NO803742L - Fremgangsmaate og system for kjoeling av et fluidum som skal kjoeles ned til en lav temperatur - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt en fremgangsmåte og et system for kjøling av et fluidum som skal nedkjøles til en lav temperatur. Den er nærmere bestemt rettet på og har som spesielt formål en prosess for sparing av energi og eventuelt innledende kapitalutlegg og opprinnelige omkost-

ninger i en fremgangsmåte for kjøling av minst et fluidum som skal nedkjøles til en lav temperatur, lavere enn en hittil foretrukket verdi på -30°C og spesielt av et gassformet fluidum som skal gjøres flytende, såsom spesielt en naturgass eller syntetisk gass som f.eks. en methanrik gass, såvel som et apparat for utførelse av denne fremgangsmåte. Oppfinnelsen er også rettet på de forskjellige anvendelser og bruksformål som fremkommer ved at fremgangsmåten og/eller apparatet settes i praktisk anvendelse såvel som til de innretninger, utstyr, anordninger og anlegg som er utstyrt med slike apparater.

Det er kjent fremgangsmåter og systemer for kjøling

av fluidum som skal kjøles og særlig for å gjøre flytende lav-temperaturgasser, hvor det er mulig spesielt ved føring av fluidumene gjennom egnede varmeutvekslere å oppnå kondenser-ingen ved høyt trykk og lav temperatur av naturlige og synte-tiske gasser og deretter underkjølingen ved høyt trykk av de flytendegjorte gasser og etterfølgende ekspansjon i en ventil før gjenvinning f.eks. av de flytendegjorte gasser i en samle-beholder eller lagertank ved lavt trykk. Det er også kjent for utførelse av kjøletrinnet å anvende metoder, hvor det kjøl-

ende eller kuldegenererende fluidum eller fluidumer konden-

seres ved lav temperatur og høyt trykk og hvor det flytende kjølefluidum eller fluidumer er underkjølt ved meget lav temperatur og høyt trykk og deretter ekspanderes i ventiler og fordampes ved lavt trykk.

Et hovedformål med foreliggende oppfinnelse er å for-bedre denne kjente tilstand av kjent teknikk spesielt med sikte på å minske kraftforbruket ved kompressorene for kjøl-

ing av fluidumer i forhold til samme mengde behandlede produkter, og derved redusere omkostningene ved behandlingen.

For dette formål skaffer oppfinnelsen til veie en fremgangs-

måte ved energisparing og eventuelt innledende omkostninger i en fremgangsmåte for kjøling av i det minste et fluidum

som skal nedkjøles til en lav temperatur, lavere enn en inntil nå foretrukket verdi på -30°C, såsom særlig, men ikke ute-lukkende en fremgangsmåte for å flytendegjøre en gass ved varmeutveksling med et enkelt kjølefluidum eller med et kjøle-fluidum som er del av et system på flere kjølefluidumer utviklet i samsvar med respektive individuelle sykluser, kombinert til en kuldegenererende kaskade f.eks. av en inkorporert type eller ekvivalent med suksessive temperaturfall. Det eller hvert kjølende fluidum består da av en blanding av flere forskjellige komponentstoffer og utvikler seg i samsvar med en lukket kjølesyklus mens den eller de suksessivt der gjennomgår: minst en kompresjon i den gassformede tilstand, minst en forkjøling med i det minste delvis høytrykkskonden-sering eller flytendegjøring av blandingen ved høyt trykk, minst en selvkjøling med underkjøling av minst en flytende fraksjon ved varmeutveksling i motstrømsforhold med lavtrykks-damp som kommer fra i det minste den samme underkjølte flytende fraksjon av det nevnte samme kjølefluidum, minst en ekspansjon av i det minste nevnte samme fraksjon ned til et lavt trykk med i det minste en omdanning til den nevnte damp som deretter komprimeres pånytt. M.a.o., under disse kjente opera-sjonstrinn gir denne nevnte blanding eller fraksjoner av samme avkjølt i en eller flere varmeutvekslere i motstrømsforhold med en eller deler av seg selv ekspandert ned til et trykk eller trykk lavere enn nevnte høytrykk og deretter blir denne blanding eller nevnte fraksjoner av samme ekspandert i et eller flere ekspansjonselementer og mates inn i den eller de kjølende varmeutvekslere.

