JP2020534503A - 混合冷媒システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[0001]本出願は、2017年9月21日出願の米国特許仮出願第62/561,417号の利益を主張し、参照により、その内容を本明細書に援用する。
Claims (25)
- 混合冷媒を用いてガスを冷却するためのシステムであって、
a)冷却流路を含む熱交換器であって、前記冷却流路は、前記ガスの供給を受けるように構成された入口と、前記熱交換器から製品が出て行く出口とを有し、前記熱交換器が、主冷凍流路、予冷液体流路、高圧蒸気流路、高圧液体流路、低温分離器蒸気流路、および低温分離器液体流路をさらに含む、熱交換器、
b)前記主冷凍流路の出口と流体連通した入口を有する、第1の段の圧縮装置、
c)前記第1の段の圧縮装置の出口と流体連通した入口と、出口とを有する第1の段のアフタークーラ、
d)前記第1の段のアフタークーラの前記出口と流体連通した入口を有し、前記熱交換器の前記予冷液体流路と流体連通した液体出口と、蒸気出口とを有する低圧アキュムレータ、
e)前記低圧アキュムレータの前記蒸気出口と流体連通した入口と、出口とを有する第2の段の圧縮装置、
f)前記第2の段の圧縮装置の前記出口と流体連通した入口と、出口とを有する第2の段のアフタークーラ、
g)前記第2の段のアフタークーラの前記出口と流体連通した入口を有し、前記熱交換器の前記高圧液体流路と流体連通した液体出口と、前記熱交換器の前記高圧蒸気流路と流体連通した蒸気出口とを有する高圧アキュムレータ、
h)前記熱交換器の前記高圧蒸気流路と流体連通した入口と、前記熱交換器の前記低温分離器蒸気流路と流体連通した蒸気出口と、前記熱交換器の前記低温分離器液体流路と流体連通した液体出口とを有する低温蒸気分離器、
i)前記熱交換器の前記高圧液体流路と流体連通した入口と、出口とを有する第1の膨張装置、
j)前記第1の膨張装置の前記出口と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した蒸気出口と、前記主冷凍流路と流体連通した液体出口とを有する中温分離装置、
k)前記熱交換器の前記低温分離器液体流路と流体連通した入口と、出口とを有する第2の膨張装置、
l)前記第2の膨張装置の前記出口と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した蒸気出口と、前記主冷凍流路と流体連通した液体出口とを有するCVS温度分離装置、
m)前記熱交換器の前記低温分離器蒸気流路と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した出口とを有する第3の膨張装置、ならびに
n)前記熱交換器の前記予冷液体流路と流体連通した入口と、前記中温分離装置、前記CVS温度分離装置、および前記主冷凍流路のうちの少なくとも1つと流体連通した出口とを有する第4の膨張装置
を備える、システム。 - 前記第1の圧縮段および前記第2の圧縮段が、単一の圧縮機の段である、請求項1に記載のシステム。
- 前記中温分離装置、前記CVS温度分離装置、および前記低温分離装置がスタンドパイプである、請求項1に記載のシステム。
- 前記第4の膨張装置の前記出口と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した蒸気出口と、前記主冷凍流路と流体連通した液体出口とを有する暖温分離装置をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記第3の膨張装置の前記出口と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した蒸気出口と、前記主冷凍流路と流体連通した液体出口とを有する低温分離装置をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記第4の膨張装置の前記出口が前記中温分離装置にのみ流体連通している、請求項1に記載のシステム。
- 前記第4の膨張装置の前記出口が前記CVS温度分離装置にのみ流体連通している、請求項1に記載のシステム。
