Испарительная установка Советский патент 1992 года по МПК F17C9/02 F17C13/02 

Изобретение относится к технике испарения сжиженных газов в системах газоснабжения жилищно-коммунальных и промышленных потребителей.

Цель изобретения - повышение надежности работы испарителя путем упрощения схемы регулирования и сокращения расхода электроэнергии за счет сокращения расхода электроэнергии - использования внутренней энергии и теплопритока из окружающей среды.

На чертеже изображена испарительная установка.

Установка состоит из резервуара 1 для сжиженных газов, электрического нагревателя 2, испарителя 3 и сосуда 4 для промежуточного теплоносителя Испаритель 3 соединен по паровой фазе с паровым пространством резервуара 1 через отверстие 5. Для регулирования работы испарителя в предлагаемую конструкцию включено устройство контроля в виде управляющей камеры, разделенное двумя чувствительными элементами 6 и 7 на три полости центральную 8 и две боковые 9 и 10. В качестве чувствительных элементов могут использоваться мембраны или поршни, способные реагировать на изменение давления в камере и передавать это изменение на показывающий прибор.

Центральная полость 8 управляющей камеры между чувствительными элементами 6 и 7 заполнена разделительной жидкостью В качестве разделительной жидкости может использоваться любая практически несжимаемая и незамерзающая жидкость

VI

CJ

VI

Ю ND О

Полость 8 импульсной трубкой 11 соединена с электроконтактным манометром 12 (ЭКМ), регулирующим работу нагревателя 2. Полость 9 управляющей камеры импульсной трубкой 11 соединена с паровым пространством резервуара 1, а полость 10 - с герметично закрытым сосудом 4 для промежуточного теплоносителя. На трубопроводе 13 паровой фазы сжиженного газа установлен узел 14 регулирования давления.

Установка работает следующим образом,

Жидкая фаза сжиженного газа из резервуара 1 поступает в испаритель 3, в который помещен сосуд 4 для промежуточного теплоносителя с электронагревателем 2. Промежуточный теплоноситель, нагреваясь от электродвигателя, передает тепло через стенку сосуда сжиженному газу, обтекающему сосуд, при этом жидкая фаза газа испаряется, Паровая фаза по трубопроводу 13 через узел 14 регулирования давления поступает к потребителю и через отверстие 5 - в резервуар. Степень нагрева теплоносителя регулируется по давлению его паров.

Устройство контроля работает следующим образом.

При давлении газа в резервуаре 1 меньше давления паров теплоносителя в сосуде 4 на электроконтактный манометр 12 будет передаваться величина давления из сосуда 4, импульсная трубка 11 заполнена разделительной жидкостью.

При давлении газа в резервуаре 1 больше давления паров теплоносителя в сосуде 4 на электроконтактный манометр 12 будет передаваться давление из резервуара 1.

Таким образом, на электроконтактный манометр будет всегда передаваться большее значение давления независимо от того, откуда оно поступает (из резервуара или сосуда), а не суммарное значение этих давлений.

На электроконтактном манометре имеются две уставки: нижняя, при достижении которой включается в работу электронагреватель, и верхняя, при достижении которой электронагреватель выключается.

Нижняя и верхняя уставки соответствуют давлениям, обеспечивающим нормальную работу запорно-регулирующей арматуры и бесперебойную подачу газа потребителю при минимальном потреблении электроэнергии. Уставки близки между собой.

Возможен вариант установки испарителя вне резервуара 1. Испарительная установка работает по двум основным режимам.

Первый режим. Температура окружающей среды очень низкая (ниже минус 30°С),

давление паров сжиженного газа в резервуаре 1 меньше нижней уставки на электроконтактном манометре, при этом электронагреватель 2 включен и газ поступает к потребителю из испарителя 3, электроэнергия расходуется на испарение сжиженного газа.

Включение и выключение электронагревателя происходит по давлению паров

0 теплоносителя, которое по мере нагрева теплоносителя возрастает.

Давление паров теплоносителя из сосуда 4 по импульсной трубке 11 передается в полость 10, воздействует на чувствительный

5 элемент 7, который,перемещаясь влево, давит на разделительную жидкость в полости 8, при этом жидкость в импульсной трубке 11 испытывает такое же давление и передает его на манометр 12. Одновременно с чув0 ствительным элементом 7 элемент 6 также сдвигается влево, поскольку давление паров сжиженного газа в резервуаре 1, импульс которого передается в полость 9, меньше давления паров теплоносителя в

5 полости 10.

Таким образом, давление паров теплоносителя из полости 10 через чувствительный элемент 7 и жидкость в полости 8 по импульсному трубопроводу 11 передается

0 на электроконтактный манометр 12, который выключает или включает электронагреватель 2. Когда давление паров теплоносителя дости нет значения верхней усгавки на манометре 12, электронагрева5 тель 2 выключится. В дальнейшем при остывании теплоносителя и снижении давления его паров до значения нижней уставки на манометре 12 электронагреватель 2 опять включится. При большом давлении паров

0 теплоносителя нагреватель выключается, а при давлении, равном нижней уставке на манометре, нагреватель включается.

