Криогенная установка Советский патент 1992 года по МПК F25B9/00 

фие.1

Изобретение относится к криогенному машиностроению и может быть использовано в турбодетандерных агрегатах криогенных установок.

Известны криогенные установки с тур- бодетандерными агрегатами,в которых мощность, производимая в турбодетанде- ре, преобразуется в тепловую энергию с помощью тормозного устройства с рабочим телом в виде масла или газа в зависимости от конструкции подшипников и тормозного устройства.

Недостатком таких установок является, то, что в случае воздушного охлаждения требуется теплообменные поверхности большой площади, а также дополнительный расход электроэнергии.

Известна криогенная установка, принятая за прототип, содержащая линии прямого и обратного потоков криоагента. в которые включены компрессор, блок охлаждения, с турбодетандерным агрегатом, выполненным в виде установленных на валу в подшипниковых опорах, подключенных к линии смазки, колесо турбины и тормозное устройство, подключенное к тормозному контуру.

Недостатком такой установки является то, что в водяной полости охладителя турбо- детандера происходит осаждение солей, на- капливание различных загрязнений (заиливание) и корродирование поверхности, что приводит к снижению эффективности теплообмена.

Цель изобретения - повышение экономичности.

Поставленная цель достигается тем, что в криогенной установке, содержащей линии прямого и обратного потоков криогента, в которые включены компрессор, блок охлаждения с турбодетандартным агрегатом, выполненным в виде установленных на валу в подшипниковых опорах, подключенных к линии смазки, колесо турбины и тормозные устройство, подключенное к термодному контуру, охладитель турбодетандерного аг- . регата подключен с одной стороны к линии обратного потока криогента после блока охлаждения, а с другой - к линии смазки и тормозному контуру.

На фиг. 1 представлена криогенная установка; на фиг.2 - криогенная установка с Схладителем турбодетандерного агрегата, выполненным в виде одного теплообменника системы жидкость - газ; на фиг.З - крио- генная установка с охладителем, выполненным в виде одного теплообменника системы газ - газ; на фиг.4 - криогенная установка с охладителем, выполненным в

виде двух теплообменников систем жидкость - газ и газ - газ.

Криогенная установка содержит компрессора 1, служащего для сжатия прямого

5 потека 2 криоагента, блока 3 охлаждения и турбодетандерный агрегат 4, включающий турбодетандер 5 с подшипниками 6 с линией 7 смазки и тормозным устройством 8 с тормозным контуром 9. Для охлаждения

0 смазывающей жидкости подшипников 6 и рабочего тела в контуре 9 тормозного устройства 8 служит охладитель 10 с охлаждающей средой в виде газообразного криогента в качестве которого использован,

5 например, обратный поток 11 криоагента после блока 3 охлаждения криогенной установки, в состав которой входит турбодетандерный агрегат 4.

При этом утилизируется холод недоре- 0 куперации обратного потока 11.

Охладитель 10 может быть выполнен в виде одного двухпоточного теплообменника системы жидкость - газ, одного двухпоточного теплообменника системы газ - газ или

5 в виде двух двухпоточных теплообменников систем жидкость - газ и газ - газ.

Охладитель 10 (см. фиг.2), служащий для охлаждения смазывающей жидкости подшипников 6 и рабочего тела в контуре 9

0 тормозного устройства 8 турбодетэндера 5, выполненного, например, с масляными подшипниками 6 с масляным тормозом 12 (тормозная втулка) включает один двухпоточный теплообменник 13 системы жидкость (мас5 ло) - газ (криоагент).

Охладитель 10, служащий для охлаждения рабочего тела в контуре 9 тормозного устройства 8 турбодетандера 5, выполненного, например, с газовым тормозом (см.

0 фиг.З) и газовыми подшипниками 14, включает один двухпоточный теплообменник 15, системы газ - газ.

При выполнении турбодетандера 5 с газовым тормозным устройством 8 и масляны5 ми подшипниками 6 (см. фиг.4) в охладитель 10 включены два двухпоточных теплообменника 16 и 17 систем жидкость - газ и газ - газ,

Криогенная установка работает следую0 щим образом,

Криоагент 2, сжатый в компрессоре 1, поступает в блок 3 охлаждения, включающий систему теплообменников и емкость сжиженного газа (на фиг. не показаны), от5 куда после предварительного охлаждения до необходимого уровня температур подается в турбодетандерный агрегат 4 для расширения в турбодетандере 5 (и на газовые подшипники 14, см. фиг.З). На масляные подшипники 6 подается смазывающая жидкость и после вывешивания ротора на рабочее колесо турбодетандерз 5 подается рабочий газ. который расширяясь передает энергию рабочему колесу и далее по валу к тормозному устройству 8. По достижении рабочего числа оборотов трубодетандера 5 включается тормозное устройство 8. Нагретые работы смазывающая жидкость подшипников 6 и рабочее тело в контуре 9 тормозного устройства 8 подаются в охладитель 10, где они охлаждаются обратным потоком 11 криоагента до режимным температур и вновь поступают в тормозное устройство 8 и на подшипники 6.

Использование холода недорекупера- ции обратного потока 11 криоагента криогенной установки после блока охлаждения 3 позволяет повысить экономичность установки за счет утилизации холода сбросного потока криоагента

Формула изобретения Криогенная установка, содержащая

линии прямого и обратного потоков криоагента, в которые включены компрессор, блок охлаждения с турбодетандерным агрегатом, выполненным в виде установленных на валу в подшипниковых опорах, подклю0 ченных к линии смазки, колеса турбины и тормозного устройства, подключенного к тормозному контуру, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, установка содержит охладитель, подключенный с одной стороны к линии обратного потока после блока охлаждения и с другой - к линии смазки и тормозному контуру.

Использование: изобретение может быть использовано в турбодетандерных агрегатах криогенных установок различного назначения. Сущность изобретения: криогенная установка содержит компрессор 1, служащий для сжатия прямого потока 2 кри- оагента, блок 3 охлаждения и турбодетан- дерный агрегат 4, включающий турбодетандер 5 с подшипниками 6 со смазывающей жидкостью и тормозным устройством 8 с рабочим телом контура 9, охладитель Юс охлаждающей средой в виде обратного потока 11 после блока 3 охлаждения криогенной установки. 4 ил.

фиг. г

Фиг. b