Способ работы криогенной установки Советский патент 1989 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к криогенной технике, а конкретнее к верхним ступеням охлаждения рефрижераторных и ожижительных установок, работаю- щих на легких газах.

Цель изобретения - снижение удельных энергозатрат.

На чертеже представлена схема криогенной установки, в которой осущест вляется предлагаемый способ.

Установка содержит центробежный многоступенчатый компрессор 1, концевой хо|1одильник 2, теплообменники - рекуператоры 3 и 4, вихревую камеру (трубу) с конденсатосборни- ком 6, вихревой эжектор 7 с щелевым диффузором 8 и всасывающим патрубком 9, регулирующий вентиль 10, нижнюю ступень 11 охлажд.ения.

Установка работает следующим образом.

Сжатая в компрессоре 1 гелий-фреоновая смесь поступает в концевой холодильник 2, где охлажд.ается до температуры окружающей среды. Далее смесь разделяется на два потока, оди из Которых охлаждается в теплообменнике - рекуператоре 3 до температуры конденсации фреона обратным потоком. Охлаждение другой части потока осуществляется в теплообменнике 4 за счет испарения фреона, поступающего из конденсатосборников 6 вихревой трубы 5. В вихревой трубе 5 происходит сепарация фреона и его накопление в конденсатосборнике 6. После нагрева и испарения в теплообменнике 4 газообразный фреон при давлении, близком к давлению сжатия компрессора, направляется в активное сопло вихревого эжектора 7 и, расширяясь, способствует понижению давления гелия во всасывающем патрубке 9 эжектора 7. При этом повьш1ается степень расширения в нижней ступени 11 охлаждениями достигается равномерное смешение фреона и гелия в интен

5

0

5

5

0

5

0

сивно вращающемся потоке. Смесь гелия и фреона из щелевого диффузора 8 вихревого эжектора 7 подается в теплообменник 3 и после подогрева в тепловом контакте с прямым потоком поступает на всасывание в турбокомпрессор 1. Соотношение долей прямых потоков в теплообменниках - рекуператорах 3 и 4 изменяется с помощью регулирующего вентиля 10.

,Из вихревой трубы 5 гелий поступает на охлаждение в нижнюю ступень 11 охлаждения.

Формула изобретения

Способ работы криогенной установки путем сжатия смеси рабочего газа и вспомогательного компонента в компрессоре, охлажд.ения смеси до температуры окружающей среды, а затем до температуры конденсации вспомогательного компонента и смещения его с обратным потоком рабочего газа, подогрева смеси до температуры окружающей среды и подачи ее на всасывание компрессора, отличающийся тем, что, с целью снижения удельных энергозатрат, сжатую до температуры окружающей среды смесь разделяют на два потока, один из которых охлаждают при теплообмене с обратным потоком смеси, а другой - за счет испарения вспомогательного компонента, после чего потоки соединяют и направляют на сепарацию, которую ведут с одновременньм охлаждением рабочего газа, причем испарение вспомогательного компонента ведут при давлении, близком к давлению сжатия смеси, а полученные при испарении пары вспомогательного компонента направляют в качестве активного потока в дополнительно установленный эжектор для смешения с обратным потоком рабочего газа.

Изобретение м.б. использовано в вepxниk ступенях охлаждения рефрижераторных и ожижительных установок, работающих на легких газах. Цель изобретения - снижение удельных энергозатрат установки. Смесь рабочего газа и вспомогательного компонента сжимают в компрессоре 1 и охлаждают в концевом холодильнике 2 до т-ры окружающей среды и затем до т-ры конденсации вспомогательного компонента. Далее смесь разделяют на два потока. Один поток охлаждают в теплообменнике - рекуператоре 3 при теплообмене с обратным потоком, а другой - в теплообменнике 4 за счет испарения вспомогательного компонента. Затем поток соединяют и направляют на сепарац1по, которую ведут с одновременньм охлаждением рабочего газа. Испарение вспомогательного компонента ведут при давлении, близком к давлению сжатия смеси, а пары, полученные при испарении вспомогательного компонента, направляют в качестве активного потока в дополнительно установленньш эжектор 7 для смещения с обратным потоком рабочего газа. Вспомогательный компонент смешивают с обратным потоком рабочего газа. Подогревают смесь до т-ры окружающей среды и подают ее на всасывание компрессора. 1 ил. (Л 4ib 4; СО