Второй режим. Температура окружающей среды выше минус 30°С, давление па5 ров сжиженного газа в резервуаре 1 больше верхней уставки нз манометре.

Давление паров сжиженного газа из резервуара 1 по импульсной трубке 11 передается в полость 9, воздействует на

0 чувствительный элемент 6, который,переме- щаясь вправо, давит на разделительную жидкость в полости 8, при этом жидкость в импульсной трубке 11 испытывает такое же давление, которое и передает на манометр

5 12. Одновременно с чувствительным элементом б элемент 7 также сдвигается вправо, так как давление пэров теплоносителя в сосуде 4, импульс которого передается в полость 10, меньше давления паров сжиженного газа в полости 9. Таким образом,

давление паров сжиженного газа из полости 9 через чувствительный элемент 6 и жидкость в полости 8 по импульсному трубопроводу 11 передается на электроконтактный манометр 12. Под воздействием этого давления электроконтактный манометр достигает верхней уставки и выключает электронагреватель 2. Паровая фаза из резервуара 1 через отверстие 5 по трубопроводу 13 поступает к потребителю.

При этом электроэнергия на регазифи- кацию не расходуется. Испарение в резервуаре происходит за счет внутренней энергии паровой и жидкой фаз сжиженного газа. В результате температура сжиженного газа снижается до температуры, близкой к минус 30°С, появляется тепловой поток от окружающей среды к сжиженному газу. В летний период времени количество поступающего от окружающей среды тепла весьма значительно.

Первый и второй режимы одновременно наблюдаться не могут, так как давление газа в резервуаре 1 не может быть одновременно меньше нижней уставки и выше верхней уставки, т.е. режимы исключают друг друга. Кроме того, в резервуаре 1 давление паров сжиженного газа растет быстро при очередной заправке новой порцией газа, а падает медленно; в сосуде 4 давление паров теплоносителя растет при включении электронагревателя 2, а при его выключении падает. При одновременной деформации чувствительных элементов 6 и 7 с двух сторон на электроконтактный манометр 12 передается максимальное, а не суммарное давление. Установка при этом работает устойчиво.

Известные технические средства по контролю за работой испарительных устройств не позволяют одновременно контролировать два параметра, т.е. степень нагрева теплоносителя (давление теплоносителя и степень нагрева сжиженного газа (давление газа)). Введение устройства в предлагаемое изобоетение дает возможность одним элементом контролировать параметры двух сред, при этом значительно упрощается схема регулирования, повышается надежность и безопасность работы испарителя.

Таким образом, использование предложенной конструкции испарительной установки дает возможность упростить схему регулирования, повысить надежность работы испарительной установки, уменьшив при

этом капитальные вложения, а также значительно снизить затраты энергии теплоносителя на регазификацию сжиженного газа за счет максимального использования избыточной внутренней энергии паровой и жидкой фаз сжиженного газа, находящегося в резервуаре, и тепла из окружающей среды. Центральная полость 8 залита жидкостью с целью передачи импульса максимального давления на манометр 12.

Для получения данного экономического

эффекта не требуется радикальная перестройка технологии изготовления испарительных установок, и использования более дорогих конструкционных материалов.

Формула изобретения Испарительная установка, содержащая соединенные между собой резервуар для сжиженного газа, испаритель, сосуд для

промежуточного теплоносителя и электрический нагреватель, устройство контроля работы установки, трубопроводы паровой фазы газа и узел регулирования давления, отличающаяся тем, что, с целью

повышения надежности регулирования работы испарителя и экономичности путем со- кращения расхода электроэнергии, устройство контроля работы выполнено в виде управляющей камеры стремя полостями, образованными чувствительными элементами, центральная полость которой заполнена разделительной жидкостью и связана импульсным трубопроводом с электроконтактным манометром, при этом одна

из боковых полостей связана с паровым пространством резервуара, а другая - с сосудом для промежуточного теплоносителя.

12. 11 9 6 8 10

fc/}Q7j eЈinЈji o

Испарительная установка сжиженного газа относится к технике испарения сжиженных газов в системах газоснабжения жилищно-коммунальных и промышленных потребителей и решает проблему повышения надежности регулирования работы и экономичности путем сокращения расхода электроэнергии. Испарительная установка содержит резервуар для сжиженного газа, испаритель, сосуд для промежуточного теплоносителя, электрический нагреватель, устройство контроля работы установки, трубопроводы паровой фазы газа и узел регулирования давления. Устройство контроля выполнено в виде управляющей камеры с полостями, образованными чувствительными элементами, при этом центральная полость, заполненная разделительной жидкостью, связана импульсным трубопроводом с электроконтактным манометром, одна из боковых полостей связана с паровым пространством резервуара, а другая - с сосудом для промежуточного теплоносителя 1 ил (Л С