КРИОГЕННАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1995 года по МПК F25J3/08 F17C5/04 

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано преимущественно при производстве криогенной жидкости, например жидкого кислорода.

Известна криогенная установка, содержащая блок низкотемпературного разделения воздуха, соединенный магистралью с трубопроводом заправки-выдачи криогенного резервуара, снабженного линией сброса паров криогенной жидкости в атмосферу (авт.св. СССР N 1433147, кл. F 25 3/04, 1986).

Недостатком этой установки является то, что она требует прекращения работы блока разделения воздуха на время выдачи криогенной жидкости потребителю, из-за чего ее экономичность сравнительно невысока.

Известна также криогенная установка, содержащая криогенный резервуар, подключенный к блоку низкотемпературного разделения воздуха, устройство для сброса паров криогенной жидкости в атмосферу и магистраль выдачи криогенной жидкости потребителю (Оконский П.С. Процессы и аппараты кислородного и криогенного производства. М.: Машиностроение, 1985, с.202, рис.170).

Недостатком данной установки является то, что она тоже требует прекращения работы блока разделения воздуха на время выдачи криогенной жидкости потребителю.

Наиболее близкой к описываемой установке по технической сущности является криогенная установка, содержащая основной и вспомогательный криогенный резервуары, подключенные к блоку низкотемпературного разделения воздуха, и основную магистраль выдачи криогенной жидкости потребителю, подключенную к основному криогенному резервуару [1].

Недостатком ее является недостаточно высокая экономичность из-за потерь большого количества криогенной жидкости на захолаживание транспортных емкостей.

Цель изобретения - повышение экономичности криогенной установки путем уменьшения потерь криогенной жидкости.

Цель достигается тем, что известная криогенная установка, содержащая основной и вспомогательный криогенные резервуары, подключенные к блоку низкотемпературного разделения воздуха, и основную магистраль выдачи криогенной жидкости потребителю, подключенную к основному криогенному резервуару, снабжена дополнительной магистралью выдачи криогенной жидкости, подключенной к вспомогательному криогенному резервуару, и трубопроводами сброса паров криогенной жидкости, один из которых соединен с газовым объемом основного криогенного резервуара, а другой - с газовым объемом вспомогательного криогенного резервуара, причем трубопровод, соединенный с газовым объемом основного криогенного резервуара, подключен к дополнительной магистрали выдачи криогенной жидкости потребителю, а трубопровод, соединенный с газовым объемом вспомогательного криогенного резервуара, - к основной магистрали выдачи криогенной жидкости потребителю.

На чертеже представлена схема предлагаемой криогенной установки.

Установка содержит основной 1 и вспомогательный 2 криогенные резервуары, подключенные к блоку низкотемпературного разделения воздуха (не показан), трубопроводы 3 и 4 сброса паров криогенной жидкости в атмосферу, сообщенные с газовыми объемами основного 1 и вспомогательного 2 криогенных резервуаров, основную 5 и дополнительную 6 магистрали выдачи криогенной жидкости потребителю, подключенные к основному 1 и вспомогательному 2 криогенным резервуарам, и трубопроводы 7 и 8, соединенные с газовыми объемами основного 1 и вспомогательного 2 криогенных резервуаров соответственно, причем трубопровод 7 подключен к дополнительной магистрали 6 выдачи криогенной жидкости потребителю, а трубопровод 8 - к основной магистрали 5 выдачи криогенной жидкости потребителю.

Подключение основного 1 и вспомогательного 2 криогенных резервуаров к блоку низкотемпературного разделения воздуха осуществлено посредством криогенного трубопровода 9 с запорными органами 10 и 11. Основной криогенный резервуар 1 имеет патрубок 12 с запорным органом 13 для подвода газа наддува и контрольно-измерительный прибор 14, а вспомогательный криогенный резервуар 2 - патрубок 15 с запорным органом 16 для подвода газа наддува и контрольно-измерительный прибор 17. Трубопровод 3 сброса паров криогенной жидкости в атмосферу имеет запорный орган 18 и предохранительный клапан 19, а трубопровод 4 сброса паров криогенной жидкости в атмосферу - запорный орган 20 и предохранительный клапан 21 для поддержания необходимого давления газа наддува в газовых объемах основного 1 и вспомогательного 2 криогенных резервуаров соответственно при работе блока низкотемпературного разделения воздуха и выдаче криогенной жидкости потребителю. Основная магистраль 5 выдачи криогенной жидкости потребителю имеет запорные органы 22 и 23 для подключения к ней транспортной емкости 24, а дополнительная магистраль 6 выдачи криогенной жидкости потребителю - запорные органы 25 и 26 для подключения к ней транспортной емкости 27. Трубопровод 7 имеет запорный орган 28 для подачи и отсечки подачи паров криогенной жидкости в дополнительную магистраль 6 выдачи криогенной жидкости потребителю, а трубопровод 8 - запорный орган 29 для подачи и отсечки подачи паров криогенной жидкости в основную магистраль 5 выдачи криогенной жидкости потребителю.

Установка снабжена трубопроводами 30 и 31 для сброса паров криогенной жидкости в атмосферу, сообщенными через запорные органы 32 и 33 с газовыми объемами транспортных емкостей 24 и 27 соответственно, и контрольно-измерительными приборами 34.

