Криогенная установка

(Г 9)1) 9/02, Р 25 1 1/ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) АТЕНТНО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьский ов и Крио ЦИН, ре- нов(21) 4865779/06 (22) 11.09.90(46) 15.04.93. Бюл.М 14 (71) Всесоюзный научно-исследовател институт гелиевой техники (72) Б.Д,Краковский, В.А.Марты П,П,Мигалев (56) Зарубежный опыт. Серия ХМ - 6. генное и вакуумное машиностроение ТИХИМнефтемаш, 1 Ф 5, 1987, с.2. (54) КРИОГЕННАЯ УСТАНОВКА (57)Использование, криогенная техни фрижераторные и ожижительные ус Изобретение относится к холодильно хнике, в частности к криогенной технике может быть использовано в криогенны ефрижераторных и ожижительных уста овках, Цель изобретения - повышение надежности и экономичности.Для пояснения сущности на чертеже представлена схема криогенной установки,Криогенная установка, например, гелиевэя, состоит из: источника криоагента высокого давления, например, компрессора 1, блока охлаждения 2, блока очистки 3,В свою очередь блок охлаждения 2 состоит из ступени предварительного охлаждения 4, теплообменников 5, 6, 7, 8, установленных последовательно на прямом потоке 9, детандеров 10 и 11, установленных последовательно на детандерном потоке 12, являющемся частью прямого потока 9, дроссельной ступени охлаждения 13, сборника жидкостного криоагента 14 и венки, Сущность изобретения: криогенная установка имеет блок очистки, выполненный в виде теплообменника-вымораживателя с фильтром-адсорбером, Через теплообменник-вымораживатель проходит вспомагательный поток, отбираемый от линии прямого потока перед дроссельной ступенью охлаждения, и подключенный на выходе из блока очистки через теплообменники блока охлаждения к детандерному потоку после первого детандера. 1 тиля 15, регулирующего подачу криоагента в установку,Ступень предварительного охлаждения состоит из теплообменника 16, например трехпоточного, и теплообменника 17, выполненного например, в виде ванны с жидким криоагентом, например азотом, подаваемым по линии 18.Дроссельная ступень охлаждения 13 состоит из двух последовательно расположенных теплообменников 19 и 20 и двух регулирующих вентилей 21 и 22, предназначенных для дросселирования прямого потока 9 криоагента,Блок очистки 3 состоит из теплообменника-вымораживателя 23, через который проходит вспомагательный поток 24, отбираемый от линии прямого потока 9, фильтра-адсорбера 25 и вентиля 26,регулирующего расход вспомагательногопотока 24. Причем точка отбора вспомагательного потока 24 расположена переддроссельной ступенью охлаждения 13.Теплообменник-вымораживэтель 23 ифильтр-адсорбер 25 установлены последовательно на линии прямого потока ступенипредварительного охлаждения 4,На выходе из фильтра-адсорбера 25 линия прямого потока 9 проходит противотоком теплообменник-вымораживатель 23.На выходе из блока очистки вспомагательный поток 24 подключен через теплообменники 5 и 6 блока охлаждения кдетандерному потоку 12 после первого детэндера 10.Обратный поток 26 низкого давления,выходящий из сборника жидкого криоагента 14 и состоящий из паров испаряющегося 15криоагента, служит для охлаждения прямого потока 9 в теплообменниках 5, 6, 7, 8, 19и 20 блока охлаждения.При работе криогенной установки обратный поток 26 гелия сжимается в компрессоре 1 и в виде прямого потока 9высокого давления поступает в блок охлаждения 2, где охлаждается в теплообменниках 16 и 17 ступени предварительногоохлаждения 4 обратным потоком 26 и потоком жидкого криоэгента 18, например азота.После охлаждения в ванне 17 до температуры, близкой к температуре жидкого азота 18, прямой поток 9 подается в блок 30очистки 3, где охлаждается до температуры(25 - 28 К), при этом происходит вымерзаниепримесей на стенках каналов теплообменника-вымораживателя 23, а примеси,находящиеся в потоке в виде твердых частиц или 35газов, задерживаются в фильтре-адсорбере25,Затем после фильтра-адсорбера 25 прямойпоток гелия высокого давления противотокомнаправляется в теплообменник-выморакиватель 23, где нагревается до температуры, близкой к температуре прямого потока 9 послепоследнего теплообменника 17, ступени предварительного охлаждения 4, и подается в блокохлаждения 2, Проходит последовательно теплообменники 5, 6, 7, 8, 19 и 20, где охлаждается,и после дросселирования в регулирующих вентилях 21 и 22 поступает в виде парожидкостнойсмеси в сборник жидкого гелия 14. Из сборника 14 пары гелия обратным потоком 26 проходят последовательно теплообменники 20, 19,8,7, 6,5 и 16, где нагреваются до температурыблизкой к температуре окружающей среды ипоступает на всасывание компрессора 1,Цикл замыкается. 55Часть гелия высокого давления в видедетандерного потока 12, отбирается от прямого потока 9 после теплообменника 5, расширяется в детандере 10 и послеохлаждения обратным потоком 26 в теплолобмен нике 7 и раствирения во втором детандере 11, соединяется с обратным потоком 26, выходящим из теплообменника 19 дроссельной ступени охлаждения 13,Вспомагательный поток 24, являющийся чэстьто прямого потока 9 (- 3;) отбирается перед первьм теплообменником 19 дроссельной ступени охлаждения 13 и после дросселирования в вентиле 26 подается в теплообменник-вымораживатель 23 для охлаждения идущего навстречу прямого потока 9. Затем охлаждается в теплообменниках 5 и 6 блока охлаждения 2 обратным потоком 26 и соединяется с детандерным потоком 12 после первого детандерэ 10.При работе в ожижительном режиме и в случае подпитки подача криоагента (гелия) в установку осуществляется через регулирующий вентиль 15.По сравнению с прототипом в данном изобретении повышается надежность установки вследствие снижения концентрации примесей в гелии в 10-30 рэз. При этом время до критического уровня засорения каналов твердыми примесями, соответственно, увеличивается. Поэтому постепенные отказы установки вследствие засорения практически исключаются, Остаются только внезапные, вызванные поломкой отдельных элементов,Формула изобретенияКриогенная установка, содержащая источник криоагента высокого давления с линиями прямого и обратного потоков, на которых установлены теплообменники ступени предварительного охлаждения, блока охлаждения и дроссельной ступени охлаждения, линию детандерного потока с по меньшей мере двумя последовательно установленными детандерного, сборник жидкого криоагента и блок очистки, выполненный в виде теплообменника-вымораживателя, через который, проходит вспомагательный поток, отбираемый от линии прямого потока, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, блок очистки снабжен фильтром-адсорбером, причем теплообменниквымораживатель и фильтр-адсорбер установлены последовательно на линии прямого потока после ступени предварительного охлаждения, на выходе из фильтра-адсорбера линия прямого потока проходит противотоком теплообменник-вымораживатель, точка отбора вспомагательного потока расположена перед д 1 тоссельной ступенью охлаждения, а на выходе из блока очистки вспомагэтельный по1809260 Составитель В,МартыноТехред М.Моргентал Реда кто Корректор Л.Филь аказ 1277 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ток подключен через теплообменники блока охлаждения к детандерному потоку после первого детвндвра,