CS256310B1 - Zařízení ke zkapalňování plynu - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zařízení ke zka^alnování plynu cirkulací v okruhu, který sestává z cirkulačního kompresoru propojené­ ho přes protiproude výměníky tepla a vy-, parník chladicí jednotky s expanzní turbinou brzděnou kompresorem. Podstata spočí­ vá v tom, že brzdicí kompresor je zapojen na toku média z expanzní turbíny do cirkulačního kompresoru.

Description

Předmět vynálezu §θ týká zařízení ke zkapalňování. kyslíku, dusíku, argonu a dalších plynů cirkulací v okruhu, který sestává z cirkulačního kompresoru, výměníků tepla a s expansní turbiny s brzdicím kompresorem*

Dle známého zapojení zařízení ke zlqoalnování plynů je cirkulační turbokompresor propojen před brzdicí kompresor expansní turbiny s výměníky tepla, kde v protiproudu dochází k ochlazení plynu na teplotu potřebnou k expansi· Pak je tok média rozdělen a převážná část je vedena do expansní turbiny, kde expanduje za konání práce, kterou odebírá brzdicí kompresor, zatímco menší část je vedena do zkapalňovacího výměníku. Výstup z expansní turbiny je propojen zpět před protiproudé výměníky se sáním cirkulačního kompresoru. Toto známé zapojení má však určité nevýhody, které vyniknou zejména v případech, kdy dochází k rekonstrukci starších zařízení, u kterých byly expansní turbiny brzděny generátory· Při stávajícím zapojení, tj· při zapojení brzdicího kompresoru na toku media z cirkulačního kompresoru dochází v brzdicím kompresoru k příslušnému zvýšení tlaku, na který pak musejí být nadimenzovány veškeré příslušné prostory protiproudých výměníků, což je investičně nákladné. V brzdicím kompresoru může totiž docházet ke zvýšení tlaku až o 1 MPa·

256 310

- 2 Výše uvedené nevýhody jsou odstraněny podle vynálezu zařízením ke zkapalňování plynu cirkulací v okruhu, který sestává z cirkulačního kompresorqfpropo jeného přes protiproude výměníky tepla a výparník chladicí jednotky s expansní turbinou brzděnou kompresorem, které je charakterizováno tím, že brzdicí kompresor je zapojen na toku média z expansní turbiny do cirkulačního kompresoru.

Hlavní výhoda zapojení tkví v tom, že umožňuje dosáhnout zvýšení adiabatického spádu na expansní turbině, a tím i větší výroby zkapalněných plynů,aniž je nutné dimenzovat výměníky tepla na vysoké tlaky· Dochází tedy ke značné úspoře investičních prostředků.

Příkladné řešení zapojení zařízení podle vynálezu je jasné z přiloženého obrázku, na kterém je zjednodušené schéma zkapalňovače dusíku· Potrubím 1 je veden do zkapalňovače plynný dusík o tlaku 0,55 MPa na sání cirkulačního turbokompresoru 2· V turbokompresoru 2 je dusík stlačován na tlak 2,9 MPa· Výstup turbokompresoru je propojen přes koncový chladič 2, ^v kterém se kompri movaný dusík ochlazuje vodou a protiproudým předchlazovacím výměníkem £· V něm se dusík ochlazuje v protiproudu vystupujícím dusíkem o nižším tlaku· Výměník £ je propojen přes výparník 2 chladicí jednotky 6 s hlavním výměníkem 2· Ve výparníku 2 ^ae ochlazuje tlakový dusík vroucím čpavkem na teplotu 223 Κ· V hlavním výměníku 2 se ochlazuje dále až na teplotu 157 K·

Výstup z výměníku 2 3^e propojen jednak se vstupem do expansní tur biny 8 a jednak ae zkapalňovacím výměníkem 2·

V expansní turbině 8 expanduje dusík na tlak 0,45 MPa za konání vnější práce, která je odebírána brzdicím kompresorem 12. Výstup z turbiny 8 je propojen se zkapalňovacím výměníkem.2» v kterém

- 3 256 310 dochází ke zkapalňování dusíku. Ten je pak jako produkt vyváděn ze zařízení potrubím 11 a jeho průtok je regulován armaturou 10. Výstup z expansní turbiny 8 je dále propojen přes zkapalňovací výměník <), hlavní výměník 2 ^a předchlazovací výměník 4 se vstupem do brzdicího kompresoru 12. Ve výměnících se postupně cirkulující «

dusík ohřívá až na teplotu blízkou teplote vstupujícího komprimovaného dusíku. V brzdicím kompresoru 12 se dusík stlačuje z 0,42 MPa na tlak 0,56 MPa prací získanou v expansní turbině 8. Výstup z brzdicího kompresoru 12 je propojen se sáním cirkulačního kompresoru 2 přes vodní chladič 14. Podle jiného příkladného provedení zařízení mohou být vypuštěny vodní chladič 14, koncový chladič 2 nebo přídavná chladicí jednotka 6 s výparníkem Veškeré tlakové prostory výměníků 4» 2 ^a 2 mohou být dimenzovány pouze na provozní tlak 2,9 MPa, což představuje značné úspory konstrukčního materiálu.

Zařízení ke zkapalňování plynu dle vynálezu nalezne uplatnění především při rekonstrukci starších zařízení, v kterých jsou expansní turbiny brzděny generátory, kde umožní dosáhnout podstatného zvýšení výkonu s minimálními náklady.

Claims (1)

1. P S E J M É T VYNÁLEZU

   Zařízení ke zkapalňování plynu cirkulací v okruhu, který sestává z cirkulačního kompresoru,propojeného přes protiproudé Výměníky tepla a výparník chladicí jednotky s expansní turbinou brzděnou kompresorem,vyznačující se tim, ze brzdicí kompresor (12) je zapojen na toku média z expansní turbiny (8) do cirkulačního kompresoru (2).