Криогенный трубопровод Советский патент 1987 года по МПК F25D3/10 

Изобретение относится к криоген ной технике, а именно к изготовлению трубопроводов для транспортирования жидких криопродуктов нотребителю, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 637588.

Целью изобретения является снижение энергозатрат и потерь криопродук-- та за счет уменьшения времени ох-иалсде- ния адсорбента.

На фиг. 1 изображен криогенный трубопровод, общий вид, при расположении змеевиков вокруг собственного трубопровода; на фиг. 2 - то же, с

При работе трубопровода и транспортировании жидких криогенных продуктов потребителю температура жидкого криопродукта, проходящего внут5 ри собственно трубопровода 1, ниже 120 К. Температура окружающей среды намного вьше и приблизительно равна 350 К, Чтобы- криогенный продукт, транспортируемый по криогенному тру 0 бопроводу, имел минимальные потери на испарение, снижают теплопритокИ из окружающей- среды от конвекции, теплоизлучения и теплопроводности путем экранно-вакуумной изоляции. Снизмеевиками, расположенными вдоль соб- f5 жение т еплопритоков за счет уменьше- ственно трубопровода, вид сбоку.

Криогенный трубопровод образован собственно трубопроводом 1 и охватывающим его кожухом 2, пространство между которыми вакуумировано с по- 20 мощью - адсорбента 3, на собственно тру-- бопроводе 1 установлены охватываюния конвекции достигают за счет ваку- умирующих свойств адсорбента 3, который обладает большой поглотительной способностью при криогенных температурах и выполняет роль вакуумного насоса, поддерживающего заданный рабочий вакуум вокруг собственно трубопровода 1. Чем ниже давление, тем меньше теплопритоки по конвекции и, следовательно, меньше потери криопродукта. Для эффективной работы всей массы адсорбента, необходимо равномерное охлаждение всех слоев адсорбента при криогенных температурах.

25

ния конвекции достигают за счет ваку- умирующих свойств адсорбента 3, который обладает большой поглотительной способностью при криогенных температурах и выполняет роль вакуумного насоса, поддерживающего заданный рабочий вакуум вокруг собственно трубопровода 1. Чем ниже давление, тем меньше теплопритоки по конвекции и, следовательно, меньше потери криопродукта. Для эффективной работы всей массы адсорбента, необходимо равномерное охлаждение всех слоев адсорбента при криогенных температурах.

слоя адсорбента установлен дополнительный змеевик б,, размещенный в этом слое,

щие его трубчатые патроны 4, образующие замкнутое пространство; в котором размещен адсорбент 3. Внутри трубчатых патронов 4 с адсорбентом 3 установлен змеевик 5 для подачи греющего газа.

Для снижения энергозатрат и потерь криопродукта за счет уменьшения вре- 30 Для охлаждения внешнего наиболее уда- мени охлаждения адсорбента 3 трубо- ленного от собственно трубопровода 1 провод снабжен дополнительным змеевиком 6, расположенным между стенкой патрона 4 и змеевиком 5 для подачи греющего газа. На концах дополнитель- 35 Скорость охлаждения адсорбента ног.о змеевика 6 укреплены размещен- существенно влияет на уменьшение ные в собственно трубопроводе конфу- потерь криопродукта Чем меньше вре- зор 7 и диффузор 8. Конфузор 7 нап- мя охлаждения адсорбента, тем быст- равлен навстречу движению криорродук- рее достигается заданная величина вата, а диффузор 8 - по его ходу, 40 куума вокруг собственно трубопровода 1 в ограниченной кожухом 2 полости и тем меньше потери криопродукта в связи с уменьшением теплопритоков от конвекции. На криогенном трубопро- 45 воде длиной 50 м и Диаметром 100 мм потери криогенного продукта (азота) только на захолаживание могут приблизительно составлять 500 кг, а с исЗмеевик 5 для подачи греющего газа установлен с тепловым контактом к собственно трубопроводу 1, Над ним с тепловым контактом установлен полнительный змеевик 6. Со стороны кожуха 2 к тру(}чатому патрону 4 прикреплен теплозаш 1тный экран 9 со слоистой изоляцией 10. Змеевик 5 и 6 мо- пользованием изобретения потери сни- гут быть навиты вокруг собственно jO жаются до 100 кг.

трубопровода 1 (фиг. 1) шш вдоль не- Дополнительньш змеевик 6 работает го (фиг. 2). Дополнительньй змеевик постоянно в процессе работы криогец6 сообщен с собственно трубопроводом 1. Стенка трубчатого патрона 4 обращенная к кожуху 2, выполнена из пористого оптически непрозрачного материала с высоким коэффициентом теп- лопроводности, например из пористой меди.

кого трубопровода,, В него из собственно трубопровода 1 через -конфузор 7 55 поступает криогенная жикдсоть и через диффузор В выходит и поступает в собственно трубопровод 1, охлаждая при этом внешние слои адсорбента 3. Змеевик 5 работает только в период

При работе трубопровода и транспортировании жидких криогенных продуктов потребителю температура жидкого криопродукта, проходящего внут5 ри собственно трубопровода 1, ниже 120 К. Температура окружающей среды намного вьше и приблизительно равна 350 К, Чтобы- криогенный продукт, транспортируемый по криогенному тру0 бопроводу, имел минимальные потери на испарение, снижают теплопритокИ из окружающей- среды от конвекции, теплоизлучения и теплопроводности путем экранно-вакуумной изоляции. Снижение т еплопритоков за счет уменьше-

ния конвекции достигают за счет ваку- умирующих свойств адсорбента 3, который обладает большой поглотительной способностью при криогенных температурах и выполняет роль вакуумного насоса, поддерживающего заданный рабочий вакуум вокруг собственно трубопровода 1. Чем ниже давление, тем меньше теплопритоки по конвекции и, следовательно, меньше потери криопродукта. Для эффективной работы всей массы адсорбента, необходимо равномерное охлаждение всех слоев адсорбента при криогенных температурах.

