Способ стабилизации работы криогенной установки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик щ 754167 Ф щ(51) М. Кл.зГ 25 В 1/00 Г 25 1 1/00 Государственный комитет Опубликовано 07.08.80. Бюллетень М 29Дата опубликования описания 17.08.80по делам изобретений н открытнй(54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ РАБОТЫ КРИОГЕННОИ УСТАНОВКИ1Изобретение относится к области криогенной техники и наиболее эффективно может быть использовано в гелиевых установках, работающих в ожижительно-рефрижераторном режиме.Известны способы стабилизации работы криогенных установок за счет применения машинного оборудования с высокой степенью регулирования производительности 1.Однако эти способы целесообразно использовать в криогенных установках малой и средней производительности, рабочий цикл которых построен на использовании расширительных машин поршневого типа. Для криогенных установок с турбодетандерами эти способы не эффективны,Известен способ стабилизации работы криогенной установки с турбодетандерной ступенью, заключающийся в поддержании постоянным расхода обратного потока через эту ступень путем отвода избытка расхода при его увеличении и испарении жидкого криоагента при его недостатке 21.Недостаток этого способа заключается в неэкономичности работы криогенной установки при отклонении величины нагрузки от 2номинального значения. При увеличении величины обратного потока это происходит врезультате испарения жидкого криоагентабез какого-либо восстановления запаса последнего, а при уменьшении величины расхо да обратного потока это обусловлено тем,что излишки холода выводят из сборникажидкого криоагента и подогревают до комнатной температуры вне криогенной установки.Целью изобретения является повышение10 экономичности работы установки в широкомдиапазоне изменения ее нагрузки.Это достигается тем, что отвод избыткарасхода производят непосредственно передтурбодетандерной ступенью, а испарениежидкого криоагента осуществляют путемдополнительной подачи потока резервногогазообразного криоагента.На чертеже показана принципиальнаясхема криогенной установки для осуществления данного способа,ц Установка подключена к охлаждаемомуобъекту 1 и содержит турбодетандерную ступень 2 и дроссельную ступень 3. Турбодетандерная ступень 2 включает расходомер 4,установленный на ее линии 5 обратного по754167ряемого из сборника 8 жидкого криоагентаза счет конденсации вводимого резервногокриоагента, При этом поддержание постоянной величины обратного потока будет происходить с накоплением жидкого хладагента в сборнике 8.Воздействие на вентили 7 и 10 в обоихслучаях по сигналам расходомера 4 продолжается до тех пор, пока величина обратного потока через турбодетандерную ступень 2 не установится в пределах номинального значения, обеспечивающего стабильнуюработу криогенной установки,Экономический эффект от реализацииданного способа на установке мощностью1200 Вт рефрижераторной и 300 л ожижительной нагрузки, предназначенной для захолаживания и криостатирования объектов,работающих в импульсном режиме, с непрерывной рабочей кампанией порядка 6000 чв году составляет 60 - 80 тыс. рублей. Формула изобретения тока, и снабжена обводной линией 6 с уста новленным на ней регулирующим вентилем 7 Дроссельная ступень 3 включает сборник 8 жидкого криоагента, в котором расположен распределитель 9, подключенный через вен тиль 10 к ресиверам 11 с запасом резервно го газообразного криоагента. Вентили 7 и 10 приводятся в действие по сигналам расхо домера 4.Установившийся режим работы криоген ной установки характеризуется строгим со отношением технологических потоков, прохо дящих через турбодетандерную ступень 2 и дроссельную ступень 3, При этом вентили 7 и 10 закрыты.В случае любого отклонения в тепловой нагрузке охлаждаемого объекта 1 происхо дит соответствующее изменение вели чинь обратного потока из сборника 8 жидкого криоагента.При увеличении обратного потока выше предельного значения по сигналу расходомера 4 открывается регулирующий вентиль 7 и через обводную линию 6 избыток расхода отводится из турбодетандерной ступени 2, Избыток расхода может быть закачан с помощью компрессора в ресиверы 11 для хранения резервного криоагента. При достаточном запасе теплообменной поверхности дроссельной ступени 3 при увеличении расхода обратного потока из сборника 8 жидкого криоагента холодопроизводительность ее возрастает, обеспечивая компенсацию возросшей тепловой нагрузки. При уменьшении тепловой нагрузки количество обратного потока уменьшается, так как уменьшается газообразная составляющая потока, возвращаемого в сборник 8 жидкого криоагента из охлаждаемого объекта 1. Восстановление величины обратного потока происходит за счет подачи в сборник 8 жидкого криоагента потока резервного газообразного криоагента через распределитель 9 из ресиверов 11.Процесс восстановления величины обратного потока до номинальной величины сопровождается частичной компенсацией испаСпособ стабилизации работы криогенной установки с турбодетандерной ступенью,заключающийся в поддержании постояннымрасхода обратного потока через эту ступеньпутем отвода избытка расхода при его увеличении и испарения жидкого криоагентапри его недостатке, отличающийся тем, что,с целью повышения экономичности работыд установки в широком диапазоне измененияее нагрузки, отвод избытка расхода производят непосредственно перед турбодетандерной ступенью, а испарение жидкого криоагента осуществляют путем дополнительной подачи потока резервного газообразного крио 35 агента,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Фастовский В. Г. и др. Криогенная техника. М Энергия, 1967, с. 167 - 182,2. Вишнев И. П. и др, Зарубежные гелиевые криогенные установки, Обзорная информация ЦИНТИХИМНЕФТЕМАША, СерияХМ, 972, с. 15, рис. 5.Составитель Ю. Килимник Редактор Т. Загребельная Техред К. Шуфрич Корректор Е. Папп Заказ 4887/32 Тираж 575 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4