EP0168519A2 - Vorrichtung zum Verflüssigen eines tiefsiedenden Gases, insbesondere Heliumgas - Google Patents

Vorrichtung zum Verflüssigen eines tiefsiedenden Gases, insbesondere Heliumgas Download PDF

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EP0168519A2
EP0168519A2 EP84109864A EP84109864A EP0168519A2 EP 0168519 A2 EP0168519 A2 EP 0168519A2 EP 84109864 A EP84109864 A EP 84109864A EP 84109864 A EP84109864 A EP 84109864A EP 0168519 A2 EP0168519 A2 EP 0168519A2
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EP
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heat exchanger
partial
emerging
gas
expansion machine
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Sulzer AG
Gebrueder Sulzer AG
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    • F25J2270/912—Liquefaction cycle of a low-boiling (feed) gas in a cryocooler, i.e. in a closed-loop refrigerator

Definitions

  • the invention relates to a device for liquefying a low-boiling gas, in particular helium gas, or for generating a cooling capacity in the temperature range of the gas in the liquid state, in a circuit with a pre-cooling stage for generating a high-pressure gas stream with a pre-cooling temperature and another, a multi-part countercurrent heat exchanger and at least one expansion machine having a cooling stage, in which the high pressure stream cools by heat exchange with low pressure stream flowing back from a refrigeration consumer to the pre-cooling stage from the pre-cooling temperature to close to the temperature of the liquid gas.
  • the invention has for its object to provide a device of the type defined, which has a higher thermodynamic efficiency than the known device.
  • This object is achieved according to the invention by the characterizing part of patent claims 1 and 5 specified features solved.
  • the subclaims relate to advantageous further developments.
  • the device according to Fig. 1 has a pre-cooling stage I, in which gas compressed by a compressor, e.g. Helium gas, after cooling in an aftercooler to dissipate the compression heat, is cooled to a pre-cooling temperature by heat exchange and work-relieving relaxation.
  • a compressor e.g. Helium gas
  • the high-pressure gas is cooled further in a subsequent, second cooling stage II until it has reached the temperature of the liquid gas.
  • the cooling stage 11 has a multi-part counterflow heat exchanger 10, which consists of five partial heat exchangers 1, 2, 3, 4 and 5.
  • the high-pressure gas with precooling temperature enters the heat exchanger 10 via a line 11 from the precooling stage I and passes through parts 1, 2 and 3 one after the other.
  • the gas leaves the partial heat exchanger 1 via a line 12 which leads to the partial heat exchanger 2 .
  • the gas flows from the partial heat exchanger 2 via a line 13 to the partial heat exchanger 3.
  • Before entering the partial heat exchanger Exchanger 2 of the line 12 branches off from this a line 14 which feeds a partial flow of the high pressure gas to an expansion machine 15, in which it is expanded to a first intermediate pressure and thereby cooled.
  • the expanded gas leaves the expansion machine via a line 16 and enters the partial heat exchanger 4 via a line 17.
  • the gas successively passes through the fourth and fifth parts of the heat exchanger, which are connected by a line 17 ', the gas being further cooled.
  • a line 18 connected to the fifth part 5 of the heat exchanger leads the gas to a throttle valve 19, in which it is expanded to the condensing pressure.
  • the resulting mixture of gas and liquefied petroleum gas is collected in a container 20, which is the refrigeration consumer of the device.
  • the high-pressure gas which passes through the partial heat exchangers 1, 2 and 3, has passed through the partial heat exchanger -3, it is fed via line 21 to an expansion machine 22, in which the gas is expanded to an intermediate pressure and thereby cooled.
  • the cooled gas leaves the expansion machine 22 via a line 23 which leads it to the partial heat exchanger 5.
  • the gas emerging from the Tcil heat exchange 5 is passed via line 24 to a throttle valve 25, in which the gas is expanded to the condensing pressure. This mixture of gas and liquid gas is also collected in the container 20.
  • the vapor space 26 of the container 20 is connected to the precooling stage I via a line 27 which passes through all the partial heat exchangers 1 to 5 of the heat exchanger 10 and carries the low-pressure gas stream.
  • the low pressure gas stream reaches the pre-cooling stage I with a temperature which is just below the pre-cooling temperature.
  • the high pressure gas flowing through parts 1 to 5 of the heat exchanger 10 is cooled by heat exchange with this low pressure flow.
  • the gas streams emerging from the partial heat exchanger 5 can be expanded in an expansion machine.