Для охлаждения внешнего наиболее уда- ленного от собственно трубопровода 1 Скорость охлаждения адсорбента существенно влияет на уменьшение отерь криопродукта Чем меньше вре- я охлаждения адсорбента, тем быст- ее достигается заданная величина вауума вокруг собственно трубопровоа 1 в ограниченной кожухом 2 полости и тем меньше потери криопродукта в связи с уменьшением теплопритоков от конвекции. На криогенном трубопро- воде длиной 50 м и Диаметром 100 мм потери криогенного продукта (азота) только на захолаживание могут приблизительно составлять 500 кг, а с исслоя адсорбента установлен дополнительный змеевик б,, размещенный в этом слое,

Для охлаждения внешнего наиболее уда- ленного от собственно трубопровода 1 Скорость охлаждения адсорбента существенно влияет на уменьшение потерь криопродукта Чем меньше вре- мя охлаждения адсорбента, тем быст- рее достигается заданная величина вакуума вокруг собственно трубопровода 1 в ограниченной кожухом 2 полости и тем меньше потери криопродукта в связи с уменьшением теплопритоков от конвекции. На криогенном трубопро- воде длиной 50 м и Диаметром 100 мм потери криогенного продукта (азота) только на захолаживание могут приблизительно составлять 500 кг, а с иского трубопровода,, В него из собственно трубопровода 1 через -конфузор 7 поступает криогенная жикдсоть и через диффузор В выходит и поступает в собственно трубопровод 1, охлаждая при этом внешние слои адсорбента 3. Змеевик 5 работает только в период

регенерации адсорбента 3 и в него поступает греющий газ. Одновременно откачивают вьщеленные адсорбентом 3 пары из полости между собственно трубопроводом 1 и кожухом 2.

После окончания регенерации в собственно трубопровод 1 подают криопро- дукт, который за счет скоростного напора поступает в дополнительный змеевик 6, Происходит активное охлажде- ние собственно т рубопровода 1 и контактирующих с ним змеевиков 5 и 6. Адсорбент 3, имеющий большую поверх ность контакта с охлажденной поверхностью собственно трубопровода 1 и змеевиков 5 и 6, также интенсивно охлаждается. Охлажденный адсорбент 3 поглощает газ из полости между кожухом 2 и собственно трубопроводом 1,

поддерживая в ней вакуум. Теплозащит-го счет уменьшения времени охлаждения

ный экран 9 со слоистой изоляцией 10 уменьшает теплопритсжи к адсорбенту 3 от кожуха 2.

Дополнительный змеевик, расположенный между стенкой патрона и змеевиком для подачи греющего газа, в период регенерации позволяет охладить все слои адсорбента и снизить потери криопродукта.

Конфузор, укрепленный на одном конце дополнительного змеевика навстречу движению криопродукта, и диффузор, установленный на другом конце этого змеевика по ходу движения криопродук- та, обеспечивают циркуляцию последнего в дополнительном змеевике за счет вакуумного подсоса.

Таким образом, изобретение обес- - печивает снижение энергозатрат и потерь криопродукта за счет уменьшения времени охлаждения адсорбента.

Формула изобретения

Криогенный трубопровод-ПО авт. св. № 637588, отличающий- с я тем, что, с целью снижения энергозатрат и потерь криопродукта за

адсорбента, он снабжен дополнительным змеевиком, расположенным между стенкой патрона и змеевиком для подачи греющего газа, при этом на концах

дополнительного змеевика укреплены размещенные в собственно трубопроводе конфузор и диффузор, первый из которых направлен навстречу предполагаемому движению криопродукта, а второй - по ходу его движения.

i SS ISSXSSISr S . XSft S X V rXT VVV y C3 л, N л л7

фи&.2

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для транспортирования жидких крио- продуктов к потребителю. Цель изобретения - снижение энергозатрат и потерь криопродукта за счет уменьшения времени охлаждения адсорбента. Для снижения теплопритоков пространство между собственно трубопроводом 1 и кожухом 2 вакуумировано адсорбентом (А) 3. Внутри трубчатых патронов 4, в которых размещен А 3, установлен змеевик 5 для подачи греющего газа- при регенерации А 3. Равномерное охлаждение всех слоев А 3 при криогенных температурах обеспечивается цир-. куляцией криопродукта в дополнительном змеевике 6. Он расположен между стенкой патрона 4 и змеевиком 5 и имеет на концах конфузор 7 и диффузор 8, Они размещены в собственно трубопроводе 1 соответственно встречно и по ходу движения криопродукта. 2 ил. (S 9 (0 Ш гТЧ .утЧ. /Тч . /tS - /ТЧ . /ТЧ-- лт J Д1Г . .4/ , . Spf. ; t±7 ; - лрГ-.- . ЦГ. - Л № I i I ф- : -.-- Ф -: Ш-. W-- | ;ШФ ; :© :;Ш: ; ЩШШ -;:Й fo Фиг.

Составитель А, Горбачева Редактор К. Волокгук Техред Л„Олршнык

Заказ 2408/34 475 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретен.ий и открытий 113035f Москва, ) Ра-ушская наб,, д. 4/5

Производственно

-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С. Черни