Способ получения холода в криогенной системе

11850Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частностик криогенным системам обеспечениясверхпроводящих (СП) устройств,,для надежной работы которых в большинстве случаев необходима циркуляция.криоагена через устройство с существенным содержанием жидкой фазы навыходе из него.Цель изобретения - повышение экономичности способа получения холодав криогенной системе,На фиг. 1 схематически представлена криогенная система, в которойсоуществляется способ получения холода; на фиг. 2 - графическое изображение процесса получения холода (внего низкотемпературной части) вТ Б - . диаграмме (температура -энтропия). 20Криогенная система состоит из компрессора 1, сжимающего криоагент и подающего прямой поток 2 на охлаждение и ожижение; теплообменника 3 предварительного охлаждения прямого потока 2; образованных из пото-. ка 2 основного 4 и вспомогательного 5 прямых; основных теплообменников 6 - 10, охлаждаемых обратным потоком 11; двух детандеров 12 и 13 для расширения и охлаждения вспомогательного прямого потока 5 и жидкостного детандера 14 на основном прямом потоке 4; дросселя 15, криостата 16 для жидкого криоагена с размещенным 35 в нем конденсатором 17, в который подается поток 18, полученный от1смешении" двух прямых потоков - основного 4 и вспомогательного 5, и потребителя 19 холода с выходящим от 40 него обратным потоком 20 парожидкостной смеси криоагена.Система работает следующим образом.Компрессор 1 сжимает криоагент 45 и нагнетает прямой поток 2 через теплообменник 3, после которого поток 2 делится на основной 4 и вспомогательный 5 прямые потоки. Основной прямой поток 4 охлаждается в 50 теплообменниках 6 - 9 обратным потоком 11, расширяется в жидкостномдетандере 14 и частично ожижается, а вспомогательный прямой поток 5 последовательно расширяется в детан дерах 12 и 13 с промежуточным охлаждением в теплообменнике 7 и пос-ледующим охлаждением в темплообмен 28 2никах 9 и 10 обратным потоком 11 до температуры ниже критической и после расширения в дросселе 15 ожижается. Смешивая основной 4 и вспомогательный 5 прямые потоки, получают двухфазную смесь криоагена - поток 18,который поступает в конденсатор 17, погруженный в жидкий криоагент в криостате 16, полностью ожижается и идет на охлаждение потребителя 19 холода.Вследствие полного ожижения потока 18 создается избыток жидкого криоагена по отношению к его потребному количеству для снятия тепловой нагрузки в потребителе 19 холода. Обратный поток 20 в виде парожидкостной смеси криоагена от потребителя 19 поступает в криостат 16, где от него отделяется жидкая фаза, которая накапливается в криостате 16 и используется для полного ожижения потока 18 в конденсаторе 17. Парыкриоагена отводятся из криостата 16 в качестве обратного потока 11, используемого для охлаждения основного 4 и вспомогательного 5 прямых потоков в теплообменниках 10,9,8, 7,6 и 3, и цикл в криогенной системе замыкается.Начальное накопление жидкого криоагена в криостате 16 производится в пусковом периоде, а затем его постоянный уровень поддерживают за счет изменения холодопроизводительности, регулируя, например, давление сжатия в компрессоре 1, т.е. исходное рабочее давление в цикле.На Т Б - диаграмме (фиг. 2) приводится процесс реализации способа получения холода, который обеспечивает возможность создания избытка жидкого криоагена, подводимого к потребителю холода, благодаря тому, что давление вспомогательного прямого потоКа 5 в точке 21 и температура начала расширения основного прямого потока 4 в точке 22 выбираются из условий позволяющих ввести в теплообменники 9 и 10 весь вспомогательный прямой поток 5 и охладить его до температуры в точке 23 ниже критической, а .расширение основного прямого потока 4 заканчивается в области влажного пара (точка 24) с тем, чтобы после смешения основного 4 и вспомогательного 5 прямых потоковполучать парожидкостную смесь, что и обеспечивает избыток жидкого криоагенаподводимого к потребителю холода,Использование предлагаемого способа охлаждения СП устройств позво 185028 4ляет сократить более чем в 1,5 разасуммарное количество исходногосжимаемого криоагена за счет увеличения более чем в 1,5 раза удельной холодопроизводительности однойустановки,1185028 г,Составитель Е.ИонсеМоковская Техред И.Астало еда 344/30 тираж НИИПИ Государственно по делам изобретений 35, Москва, Ж, Ра 08 Подписнокомитета СССРоткрытийская наб, д. Зак 4/5 город, ул. Проектная,филиал ППП "Патен орректор В.Гирня