(57)【要約】【解決手段】本装置(10)は、−第１の流体を収容するために内部空間(34)を画定して長手軸芯(A-A')に沿って延びているシェル(30)と、−シェル(30)の内側に配置されて、第２の流体を受けるために内部空間(34)に長手方向に延びているチューブ束(32)と、−内部空間(34)から運ばれる流体の気液分離を行うことができる分離部材(44)とを備えており、分離部材(44)はチューブ束(32)の上側に配置されている。分離部材(44)は、少なくとも２つの別個の流体通路領域(90, 92, 94)及び流体の通過を防ぐ少なくとも１つの中間領域(88, 89)を、長手軸芯(A-A')と垂直な少なくとも１つの面に有している。
2018531361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発させる第１の流体と冷却及び／又は凝縮される第２の流体との熱交換のための装置(10)であって、
−  第１の流体を受けるために内部空間(34)を画定して長手軸芯(A-A')に沿って延びているシェル(30)と、
−  前記シェル(30)の内側に配置されて、第２の流体を受けるために前記内部空間(34)に長手方向に延びているチューブ束(32)と、
−  前記内部空間(34)から運ばれる流体の気液分離を行うことができ、前記チューブ束(32)の上側に配置されている分離部材(44)と
を備えており、
前記分離部材(44)は、少なくとも２つの別個の流体通路領域(90, 92, 94)及び流体の通過を防ぐ少なくとも１つの中間領域(88, 89)を、長手軸芯(A-A')と垂直な少なくとも１つの面に有していることを特徴とする装置。
【請求項２】
各流体通路領域(90, 92, 94)は、有孔隔壁によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置(10)。
【請求項３】
前記流体通路領域(90, 92, 94)は、前記分離部材(44)における前記内部空間(34)の反対側に位置する下流側気体回収スペース(100) を画定していることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置(10)。
【請求項４】
前記流体通路領域(90, 92, 94)は、水平方向及び／又は垂直方向に間隔を置いて設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置(10)。
【請求項５】
前記分離部材(44)は、第１の高さに設けられた水平な少なくとも第１の流体通路領域(90)と、前記第１の高さより高い第２の高さに設けられた水平な少なくとも第２の流体通路領域(92)とを有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置(10)。
【請求項６】
前記分離部材(44)は、前記第１の流体通路領域(90)と垂直方向に同一の高さに設けられた水平な少なくとも第３の流体通路領域(94)を有しており、前記第１の流体通路領域(90)及び前記第３の流体通路領域(94)は、前記第１の流体通路領域(90)と前記第３の流体通路領域(94)との間に中間スペース(86)を画定しており、前記第２の流体通路領域(92)は前記中間スペース(86)を覆っていることを特徴とする請求項５に記載の装置(10)。
【請求項７】
前記分離部材(44)は、垂直な少なくとも第１の流体通路領域(90)と、前記第１の流体通路領域(90)から水平方向に間隔を置いて設けられた垂直な少なくとも第２の流体通路領域(92)とを有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置(10)。
【請求項８】
前記分離部材(44)は、少なくとも２つの有孔長手隔壁(80, 82)を有しており、前記第１の流体通路領域(90)は、第１の有孔長手隔壁(80)によって画定されており、前記第２の流体通路領域(92)は、第２の有孔長手隔壁(82)によって画定されていることを特徴とする請求項７に記載の装置(10)。
【請求項９】
前記中間領域(97)は、前記第１の流体通路領域(90)及び前記第２の流体通路領域(92)の下側に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の装置(10)。
【請求項１０】
前記分離部材(44)は、垂直軸芯を中心とした有孔隔壁、有利には円筒状の有孔隔壁を有していることを特徴とする請求項７に記載の装置(10)。
【請求項１１】