Fremgangsmåten ved sparing av energi og omkostninger i samsvar med oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den består i å redusere for en og samme mengde behandlede produkter, den effekt som er absorbert ved nevnte kompresjon, ved å foreta minst eller hver av nevnte ekspansjoner dynamisk for å produsere et ytre mekanisk arbeide for eksempel som kan generere en kontinuerlig dreiende bevegelse.

Når fluidumet som skal kjøles, er en gass som skal gjøres flytende og strømmer særlig i en åpen sløyfe mens den blir i det minste delvis flytendegjort ved høyt trykk og hvor i det minste dens eventuelle eller fortrinnsvise tidligere underkjølte flytende fase ekspanderes og deretter gjenvinnes eller samles opp og f.eks. lagret i en statisk tilstand ved lavt trykk, er det fordelaktig at i samsvar med et annet trekk ved oppfinnelsen den nevnte ekspansjon også foretas dynamisk slik at der skaffes et lignende ytre mekanisk arbeide.

I samsvar med ennå et annet karakteristisk trekk ved oppfinnelsen gjenvinnes det nevnte ytre mekaniske arbeid for generering enten av forbrukbart omdannet energi eller en nyttig teknisk effekt.

Ifølge ennå et trekk ved oppfinnelsen utføres minst en eller hver av de nevnte ekspansjoner ned til et trykk lavere enn minst 15 bar ved nevnte høye trykk.

Ifølge ennå et annet trekk ved oppfinnelsen etter-følges nevnte dynamiske ekspansjon som genererer drivende effekt, av en ytterligere passiv ekspansjon uten noen generering av ytre arbeide for å holde fluidumet utviklet i en monofase flytende tilstand, og derved unngå dens fordampning ved for lavt trykk under den nevnte dynamiske ekspansjon.

I samsvar med et ytterligere karakteristisk trekk ved oppfinnelsen er arten og sammensetningen av i det minste et eller hvert nevnte kjølefluidum tilpasset til eller sammen-lignet med antallet av dynamiske ekspansjoner.

Oppfinnelsen tar altså sikte på å skaffe tilveie et apparat for utførelse av den nevnte prosess, av den art som omfatter: på den ene side en spesiell åpen krets for det fluidum som skal kjøles, spesielt for nevnte gass som skal kjøles, omfattende minst følgende elementer: minst en gjennomgang for det fluidum som skal kjøles inne i minst en varmeutveksler gjennom hvilken kjølefluidumet strømmer, minst et ekspan-sjonselement for en flytende fase eller flytendegjort gass, samt på den annen side en lukket krets for det kjølende fluidum som er alene eller en del av et system av forskjellige adskilte kretser av respektive forskjellige kjøleflui-dumer, kombinert til en kuldegenererende kaskade eller lignende, idet den nevnte eller hver krets inkluderer minst følg-ende elementer: minst en kompressor for gassformet kjøle-fluidum, minst en kjøler og/eller kondensator og minst nevnte varmeutveksler som inneholder minst en strømningsgjennomgang for det i det minste delvis flytendegjorte kjølefluidum og minst en gjennomgang for det fordampede kjølefluidum som strekker seg i motsatt retning i forhold til hver av nevnte strømningskanaler mens den på oppstrømsiden er forbundet med nedstrømsenden av strømningskanalen gjennom innskytning av minst et element for ekspandering av minst en fraksjon av den flytende fase av kjø]eflujdume l og ved sin nedstrømsende med sugesiden av nevnte kompressor.

