Установка для вторичного сжижения газа

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАоЕН 7 У Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликГасударственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытийллетень 32ни я 20,07,77 3) УДК 621.592:629. . 1-444 (088.8) 5) Дата опубликования опи Иностранецихаель Лоренц(72) Авторизобрет Иностранная фирма(54) УСТАНОВК ОРИЧНОГО СЖИЖЕНИЯ ГАЗА 20 1Изобретение относится к технике транспорти. ровки сжиженного газа.Известна установка для вторичного сжижения газа, испаряющегося при нормальном давлении в изотермическом контейнере предпочтительно транспортного средства, содержащая последовательно соединенные трубопровод для отвода испаряющегося газа, компрессор и теплообменник,.включающий в себя предварительный охладитель и конденсатор и соединенный через расширительный орган с изотер- .40 мическим контейнером,.и снабженная дополните.ь. ным компрессором, причем трубопровод для отво. да испаряющегося газа соединен ответвляющимся трубопроводом с камерой сгорания силовой установки транспортного средства 11. 15Однако экономичность транспортировки сжиженного газа с использованием такой установки недостаточно высока вследствие необходимости до.полнительных затрат энергии на вторичное сжижение газа испаряющегося в изотермическом контей.иере.Цель изобретения - повышение экономичности транспортировки сжиженного газа,Для этого ответвляющийся трубопровод уста.новки соединен с камерой сгорания силовой установки транспортного средства последовательно через указанный теплообменник и дополнительный компрессор, причем теплообменник снабжен вто. ричным охладителем сжиженного газа.В другом варианте выполнения установки учас. ток трубопровода дляотвода испаряющегося газа до ответвляющегося трубопровода соединен с вторичным охладителем сжиженного газа теплообмен. ника.Дополнительно в обоих вариантах установки в месте разветвления указанных трубопроводов рас. положен управляемый трехходовой клапан,При этом теплообменник конструктивно выполнен в вцце единого узла, последовательно по направлению протскания охлаждаемого газа содер. жащего предварительный охладитель, кондейсатор и вторичный охладитель сжиженного газа.В другом варианте выполнения установки раз. ветвление указанных трубопроводов выполнено в зоне конденсатора теплообменника.Для обеспечения пускового режима установка снабжена пусковым трубопроводом с нагревателем, причем пусковой трубопровод соединяет изотерми. ческие контейнеры непосредственно с компрес. сором,35 На фиг, 1 изображена схема установки цти вторичного сжижения газа; на фиг,2 . - то же, вариант выполнения; на фиг, 3 - график процесса: где Р - давление, 1 - энтальпия, гп - масса, Х - степень сухости газа.Предложенная установка для вторичнОго сжй 2 жения газа может быть использована в транспор. тных средствах, например в судах для транспорти. рования сжиженных газов при низкой температуре и нормальном давлении, содержащих изотермичес. кие контейнеры (на чертеже не показаны), покрытые слоем теплоизоляции. причем часть испаряющегося в процессе транспортировки сжиженного газа направляется после соответствующей обр абот. ки в камеру сгорания силовой установки транспортного средства (на чертеже не показана) для привода последнего. Газообразное топливо в соответствии с существующими требованиями к сило-" вым установкам может составлять только часть тОплива, поэтому возникает необходимость вторичного сжижения оставшейся неиспользованной части испаряющегося сжиженного газа и возврата его в изотермические контейнеры.Сущность изобретения заключается в том, что нагреваемая часть испарившегося газа, направляемая для привода трансгюртного средства, предварительно, с небольшими затратами энергии используется для охлаждеюи и последующего вторичного сжижения другой части испарившегося газа, .возвращаемой в изотермические контейнеры,Испаряющийся в изотермических контейнерах газ собирается трубопроводом 1 отвода испаряюще. гося газа и подается к управляемому трехходовому клапану 2, где разделяется на два частичных потока, и один из них поступает по трубопроводу 3 к компрессору 4 и далее к теплообменнику 5, выполненному по схеме противотоком и включающему в себя предварительный охладитель 6, конденсатор 7 и вторичный охладитель 8. Далее этот поток через расширительный орган 9 и трубопровод 10 возвращается в изотермические контейнеры или в один из них.Второй поток испарившегося газа по ответвляющемуся трубопроводу 11 поступает во вторичный охладитель 8, далее в конденсатор 7 предвари. тельный охладитель 6, к дополнительному компрессору 12 и затем по трубопроводу 13 в камеру сгорания силовой установки транспортного средства. Количество протекающего через вторичный охладитель 8 газа второго потока регулируется трубопроводом 14 с перепускным клапаном. Компрессоры 4, 12 осуществляют отсос испарившегося газа из изотермических контейнеров.Управление и регулирование установки осуществляется при помощи регулятора 15 скорости с датчиком давления газа на входе в компрессор 4, регулятора 16 давления с датчиком давления газа в изотермических контейнерах, управляющего устройства 17 с датчиком давления газа после компрессора 4 и регулятора 18 уровня сжиженного газа в теплообменникс 5, воздействующего на расшири.тельный орган 9,В другом варианте выполнения установки трубопровод 1 отвода испаряющегося газа проходитчерез вторичный охладитель 8 и кседенсатор 7 те.пЛообменника 5, и после этого при помощи трех.ходового клапана 2, который может быть выполненнеуправляемым, осуществляется отвод второго по.