前記シェル(30)の上側に配置された煙突状体(110) を更に備えており、前記分離部材(44)は前記煙突状体内に配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置(10)。
【請求項１２】
前記チューブ束(32)は、特には長円形状又は疑似台形状を有する水平方向に横長のカバーを、前記長手軸芯(A-A')と垂直な面に画定していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置(10)。
【請求項１３】
前記第１の流体を前記内部空間(34)に導入するための導入入口(38)を更に備えており、前記導入入口(38)は、前記シェル(30)の下部の前記内部空間(34)の底部に設けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置(10)。
【請求項１４】
少なくとも１つの液化トレインを備えており、前記液化トレインは、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置(10)を有していることを特徴とする炭化水素液化装置(12)。
【請求項１５】
蒸発させる第１の流体と冷却及び／又は凝縮される第２の流体との熱交換のための方法であって、
−  請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置(10)を準備する工程、
−  第１の流体に前記内部空間(34)内を通過させる工程、
−  第２の流体に前記チューブ束(32)のチューブ(51)内を通過させる工程、
−  前記第２の流体との熱交換によって前記第１の流体を再加熱して、前記第１の流体を少なくとも部分的に蒸発させることによって気体及び液滴を含む同伴流体を形成する工程、及び
−  前記同伴流体が前記流体通路領域(90, 92, 94)を通過することにより、前記同伴流体内の液体を前記分離部材(44)に集める工程
を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
−  第１の流体を受けるために内部空間を画定して長手軸芯に沿って延びているシェルと、
−  シェルの内側に配置されて、第２の流体を受けるために内部空間に長手方向に延びているチューブ束と、
−  内部空間から運ばれる流体の気液分離を行うことができ、チューブ束の上側に配置されている分離部材と
を備えた、蒸発させる第１の流体と冷却及び／又は凝縮される第２の流体との熱交換のための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換装置は、例えば液体炭化水素製造装置、特に天然ガス液化装置の冷却トレインに置かれるように構成されている。
【０００３】
天然ガスの液化は、炭化水素の移送及び調節の点から多くの利点を有する。増量の製造された天然ガスは、かなりの容積を有する液化装置で液化される。
【０００４】
天然ガスを予冷するために、前述のタイプの熱交換装置がよく使用されている。この場合、第１の流体は例えばプロパンである。プロパンをシェルの内部空間に液体形態又は二相形態で導入して、チューブ束内で循環する天然ガスから抽出されるカロリーを回収しながら蒸発させる。このようにして、天然ガスが熱交換装置内を通過するときに天然ガスを予冷する。
【０００５】
或いは、前述のタイプの装置を使用して、（天然ガスの代わりに）冷却剤を冷却ループで冷却するか凝縮する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
第１の流体を再加熱することによって、第１の流体を部分的に蒸発させて同伴流体を生成し、同伴流体は再圧縮された後に再液化される。
【０００７】
同伴流体は一般に液滴を含んでおり、気体流が圧縮器に導入される前に液滴を気体流から分離しなければならない。
【０００８】
そのために、熱交換装置は一般に、例えば穿孔された格子から形成された分離部材を有しており、同伴流体が分離部材を通過して液滴が除去される。
【０００９】
分離部材は、液体プロパンに浸らないように液体プロパン内容物の上側に液体プロパン内容物から最小距離に設けられている。更に、チューブの周りの液体プロパンは部分的な蒸発により相当な乱流を受けるため、分離部材とチューブ束との間の最小距離が増加する。
【００１０】
液化に必要な冷却能力を考慮すると、熱交換装置の嵩が大きい。従って、特に容積が大きい天然ガス液化装置では液化トレインは相当なスペースを占める。例えば、あるユニットでは、液化トレインの長さは数十メートルに達し得る。このような長さは、使用可能な設置面積が大きい場合には受け入れ可能であるが、使用可能な設置面積がより小さい他の設置条件では問題になる場合がある。