  • the high-pressure gas stream can branch immediately after leaving the pre-cooling stage I, so that the first partial heat exchanger is omitted.
  • the device according to FIG. 2 has two expansion machines 15 and 22, which are designed in such a way that the relaxed gas leaving them each has the same intermediate pressure.
  • the parts which are identical to the parts of the device according to FIG. 1 are provided with the same reference number.
  • the line 23, which carries the high-pressure gas expanded in the second expansion machine 22 opens into the line 17 ', which carries the high-pressure gas expanded in the first expansion machine 15, from the fourth to the fifth partial heat exchanger.
  • a line 30 following the fifth part ') of the heat exchanger leads the gas to a throttle valve 31, in which it is expanded to the condensing pressure. The resulting mixture of gas and liquid gas is collected in the container 20.
  • the third part 3 of the heat exchanger 10 has been omitted, so that the number of possible leak points in the heat exchanger is reduced and this is also cheaper to manufacture.
  • the one with the Parts of the device according to FIGS. 1 and 2 identical parts are provided with the same reference number.
  • the gas that leaves the first expansion machine 15 via line 16 immediately enters the fourth part 4 of the heat exchanger.
  • a line 35 connecting the fifth part of the heat exchanger leads the gas to an expansion machine 36, in which it is expanded to the condensing pressure.
  • the high-pressure gas stream in cooling stage II is divided into several partial streams.
  • the high-pressure gas with pre-cooling temperature enters the first part 1 of the heat exchanger 10 via a line 40 from the pre-cooling stage I.
  • the gas flows into the partial heat exchanger 2 via a line 41.
  • the line 40 branches off from this line 43, which feeds a partial flow of the high pressure gas to an expansion machine 44 , in which it relaxes to a first intermediate pressure and is cooled to a first temperature.
  • the expanded high-pressure gas leaves the expansion machine 44 via a line 45, which it introduces into the partial heat exchanger 3.
  • the gas flows from this partial heat exchanger 3 via a line 46 to the partial heat exchanger 4 and from there via a line 47 to the partial heat exchanger 5.
  • a line 50 branches off from the latter, which feeds a partial flow of the high-pressure flow to an expansion machine 51, in which it reaches a second intermediate pressure relaxed and cooled to a second temperature.
  • the gas leaves the expansion machine 51 via a line 52 which opens into the connecting line 46 between the partial heat exchanger 3 or 4 of the heat exchanger and flows through this to the fourth and fifth parts 4 and 5.
  • the high-pressure gas which passes through the partial heat exchangers 1 and 2, has left the partial heat exchanger 2, it is fed via a line 42 to an expansion machine 53, in which it is expanded to a third intermediate pressure and thereby cooled to a third temperature.
  • the expanded gas leaves the expansion machine 53 via a line 54 which opens into the connecting line 47 between the third and partial heat exchangers 3 and 4 and flows through this to the partial heat exchanger 5.
  • the resulting mixture of gas and liquid gas is collected in a container 56, which forms the wedge consumer of the device.
  • the three expansion machines 44, 51 and 53 can be designed such that their temperature ranges, formed by the entry and expansion temperatures, overlap.

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Abstract

Die Vorrichtung zum Verflüssigen von Heliumgas enthält eine Vorkühlstufe (I) und eine weitere Kühlstufe (II), in dem das Hochdruckgas der Vorkühlstufe (I) in zwei Teilströme aufgeteilt wird. Der erste Teilstrom (14) entspannt arbeitsleistend in eine Expansionsmaschine (15) auf einen ersten Zwischendruck, der zweite Teilstrom durchläuft einen Wärmeaustauscher (2). Beide Teilströme (13, 16) durchlaufen danach gleichzeitig, aber getrennt einen dritten Wärmeaustauscher (3). Der aus dem dritten Wärmeaustauscher (3) austretende zweite Teilstrom (21) entspannt arbeitsleistend in einer zweiten Expansionsmaschine (22) auf einen zweiten Zwischendruck. Beide Teilströme (17', 23) durchlaufen danach gleichzeitig, aber getrennt voneinander einen fünften Wärmeaustauscher (5) und von dort je ein Drosselventil (19 bzw. 25). Das mindestens teilweise verflüssigte Gas wird einem Kälteverbraucher (20) zugeführt. Der thermodynamische Wirkungsgrad der Vorrichtung ist größer als bei einer bekannten Vorrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verflüssigen eines tiefsiedenden Gases, insbesondere Heliumgas, bzw. zum Erzeugen einer Kälteleistung im Temperaturbereich des Gases im flüssigen Zustand, in einem Kreislauf mit einer Vorkühlstufe zum Erzeugen eines Hochdruckgasstromes mit einer Vorkühltemperatur und einer weiteren, einen mehrteiligen Gegenstrom-Wärmeaustauscher und mindestens eine Expansionsmaschine aufweisenden Kühlstufe, in der sich der Hochdruckstrom durch Wärmeaustausch mit von einem Kälteverbraucher zur Vorkühlstufe zurückfliessenden Niederdruckstrom von der Vorkühltemperatur bis nahe an die Temperatur des flüssigen Gases abkühlt.