I samsvar med oppfinnelsen er dette apparat kjennetegnet ved at minst ett eller hvert av nevnte ekspansjonselementer består av minst en drevet kryogenisk turbomaskin som har minst en hydraulisk turbin eller arbeider med et praktisk talt ikke komprimerbart arbeidsfluidum.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen er fluidum-avløpet for minst en eller hver av nevnte turbomaskiner forbundet med en ytterligere ekspansjonsventil.

I samsvar med ennå et karakteristisk trekk ved oppfinnelsen har, en eller hver av nevnte turbomaskiner sin aksel forbundet med minst en maskin som genererer elektrisk kraft eller arbeide.

Den således beskrevne oppfinnelse skaffer en vesentlig teknisk forbedring fordi den byr følgende hovedfordeler: - en vesentlig reduksjon av den nødvendige kompre-sjonskraft (dvs. den kraft som absorberes av kompressorene for kjølefluidumene) for en og samme mengde flytendegjort fluidum: denne kraftbesparelse kan nå f.eks. omkring 10% i tilfelle av flytendegjøring av naturgass som er særlig rik på methan; - en eventuell energigjenvinning ved anvendelse av mekanisk energi skaffet tilveie av de hydrauliske turbiner med kryogenisk ekspansjon for drift av enten elektriske gene-ratormaskiner eller andre hjelpemaskiner som roterer; denne gjenvundne energi kan f.eks. være opptil ca. 5% av den energi som forbrukes av nevnte kompresorer.

Av dette fremgår at oppfinnelsen gjør det mulig å oppnå en total energibesparelse som f.eks. kan være opp til ca. 15% av den totale tilførte energi absorbert av kompre-sorene for de kjølende fluidumer.

Oppfinnelsen kan anvendes på et hvilket som helst system av fluidumkjøling og dens kriterium for anvendelse er hovedsakelig bestemt av den energibesparende politikk eller økonomi for det land hvor den anvendes fordi dens interesse hovedsakelig avhenger av den lokale energipris og f.eks. spesielt av prisen på energitilførsel. I samsvar med den relative verdi av en slik omkostning, dvs. hvis energilever-ingen er forholdsvis kostbar, kan det således være fordelaktig å benytte kreogenisk ekspansjon i hydrauliske turbiner også ved mindre lave temperaturer.

Det må i denne forbindelse påpekes at en ekspansjonsturbin er mer fordelaktig enn en ekspansjonsventil fordi temperaturen av det fluidum som skal ekspanderes, er lavere før dets ekspansjon. Fordelen ved kjølefluidum-kompresjons-kraftinntak frembragt ved bruk av hydrauliske ekspansjonsturbiner, er desto bedre jo dårligere effektiviteten av kjølesyklusen er. Kjølesyklusen bør arbeide med forholdsvis høye trykkdifferensialer.

Varmeutvekslerne og/eller kondenserne som anvendes, kan være av en hvilken som helst type såsom særlig av slange-typen, av platetypen, av typen med ribberør osv.

Oppfinnelsen vil bedre forstås og ytterligere formål, karakteristiske trekk, detaljer og fordeler ved denne vil fremgå klarere fra følgende beskrivelse under henvisning til tegningene, som skal vise rene eksempler ved å illustrere noen hittil foretrukne spesielle utførelser av oppfinnelsen og hvor fig. 1 viser en første utførelse av et system for flytendegjøring av f.eks. en naturgass ved hjelp av et enkelt kjølefluidum som gjennomgår en enkelt ekspansjon, fig. 2 viser en alternativ utførelse eller modifisering av det foregående system, med faseseparering og dobbelt ekspansjon av kjølefluidumet, fig. 3 viser en annen utførelse med bruken av to kjølesykluser for respektive et hoved- og et hjelpefluidum, kombinert til en kuldegenererende kaskade ved hjelp av en felles varmeutveksler, med en enkelt ekspansjon av hjelpekjølefluidumet og forkjøling av gassen' som skal flytendegjøres, fig. 4 viser ennå en annen utførelse med to kjølesykluser for respektive et hoved- og et hjelpefluidum med flertrinns kompresjon og dobbelt ekspansjon av hjelpe-kjølef luidumet og med to varmeutvekslere koblet i serie for å kombinere begge sykluser og tre gangers ekspansjon av hovedkjølefluidumet, og fig. 5 viser ennå en annen utførelse som omfatter en innledende delvis dobbelt flytendegjøring av det enkelte kjølefluidum inne i en hjelpevarmeutveksler-kolonne.