【００１１】
本発明の一目的は、熱交換装置の有効性及び動作に悪影響を及ぼすことなく、冷却流体及び／又は液化流体の製造装置における熱交換装置の大きさを減少させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このために、本発明は、分離部材が、少なくとも２つの別個の流体通路領域及び流体の通過を防ぐ少なくとも１つの中間領域を、長手軸芯と垂直な少なくとも１つの面に有していることを特徴とする前述のタイプの装置に関する。
【００１３】
本発明の具体的な実施形態によれば、本発明に係る装置は、単独で又は技術的に可能なあらゆる組み合わせに応じて、以下の特徴の１又は複数を有している。
【００１４】
−  各流体通路領域は有孔隔壁によって形成されている。
【００１５】
−  有孔隔壁は、格子構造を有する格子、平行な帯状体の組立体及び／又は金属発泡体によって形成されている。
【００１６】
−  流体通路領域は、分離部材における内部空間の反対側に位置する下流側気体回収スペースを画定している。
【００１７】
−  流体の通過を防ぐ前記中間領域又は各中間領域もまた、分離部材における内部空間の反対側に位置する下流側気体回収スペースを画定している。
【００１８】
−  流体通路領域は水平方向及び／又は垂直方向に間隔を置いて設けられている。
【００１９】
−  分離部材は、第１の高さに設けられた水平な少なくとも第１の流体通路領域と、第１の高さより高い第２の高さに設けられた水平な少なくとも第２の流体通路領域とを有している。
【００２０】
−  分離部材は、第１の流体通路領域と垂直方向に同一の高さに設けられた水平な少なくとも第３の流体通路領域を有しており、第１の流体通路領域及び第３の流体通路領域は、第１の流体通路領域及び第３の流体通路領域の間に中間スペースを画定しており、第２の流体通路領域は中間スペースを覆っている。
【００２１】
−  分離部材は、垂直な少なくとも第１の流体通路領域と、第１の流体通路領域から水平方向に間隔を置いて設けられた垂直な少なくとも第２の流体通路領域とを有している。
【００２２】
−  分離部材は少なくとも２つの有孔長手隔壁を有しており、第１の流体通路領域は、第１の有孔長手隔壁によって画定されており、第２の流体通路領域は、第２の有孔長手隔壁によって画定されている。
【００２３】
−  中間領域は、第１の流体通路領域及び第２の流体通路領域の下側に設けられている。
【００２４】
−  分離部材は、垂直軸芯を中心とした有孔隔壁、有利には円筒状の有孔隔壁を有している。
【００２５】
−  装置は、シェルの上側に配置された煙突状体を有しており、分離部材は煙突状体に配置されている。
【００２６】
−  チューブ束は、特には長円形状又は疑似台形状を有する水平方向に横長のカバーを、長手軸芯と垂直な面に画定している。
【００２７】
−  装置は、第１の流体を内部空間に導入するための導入入口を備えており、導入入口は、シェルの下部の内部空間の底部に設けられている。
【００２８】
−  分離部材はシェルの長さ全体に亘って延びている。
【００２９】
本発明は更に、上述したような装置を有する少なくとも１つの液化トレインを備えた炭化水素液化装置に関する。
【００３０】
本発明は更に、蒸発させる第１の流体と冷却及び／又は凝縮される第２の流体との熱交換のための方法であって、
−  上記に記載されているような装置を準備する工程、
−  第１の流体に内部空間内を通過させる工程、
−  第２の流体にチューブ束のチューブ内を通過させる工程、
−  第２の流体との熱交換によって第１の流体を再加熱して、第１の流体を少なくとも部分的に蒸発させることによって気体及び液滴を含む同伴流体を形成する工程、及び
−  同伴流体が流体通路領域を通過することにより、同伴流体内の液体を分離部材に集める工程
を有することを特徴とする方法に関する。
【００３１】
本発明は更に、蒸発させる第１の流体と冷却及び／又は凝縮される第２の流体との熱交換のための装置であって、
−  第１の流体を受けるために内部空間を画定して長手軸芯に沿って延びているシェルと、
−  シェルの内側に配置されて、内部空間に長手方向に延びているチューブ束と、
−  内部空間から運ばれる流体の気液分離を行うように構成されて、チューブ束の上側に配置されている分離部材と
を備えており、
チューブ束は、特には長円形状又は疑似台形状を有する水平方向に横長のカバーを、長手軸芯と垂直な面に画定していることを特徴とする装置に関する。
【００３２】
この場合、分離部材は、少なくとも２つの別個の流体通路領域及び流体の通過を防ぐ少なくとも１つの中間領域を、長手軸芯と垂直な少なくとも１つの面に必ずしも有していない。