  • Bei einer bekannten Vorrichtung (GH-PS 592 280; Fig. 3) dieser Art werden in der der Vorkühlstufe folgenden Kühlstufe zwei Teilwärmeaustauscher und eine dazwischen angeordnete Expansionsmaschine nacheinander von dem ganzen Hochdruckgasstrom durchlaufen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung der eingangs definierten Art zu schaffen, die einen gegenüber der bekannten Vorrichtung höheren thermodynamischen Wirkungsgrad aufweist. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch die im Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 5 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
  • Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es ist:
    • Fig. l Ein Fliesschema der Vorrichtung gemäss der Erfindung;
    • Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Vorrichtung;
    • Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Vorrichtung;
    • Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung.
  • Die Vorrichtung nach Fig. 1 weist eine vorkühlstufe I auf, in der auf bekannte Weise von einem Kompressor komprimiertes Gas, z.B. Heliumgas, nach Kühlung in einem Nachkühler zwecks Abführung der Kompressionswärme, durch Wärmeaustausch und arbeitsleistende Entspannung auf eine Vorkühltemperatur abgekühlt wird.
  • Das Hochdruckgas wird in einer anschliessenden, zweiten Kühlstufe II weiter abgekühlt bis es die Temperatur des flüssigen Gases erreicht hat.
  • Die Kühlstufe 11 weist einen mehrteiligen Gegenstrom-Wärmeaustauscher 10 auf, der aus fünf Teil-Wärmeaustauschern 1, 2, 3, 4 und 5 besteht. Das Hochdruckgas mit Vorkühltemperatur tritt über eine Leitung 11 aus der Vorkühlstufe I in den Wärmeaustauscher 10 ein und durchläuft nacheinander dessen Teile 1, 2 und 3. Das Gas verlässt den Teil- Wärmeaustauscher 1 über eine Leitung 12, die nach dem Teil-Wärmeaustauscher 2 führt. Aus dem Teil-Wärmeaustauscher 2 fliesst das Gas über eine Leitung 13 zum Teil-Wärmeaustauscher 3. Vor dem Eintritt in den Teil-Wärmeaustauscher 2 der Leitung 12 zweigt von dieser eine Leitung 14 ab, die einen Teilstrom des Hochdruckgases einer Expansionsmaschine 15 zuführt, in der es auf einen ersten Zwischendruck entspannt und dabei abgekühlt wird. Das entspannte Gas verlässt die Expansionsmaschine über eine Leitung 16 und tritt über eine Leitung 17 in den Teil-Wärmeaustauscher 4 ein. Das Gas durchläuft nacheinander den vierten und fünften Teil des Wärmeaustauschers die durch eine Leitung 17' verbunden sind, wobei das Gas weiter abgekühlt wird. Eine an den fünften Teil 5 des Wärmeaustauschers anschliessende Leitung 18 führt das Gas nach einem Drosselventil 19, in dem es auf Verflüssigungsdruck entspannt wird. Das entstehende Gemisch von Gas und Flüssiggas wird in einem Behälter 20, der den Kälteverbraucher der Vorrichtung darstellt, gesammelt.
  • Nachdem das Hochdruckgas, das die Teil-Wärmeaustauscher l, 2 und 3 durchläuft, den Teil-Wärmeaustauscher -3 durchlaufen hat, wird es über eine Leitung 21 einer Expansionsmaschine 22 zugeführt, in der das Gas auf einen Zwischendruck entspannt und dabei abgekühlt wird. Das gekühlte Gas verlässt die Expansionsmaschine 22 über eine Leitung 23, die es zum Teil-Wärmraustauscher 5 fiihrt. Das aus dem Tcil-Warmcaustauschcr 5 austretende Gas wird über die Leitung 24 nach einem Drosselventil 25 geführt, in dem das Gas auf Verflüssigungsdruck entspannt wird. Auch dieses Gemisch von Gas und Flüssiggas wird in dem Behälter 20 aufgefangen.