På de forskjellige figurer av tegningene er de samme henvisningstall anvendt for å betegne like eller lignende elementer eller deler oy de numeriske trykkverdier som er angitt som rene eksempler, er absolutte trykk.

I samsvar med den som eksempel viste utførelse på fig. 1 er den åpne krets av kjølt fluidum særlig for til-fellet med naturgass Gn som skal flytendegjøres, generelt betegnet med henvisningstallet 1, mens den lukkede krets med hovedkjølefluidum er generelt betegnet med henvisningstallet 2, idet begge kretser er termisk kombinert gjennom medvirk-ningen av minst en vanlig kryogenisk varmeutveksler 3 for flytendegjøring av det gassformede fluidum.

Den åpne krets 1 omfatter en inntakskanal 4 som fører inn i varmeutveksleren 3 og er forbundet med minst en indre kanal i denne utveksler som består f.eks. av et sett, et knippe c.l. bunt av rørviklinger 5, hvis avløp er forbundet gjennom en kanal 6 med inntaket til en kryogenisk hydraulisk ekspansjonsturbin 7, hvis avløp gjennom en rørledning 8 står i forbindelse med et kar eller lignende tank 9 for oppbe-varing eller lagring av f.eks. flytendegjort naturgass Gni. En ekspansjonsventil 10 kan med fordel men etter valg inn-skytes i rørledningen 8 mellom turbinen 7 og tanken 9. Den maskindrevne utgående drivaksel på turbinen 7 kan med fordel men etter valg være koblet til en roterende maskin 11 som skal drives, hvilken f.eks. er en elektrisk generator (hvorved dannes et elektrisk generatorsett med turbinen 7).

Den lukkede krets 2 (avgrenset og symbolsk vist ved hjelp av en ramme eller et rektangel trukket med brutte lin-jer) inneholder et kjølefluidum bestående av en blanding av flere komponenter hvorav i det minste en vesentlig del med fordel består av hydrokarboner.

Denne krets 2 omfatter i rekkefølge i retning av strømmen av kjølefluidumet: minst en kompressor 12 for kjøle-fluidumet i gassformet tilstand, med f.eks. to trinn, nemlig et lavtrykkstrinn 12a og et høytrykkstrinn 12b som hvert enkelt er drevet enten separat fra en individuell drivkraft-kilde eller sammen fra en felles motor mens deres respektive aksler er mekanisk koblet. Denne kompressor er tilpasset for komprimering av kjølefluidumet i den gassformede tilstand og det komprimerte fluidumuttak eller leveringsåpning på lav-trykkstrinnet 2a er tilkoblet sugeåpningen for høytrykkstrin-net 12b gjennom en mellomliggende eller mellomtrinnskjøler 13 hvis kjølefluidum fortrinnsvis leveres utenfra og består f.eks. av vann eller luft. Avløpet eller leveringsåpningen for høytrykks-kompresjonstrinnet 12b er forbundet med tilsvarende inntak på varmeutveksleren 3 gjennom minst en avsluttende eller etterkjøler 15 og minst en kondensator 16. Etterkjøle-ren 15 er med fordel av samme art som mellomkjøleren 13, dvs. med et kjølefluidum tilført utenfra og som består f.eks. av vann eller luft, mens kondensatoren 16 har sitt kjølefluidum tilført fra utsiden og bestående f.eks. av propan eller propy-len. Nærmere bestemt ved inntaket til varmeutveksleren 3 er rørledningen 14 forbundet med oppstrømsenden av minst en indre strømningskanal 17 som strekker seg hovedsakelig i samme retning som strømningskanalen 5 og hvis nedstrømsende er forbundet gjennom en kanal 18 som kommer ut fra varmeutveksleren 3, til inntaket for en kryogenisk hydraulisk turbin e.l. 19 som befinner seg f.eks. utenfor varmeutveksleren 3. Uttaket fra denne tubin 19 er gjennom en kanal 20 forbundet med et fordelingssystem anbragt inne i varmeutveksleren 3 og som består enten av minst en begrenset kanal som strekker seg i det minste tilnærmet parallelt i forhold til strøm-ningskanalene 5 og 17, fra respektive nedstrømsender til de respektive oppstrømsender av samme eller av en stråleprodu-serende spruteinnretning e.l. 21, som kommuniserer med det indre rom av kapslingen eller mantelen på varmeutveksleren 3 og munner direkte ut i det rom, slik at det sprøytede' fluidum vil strømme mens det fortsetter å fordampe i nevnte retning om strømningskanalene 5 og 17, for å strømme omkring disse i direkte kontakt med dem.