【００３３】
しかしながら、この装置は、単独で又は技術的に可能なあらゆる組み合わせに応じて、上記の特徴の１又は複数を有してもよい。
【００３４】
本発明は、添付図面を参照して、単に一例として挙げられる以下の説明を読むと更に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る第１の熱交換装置の長手面に沿った部分的な断面図である。
【図２】図１に係る第１の熱交換装置の横断面II−IIに沿った部分的な断面図である。
【図３】本発明に係る第２の熱交換装置の図２と同様の図である。
【図４】本発明に係る第３の熱交換装置の図２と同様の図である。
【図５】本発明に係る第４の熱交換装置の図２と同様の図である。
【図６】第４の熱交換装置の長手面に沿った部分的な断面図である。
【図７】本発明に係る熱交換装置の分離部材のための格子状の有孔隔壁を示す平面図である。
【図８】本発明に係る熱交換装置の分離部材のための隣接する帯状体の形態の有孔隔壁を示す部分的な斜視図である。
【図９】多流式のチューブ束の横断面に沿った断面図である。
【図１０】多流式のチューブ束の横断面に沿った断面図である。
【図１１】本発明に係る第５の熱交換装置の熱交換器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
明細書の残りの部分では、「上流側」及び「下流側」という用語は、熱交換装置における流体の通常の流れ方向に対して理解される。
【００３７】
図１では、本発明に係る第１の熱交換装置10が、流体製造装置12、特に天然ガス液化装置に設けられている。
【００３８】
熱交換装置10は、冷却サイクルで循環する第１の流体と流体製造装置12の第２の流体との熱交換関係をもたらすように構成されている。第１の流体は、熱交換装置10内で再加熱されて少なくとも部分的に蒸発して同伴流体を生成することができる。第２の流体は熱交換装置10内で冷却されて、有利には液化されることができる。
【００３９】
この例では、第１の流体は炭化水素であり、例えばプロパンであるか、又は炭化水素の混合物である。
【００４０】
第２の流体は有利には天然ガスであるか、又は冷却剤の混合物である。第２の流体は、熱交換装置10の上流側では気体形態又は二相形態である。第２の流体は、熱交換装置10内を通過した後、液体形態、二相形態又は気体形態である。
【００４１】
流体製造装置12は、熱交換装置10の上流側に配置された気体形態の第２の流体の流体源14と、熱交換装置10の下流側に配置された、第２の液化流体を集めるためのキャパシタ16とを備えている。
【００４２】
流体製造装置12は、第１の流体が循環する冷却サイクル18を更に備えている。
【００４３】
冷却サイクル18は、例えば熱交換装置10の上流側に、第１の流体を冷却するために第１の流体を膨張させることが可能な静的膨張バルブ又は動的膨張タービンのような膨張部材20と、膨張部材20と熱交換装置10との間に配置された気体／液体分離器22とを有している。冷却サイクル18は熱交換装置10の下流側に配置されている圧縮器24を更に有している。
【００４４】
図１に関して、熱交換装置10はシェル及びチューブ束を有するタイプである。
【００４５】
熱交換装置10は、横長のシェル30と、シェル30の内部空間34に配置されたチューブ束32と、第２の流体をチューブ束32に分配させて第２の流体をチューブ束32から出口で集めることができる分配器／コレクタ36とを有している。チューブ束は、図１に１つのチューブによって概略的に示されている。
【００４６】
熱交換装置10は、第１の流体を内部空間34に導入するための少なくとも１つの下側入口38と、液体形態の過剰な第１の流体を流すための少なくとも１つの下側出口40と、シェル30の上側に配置された、同伴気体流を排出するための少なくとも１つの上側出口42とを更に有している。
【００４７】
熱交換装置10は、気体流に存在して上側出口42を通って同伴する液滴を除去するために、チューブ束32と上側出口42との間に配置された分離部材44を更に有している。
【００４８】
シェル30は、図１に示されている例では水平軸芯である長手軸芯A-A'に沿って延びている。
【００４９】
シェル30は、内部空間34を内側に画定している壁46と、チューブ束32を支持している複数のバッフル48と、この例ではチューブ束32の端部の近くで内部空間34に垂直方向に突出している、チューブ束32の周りで第１の流体を保持するための内壁50とを有している。
【００５０】
チューブ束32は例えば5000を超えるチューブを含んでいる。
【００５１】