  • Der Dampfraum 26 des Behälters 20 steht über eine Leitung 27, die alle Teil-Wärmeaustauscher 1 bis 5 des Wärmeaustauschers 10 durchläuft und den Niederdruckgasstrom führt, mit der Vorkühlstufe I in Verbindung. Der Niederdruckgasstrom erreicht die Vorkühlstufe I mit einer Temperatur, die knapp unterhalb der Vorkühltemperatur liegt. Das die Teile 1 bis 5 des Wärmeaustauschers 10 durchströmende Hochdruckgas wird durch Wärmeaustausch mit diesem Niederdruckstrom abgekühlt.
  • Statt in der beschriebenen und gezeigten Drosselstelle 19 und 25, können die aus dem Teil-Wärmeaustauscher 5 austretenden Gasströme in einer Expansionsmaschine entspannt werden.
  • Der Hochdruckgasstrom kann sich unmittelbar nach Verlassen der Vorkühlstufe I verzweigen, so dass der erste Teil- Wärmeaustauscher entfällt.
  • Die Vorrichtung nach Fig. 2 weist zwei Expansionsmaschinen 15 und 22 auf, die so ausgelegt sind, dass das sie verlassende, entspannte Gas jeweils denselben Zwischendruck aufweist. Die mit den Teilen der Vorrichtung nach Fig. 1 identischen Teile sind mit der selben Bezugsnummer versehen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, mündet die Leitung 23, die das in der zweiten Expansionsmaschine 22 entspannte Hochdruckgas führt, in die Leitung 17', die das in der ersten Expansionsmaschine 15 entspannte Hochdruckgas vom vierten zum fünften Teil-Wärmeaustauscher führt. Eine sich dem fünften Teil ') des Wärmeaustauschers anschliessende Leitung 30 führt das Gas nach einem Drosselventil 31, in dem es auf Verflüssigungsdruck entspannt wird. Das entstehende Gemisch von Gas und Flüssiggas wird in dem Behälter 20 gesammelt.
  • Bei einer Vorrichtung nach Fig. 3 ist der dritte Teil 3 des Wärmeaustauschers 10 entfallen, so dass die Zahl der möglichen Leckstellen im Wärmeaustauscher verringert und dieser auch billiger in der Herstellung ist. Die mit den Teilen der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 identischen Teile sind mit derselben Bezugsnummer versehen. Das Gas, das die erste Expansionsmaschine 15 über die Leitung 16 verlässt, tritt unmittelbar in den vierten Teil 4 des Wärmeaustauschers ein. Die Leitung 23, die das in der zweiten Expansionsmaschine 22 entspannte Hochdruckgas führt, mündet in die Leitung 17' zwischen dem vierten und dem fünften Teil des Wärmeaustauschers. Ein sich dem fünften Teil des Wärmeaustauschers anschliessende Leitung 35 führt das Gas nach einer Expansionsmaschine 36, in dem es auf Verflüssigungsdruck entspannt wird.
  • Bei der Vorrichtung nach Fig. 4 wird der Hochdruckgasstrom in der Kühlstufe II in mehrere Teilströme aufgeteilt. Das Hochdruckgas mit Vorkühltemperatur tritt über eine Leitung 40 aus der Vorkühlstufe I in den ersten Teil 1 des Wärmeaustauschers 10 ein. Nach Verlassen dieses Teil-Wärmeaustauschers 1 strömt das Gas über eine Leitung 41 in den Teil-Wärmeaustauscher 2. Vor dem Eintritt in den Teil- Wärmeaustauscher 1 der Leitung 40 zweigt von dieser eine Leitung 43 ab, die einen Teilstrom des Hochdruckgases einer Expansionsmaschine 44 zuführt, in der es auf einen ersten Zwischendruck entspannt und dabei auf eine erste Temperatur abgekühlt wird. Das entspannte Hochdruckgas verlässt die Expansionsmaschine 44 über eine Leitung 45, die es in den Teil-Wärmeaustauscher 3 einführt. Von diesem Teil-Wärmeaustauscher 3 strömt das Gas über eine Leitung 46 zum Teil-Wärmeaustauscher 4 und von dort über eine Leitung 47 nach dem Teil-Wärmeaustauscher 5.