- 前記第4の膨張装置の前記出口が前記主冷凍流路にのみ流体連通している、請求項1に記載のシステム。
- 前記第4の膨張装置の前記出口が前記中温分離装置と前記CVS温度分離装置の両方に流体連通している、請求項1に記載のシステム。
- 前記第4の膨張装置の前記出口が前記中温分離装置と前記主冷凍流路の両方に流体連通している、請求項1に記載のシステム。
- 前記第4の膨張装置の前記出口が前記CVS温度分離装置と前記主冷凍流路の両方に流体連通している、請求項1に記載のシステム。
- 前記第4の膨張装置の前記出口が前記中温分離装置および前記CVS温度分離装置、ならびに前記主冷凍流路に流体連通している、請求項1に記載のシステム。
- 混合冷媒を用いてガスを冷却するためのシステムであって、
a)冷却流路を含む熱交換器であって、前記冷却流路は、前記ガスの供給を受けるように構成された入口と、前記熱交換器から製品が出て行く出口とを有し、前記熱交換器が、主冷凍流路、予冷液体流路、高圧蒸気流路、高圧液体流路、低温分離器蒸気流路、および低温分離器液体流路も含む、熱交換器、
b)前記主冷凍流路の出口と流体連通した入口を有する、第1の段の圧縮装置、
c)前記第1の段の圧縮装置の出口と流体連通した入口と、出口とを有する第1の段のアフタークーラ、
d)前記第1の段のアフタークーラの前記出口と流体連通した入口を有し、前記熱交換器の前記予冷液体流路と流体連通した液体出口と、蒸気出口とを有する低圧アキュムレータ、
e)前記低圧アキュムレータの前記蒸気出口と流体連通した入口と、出口とを有する第2の段の圧縮装置、
f)前記第2の段の圧縮装置の前記出口と流体連通した入口と、出口とを有する第2の段のアフタークーラ、
g)前記第2の段のアフタークーラの前記出口と流体連通した入口を有し、前記熱交換器の前記高圧液体流路と流体連通した液体出口と、前記熱交換器の前記高圧蒸気流路と流体連通した蒸気出口とを有する高圧アキュムレータ、
h)前記熱交換器の前記高圧蒸気流路と流体連通した入口と、前記熱交換器の前記低温分離器蒸気流路と流体連通した蒸気出口と、前記熱交換器の前記低温分離器液体流路と流体連通した液体出口とを有する低温蒸気分離器、
i)前記熱交換器の前記高圧液体流路と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した出口とを有する第1の膨張装置、
j)前記熱交換器の前記低温分離器液体流路と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した出口とを有する第2の膨張装置、
k)前記熱交換器の前記低温分離器蒸気流路と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した出口とを有する第3の膨張装置、ならびに
l)前記熱交換器の前記予冷液体流路と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した出口とを有する第4の膨張装置
を備える、システム。 - 前記第1の膨張装置の前記出口と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した蒸気出口と、前記主冷凍流路と流体連通した液体出口とを有する中温分離装置をさらに備える、請求項13に記載のシステム。
- 前記第2の膨張装置の前記出口と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した蒸気出口と、前記主冷凍流路と流体連通した液体出口とを有するCVS温度分離装置をさらに備える、請求項13に記載のシステム。
- 前記第3の膨張装置の前記出口と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した蒸気出口と、前記主冷凍流路と流体連通した液体出口とを有する低温分離装置をさらに備える、請求項13に記載のシステム。
- 前記第4の膨張装置の前記出口と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した蒸気出口と、前記主冷凍流路と流体連通した液体出口とを有する暖温分離装置をさらに備える、請求項13に記載のシステム。