各チューブ51の内径は、特には1.6 cm（5/8 インチ）〜3.8 cm（1.5 インチ）である。チューブ51の断面は好ましくは円形である。チューブには固体の充填材料、例えば充填材又は触媒が含まれていない。
【００５２】
この例では、各チューブ51は、長手軸芯A-A'と平行に線形に延びている上流側部分52及び下流側部分54と、上流側部分52及び下流側部分54を連結する湾曲した中間部分56とを有している。上流側部分52及び下流側部分54は、上流側及び下流側で分配器／コレクタ36内に設けられている。
【００５３】
図２に示されている例では、チューブ束32のチューブ51は、長手軸芯A-A'を横断する断面に円形の外形のカバー55を画定している。
【００５４】
或いは、図３又は図５に示されているように、チューブ51は、水平軸芯B-B'に沿って横長の外形を有するカバー55を、長手軸芯A-A'を横断する断面に画定している。このカバーは、例えば直線状の縁部を有して実質的に長円形状である（図３参照）か、円形状の外形の縁部の２つの弧によって連結されている２つの平行な水平縁部を有する疑似台形状である（図５参照）。
【００５５】
チューブ51によって画定されたカバーが横長であるとき、チューブ束32を分離部材44から分離する所与の高さに関して、熱交換装置10の小型化が改善される。
【００５６】
分配器／コレクタ36は、気体形態又は二相形態の第２の流体を分配するための上流側区画60と、液体形態又は二相形態の第２の流体を集めるための下流側区画62とを有している。
【００５７】
上流側区画60は、一方では第２の流体の流体源14に連結されており、他方ではチューブ51の上流側部分52に連結されている。
【００５８】
下流側区画62は、一方ではチューブ51の下流側部分54に連結されており、他方では液体形態又は二相形態の第２の流体を集めるためのキャパシタ16に連結されている。
【００５９】
下側入口38は、シェル30の下側に垂直に開けられており、チューブ束32の向かいに上向きに設けられている。下側入口38は、液体形態又は二相形態の第１の流体をあふれさせることによって内部空間34に導入することができる。下側入口38は、有利には液体／気体分離器22を介して膨張部材20に上流側で連結されている。
【００６０】
保持用の内壁50の高さはチューブ束32の高さより高い。内壁50は、下側入口38を通して導入される第１の流体を保持して、チューブ束32を第１の流体に実質的に完全に沈めることができる。
【００６１】
下側出口40は、保持用の内壁50におけるチューブ束32の反対側でシェル30の下側に垂直に開けられている。
【００６２】
内部空間34内で蒸発していない液体の第１の流体は、保持用の内壁50の上側にあふれることによって流れて下側出口40を通って排出されることができる。
【００６３】
上側出口42は、分離部材44におけるチューブ束32の反対側に、好ましくはチューブ束32の向かいでシェル30の上側に垂直に開けられている。上側出口42は、下流側で圧縮器24に連結されている。
【００６４】
分離部材44は、チューブ束32の上側で同伴流体に存在する液滴を除去するように構成されている。
【００６５】
分離部材44は、チューブ束32の上側でチューブ束32と上側出口42との間に水平に配置されている。分離部材44は、有利にはシェル30の長さ全体に亘って延びている。
【００６６】
最小の高さh1が、チューブ束32のチューブ51と分離部材44との間に維持されている。この高さは、例えば600 mmより大きい。
【００６７】
分離部材44は、図７に示されているように格子構造を有する格子70から形成された少なくとも１つの有孔隔壁を有しているか、又は、図８に示されているように、例えば山形の平行な帯状体72の組立体を有している。
【００６８】
有孔隔壁は網状のセル74を画定しており、液滴と共に加えられた気体状の同伴流体を通過させて、液滴を通路の周囲で集めることが可能である。
【００６９】
図２に示されている例では、分離部材44は、第１の高さに設けられた第１の有孔長手隔壁80と、第１の高さより高い第２の高さで第１の有孔長手隔壁80から垂直方向に分離して配置された第２の有孔長手隔壁82とを有している。
【００７０】
分離部材44は、第１の有孔長手隔壁80と同一の高さで第１の有孔長手隔壁80から水平方向に分離している第３の有孔長手隔壁84を更に有している。
【００７１】
有孔長手隔壁80，82，84は、シェル30の長さ全体に亘って水平に延びている有孔プレートによって形成されている。
【００７２】
第１の長手隔壁80及び第３の長手隔壁84は、第１の長手隔壁80及び第３の長手隔壁84の間で第２の長手隔壁82によって上方で覆われている中間スペース86を画定している。
