Каскадно-регенеративная система предварительного охлаждения Советский патент 1989 года по МПК F25B7/00 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к системам предварительного охлаждения газов воздухоразделительных и ожижитель- ных установок,

Цель изобретения - повышение холо- допроизводительно сти.

На чертеже представлена схема системы предварительного охлаждения газов.

Система охлаждения содержит компрессоры 1-3 верхнего, среднего и нижнего каскадов охлаждения, конденсаторы 4-6, регенеративные теплообменники 7-11, дросселирующие устройства 12-14, охладители-испарители 15, 16 внутреннего цикла, секции 17-19 теплообменника нагрузки (охлаждения прямого потока), расширительное устройство 20.

Секции 17-19 расположены между блоком осушки и очистки и ра -шири- тельным устройством 20 на линии прямого потока высокого давления.

Система предварительного охлаждения работает следующим образом.

Компрессор 1 сжимает пары холодильного агента и направляет в конденсатор А; Сконденсировавшийся агент переохлаждается во внутритруб- ном пространстве регенеративного теп- лообменника 7 и после дросселирования в устройстве 12 поступает во внутри- трубное пространство секции 17 теплообменника нагрузки, где охлаждает прямой поток сжатого газа. Из последнего парожидкостная смесь направляется в межтрубное пространство испарителя-охладителя 15, где происходит его окончательное испарение

4 CD

за счет тепла, подводимого холодильным агентомS средней ступени. Затем пары агента верхней ступени обратным потоком, пройдя через межтрубное пространство регенератив«ого теплообменника 7 и отдав свой холод прямому потоку агента, поступают во всасывающий патрубок компрессора 1.

Компрессор 2 сжимает пары холодильного агента средней ступени н направляет в конденсатор 5. Сконденсировавшийся агент последовательно переохлаждается во внутритрубных пространствах регенеративного теплообменника 8, испарителя-охладителя 15 и регенеративного теплообменника 9 и после дросселирования в устройстве 13 поступает во внутритрубное пространство секции 18 теплообменника нагрузки, где охлаждает прямой поток сжатого газа. Из последнего парожид костная смесь направляется в межтрубное пространство испарителя-охладителя 16, где происходит ее окончательное испарение за счет тепла, подводимого холодильным агентом нижней ступени. Затем пары агента средней ступени обратным потоком, последовательно пройдя через межтрубное пространство регенеративных теплообменников 9 и 8 и отдав свой холод прямому потоку агента, поступают во всасывающий патрубок компрессора 2.

Компрессор 3 сжимает пары холодильного агента нижней ступени и направляет в конденсатор 6. Сконден- сировайшийся агент последовательно переохлаждается во внутритрубных пространствах регенеративного теплообменника 10, испарителя-охладителя 16 и регенеративного теплообменника 11 и после дросселирования в устройстве 14 поступает во внутритрубное пространство секции 19 теплообменника нагрузки, где в результате полного испарения максимально охлаждает прямой поток сжатого газа. Из последнего пары агента нижней ступени, по- . следовательно пройдя обратным потоком через межтрубное прострэнство

регенеративных теплообменников 11 и 10 и отдав свой холод прямому потоку агента, поступают во всасывающий пат- рубок компрессора 3.

Таким образом, прямой поток газа высокого давления, участвуя последовательно в теплообмене с рабочими телами всех ступеней каскадной системы предварительного охлаждения, плавно снижает свою температуру от блока осушки и очистки до расширительного устройства с минимальной разностью температур на входе и выходе из охладителей, .чем достигается максимальное повышение термодинамической эффективности и холодопроиз- водительности установки.

Охлажденный газ высокого давления

поступает в расширительное устройство 20 первого зтапа снижения давления.

Обратный поток низкого давления ожиженного и разделенного газа последовательно проходит через межтрубное пространство секции 19-17 теплообменника нагрузки.

В качестве рабочих веществ -ступеней могут быть использованы как-чистые вещества, так и их смеси, причем состав смеси может изменяться в зависимости от требуемых условий работы и назначения системы. Ступеней охлаждения может быть более трех.

35

Формула изобретения

Каскадно-регенеративная система предварительного охлаждения, содержащая в каждом каскаде охлаждения последовательно установленные компрессор, конденсатор, регенеративные теплообменники, расширительные устройства и теплообменник нагрузки, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения холодопроизводительнос- ти, теплообменник нагрузки выполнен многосекцибнным, каждая секция которого последовательно включена в соответствующий каскад охлаждения за

расширительным устройством.

Изобретение относится к холодильной технике и позволяет повысить холодопроизводительность системы охлаждения путем повышения термодинамической эффективности охлаждения. В каждом каскаде охлаждения криоагент сжимается в компрессоре, охлаждается в конденсаторе и теплообменниках и после расширения в дроссельных устройствах направляется в соответствующие секции теплообменника нагрузки, в которых последовательно охлаждает прямой поток газа нижней ступени охлаждения на различных температурных уровнях охлаждения. 1 ил.