Установка работает следующим образом.

По команде с пульта управления открываются запорные органы 10, 26, 28 и 33, в результате чего криогенная жидкость, например жидкий кислород, идущий из блока низкотемпературного разделения воздуха, через трубопровод 9 начинает поступать в основной криогенный резервуар 1, а пары ее, образующиеся в нем вследствие притока тепла из окружающей среды, через трубопроводы 3 и 7 и дополнительную магистраль 6 выдачи криогенной жидкости - в транспортную емкость 27. Пары криогенной жидкости охлаждают транспортную емкость 27, отнимая от нее тепло, и удаляются через трубопровод 31 в атмосферу. При понижении температуры стенок внутреннего сосуда транспортной емкости 27 до величины, необходимой для контакта с криогенной жидкостью, закрывается запорный орган 28 и открываются запорные органы 16, 18 и 25, в результате чего прекращается поступление паров криогенной жидкости из основного криогенного резервуара 1 в транспортную емкость 27, и начинаются поступление газа наддува через патрубок 15 в вспомогательный криогенный резеpвуар 2 и вытеснение из него криогенной жидкости в транспортную емкость 27 под действием силы давления газа наддува и сброс паров криогенной жидкости из основного криогенного резервуара 1 в атмосферу через запорный орган 18. После заполнения транспортной емкости 27 криогенной жидкостью закрываются запорные органы 10, 16, 18, 25, 26 и 33 и открываются запорные органы 11, 23, 29 и 32, в результате чего прекращается поступление криогенной жидкости в основной криогенный резервуар 1 и транспортную емкость 27 и газа наддува во вспомогательный криогенный резервуар 2 и сброс паров криогенной жидкости из основного криогенного резервуара 2 и транспортной емкости 27 в атмосферу, начинается поступление криогенной жидкости из трубопровода 9 в вспомогательный криогенный резервуар 2 и паров криогенной жидкости, образующихся в последнем вследствие притока тепла из окружающей среды, в транспортную емкость 24. Пары криогенной жидкости охлаждают транспортную емкость 24, отнимая от нее тепло, и удаляются через трубопровод 30 в атмосферу. При понижении температуры стенок внутреннего сосуда транспортной емкости 24 до величины, необходимой для контакта с криогенной жидкостью, закрывается запорный орган 29 и открываются запорные органы 13, 20 и 22, в результате чего прекращается поступление паров криогенной жидкости из вспомогательного криогенного резервуара 2 в транспортную емкость 24 и начинаются поступление газа наддува через патрубок 12 в основной криогенный резервуар 1 и вытеснение из него криогенной жидкости в транспортную емкость 24 под действием силы давления газа наддува и сброс паров криогенной жидкости из вспомогательного криогенного резервуара 2 в атмосферу через запорный орган 20. После заполнения транспортной емкости 24 криогенной жидкостью закрываются запорные органы 11, 13, 22, 23 и 32, в результате чего прекращается поступление криогенной жидкости во вспомогательный криогенный резервуар 2 и транспортную емкость 24 и газа наддува в основной криогенный резервуар 1 и сброс паров криогенной жидкости из вспомогательного криогенного резервуара 2 и транспортной емкости 24 в атмосферу. Работа установки ведется по сигналам контрольно-измерительных приборов 14, 17 и 34. Цикл повторяется.

Экономичность предлагаемой криогенной установки повышена за счет уменьшения потерь криогенной жидкости путем захолаживания транспортных емкостей отбросными парами криогенной жидкости.

Использование предлагаемой криогенной установки в криогенном производстве позволяет увеличить объем выпускаемой продукции и снизить ее себестоимость.

Использование: криогенная техника, в частности при производстве криогенной жидкости. Сущность изобретения: криогенная установка, содержащая основной и вспомогательный криогенные резервуары 1,2 и основную магистраль 5 выдачи криогенной жидкости потребителю, подключенную к основному криогенному резервуару 1, снабжена дополнительной магистралью 6 выдачи криогенной жидкости, подключенной к вспомогательному криогенному резервуару 2, и трубопроводами 3, 4 сброса паров криогенной жидкости, сообщенными с газовыми объемами резервуаров 1 и 2. Трубопровод 3, соединенный с резервуаром 1, подключен к дополнительной магистрали 6 выдачи криогенной жидкости, а трубопровод 4, соединенный с резервуаром 2, к основной магистрали 5 выдачи криогенной жидкости. 1 ил.

КРИОГЕННАЯ УСТАНОВКА, содержащая основной и вспомогательный криогенные резервуары, подключенные к блоку низкотемпературного разделения воздуха, и основную магистраль выдачи криогенной жидкости потребителю, подключенную к основному криогенному резервуару, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, установка снабжена дополнительной магистралью выдачи криогенной жидкости, подключенной к вспомогательному криогенному резервуару, и трубопроводами сброса паров криогенной жидкости, один из которых соединен с газовым объемом основного криогенного резервуара, а другой - с газовым объемом вспомогательного резервуара, причем трубопровод, соединенный с газовым объемом основного криогенного резервуара, подключен к дополнительной магистрали выдачи криогенной жидкости потребителю, а трубопровод, соединенный с газовым объемом вспомогательного резервуара, - к основной магистрали выдачи криогенной жидкости потребителю.