Способ работы криогенной установки Советский патент 1988 года по МПК F25B1/10 

Изобретение относится к криогенной технике, а конкретнее к холодильным установкам, работанлцим на газовых смесях и исполь зунлдим тепло сторонних источников.

Цель изобретения - снижение температурного уровня охлаждения и его стабилизация.

На чертеже представлена схема криогенной установки, позволяющей реализовать предложенный способ работы установки.

Установка содержит ряд последовательно соединенных контуров повышения давления (на чертеже показано только два контура - первый и последний) .

Контуры состоят из струйных аппаратов 1 и 2, двухпоточных регенеративных теплообменников 3 и 4, теплообменников - охладителей 5 и 6, сепараторов 7 и 3, насосов 9 и 10, теплообменников - нагревателей 11 и 12. Кроме того, в установку входят блок из двух параллельных адсорберов 13, ступень предварительтюго охлаждения (СПО), ступень окончательного охлаждения (000), ступень истюльзования охлаждения (СИО). Эти три ступени составляют криоблрк, т.е. часть криогенной установки, работяюиюГ при температурах ниже тентгкратурм окружаю(|Чей среды (Тос). Блок ;)Дс 1рГиМ1Ов включен в контур между перхп. й частью сепарлтоCAS

бо сд

00

рай ступенью охлаждения. Криоблок сэдержит параллельно включенные де- тзндеры 14 и 15, регенеративные теп- лЬобменники 16-20 в СПО, теплообмен- нагрузки 21 в СИО и дроссель 22 СОО.

Способ осуществляется следующим о бразом.

Обратньй поток рабочего газа низ- к{ого давления Р, из криоблока посту- гает в струйный аппарат 1 первого

онтура, где происходит смешение рабочего газа и вспомогательного компо- ента и поджатие смеси до давления , Р. В теплообменниках 3 и 5 смесь хлаждают до температуры конденсации спомогательного компонента, который тд еляют в сепараторе 7 от рабочего аза. В насосе 9 повьплают давление )|сидкого компонента до значения Рр , в ;)егенеративном теплообменнике 3 жид- ость испаряют и подогревают в тепло- бменнике 11 от стороннего источника епла до температуры ,, Т, , а в труйном аппарате 1 поток расширяют, icпaдьзyя его кинетическую энергию для эжёктирОвания обратного потока

абочего газа из криоблока, Б последующих контурах повышения давления осуществляются аналогичные процессы. В последнем контуре поток вспомогательного компонента высокого давления Р расширяют в струйном аппарате 2, эжектируя поток рабочего газа при давлении Р из сепаратора предьщуще- |го контура. При этом происходит под- iжatиe смеси до давления Р, ... Р .. ...Р Р „., В регенеративном теплооб- менйике 4 и теплообменнике - охладит ле 6 ступенчато охлаждают смешанный поток до температуры конденсации вспомогательного компонента. В сепараторе 8 жидкий вспомогательный компонент отделяют от рабочего газа, в насосе 10 повышают давление жидкости до зиачения Р. , в регенеративном теплообменнике 4 ее испаряют, а в теплообменнике - нагревателе 12 нагревают до темтературы Тр Т, , после чего расширяют в cTpy.iHOM аппарате 2, Поток рабочего газа из сепаратора 3 поступает в один из адсорберов 13 блока адсорберов для окончательной очистки от вспомогательного компонента и подается в криоблок, где ступенчато охлаждается в регенеративных теплообменниках 16-20, причем часть газа расширяется в детавдерах 14 и 15 .а оставшаяся часть охлажденного газа расширяется в дросселе .2 с -получением эффекта охлаждения, который используют в теплообменнике нагрузки 21. Затем обратный поток рабочего газа ступенчато нагревается в тепло- рбменниках до температуры окружающей среды.

Таким образом, в каждом контуре циркулирует поток вспомогательного компонента, а рабочий газ переходит из одного контура в другой и при этом его давление ступенчато повышается.

I /

Формула изобретения

Холодильная установка, работающая на многокомпонентной смеси, содержа- щая 3амкнутыйI контур с последовательно установленными эжектором, первой полостью двухполостного теплообменника, фракционным конденсатором, сепаратором и ступенью испарительного охлаждения, причем нижняя часть сепаратора соединена с активным соплом эжектора через насос, вторую полость теплообменника и нагреватель, о т - л и чающаяся тем, что, с целью понижения температурного уровня охлаждения и его стабилизации, установка дополнительно содержит блок из двух параллельных адсорберов, включенный в контур между верхней частью сепаратора и ступенью испарительного охлаждения.

}{риоблон

Изобретение позволяет понизить температурный уровень охлаждения. Поступакяций из криоблока обратный поток рабочего газа (РГ) низкого давления смешивается в струйном аппарате (СА) первого KOHfypa с вспомогательным компонентом (ВК), при этом его давление повышается. Образовавшаяся смесь охлаждается до темпер 1туры конденсации ВК, который отделяют в сепараторе (С) 7 от РГ, Жидкий ВК насосом 9 при повышенном давлении подают в ТО 3, где испаряют и подают в виде активного потока в СА. В последукацих контурах повышение давления РГ до рабочего осуществляется аналогично, а, из последней ступени РГ подается в адсорбер 13, где очищается от примесей ВК и далее подается в криоблок, где ступенчато охлаждается в регенеративных теплообменниках за счет теплообмена с обратшзгм потоком и после дросселирования, охладив теплообменник нагрузки 21, возвращается обратным потоком на вход СА первого контура. 1 ил. С S

Составитель В.Белов Редактор О.Филиппова Техред Л.Олийнык

Заказ 995

Тираж 458

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. Д/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Корректор И.Муска

Подписное