Minst en ytterligere ekspansjonsventil 22 kan være innskutt i rørledningen 20 mellom avløpet for turbinen 19 og det tilsvarende innløp i varmeutveksleren 3. Turbinens 19 ut^- gående drivaksel kan eventuelt være mekanisk koblet til driv-akselen for en roterende maskin 23 f.eks. av samme art som den roterende maskin 11 og som nærmere bestemt består enten av en elektrisk generator eller av en eller annen arbeidsproduserende maskin.

Driften av dette system er da følgende: den naturlige gass Gn som f.eks. skal flytendegjøres, mates inn i kanalen 4 ved et absolutt høyt trykk f.eks. på omkring 40 bar og ved en temperatur f.eks. på omkring -35°C. Denne gass strøm-mer gjennom strømningskanalen 5 for varmeutveksleren 3 mens den deri er i varmeutveksling med kjølefluidumet for å bli suksessivt nedkjølt til flytendegjøring og deretter under-kjølt, slik at den forlater varmeutveksleren 3 fortsatt ved et høyt trykk gjennom kanalen 6 mens den befinner seg på en temperatur f.eks. på omkring -150°C. Den flytendegjorte gass strømmer deretter gjennom den hydrauliske turbin 7 og ekspanderer i denne ned til et lavt trykk f.eks. på omkring 3 bar mens den der produserer et ytre arbeid ved drift av turbinen 7 med en kontinuerlig rotasjonsbevegelse, hvilken turbin på sin side eventuelt kan drive en roterende maskin 11 mekanisk for å gi en nyttig teknisk effekt. Ved utstrømning fra turbinen 7 gjennomgår dette ekspanderte fluidum eventuelt en ytterligere ekspansjon gjennom en ekspansjonsventil 10 slik at den f.eks. gjenvinnes eller samles opp og lagres i flytende tilstand GNL i tanken 9.

