Способ охлаждения потока криогенной жидкости и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК F25B19/02 

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в системах термостатирования криогенной жидкости

Известны способы и устройства охлаждения потока криогенной жидкости в змеевике теплообменника-охладителя, .заполненного той же жидкостью, и способ откачки паров из парового пространства теплообменника-охладителя.

Однако реализация этих технических решений требует дорогостоящего сложного оборудования и значительных капитальных вложений.

Наиболее близким к предлагаемому является способ охлаждения криогенной жидкости, состоящий в расширении потока жидкости при ее сепарации

Известно также устройство для охлаждения потока жидкости, содержащее после- довательно установленные разгонное конфузорно-диффузорное сопло, криволинейную сепарирующую поверхность, патрубок сепарационной камеры и диффузор.

Недостатком данных способов является низкая эффективность, связанная с уносом

вместе с паровой фазой капель жидкости и увеличение всл едСтв е этого холодЬпо- терь

Цель изобретения - повышение эффективности способа и устройства охлаждения потока криогенной жидкости путем снижения холодопотерь.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе при охлаждении потока жидкости, преимущественно криогенной, путем расширения в сопле и сепарации жидкой фазы с образованием зоны отвода пара, поток перед расширением разделяют на две части, первую из которых направляют через зону отвода пара с обеспечением рекуперативного теплообмена в жидкую фазу после сепарации.

Достижение поставленной цели может быть реализовано в устройстве для охлаждения потока жидкости, содержащем конфузорно-диффузорное сопло, патрубок сепарационной камеры и диффузор жидкости, патрубок сепарационной камеры снабжен теплообменником, вход которого соединен с входом в сопло, а выход через

(Л

С

vj СЛ

CS

ГО

VI

блок управления расходом потока - с диффузором.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит патрубок 1 конфу- зорно-диффузорного сопла 2, камеру 3 сепарации, диффузора 4, теплообменник 5 с входной и выходной трубками 6 и 7, регулирующий вентиль 8, блок управления расхо- дом, в который входят датчик 9 температуры, аналитический блок 10 и ис-- полнительный механизм 11.

Устройство работает следующим обра- зом.

Поток криогенной жидкости перед расширением разделяют на две части. Большую часть потока расширяют путем разгона в конфузорно-диффузорном сопле 2 до пол- учения двухфазного потока и снижения статического давления в потоке до значения, равновесного требуемой температуре охлаждения, и подают в камеру 3 сепарации, из которой паровую фазу с включениями мелких капель жидкости, возвратившихся в паровой гготок riocne сепарации, подают в межтрубноё пространство теплообменника 5, а затем удаляют из устройства. Капли, попадая на трубки теплообменника 5, испа- ряются и охлаждают протекающую в них жидкость. Давление отсепарированной и охлажденной жидкости восстанавливают в диффузоре 4. Другую часть криогенной жидкости отбирают из патрубка 1 и сопла 2 и подают на вход в теплообменник 5, в кото- Жидкослн

ром ее охлаждают за счет испарения капель и возвращают в диффузор 4.

Расход отбираемой жидкости регулируют с помощью вентиля 8 по показателям датчика 9 температуры. Полученная от датчика 9 информация сравнивается со значением температуры, равновесной давлению в камере 3 аналитическим блоком 10. При превышении температуры по показаниям датчика 9 равновесной температуры блок 10 выдает команду на исполнительный механизм 11 регулирования вентилем 8 в сторону снижения расхода жидкости.

Формула изобретения

1.Способ охлаждения потока жидкости, преимущественно криогенной, путем расширения в сопле и сепарации жидкой фазы с образованием зоны отвода пара, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем снижения холодопо- терь, поток перед расширением разделяют на две части, первую из которых направляют через зону отвода пара с обеспечением рекуперативного теплообмена в жидкую фазу после сепарации.

2.Устройство для охлаждения потока жидкости, преимущественно криогенной, содержащее конфузорно-диффузорное сопло, патрубок сепарационной камеры и диффузор жидкости, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности путем снижения холодопотерь, патрубок сепарационной камеры снабжен теплообменником, вход которого соединен с входом в сопло, а выход через блок управления расходом потока - с диффузором.

Использование: криогенная техника для систем термостатирования криогенной жидкости Сущность изобретения охлаждаемый поток разделяют на две части, причем первую часть пропускают через зону отвода пара с обеспечением рекуперативного теплообмена в теплообменнике, а вторую часть потока подают непосредственно на расширение в сопло. 2 с п.ф-лы, 1 ил.

/