Способ получения холода и криогенная установка для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК F25B9/00 

IIJ

00

:D ел

со

Изобретение относится к криогенной технике, а конкретнее к технике полу- чения низких температур на уровне температуры жидкого гелия.г

Цель изобретения - повышение холо- опроизводительности криогенной устаНОВКИ.

На чертеже приведена схема крио- генной установки, реализующей способ Q получения холода.

Установка содержит компрессор 1, детандер 2, теплообменники 3-7, устройство 8 адиабатического расширения, сборники 9 и 1U жидкости, )5 дроссельной вентиль 11, переохладитель 12 жидкости, потребитель холода 13, змеевик 14, нагнетатель 15, запорные вентили 16 - 18. Теплообменники 3, 4 и детандер 2 объединены в 20 одну ступень 19 предварительного охлаждения.

Установка работает следующим об- ,разом.

Газообразньй гелий сжимают в ком- 25 прессоре 1 до давления 2,2-2,5 МПа. и прямым потоком направляют в ступень 19 предварительного охлаждения, где в теплообменнике 3 охлаждают холодом обратного потока до температуры 65 К,30 разделяют на два потока, один из ко-, торых расширяют в детандере 2 до давления 0,12 МПа и направляют в обрат- Iный поток, а другой охлаждают в теплообменнике 4 до температуры, близ- I кой к температуре потока после детан- :дера 2. Получаемый в детандере 2 холод используют для компенсации необ- Iратимых потерь от недорекуперации в I теплообменниках 3 и 4, теплопритоков j из окружающей среды, для накопления дроссель-эффекта перед теплообменником 5, а также для охлаждения потока, идущего от потребителя холода, от температуры нагнетания до температуры 45 перед теплообменником 5. Далее указанную часть прямого потока охлаждают обратным потоком в теплообменнике 5 f. до температуры около 7 К и разделяют на две части,.которые охлаждают соот-CQ ветственно в теплообменниках 6 и 7, соединяют их и полученный таким образом поток расширяют в устройстве 8 адиабатического расширения до давления и, 128 Mlla с получением парожид- костной смеси. Получающийся после адиабатического расширения пар направляют обратным потоком из сборника 9 жидкости в теплообменник 6, где

35

40

55

0

5 0 45 CQ

5

0

5

нагревают теплом части прямого потока до температуры около 7 К и далее направляют в теплообменники 5, 4, 3, где последовательно нагревают приблизительно до температуры прямого потока. Образующуюся жидкость из сборника 9 жидкости переохлаждают в переохладителе 12, дросселируют в дроссельном вентиле 11 до давления около 0,0025 МПа и образукнцуюся жидкость собирают в сборнике жидкости 10, откуда ее подают потребителю холода 13. Полученные после дросселирования пары и пары от потребителя холода 13 через вентиль 16 соединяют и направляют в переохладитель 12, где нагревают до температуры 3,6 К. и через змеевик 14 подают в теплообменник 7 За счет холода обратного потока в сборнике жидкости 9 происходит дополнительная конденсация паров и подогрев обратного потока, идущего от потребителя, до температуры 4,2 К. Далее поток подают в теплообменник 7, где он охлаждае г часть прямого потока до температуры, близкой к критической перед расширением в устройстве 8 адиабатического расширения, и подают на всасывание в нагнетатель 15, где об- ( ратный поток сжимают до давления обратного потока и подают в соответствующую по температуре точку теп-. лообменника 4 или 3 через вентиль 17, или на всасывание компрессора 1 через вентиль 18.

Формула изобретения

1.Способ получения холода путем сжатия газообразного хладагента, охлаждения его обратным потоком, адиабатического расширения части прямого с получением жидкого хлада гента

и подачи его потребителю, адиабатического сжатия потока, выходящего от потребителя, отличающийся тем, что, с целью увеличения холодо- производительности, перед адиабатическим расширением прямой поток разделяют на две части и после их раз- дельного охлаждения смешивают, а обратный поток перед адиабатическим сжатием дополнительно подогревают путем рекуперативного тегЬпообмена с одной из частей прямого потока после его разделения.

2.Криогенная установка для получения холода, содержащая установлен31395911

ные на линии прямого потока компрес- ник, установленньй на линии прямого сор, блок предварительного охлаждения. потока перед расширительной холодиль- расширительную холодильную машину, ной машиной-, а на линии обратного по- сборник жидкого хладагента и потреби- тока - между потребителем холода и на- тель холода, а на линии обратного по- гнетателем, причем линия обратного тока - нагнетатель, отличаю- потока между потребителей холода и щ а я с я тем, что, с целью увеличе- , теплообменником снабжена змеевиком, ния холодопроизводительности, установ- размещенным в газовой полости сборника дополнительно содержит теплообмен- ю ка жидкого хладагента.

Изобретение м.б. использовано для получения низких т-р на уровне т-ры жидкого гелия. Цель изобретения - повышение холодопроизводптельности криогенной установки. Установка дополнительно содержит теплообменники 6 и 7, один из них установлен на линии прямого потока перед расширительной холодильной машиной, другой - на линии обратного потока между потребителем холода и нагнетателем. Линия обратного потока перед потребителем холода и теплообменником 7 снабжена змеевиком 14, размещенным в газовой полости сборника жидкого хладагента. Перед адиабатическим расширением в устройстве 8 прямой поток разделяют на две части и после их раз.- дельного охлаждения в теплообменниках 6 .и 7 смешивают. Обратный поток перед .адиабатическим сжатием дополнительно подогревают в теплообменнике 6 теплом части прямого потока. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. $ (Л