Når det gjelder arbeidssyklusen for kjølefluidumet trekkes dette i en helt fordampet tilstand ved lavt trykk på f.eks. 2,7 bar i en temperatur f.eks. på omkring -38°C inn i lavtrykkskompresjonstrinnet 12a på kompressoren 12, hvorfra det tas ut ved et mellomtrykk gjennom mellomkjøleren 13 og trekkes deretter inn i høytrykkskompresjonstrinnet 12b på samme kompressor som deretter leverer det fortsatt i gassformet tilstand ved et høyt trykk f.eks. på omkring 40 bar inn i rørledningen 14 i rekkefølge gjennom ytterkjøleren 15 og. deretter gjennom kondensatoren 16, hvor kjølefluidumet kondenseres delvis eller helt fortsatt ved det samme nevnte høye trykk og ved en temperatur f.eks. på omkring -35°C. Deretter går det inn i strømningskanalen 17 i varmeutveksleren 3, hvor det er i varmeutveksling med en fordampet del av seg selv for å bli ytterligere avkjølt i denne eventuelt til hel flytende-gjøring (hvis dette ikke er skjedd fullt ut i kondensatoren 16) og deretter for å bli underkjølt i denne i den flytende tilstand ned til en temperatur på f.eks. omkring -150°C ved et trykk på omkring 38 bar for deretter å bli matet gjennom rørledningen 18 inn i den hydrauliske turbin 19, hvor det ekspanderer ned til et lavt trykk på f.eks. 3 bar ved en temperatur f.eks. på omkring -150°C og deretter går tilbake gjennom rørledningen 20 inn i varmeutveksleren 3, eventuelt etter å ha strømmet gjennom ventilen 22 og gjennomgå en ytterligere ekspansjon i denne. Ekspansjonen i turbinen 19 vil generere eller holde vedlike den kontinuerlige dreiende bevegelse av denne med eventuelt ledsagende drift av den roterende maskin 23. Det ekspanderte kjølte fluidum blir deretter fordelt gjennom de f.eks. strålefrembringende sprut-elementer 21 inne i kapslingen eller kassen for utveksleren 3 og dette kjølende fluidum strømmer mens det fortsetter fordampningen inne i kapslingen gjennom varmeutveksleren i mot-strømsf orhold til strømningskanalene 5 og 17 som det sterkt kjøler mens det strømmer omkring dem (og derved innenfor disse strømningskanaler induserer total flytendegjøring av fluidumene som foreligger der og deretter respektive under-kjøler disse) . Det fordampede kjølefluidum kommer ut av varmeutveksleren 3 gjennom utløpsåpningen 24 ved nevnte lave trykk på 2,7 bar og ved temperaturen på -38°C for å strømme tilbake gjennom kanalen 25 til sugeåpningen for lavtrykks-trinnet 12a på kompressoren 12, slik at det gjenopptar syklusen som således gjentas så lenge kretsen 1 mates med en strømning av gass som skal flytendegjøres. Da ekspansjonen av den flytendegjorte gass inne i turbinen 7 på grunn av oppfinnelsen gjør det mulig for gassen å bli kjølt ned vesentlig mer enn gjennom en enkel ventil, blir det mulig derved å redusere kjølekapasiteten eller effekten av varmeutveksleren 3 og følgelig også den nødvendige tilførte effekt absorbert av kompressoren 12 og således gjøre anleg-get mindre kostbart. På grunn av utskiftingen ifølge oppfinnelsen av de vanlige ekspansjonsventiler med hydrauliske ekspansjonsturbiner, fjernes de tunge energitap inne i slike ventiler i betraktning av det store trykkdifferensial i ekspansjonen derfor slik at systemet ifølge fig. 1, hvilket er meget fordelaktig på grunn av sin enkelhet, blir spesielt interessant på grunn av sin høye ydelse.

Systemet vist pa fig. 2 avviker fra det på fig..1 ved den mer omhyggelige konstruksjon av kretsen og arbeidssyklusen 2 for kjølefluidumet. Varmeutveksleren 3 er i dette tilfelle delt i to deler eller seksjoner 3a og 3b som i stedet for å utgjøre endel av det samme apparat eller felles utstyr kan bestå av separate enheter som kommuniserer med eller er forbundet i serie med hverandre. I seksjonen 3a utføres flytendegjøringen av fluidumene som er innblandet og spesielt den gass som skal flytendegjøres såvel som av gassfasen av kjølefluidumet, mens i seksjonen 3b foregår underkjølin-gen av de respektive flytendegjorte fluidumer fra seksjonen 3a.