- 混合冷媒を用いてガスを冷却するためのシステムであって、
a)冷却流路を含む熱交換器であって、前記冷却流路は、前記ガスの供給を受けるように構成された入口と、前記熱交換器から製品が出て行く出口とを有し、前記熱交換器が、主冷凍流路、高圧蒸気流路、高圧液体流路、低温分離器蒸気流路、および低温分離器液体流路も含む、熱交換器、
b)前記主冷凍流路の出口と流体連通した入口を有する圧縮装置、
c)前記圧縮装置の出口と流体連通した入口と、出口とを有するアフタークーラ、
d)前記アフタークーラの前記出口と流体連通した入口を有し、前記熱交換器の前記高圧液体流路と流体連通した液体出口と、前記熱交換器の前記高圧蒸気流路と流体連通した蒸気出口とを有するアキュムレータ、
e)前記熱交換器の前記高圧蒸気流路と流体連通した入口と、前記熱交換器の前記低温分離器蒸気流路と流体連通した蒸気出口と、前記熱交換器の前記低温分離器液体流路と流体連通した液体出口とを有する低温蒸気分離器、
f)前記熱交換器の前記高圧液体流路と流体連通した入口と、出口とを有する第1の膨張装置、
g)前記第1の膨張装置の前記出口と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した蒸気出口と、前記主冷凍流路と流体連通した液体出口とを有する中温分離装置、
h)前記熱交換器の前記低温分離器液体流路と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した出口とを有する第2の膨張装置、ならびに
i)前記熱交換器の前記低温分離器蒸気流路と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した出口とを有する第3の膨張装置
を備える、システム。 - 混合冷媒を用いてガスを冷却するためのシステムであって、
a)冷却流路を含む熱交換器であって、前記冷却流路は、前記ガスの供給を受けるように構成された入口と、前記熱交換器から製品が出て行く出口とを有し、前記熱交換器が、主冷凍流路、高圧蒸気流路、高圧液体流路、低温分離器蒸気流路、および低温分離器液体流路も含む、熱交換器、
b)前記主冷凍流路の出口と流体連通した入口を有する圧縮装置、
c)前記圧縮装置の出口と流体連通した入口と、出口とを有するアフタークーラ、
d)前記アフタークーラの前記出口と流体連通した入口を有し、前記熱交換器の前記高圧液体流路と流体連通した液体出口と、前記熱交換器の前記高圧蒸気流路と流体連通した蒸気出口とを有するアキュムレータ、
e)前記熱交換器の前記高圧蒸気流路と流体連通した入口と、前記熱交換器の前記低温分離器蒸気流路と流体連通した蒸気出口と、前記熱交換器の前記低温分離器液体流路と流体連通した液体出口とを有する低温蒸気分離器、
f)前記熱交換器の前記高圧液体流路と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した出口とを有する第1の膨張装置、
g)前記熱交換器の前記低温分離器液体流路と流体連通した入口と、出口とを有する第2の膨張装置、
h)前記第2の膨張装置の前記出口と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した蒸気出口と、前記主冷凍流路と流体連通した液体出口とを有するCVS温度分離装置、ならびに
i)前記熱交換器の前記低温分離器蒸気流路と流体連通した入口と、前記主冷凍流路と流体連通した出口とを有する第3の膨張装置
を備える、システム。 - 混合冷媒を用いてガスを冷却するためのシステムであって、
a)熱交換器であって、内側部を画定するシェルと、前記内側部の中に配置され、前記ガスの供給を受けるように構成された入口、および前記熱交換器から製品が出て行く出口を有する冷却流路とを含み、前記熱交換器が、前記内側部の中に配置された予冷液体流路、高圧蒸気流路、高圧液体流路、低温分離器蒸気流路、および低温分離器液体流路も含む、熱交換器、
b)前記熱交換器の前記内側部の出口と流体連通した入口を有する、第1の段の圧縮装置、