тока газа по ответвляюшемуся трубопроводу 11через предварительный охладитель 6 н далее к ка.мере сгорания силовой установки транспортногосредства,Трубопроводы 1 и 3 соединены пусковым тру.бопроводом 19 с теплообменником 20 обогревае.мым посторонним источником телла, напримерморской водой.КрОЯе того, установка Снабжена регулято.ром 21 с датчиком количества газа, поступающегоот изотермических контейнеров, и регулятором 22давления на выходе компрессора 4, работающим взависимости от соотношения количества газа впотоках, разделяемых клапаном 2,Устайовка работает следующим образом.Испарившийся в изотермических контейнерахтранспортного средства газ в количестве 0,2 - 0,35%от общего количества сжиженного газа в суткиразделяется трехходовым клапаном 2 на два потокав соотношении, управляемом вторичным сжижением, в частности давлением конденсации вторично сжижаемоо газа, .что реализуется управляющим устройством 17. Указанное соотношение может быть оценено следуюшими зависимостями,иллюстрируемыми графиком на фиг. 3:ФО - гп 2 Ь 2 - т, (2 - 1,)ГП 2 -2 ГПтп Л 121 + 112 г дф д 11 2югп, = гй(1 - х)где 0 - количество тепла, используемое вторично для сжижения газа;1 - энтальпия в соответствующих точкахпроцесса;гп- масса газа в соответствующих точкахпроцесса;(гп, - получаемое количество вторичносжиженного газа,- степень сухости газа.Для подлежащего сжижению потока газа снача.ла повышают давление и температуру компрес.сором 4, а затем при постоянном давлении в тепло.обменнике 5 (в предварительном охладителе 6) понижают температуру посредством теплообмена совторым нагреваемым потоком газа, направляемогопосле сжатия компрессором 12 на сжигание в ка.честве топлива. При этом в конденсаторе 7 осуществляется конденсация первого потока газа, а вторичном охладителе 8-его переохлаждение за счет отдачитепла второму потоку газа или же, во второмварианте выполнения установки, - полному потокуотсасываемого из изотермических контейнеров испарившегося газа.После этого в расширительном органе 9 осу.ществляется понижение давления и температурысжижаемого потока газа, меньшего количественно всравнении со сжигаемым потоком,Регулятор 15 скорости управляет производительностью компрессора 4, а регулятор 16 давлениявоздействием на компрессор 12 осуществляетподдержание постоянного давления в изотермических контейнерах, Регулятор 21 устанавливает связьмежду полным количеством испаряющегося в изотермических контейнерах газа и количеством газа,направляемого на сжигание в качестве топлива,В режиме пуска установки частичный потокгаза направляется по трубопроводу 19 через теплообменник 20, где подогревается перед входом вкомпрессор 4 для улучшения условий его работы. Вдальнейшем, после вступления в работу теплообменника 5, протекание газа через теплообменник 20прекращается.Втрой вариант выполнения установки обладаетповышенной экономичностью, так как позволяетотобрать больше тепла от сжижаемого потока газа иповысить температуру газа, направляемого на ежи.гание, а также снизить капитальные затраты наоборудование.В предложенной установке улучшается использование энергии.и снижаются потери от испарениятранспортируемого сжиженного газа, что повышаетгрузовместимость транспортного средства, а такжеснижаются затраты энергии на вторичное сжижениеиспаряющегося газа.Формула изобретения1. Установка для вторичного сжижения газа, испаряющегося при нормальном даьлении в изотер.мическом контейнере предпочтительно транспорт О ного средства, содержащая последовательно соединенные трубопровод для отвода испаряющегося газа, соединенный отв етвляющимся трубопроводом с камерой сгорания силовой установки транспорт. ного средства, компрессор и теплообменнжс, вклю. чающий в себя предварительный охладитель и конденсатор и соединенный через расширительный орган с изотермическим контейнером, и снабженная дополнительным компрессором, о т л и ч а ю. ща я с я тем, что, с целью повышения экономичности транспортировки сжиженного газа, ответвляющийся трубопровод соединен с камерой сгорания силовой установки транспорного средства по. следовательно через указанный теплообменник и дополнительный компрессор, причем теплообменник снабжен вторичным охладителем сжиженного газа,2, Установка по и. 1, от лича юща я с я тем, что участок трубопровода для отвода испаряющегося газа до ответвляющегося трубопровода соединен с вторичным охладителем сжиженного газа теплообменника,3. Установка по п, 1, о тл ича ю ща я с я тем, что в месте разветвления указанных трубопроводов расположен управляемый трехходовой клапан.4. Установка по пп,1 и 2, от лича юща я с я тем, что теплообментпк конструктивно вьгполнен в виде единого узла, последовательно по направлениюпротекания охлаждаемого газа содержащего предварительный охладительконденсатор и вторичный охладитель сжиженного газа.5. Установка по п. 4, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что разветвление указанных трубопроводов выполнено в зоне конденсатора теплообменника.6. Установка по пп. 2 - 5, о тлич а юща я с я тем, что, с целью обеспечения пускового режима, она снабжена пусковым трубопроводом с нагревателем, причем пусковой трубопровод соединяет изотермические контейнер ы непосредственно с компрессором.Приоритет по пунктам:27,05.72 по пп. 1,3,4; 21.06.72 по пп, 2,5,6.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент Великобритании У 1054489, кл. Р 4 Р 13, 1967.571 203 Составитель Ю. Но Техред И. Астало А. Купрякова Подписноеинистров СС каз 2161/69 ЦНИ та омитета ретений и открытий 35, Раушская н д, 4/5 ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проекти Тираж 701судар сменного по делам изо 035, Москва, Ж Корректор И, Гоко