Mellom kondensatoren 16 og seksjonen 3a av varmeutveksleren 3 er innskutt en faseseparator 26 tilkoblet utgangen fra kondensatoren 16, mens strømningskanalen på fig.

1 her er erstattet av to strømningskanaler 17a hhv. 17b,

som strekker seg hovedsakelig parallelt og hvorav den første strekker seg hovedsakelig inne i seksjonene 3a og 3b av varmeutveksleren 3, mens den annen 17b bare strekker strekker seg inne i seksjonen 3a. Strømningskanalen 17a har en oppstrømsende som er koblet gjennom rørledningen 14a til dampfase-samlerommet for faseseparatoren 26, mens strøm-ningskanalen 17b har en oppstrømsende koblet gjennom rørled-ningen 14b til samlerommet for flytende fase i faseseparatoren 26. Enden på nedstrømssiden av strømningskanalen 17a er koblet gjennom en rørledning 18a til inntaket på den kryogeniske hydrauliske ekspansjonsturbin 19a (eventuelt koblet med sin aksel mekanisk til en roterende maskin 23a), hvis uttak er forbundet over rørledningen 20a (eventuelt gjennom . en ytterligere ekspansjonsventil 22a) til en (særlig stråle-produserende) fordeler 21a anbragt ved den tilsvarende ende av seksjonen 3b av varmeutveksleren 3. Nedstrømsenden av strømningskanalen 17b er gjennom rørledningen 18b koblet til den kryogeniske hydrauliske ekspansjonsturbin 19b (eventuelt med sin aksel mekanisk koblet til den roterende maskin 2 3b), hvis utgang er forbundet gjennom rørledningen 20b

(eventuelt gjennom en ytterligere ekspansjonsventil 22b) til (f.eks. stråleprodusende sprut) fordelingselementet 21b anbragt ved en mellomstilling inne i varmeutveksleren 3 hovedsakelig ved den ende som er felles for begge tilstøtende seksjoner 3a og 3b av denne.

Dette system arbeider som følger:

Naturgassen GN f.eks. ved en temperatur på omkring -35°C og ved et trykk på f.eks. ca. 45 bar trer inn i gassformet tilstand i segmentet av strømningskanalen 5 som befinner seg inne i seksjonen 3a av varmeutveksleren 3 og flytendegjøres der og denne flytendegjorte gass blir etter-på underkjølt i den del av strømningskanalen 5 som er inne i seksjonen 3b av varmeutveksleren 3, hvorfra den strømmer ut ved en temperatur på f.eks. -160°C og ved et absolutt trykk på 42 bar for deretter suksessivt å bli ekspandert og lagret som beskrevet med henvisning til fig. 1.

Kjølefluidumet, komprimert ved et'høyt trykk, blir delvis kondensert i kondensatoren 16 f.eks. ved temperaturen

-35°C og ved et trykk på 40 bar til en blanding av gassformet og flytende fase, som separeres fra hverandre i separatoren 26. Den gassformede fase mates gjennom kanalen 14a inn i det segment av gjennomstrømningskanalen 17a som befinner seg i seksjonen 3a av varmeutveksleren 3 for å bli flytendegjort der og deretter blir denne flytendegjorte fraksjon underkjølt i den del av gjennomstrømningskanalen 17a som er anbragt i seksjonen 3b av varmeutveksleren 3, hvorfra denne underkjølte fraksjon strømmer gjennom rørledningen 18a med en temperatur f.eks. på omkring -160°C og ved et trykk f.eks. på omkring 38 bar for deretter å strømme gjennom den hydrauliske turbin 19a'mens den ekspanderer i denne. Denne ekspansjon (som induserer en kontinuerlig roterende bevegelse av turbinen og eventuelt av den roterende maskin 23a) har kjølt denne fraksjon ned til en temperatur f.eks. på