【００７３】
第２の長手隔壁82の幅は中間スペース86より大きい。従って、第２の長手隔壁82の少なくとも１つの横部分が第１の長手隔壁80の向かいに延びており、第２の長手隔壁82の少なくとも１つの横部分が第３の長手隔壁84の向かいに延びている。
【００７４】
第１の長手隔壁80は、第１の傾斜固体壁88によって第２の長手隔壁82に連結されている。第３の長手隔壁84は、第２の傾斜固体壁89によって第２の長手隔壁82に連結されている。
【００７５】
従って、本発明によれば、分離部材44は、少なくとも２つの別個の流体通路領域90, 92, 94と、流体の通過を防ぐ少なくとも１つの中間領域98, 99とを長手軸芯A-A'と垂直な各横断面に有している。
【００７６】
図２に示されている例では、少なくとも第１の流体通路領域90は第１の有孔長手隔壁80に画定されており、第２の流体通路領域92は第２の有孔長手隔壁82に画定されており、第３の流体通路領域94は第３の有孔長手隔壁84に画定されている。第２の流体通路領域92は、第１の流体通路領域90及び第３の流体通路領域94から完全に分離されながら、第１の流体通路領域90及び第３の流体通路領域94の上側に設けられている。
【００７７】
流体の通過を防ぐ中間領域98, 99は、傾斜固体壁88, 89によって夫々画定されている。
【００７８】
第２の流体通路領域92が第１の流体通路領域90及び第３の流体通路領域94に対して垂直方向に偏移しているため、同伴流の通過に使用可能な穿孔された表面を減少させずに、シェル30内で分離部材44を上昇させることが可能である。
【００７９】
従って、熱交換装置10は、同伴流に存在する液滴を除去するための適切な特性を保持しながら、更に小型化されている。
【００８０】
本発明に係る熱交換装置10を用いて実行される熱交換方法を説明する。
【００８１】
この方法では、気体形態の第２の流体が流体源14から分配器／コレクタ36の分配区画60に運ばれる。第２の流体はチューブ束32のチューブ51に分配されて、続いて上流側部分52、湾曲した中間部分56、その後に下流側部分54に循環する。
【００８２】
第２の流体は、チューブ束32内でのこの通過中、内部空間34内のチューブ束32のチューブ51の外側にある第１の流体と接することなく、熱交換によって冷却されて凝縮する。
【００８３】
第２の流体は収集区画62に液体形態で集められ、その後、熱交換装置10の外側のキャパシタ16に排出される。
【００８４】
同時的に、膨張部材20を通した膨張によって得られた液体形態又は二相形態の第１の流体を、下側入口38を通して内部空間34に連続的に導入する。第１の流体は液体槽を形成し、チューブ束32のチューブ51は液体槽に沈められる。
【００８５】
第１の流体によって集められた第２の流体からのカロリーによって、第１の流体をチューブ束32の周りで部分的に蒸発させて、同伴流をチューブ束32の上側で放出させる。
【００８６】
同伴流は主に気体から構成されるが、分離部材44の上流側で液滴を含んでいる場合がある。
【００８７】
同伴流は、分離部材44を通過中、有孔隔壁80, 82, 84の流体通路領域90, 92, 94を横切る。同伴流が、分離部材44におけるチューブ束32の反対側に設けられている下流側回収スペース100 で完全に気体であるように、液滴は有孔隔壁80, 82, 84の構造によって保持される。
【００８８】
同伴流は、次に上側出口42を通して抽出されて圧縮器24に運ばれる。
【００８９】
内部空間34では、蒸発しない過剰な第１の流体が、保持用の内壁50から下側出口40にあふれることによって流れて再利用される。
【００９０】
従って、別個の流体通路領域を有する分離部材44が設けられていることにより、同伴流中の液滴を除去する能力に悪影響を及ぼすことなく、チューブ束32と分離部材44との間に十分な距離を維持しながら、熱交換装置10の小型化が改善される。
【００９１】
図４に示されている本発明に係る代替の熱交換装置10は、長手隔壁80, 82がシェル30の長さ全体に亘って互いに平行に垂直方向に延びている点で図２に示されている熱交換装置10とは異なる。固体壁88は、下流側回収スペース100 を下側で閉じるために長手隔壁80, 82の下側に水平方向に延びている。
【００９２】
固体壁88は有孔長手隔壁80, 82の両側に横方向に突出しており、同伴流をシェル30の外側に向かって横方向に移動させて、その後、湾曲させて有孔長手隔壁80, 82に到達させる。
【００９３】
