Способ работы криогенной установки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСО ИАЛИСТИЧЕСКИХ цРЕСПУБЛИК .:(19) 25 В 11/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР НИ ОПИСАК АВ 1 ОРСК СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 - : .::, 2(21) 4800268/06:(54) СПОСОБ РАБОТЫ КРИОГЕ(46) 15.07,92, Бюл. В 26: .,:.(57) Использование в криогенных сйстемах (71). Научно-производственный центр. при: большой производительности на легких гаНиколаевскомкораблестроительном инсти- зах. В способе работы криогенной установтуте им, адм, С, А. Макароваки путем подачи обратного потока смеси (72) Ю. В. Захаров, И, М. Виршубский, И. М. легкого газа и тяжелых- вспомогательных Дымо и А. А, Андреев:.: компонентов на ступенчатое сжатие; кон- (53) 621.575(088.8).: : . дейсации и-сепарации части высококипяще- (56)ЛавренченкоГ, К.идр. Разработкасту- . го компонента, направления его на пени сжатия и предварительного охлажде-: . смешение перед каждой ступенью сжатия, ния гелиевых рефрижеоаторов большой охлаждения смеси на входе в каждую сту,производительности. - Холодильная техни- пень сжатия до температуры, ниже темперака и техйология. Республиканский межве- туры окружающей среды, после сепарации домственный научно-технический сборник,: осуществляют дополнительное ступенчатое К., вып.34,1982,с,58 - 69.охлаждение смесис выделением высококи- чэАвторское свидетельство СССРпящего и низкокипящего компонентов, коМ 1041830, кл. Р 25 В 11/00, 1983 торые направляют на смешение с обратнымпотоком перед каждой ступенью охлаждения, 1 ил,л ННОЙ УСИзобретение относится к холодильной Найболее близким к изобретению явля- ч технике, вчастности кспособам работы кри- ется способ работы криогенной установки 4 огеннйх установок большой производитель- . путем подачиобратногопотока смеси легко- ОО ности, функционирующих на легких газах. го газа и тяжелых вспомогательных компо- а:, Известны способы работы криогенных нентовнаступенчатоесжатие, конденсации ф устайовок путем сжатия в компрессоре сме- и сепарации части высококипящего компоси рабочего легкого газа, например гелия, и. нента, направления его на смешение перед низкотемпературного хладона и последую- . каждой ступенью сжатйя, охлаждения смещего охлаждения в регенеративном тепло- си на входе в каждую ступень сжатия до обменнике обратным потоком смеси, где". . температуры ниже температуры окружаюхладон конденсируется: .: щей среды.Недостатком прототипа является необНедостатками способа являются снйже- ходимость исп 6 льзования для предвари. ние экономичности, увеличение мощности тельного охлаждения жидкого азота илй - привода, в связи с тем; что возрастаетрас- дополнительного детандера, так как примеход компримируемой среды за счет сжима- нение высокотемпературных хладонов не емоговспомогательногокомпонента, . дает возможности значительно понизитьОттуда смесь гелия с хладонами притемпературе окружающей среды направляют в испарительный теплообменник 7, гдеохлаждают кипящим высокотемпературным хладоном, а затем с меньшей температурой и большей концентрацией высокотемйературного хладона - на всасы- Э 50 температуру криоагента на выходе из регенеративного теплообмейника перед процессом разделения. Это приводит к снижению экономичности работы криогенной установки, . 5Цель изобретенмя - повышейие "экономичности работы криогенной установки,Поставленная цель достигается тем; чтов способе работы криогенной установки путем подачи обратного потока смеси легкого 10 газа и тяжелых вспомогательных компонентов на ступенчатое сжатие, конденсации и сепарации части высококипящего компойента;"направления его на смешение перед каждой ступенью сжатия до температуры 15 ниже температуры окружающей среды, послесепарации осуществляют дополнительное ступенчатое охлаждение смеси свыделением высококипящего и низкокипящего-компойентов, которые направляют насмешение с обратным потоком перед каждой ступенью охлаждения. На чертеже изображена установка,реализующая предлагаемый способ работыкриогенной установки. 25Способ реализуется следующим образом.Легкий газ, являющийся рабочим газомкриогенной установки, например гелий, ипоступающий при низком давлении из кри огенного блока 1, подогревают в теплооб . меннике 2 теплом потока рабочего газа " высокого давления и смешивают с поступающими через дроссельное устройство 3низкотемпературным вспомогательнымкомпонентом (например, хлодоном Р 14), Полученную смесь подогревают в испарителе-конденсаторе 4 эа счет теплообмена сосжатой смесью рабочего газа и низкотемпературного компонента. В результате происходит выпаривание этого компонента изпотока низкого давления и конденсации его паров в потоке сжатия смеси. Далее Смесь соединяют с поступающей -через дроссельное устройство 5 фракцией; богатойвысокотемпературным вспомогательнымкомпонентом (например," хладоном РС 318), с айалогичными процессами вмспарителе-конденсаторе б,вание в первую ступень турбокомпрессора 8. Сжатую в нем смесь подаютв испаритель-нцй теплообменник 9. где охлаждают кипящим высокотемпературным хладоном. После него смесь гелия с хладойами направляют на всасывание во вторую ступень турбокомп рессора 10 с аналогичиь 1 ми превращениями в испарительном теплообменнике 11. После последней ступени турбокомпрессора 12 смесь подают в холодильник 13, где при температуре окружающей среды конденсируют часть высокотемпературнОго.хладона, которую отделяют от оставшейся. смеси в фазоразделвтеле 14 и через регулирующие вентили 15, 16 и 17 направляют на смешение в испарительйые теплообменники-смесители 7, 9 и 11,Смесь гелия с несконденсировавшими- . ся в холодильнике 13 хладонами иэ фазораз- делителя 14 подаЮт в теплообмейник б, где охлаждаютобратным потоком, причем сконденсировавшиеся фракции богаты высокотемпературнцм хладоном, После разделения в фазоразделителе 18 эту жидкость дросселируют в дроссельном устройстве 5 и смешивают со смесью низкого давления, Газообразную же смесь гелия с ниэкотемпературным хладоном из фазораэделителя 18 направляют в теплообменник 4, где охлаждают прямым потоком с конденсацией ниэ-. котемпературного хладона. Разделение смеси осуществляют в фазоразделителе 19. Из фазоразделителя 19 гелий через блок адсорберов 20 и теплообменник 2 вновь подают в крйогеннйй блок 1, а хладон 1 ерез регулирующий вентиль 3 смешивают с гелием низкого давления,.Формула изобретенияСпособ. работы криогенной установки путем подачи обратного потока смеси легкого газа и тяжелых вспомогательных компонентов на ступенчатое сжатие, конденсации и сепарации части высококипящего компонента, направления его на смешение перед каждой ступенью сжатия, охлаждениесмеси на входе в каждую ступень сжатия до температуры ниже температурь 1 окружающей среды, о т л и ч а ю щ и й с я тем; что, с целью повьгшения экономичности, после сепарации осуществляют дополнительное ступенчатое охлаждение смеси с выделением высококипящего и низкокипящего компонентов; которые направляют на смешение с обратным потоком перед каждой ступенью охлаждения.1747814 М.Келемеш Корректор Н,Ревская Ред з 2489 Тираж ":":;:; ПодййсноеВНИИПЙГосударственного "комитетФпо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 За Производственно-издательский ком жгород, ул, Гагарина, 101 т "Патент", Сост Техр