Криогенная установка Советский патент 1978 года по МПК F25B9/02 

(54) КРИОГЕННАЯ УСТАНОВКА после теплообменника и ко входу в се паратор, а третья - к линии холодног газа вихревой трубы после дополнительного теплообменника, Размещение перед сепаратором жидкости многопоточного теплообменникапереохладителя устраняет ограничения по теплообмену между прямым и обратным потоками. Это стало возможным благодаря наличию в теплообменникепереохладителе прямого и обратного потоков высокого давления, причем теплоемкость обратного потока всегда несколько ниже теплоемкостиопрямого, поскольку в количественном отношении он является его частью, а их давлени различаются несущественно. Теплообмен между потоками высокого и низког давления также не вызывает затруднения. Снятие ограничений по теплообмену позволяет уменьшить температуру прямого потока перед сепаратором, чт снижает количество высококипящих компонентов в паре. Использование на самом низком температурном уровне ви ревой трубы, соединенной с линией па ра сепаратора, позволяет вывести в горячем потоке высококипящие компоненты на уровень выше температуры их кристаллизации. На чертеже изображена схема криогенной установки. Установка содержит компрессор 1, последовательно соединенные теплообменник 2, трехпоточный теплообменник-переохладитель 3 и сепаратор 4, линия которого соединена через дополнительный теплообменник 5 с сопловым входом вихревой трубы 6; теплообменник нагрузки 7 и дроссель 8, соединяющий выход теплового газа вихревой трубы с пассивным соплом эжентора 9, активное сопло которого соединено через теплообменник-переох ладитель 3 с линиейжидкости сепарат ра 4. Работа установки осуществляется следующим образом. В компрессоре хладагент, состоящий из высоко- и низкокипящих компо нентов, сжимается и после сброса тепла сжатия в ркружающую среду направляется в теплообменник 2, где охлаждается обратным потоком. Затем хладагент подается в теплообменникпереохладитель 3, где происходит дальнейшее его охлаждение обратным потоком. Из теплообменника-переохладителя 3. он направляется в сепаратор 4, откуда жидкая фаза выводится через теплообменник-переохладитель 3 и подается-на активное сопло эжекгора 9, а паровая фаза через дополнительный теплообменник 5 направляется в соп.ловой, вход вихревой трубы 6. Холодный поток из вихревой трубы 6 после снятия тепловой нагрузки 7 в теплообменнике нагрузки 7 и регенерации тепла в дополнительном теплообменнике 5 и теплообменнике-переохЛадителе 3 направляется во вход пассиг кого сопла эжектора 9. Горячий потокиз вихревой трубы попадает в пассивное сопло через дроссельное устройство 8, минуя теплообменные аппараты. После смешения потоков в эжекторе 9 хладагент низкого давления направляется в теплообменник 2, а затем на всасывание компрессора 1. Предложенная криогенная установка позволяет получать такой же уровень температур, как и в многокаскадных установках. Это сокращает количестве компрессорных машин и значительно упрощает обслуживание установки. Формула изобретения Криогенная установка, раоотающая на смеси высококипящих и низкокипящих компонентов, содержащая компрессор, линии высокого и низкого давления которого подключены к теплообменнику, сепаратор с установленным на его линии пара дополнительным теплообменником и теплообменник нагрузки, отличающаяся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности и снижения температурного уровня охлаждения, она снабжена трехпоточным теплообменником-переохладителем, эжектором и вихревой трубой, вход которой подключен через дополнительный теплообменник к линии пара сепаратора, а выход холодного газа «1ерез теплообменник нагрузки и дополнительный теплообменник соединен с выходом теплого газа этой вихревой трубы и с пассивным соплом эжектора, активное сопло которого соединено с линией жидкости из сепаратора через одну из линий трехпоточного теплообменника-переохладителя, вторая линия которого подключена к линии высокого давления компрессора после теплообменника и ко входу в сепаратор, а третья - к линии холодного газа вихревой трубы после дополнительного теплообменника. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свилетельствр СССР 387192, кл. Р25 В 9/02, 1971. 2.Патент США 3733845, кл. 62-335, 1972.