上記と同じように、有孔長手隔壁80, 82は、別個の第１の流体通路領域90及び第２の流体通路領域92を長手軸芯A-A'を横断する夫々の面に画定している。第１の流体通路領域90及び第２の流体通路領域92はここでは垂直方向に延びている。
【００９４】
第１の流体通路領域90及び第２の流体通路領域92は、チューブ束32の向かいに設けられている水平固体領域98によって互いに連結されている。
【００９５】
図４に示されている熱交換装置10の動作は図２に示されている熱交換装置10の動作と同様である。
【００９６】
本発明に係る別の代替の熱交換装置10が図５及び図６に示されている。
【００９７】
図１に示されている熱交換装置10とは異なり、図５及び図６に示されている熱交換装置10は、シェル30の上側に垂直に突出している煙突状体110 を備えている。
【００９８】
煙突状体110 は、垂直軸芯C-C'を有して実質的に円筒状である。煙突状体110 は、チューブ束32の上側の内部空間34に設けられている。
【００９９】
上側出口42は煙突状体110 の自由端部に配置されている。
【０１００】
分離部材44は煙突状体110 に含まれている。
【０１０１】
この例では、分離部材44は、好ましくは煙突状体110 と同軸の垂直軸芯を有する円筒状の有孔隔壁80を有している。分離部材44は、有孔隔壁80を上側で閉じる固体壁88と、有孔隔壁80の下縁部を煙突状体110 の周囲に連結している環状の固体壁89とを有している。
【０１０２】
円筒状の有孔隔壁80は、環状の固体壁89の内側でチューブ束32の向かいに下向きに設けられている。
【０１０３】
上記と同じように、有孔隔壁80は、別個の第１の流体通路領域90及び第２の流体通路領域92を、図５に示されている長手軸芯A-A'と垂直な少なくとも１つの横断面に画定している。第１の流体通路領域90及び第２の流体通路領域92はここでは垂直方向に延びている。
【０１０４】
中間壁88は、第１の流体通路領域90及び第２の流体通路領域92を連結している固体中間領域98を画定している。
【０１０５】
更にチューブ束32は、ここでは疑似台形状の、水平方向に横長のカバーを画定している。
【０１０６】
図３の熱交換装置10の一代替例（不図示）では、分離部材44は、水平に延びている１つの有孔長手隔壁80を有している。分離部材44は、少なくとも２つの別個の流体通路領域及び流体の通過を防ぐ少なくとも１つの中間領域を、長手軸芯A-A'と垂直な少なくとも１つの面に有していない。
【０１０７】
図９に示されている一代替例では、チューブ束32は多流式のチューブ束である。チューブ束32の第１の領域200 のチューブ51は冷却剤混合源202 に連結されている。第２の領域204 のチューブ51は天然ガス源14に連結されている。
【０１０８】
この例では、第１の領域200 及び第２の領域204 は上下に設けられている。
【０１０９】
図１０に示されている代替例では、第１の領域200 及び第２の領域204 は並んで設けられている。
【０１１０】
図１１に示されている本発明に係る第５の熱交換装置10では、チューブ51は、シェル30を長手軸芯A-A'と平行に横切る直線状のチューブである。
【０１１１】
一代替例では、有孔隔壁は金属発泡体から形成されている。
【０１１２】
別の代替例では、有孔隔壁は、開口部を画定している壁と、壁の開口部に設けられた金属発泡体とを有している。
【０１１３】
金属発泡体は、例えばERG Aerospace Corporationという会社によって販売されているDuocel（登録商標）のようなアルミニウム発泡体である。
【０１１４】
更に、明瞭に図示されているとおり、分離部材44における内部空間の反対側に設けられている下流側気体回収スペース100 は、一方では流体通路領域によって画定されており、他方では流体の通過を防ぐ前記中間領域又は各中間領域によって画定されている。
【０１１５】
上記に示されているように、この下流側気体回収スペース100 は流体通過領域を通過した気体状の流体のみを含んでいる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月25日(2018.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発させる第１の流体と冷却及び／又は凝縮される第２の流体との熱交換のための装置であって、
−  第１の流体を受けるために内部空間を画定して長手軸芯に沿って延びているシェルと、
−  前記シェルの内側に配置されて、第２の流体を受けるために前記内部空間に長手方向に延びているチューブ束と、
−  前記内部空間から運ばれる流体の気液分離を行うことができ、前記チューブ束の上側に配置されている分離部材と
