Способ автоматического регулирова-Ния КРиОгЕННОй гЕлиЕВОй СиСТЕМы Советский патент 1981 года по МПК F25B9/00 G05D23/20 

(54) СПОСОБ АВТОМАТЙЧБСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ КРИОГЕННОЙ ГЕЛИЕВОЙ СЙСТЕ№1

некие расхода детандерного потока осуществляют в зависимости от величины отклонения, корректируя его по температуре на выходе из объекта, причем изменение расхода гелия через объект производят на его входе.

На чертеже изображена схема системы, реализующей описываемый способ.

Система содержит компрессор 1, (подключенный посредством прямого потока 2, проходящего через теплообменники 3-7 к охлаждаемому объект 8. Охлаждаемый объект.8 подключен к всасу компрессора 1 посредством линии обратного потока 9. Криогенна установку содержит ступень 10 пред1зарительного охлаждения с детандером 11.

На части 12 прямого потока 2, направляемой в охлаждаемое устройство 8 установлено расширительное устройство 13. С линией 9 обратного потока перед входом в компрессор 1 соединен газголдер 14 . Температура гелия на выходе из охлаждаемого объекта измеряется датчиком 15 температуры, подключенным к.регулятору 16, которая управляет исполнительным механизмом расширительного устройства 13. На линии 9 обратного потока установлен датчик 17 расхода На ступени предварительного охлаждения установлен датчик расхода 18/ подключенный к регулятору 19. На линии прямого потока 2 установлен датчик 20 давления с регулятором 21, подключенным к вентилю 22. Система также содержит регулятор 23, подключенный к датчику температуры 15 и детандеру. 11.

Работает система следующим образом.

Гелий схсимают в компрессоре 1 и направляют в прямой поток 2, который через теплообменники 3-7 поступает на охлаждение в объект 8. Поток 2 в каждом теплообменнике охлаждают обратным потоком 9.

Часть прямого потока 10 отбирают на детандер 11 и после расширения возвращают в обратный поток 9. Другую часть прямого потока 12 направляют в объект охлаждения 8. После расширительного устройство 13 поток 12 расширяется до давления в объекте 8 охлаждения. Из объекта 8 охлаждения поток гелия направляют в обратный поток 9. Для стабилизации давления всасывания компрессора 1 используется газгольдер 14.

Автоматическое регулирование режимом работы криогенной гелиевой системы осуществляется с помощью системы датчиков, регуляторов и исполнительных механизмов. При увеличении (уменьшении) нагрузки в объек. те 8 охлаждения повышается (понижается) температура на выходе из объекта 8, что приводит к повышению (пони сению) температур и давлений во всех узлах криогенной системы. Температура потока гелия на выходе из объекта 8 является определяющей для большинства объектов, как максимально допустимая температура. В процессе регулирования сигнал от датчика 15 температуры поступает на регулятор 16, который управляет исполнительным механизмом расширительного устройства 13. Увеличением (уменьшением) производительности расширительного устройства 13 обеспечивается увеличение (уменьшение) потока гелия, подаваемого в объект 8 охлаждения, добиваясь при этом поддержания заданной температуры и необходимой холодопроизводительности. В этом случае увеличивается (уменьшается ) обратный поток 9. Сигналы от датчика 17 расхода обратного потока 9 и датчика 18 расхода детандерногр потока поступают на регулятор 19, а с него, в зависимости от соотношения потоков, поступает на устройство для регулирования производительности детандера 11 (не показано). Если отношение потоков больше заданного, то уменьшают расход детандерногчэ потока, а если меньше, то увеличивают расход детандерного потока С изменением потока криоагента, подаваемого в объект 8 охлаждения и детандерного потока, изменяется давление на входе в установку. Стабилизация его осуществляется изменением расхода прямого потока 2 по сигналу от датчика 20 давления регулятором 21,- который выдает сигнал на исполнительный механизм вентиля 22.

Поддержание заданного, соотношения детандерного потока и потока ге-ЛИЯ, возвращаемого от объекта охлаждения, обеспечивает оптимальную работу криогенной- системы.

Для устойчивой работы системы автоматического регулирования величину расхода детандерного потока корректируют по температуре криоагента на выходе из объекта охлаждения. При этом сигнал от датчика 15 температуры поступает на регулятор 23, а с него на устройство регулирования производительности детандера 11.

Такое схемное решение способа. автоматического регулирования при пропорционально-интегрсшьном законе управления регулируюс1их устройств обеспечивает снижение удельных энергозатрат на 25% при-заданной холодопроизволительНости, что по предварительным расчетам даст годовую экономию 3,5 тыс. руб, на одну установку холодопроизводительностью 5 200 ватт.