温度进行的控制仅能非常迟地对温度分布的偏差做出反应。

在本发明的范围内，当然也可在两个换热器模块处测量中间温度，并且本发明的换热器系统也可具有多于两个的换热器模块，例如三个或四个或更多。

可使用任何已知的方法测量换热器模块的中间温度，例如：

-在换热器模块的外表面上测量温度(DE 102007021564 A1)，

-在排放期间测量流体温度，

-根据DE 202013008316 U1的测量装置，或

-使用根据DE 102007021564 A1的光波导管进行测量。

优选地，第一流体流由主要流以在第一流体流方向上流过第二换热器模块的至少50％摩尔百分比(mol％)的流体总量形成。主要流例如包括80％至100％摩尔百分比、尤其为85％至95％摩尔百分比的流体总量。

重要的是，受控制影响的不仅是少的二次流，而是主要流。否则，将不可能在足够大的程度上影响换热分布从而实现显著地延长换热器模块的使用寿命。