c)前記第1の段の圧縮装置の出口と流体連通した入口と、出口とを有する第1の段のアフタークーラ、
d)前記第1の段のアフタークーラの前記出口と流体連通した入口を有し、前記熱交換器の前記予冷液体流路と流体連通した液体出口と、蒸気出口とを有する低圧アキュムレータ、
e)前記低圧アキュムレータの前記蒸気出口と流体連通した入口と、出口とを有する第2の段の圧縮装置、
f)前記第2の段の圧縮装置の前記出口と流体連通した入口と、出口とを有する第2の段のアフタークーラ、
g)前記第2の段のアフタークーラの前記出口と流体連通した入口を有し、前記熱交換器の前記高圧液体流路と流体連通した液体出口と、前記熱交換器の前記高圧蒸気流路と流体連通した蒸気出口とを有する高圧アキュムレータ、
h)前記熱交換器の前記高圧蒸気流路と流体連通した入口と、前記熱交換器の前記低温分離器蒸気流路と流体連通した蒸気出口と、前記熱交換器の前記低温分離器液体流路と流体連通した液体出口とを有する低温蒸気分離器、
i)前記熱交換器の前記高圧液体流路と流体連通した入口と、前記熱交換器の前記内側部と流体連通した出口とを有する第1の膨張装置、
j)前記熱交換器の前記低温分離器液体流路と流体連通した入口と、前記熱交換器の前記内側部と流体連通した出口とを有する第2の膨張装置、
k)前記熱交換器の前記低温分離器蒸気流路と流体連通した入口と、前記熱交換器の前記内側部と流体連通した出口とを有する第3の膨張装置、ならびに
l)前記熱交換器の前記予冷液体流路と流体連通した入口と、前記熱交換器の前記内側部と流体連通した出口とを有する第4の膨張装置
を備える、システム。 - 混合冷媒を用いてガスを冷却する方法であって、
a)主冷凍流路に流れる混合冷媒と向流の間接熱交換関係になるように、熱交換器の冷却流路に前記ガスを流すステップと、
b)前記主冷凍流路から出て行く混合冷媒を圧縮システムにおいて調整および分離して、高沸点冷媒液体流、高圧蒸気流、および中沸点液体流を形成するステップと、
c)前記熱交換器において前記高圧蒸気を冷却するステップと、
d)前記冷却された高圧蒸気を低温分離器蒸気流と低温分離器液体流に分離するステップと、
e)前記熱交換器において前記低温分離器液体流を過冷却するステップと、
f)前記過冷却された低温分離器液体流をフラッシュさせて、第1の低温分離器混合相流を形成するステップと、
g)前記第1の低温分離器混合相流を前記主冷凍流路へと導くステップと、
h)前記熱交換器において前記低温分離器蒸気流を冷却するステップと、
i)前記冷却された低温分離器蒸気流をフラッシュさせて、第2の低温分離器混合相流を形成するステップと、
j)記第2の低温分離器混合相流を前記主冷凍流路へと導くステップと、
k)前記熱交換器において前記中沸点液体流を過冷却するステップと、
l)前記過冷却された中沸点液体流をフラッシュさせて、中沸点混合相流を形成するステップと、
m)前記中沸点混合相流を前記主冷凍流路へと導くステップと、
n)前記熱交換器において前記高沸点冷媒液体流を過冷却するステップと、
o)前記過冷却された高沸点冷媒液体流をフラッシュさせて、高沸点混合相流を形成するステップと、
p)前記高沸点混合相流を前記主冷凍流路へと導くステップと
を含む、混合冷媒を用いてガスを冷却する方法。 - ステップg)が、前記第1の低温分離器混合相流を分離してCVS温度蒸気流およびCVS温度液体流を形成し、前記CVS温度蒸気流および前記CVS温度液体流を前記主冷凍流路へと導くステップを含む、請求項21に記載の混合冷媒を用いてガスを冷却する方法。
- ステップp)が、前記高沸点混合相流と前記第1の低温分離器混合相流を組み合わせるステップを含む、請求項22に記載の混合冷媒を用いてガスを冷却する方法。
- ステップm)が、前記中沸点混合相流を分離して中温蒸気流および中温液体流を形成し、前記中温蒸気流および前記中温液体流を前記主冷凍流路へと導くステップを含む、請求項21に記載の混合冷媒を用いてガスを冷却する方法。
- ステップp)が前記高沸点混合相流と前記中沸点混合相流を組み合わせるステップを含む、請求項24に記載の混合冷媒を用いてガスを冷却する方法。
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