Способ заполнения трубопровода криогенной жидкостью

(54)(57БОПРОСТЬЮ ельному аждени жидкост И СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(71) Ордена Трудового Красного Знамениинститут тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова(56) Патент США3306061,кл, Р 17 Р 1/20, 1975. 1. СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ ТРУОДА КРИОГЕННОЙ ЖИДКО- лючающий подвод потока к дросэлементу, дросселирование и охподводимого потока криогенной отличающийся тем, что, с целью получения однофазного потока при снижении давления до заданной величины путем охлаждения до температуры, предотвращающей вскипание жидкости в дроссельном элементе, отбирают на выходе из дроссельного элемента с помощью дозатора часть подводимого потока, направляют ее в зону пониженного давления на внешней поверхности элемента, при этом охлаждение подводимого потока производят путем перевода отобранной части потока в парообразное состояние.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дроссели рова ние подводи мого потока осуществляют с помощью рядов параллельно расположенных дроссельных элементов.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отбираемый поток распределяют равномерно на внешней поверхности дроссельных элементов,ление подводимого потока производят путем перевода отобранной части потока в порообразное состояние. 25При этом дросселирование подводимого потока осугцествляют с помощью рядов параллельно расположенных дроссельных элементов и отбираемый поток распределяют равномерно на внешней поверхности дроссельных элементов,30На фиг. 1 изображена схема для реализации способа; на фиг. 2 - устройство для реализации способа, общий вид; на фиг. 3 - разрез А - А на фиг. 2; на фиг. 4 - узел 1 на фиг. 2; на фиг. 5 - дроссельно-тепло- обменный элемент с изменяющимся диаметром по ходу движения потока, продольный разрез.Способ осуществляют следующим образом. 40 45 50 55 Изобретение относится к гидродинамике и теплообмену и может быть использовано при заполнении трубопроводов и транспортировании к потребителю жидкости, когда необходимо обеспечить однофазный поток со значительным снижением давления до задавной величины, в частности при заправке трубопроводов и емкостей и доставке к потребителю криогенных жидкостей, таких как водород, кислород, азот,Цель изобретения - получение однофазного потока при снижении давления до заданной величины.Поставленная цель достигается тем, что в способе заполнения трубопровода криогенной жидкостью, включаюшем подвод потока к дроссельному элементу, дросселирование и охлаждение подводимого потока криогенной жидкости до температуры, предотвращающей вскипание жидкости в дроссельном элементе, отбирают на выходе из дроссельного элемента с помощью дозатора часть подводимого потока, направляют ее в зону пониженного давления на внешней поверхности дроссельного элемента, при этом охлажИз емкости 1, в которой находится криогенная жидкость при давлении Р и температуре Ть вытекает поток 2 жидкости, который при транспортировании к потреби. телю проходит через устройство 3. При прохождении потока 2 через дроссельные элементы устройства 3 происходит снижение давления в потоке до требуемого давления Р, На выходе из дроссельных элементов из подводимого потока 2 отбирают регулируемую часть 4 подводимого жидкостного потока, которую заранее рассчитывак)т в зависимости от расхода через устройство и величины требуемого давления Р,.Регулируемую часть 4 подводимого жидкостного потока 2 направляют при давлении Рз, которое ниже давления Р, в зону понижения давления, в которой организован процесс кипения регулируемой части потока 4 на внешней поверхности дроссельных элементов, которые одновременно являются и 5 10 15 20 2теплообменными. При этом регулируемую часть 4 подводимого потока переводят в парообразное состояние.За счет энтальпии жидкости, поглощаемой при испарении, и пара при его нагреве происходит охлаждение подводимого потока криогенной жидкости до требуемой температуры Т, при которой вскипания жидкости в дроссельном элементе не происходит и поток однофазной криогенной жидкости при требуемом давлении Р и температуре Т отводится к потребителю,Для обеспечения оптимального соотношения между перепадом давления на дроселируюшем устройстве и площадью тепло. обмена, необходимой для обеспечения отвода необходимой мошности, дросселирование подводи мого потока 2 осушествляют не через один дроссельный элемент, а через несколько параллельно расположенных дроссельных элементов, количество и характеристики которых определяются расчетом.Для обеспечения эффективного процесса кипения жидкости на внешней поверхности дроссельных элементов отбираемый поток 4 распределяют равномерно по всей поверхности дроссельных элементов, что обеспечивает высокий коэффициент теплообмена. Указанный поток отводится к потребителю 5.Предлагаемый способ может быть осуществлен с помошью устройства (фиг. 2 - 5), состоящего из корпуса 6 с подводящим 7 и отводящим 8 патрубками, трубных досок 9, в которых закреплены дроссельтеплообменные элементы 10, включенные параллельно друг другу и содержащие внутри пористую теплопроводную набивку 11, а снаружи - покрытие 12. На одной из трубных досок 9 расположено дозируюшее устройство 13, включающее вентиль 14 для регулирования расхода отбираемой части подводимого потока.Выход дозируюшего устройства 13 соединен с патрубком 15 для распределения отбираемой части по поверхности дроссельтеплообменных элементов 10. Удаление паров после испарения отбираемой части осуществляют через патрубок 16. Вакуумная рубашка 17 изолирует подводимый поток криогенной жидкости от наружных тепло- притоков. Фильтр 18 препятствует попаданию твердой фазы в дроссельные элементы. Криогенная жидкость подается к устройству по трубопроводу 19.Устройсгво работает следуюшим образом.Поток 2 криогенной жидкости подается по трубопроводу 19 через фильтр 18 в подводяший патрубок 7. Проходя по дроссельным элементам 10, включенным параллельно друг другу, поток 2 снижает давление до требуемого значения.Одновременно регулируемая часть 4подводимого жидкостного потока отбирается через дозатор 13 с регулируемым вен 1267102тилем 14 в межтрубное пространство и через коллектор 15 равномерно распределяется по поверхности указанных элементов 10. На внешних поверхностях элементов 10 происходит интенсивное кипение отбираемой части потока 4 и перевод ее в парообразное состояние. Подводимый поток 2 охлаждается до температуры, при которой жидкость в элементе 10 не вскипает, и на выходе из отводящего патрубка 8 получается безпульсационный однофазный поток криогенной жидкости с требуемыми параметрами (давление и температура). Поток отводимой части потока удаляется через патрубок 16. Для уменьшения теплопритоков к устройству имеется вакуумная рубашка 17,. Мос Редактор Е. КопчЗаказ 5747/32 Составитель Ф лодкин а Техред И. Вере Корректор М. Сам Тираж 459 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Г 1 роектиая, 4