を備えており、
前記分離部材は、少なくとも２つの別個の流体通路領域及び流体の通過を防ぐ少なくとも１つの中間領域を、長手軸芯と垂直な少なくとも１つの面に有していることを特徴とする装置。
【請求項２】
各流体通路領域は、有孔隔壁によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記流体通路領域は、前記分離部材における前記内部空間の反対側に位置する下流側気体回収スペースを画定していることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記流体通路領域は、水平方向及び／又は垂直方向に間隔を置いて設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記分離部材は、第１の高さに設けられた水平な少なくとも第１の流体通路領域と、前記第１の高さより高い第２の高さに設けられた水平な少なくとも第２の流体通路領域とを有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記分離部材は、前記第１の流体通路領域と垂直方向に同一の高さに設けられた水平な少なくとも第３の流体通路領域を有しており、前記第１の流体通路領域及び前記第３の流体通路領域は、前記第１の流体通路領域と前記第３の流体通路領域との間に中間スペースを画定しており、前記第２の流体通路領域は前記中間スペースを覆っていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記分離部材は、垂直な少なくとも第１の流体通路領域と、前記第１の流体通路領域から水平方向に間隔を置いて設けられた垂直な少なくとも第２の流体通路領域とを有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記分離部材は、少なくとも２つの有孔長手隔壁を有しており、前記第１の流体通路領域は、第１の有孔長手隔壁によって画定されており、前記第２の流体通路領域は、第２の有孔長手隔壁によって画定されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記中間領域は、前記第１の流体通路領域及び前記第２の流体通路領域の下側に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記分離部材は、垂直軸芯を中心とした有孔隔壁を有していることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記シェルの上側に配置された煙突状体を更に備えており、前記分離部材は前記煙突状体内に配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記チューブ束は、水平方向に横長のカバーを、前記長手軸芯と垂直な面に画定していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の流体を前記内部空間に導入するための導入入口を更に備えており、前記導入入口は、前記シェルの下部の前記内部空間の底部に設けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
少なくとも１つの液化トレインを備えており、前記液化トレインは、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置を有していることを特徴とする炭化水素液化装置。
【請求項１５】
蒸発させる第１の流体と冷却及び／又は凝縮される第２の流体との熱交換のための方法であって、
−  請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置を準備する工程、
−  第１の流体に前記内部空間内を通過させる工程、
−  第２の流体に前記チューブ束のチューブ内を通過させる工程、
−  前記第２の流体との熱交換によって前記第１の流体を再加熱して、前記第１の流体を少なくとも部分的に蒸発させることによって気体及び液滴を含む同伴流体を形成する工程、及び
−  前記同伴流体が前記流体通路領域を通過することにより、前記同伴流体内の液体を前記分離部材に集める工程
を有することを特徴とする方法。
【国際調査報告】
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2018531361.tif 000016
2018531361.tif 000017
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