  • Vor dem Eintritt der Leitung 41 in den Teil-Wärmeaustauscher 2 zweigt von dieser eine Leitung 50 ab, die einen Teilstrom des Hochdruckstromes einer Expansionsmaschine 51 zuleitet, in der es auf einen zweiten Zwischendruck entspannt und dabei auf eine zweite Temperatur abgekühlt wird. Das Gas verlässt die Expansionsmaschine 51 über eine Leitung 52, die in die Verbindungsleitung 46 zwischen den Teil-Wärmeaustauscher 3 bzw. 4 des Wärmeaustauschers mündet und durch diese zu dessen vierten und fünften Teil 4 bzw. 5 fliesst.
  • Nachdem das Hochdruckgas, das die Teil-Wärmeaustauscher 1 und 2 durchläuft, den Teil-Wärmeaustauscher 2 verlassen hat, wird es über eine Leitung 42 einer Expansionsmaschine 53 zugeführt, in der es auf einen dritten Zwischendruck entspannt und dabei auf eine dritte Temperatur abgekühlt wird. Das entspannte Gas verlässt die Expansionsmaschine 53 über eine Leitung 54, die in die Verbindungsleitung 47 zwischen dem dritten und Teil-Wärmeaustauschern 3 bzw. 4 mündet und durch diese zum Teil-Wärmeaustauscher 5 strömt.
  • Die in den drei Expansionsmaschinen 44, 51 und 53 ehtspannte und abgekühlte Teilgasströme treten nach gesamthaftem Durchgang durch den Teil-Wärmeaustauscher 5 in eine Expansionsmaschine 55 ein, in der der Gesamtstrom auf Verflüssigungsdruck entspannt wird. Das entstehende Gemisch von Gas und Flüssiggas wird in einem Behälter 56, der den Käilteverbraucher der Vorrichtung bildet., gesammelt.
  • Die drei Expansionsmaschinen 44, 51 und 53 können so ausgelegt sein, dass ihre Temperaturbereiche, gebildet durch Eingangs- und Entspannungstemperatur, sich überschneiden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Verflüssigen eines tiefsiedenden Gases, insbesondere Heliumgas, bzw. zum Erzeugen einer Kälteleistung im Temperaturbereich des Gases im flüssigen Zustand, in einem Kreislauf mit einer Vorkühlstufe zum Erzeugen eines Hochdruckgasstromes mit einer Vorkühltemperatur und einer weiteren, einen mehrteiligen Gegenstrom-Wärmeaustauscher und mindestens eine Expansionsmaschine aufweisenden Kühlstufe, in der sich der Hochdruckstrom durch Wärmeaustausch mit von einem Kälteverbraucher zur Vorkühlstufe zurückfliessenden Niederdruckstrom von der Vorkühltemperatur bis nahe an die Temperatur des flüssigen Gases abkühlt, dadurch ge- kennzeichnet,
- dass'der Hochdruckstrom (11) sich nach Durchgang durch den sich der Vorkühlstufe (I) anschliessenden ersten Teil (1) des Wärmeaustauschers (10) in zwei Teilströme aufteilt, wovon ein ersten Teilstrom (14) in einer Expansionsmaschine (15) arbeitsleistend auf einen ersten Zwischendruck entspannt wird, und der zweite Teilstrom den zweiten Teil 1 (2) des Wärmeaus- tauschers durchläuft,
- dass beide Teilströme anschliessend gleichzeitig, aber voneinander getrennt den dritten Teil (3) des Wärmeaustauschers durchlaufen,
- dass der aus dem dritten Teil des Wärmeaustauschers austretende zweite Teilstrom (21) eine zweite Expansionsmaschine (22) durchläuft und dabei arbeitsleistend auf einen zweiten Zwischendruck entspannt wird,
- dass der aus dem dritten Teil des Wärmeaustauschers austretende erste Teilstrom (17) den vierten Teil (4) des Wärmeaustauschers durchläuft,
- dass beide Teilströme (17', 23) anschliessend gleichzeitig, aber getrennt voneinander den fünften Teil (5) des Wärmeaustauschers durchlaufen,
- und dass beide aus dem fünften Teil des Wärmeaustauschers austretende Teilströme (18, 24) je in einer Entspannungsvorrichtung (19, 25) auf den Druck des Niederdruckstromes entspannt werden, wobei mindestens teilweise flüssiges Gas entsteht, das dem Kälteverbraucher (20) zuströmt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Zwischendruck der jeweiligen Expansionsvorrichtung (15, 22) den selben Wert haben und dass der aus der zweiten Expansionsmaschine (22) austretende zweite Teilstrom (23) und der aus dem vierten Teil (4) des Wärmeaustauschers (10) austretende erste Teilstrom (17') vereint den fünften Teil (5) des Wärmeaustauschers durchlaufen und anschliessend in einem gemeinsamen Drosselventil (30) entspannt werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der dritte Teil des Wärmeaustauschers entfallen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der ersten Expansionsmaschinc (15) austretende erste Teilstrom (16) den vierten Teil (4) des Wärmeaustauschers (10) durchläuft, und dass der aus dem vierten Teil des Wärmeaustauschers austretende erste Teilstrom (17') und der aus der zweiten Expansionsmaschine (22) austretende zweite Teilstrom (23) vereint den fünften Teil (5) des Wärmeaustauschers durchlaufen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hochdruckstrom (11) nach Verlassen der Vorkühlstufe (I) in zwei Teilströme aufteilt, unter Weglassung des ersten Teils (1) des Wärmeaustauschers (10).
5. Vorrichtung zum Verflüssigen eines tiefsiedenden Gases, insbesondere Heliumgas, bzw. zum Erzeugen einer Kälteleistung im Temperaturbereich des Gases im flüssigen Zustand, in einem Kreislauf mit einer Vorkühlstufe zum Erzeugen eines Hochdruckgasstromes mit einer Vorkühltemperatur und einer weiteren, einen mehrteiligen Gegenstrom-Wärmeaustauscher und mindestens eine Expansionsmaschine aufweisenden Kühlstufe, in der sich der Hochdruckstrom durch Wärmeaustausch mit von einem Kälteverbraucher zur Vorkühlstufe zurückfliessenden Niederdruckstrom von der Vorkühltemperatur bis nahe an die Temperatur des flüssigen Gases abkühlt, dadurch gekennzeichnet,
- dass der Hochdruckstrom (40) sich nach Verlassen der Vorkühlstufe (I) in zwei Teilströme aufteilt, wovon ein erster Teilstrom (43) in einer ersten Expansionsmaschine (44) arbeitsleistend auf einen ersten Zwischendruck und eine erste Temperatur entspannt wird, und der zweite Teilstrom den ersten Teil (1) des Wärmeaustauschers (10) durchläuft,
- dass der aus dem ersten Teil des Wärmeaustauschers austretendc zweite Teilstrom (41) sich in einen dritten (50) und einen vierten Teilstrom aufteilt, wovon der dritte Teilstrom in einer zweiten Expansionsmaschine (51) arbeitsleistend auf einen zweiten Zwischendruck und eine zweite Temperatur entspannt wird, und der vierte Teilstrom den zweiten Teil (2) des Wärmeaustauschers durchläuft,
- dass der aus dem zweiten Teil des Wärmeaustauschers austretende vierte Teilstrom (42) in einer dritten Expansionsmaschine (53) arbeitsleistend auf einen dritten Zwischendruck und eine dritte Temperatur entspannt wird,
- dass weiterhin der aus der ersten Expansionsmaschine (44) austretende erste Teilstrom (45) den dritten Teil (3) des Wärmeaustauschers durchläuft,
- dass der aus der zweiten Expansionsmaschine (51) austretende dritte Teilstrom (52) und der aus dem dritten Teil (3) des Wärmeaustauschers austretende erste Teilstrom (46) vereint den vierten Teil (4) des Wärmeaustauschers durchlaufen,
- dass der aus der dritten Expansionsmaschine (53) austretende fünfte Teilstrom (54) und der aus dem vierten Teil (4) des Wärmeaustauschers austretende Teilstrom (47) vereint den fünften Teil (5) des Wärmeaustauschers durchlaufen, und
- dass der aus dem fünften Teil des Wärmeaustauschers austretende Strom eine Entspannungsvorrichtung (55) durchläuft und darin auf den Druck des Niederdruckstromes entspannt wird, wobei mindestens teilweise flüssiges Gas entsteht, das einem Kälteverbraucher (56) zuströmt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturbereiche, gebildet durch Eingangs-und Entspannungstemperatur der jeweiligen Expansionsmaschine (44, 51, 53) sich überschneiden.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dem fünften Teil (5) des Wärmeaustauschers (10) folgende Entspannungsvorrichtung (19, 25; 31) ein Drosselventil (31) ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dem fünften Teil (5) des Wärmeaustauschers (10) folgende Entspannungsvorrichtung eine Expansionsmaschine (36; 55) ist.
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