omkring -163° og derved senke dens trykk f.eks. ned til omkring 3,2 bar og denne eksparte fraksjon mates gjennom rør-ledningen 20a (eventuelt etter tilleggsekspansjon i ventilen 22a) til fordelingselementet 21a, hvor den ekspanderte fraksjon sprøytes ut f.eks. Kjølefluidumet som på denne måte sprøytes ut, strømmer f.eks. inne i kapslingen eller huset

for varmeutveksleren 3 mens det fortsetter å fordampe og strømmer omkring strømningskanalene 5, 17a og 17b i motstrøm til fluidumene som henholdsvis føres i disse kanaler. Fraksjonen av flytende kjølefluidum som kommer fra separatoren 26, mates gjennom kanalen 14b inn i strømningskanalen 17b i varmeutveksleren 3 for å bli underkjølt der til en temperatur f.eks. på omkring -120°C ved et trykk f.eks. på 38 bar og den forlater varmeutveksleren 3 gjennom kanalen 18b for deretter å strømme gjennom den hydrauliske turbin 19b mens den ekspanderer i denne (og således induserer den kontinuerlige roterende bevegelse av turbinen og eventuelt av den drevne roterende maskin 23b). Denne ekspansjon har således kjølt denne fraksjon ned til en temperatur f.eks. på omkring -123° og derved senket dens trykk f.eks. ned til omkring 3,0 bar og det ekspanderte fluidum mates gjennom kanalen20b til fordeleren 21b f.eks. for å bli sprøytet i denne inne i kap-selen for seksjonen 3a av varmeutveksleren 3, hvor den fortsetter fordampningen. Denne fordampede fraksjon av kjøle-fluidumet blander seg med den fordampede fraksjon av kjøle-fluidum som kommer fra seksjonen 3b av varmeutveksleren for å strømme f.eks. mens den strømmer omkring de tre kanaler 5, 17a og 17b i motstrømsretning i forhold til retningene' for de respektive fluidumer i disse tre kanaler. Slik direkte kontakt mellom det fordampede kjølefluidum og de nevnte strøm-ningskanaler vil føre til en sterk varmeutveksling mellom dem, og således oppnå på den ene side den sterke underkjøling av den flytendegjorte gass og av det flytendegjorte kjøle-fluidum som strømmer i de tilsvarende deler av strømnings-kanalene 5 hhv. 17a, som befinner seg i seksjonen 3b av varmeutveksleren 3, og på den annen side flytendegjøringen av disse fluidumer i de tilsvarende deler av strømningskanalene 5 og 17a som befinner seg i seksjonen 3a av varmeutveksleren såvel som underkjølingen av det flytende kjølefluidum som sirkulerer i strømningskanalen 17b i den samme seksjon 3a av varmeutveksleren. Det totale fordampede kjølefluidum som kommer fra varmeutveksleren 3 gjennom avløpsåpningen 24 og kanalen 25 ved temperaturen på -38°C og trykk på 2,7 bar, trekkes igjen inn av kompressoren 12 med tanke på å gjenta kj ølesyklusen.

Systemet vist på fig. 3 avviker hovedsakelig fra det på fig. 2 for det første ved en forhåndskjøling av gassen som skal flytendegjøres og for det annet ved anvendelsen av to adskilte sykluser for kjøling av fluidumet, nemlig en syk-

lus med hoved- eller lett kjølefluidum 2 og en syklus med hjelpe- eller tungt kjølefluidum 3, bestående av en blanding av komponenter og kombinert til en slags kuldefrembringende inkorporert kaskade ved hjelp av en kondensator 16' som danner en kryogenisk varmeutveksler felles for begge kjøle-sykluser 2 og 3, mellom hvilke det således skaffes en termisk forbindelse.

Kretsen 1 med gass som skal flytendegjøres omfatter således en kryogenisk varmeutveksler 27 for forkjøling av gassen som skal behandles og felles for begge kretser med gass som skal flytendegjøres 1 og for hoved- eller lett kjøle-fluidum 2. Denne utveksler 27 er f.eks. av platetypen og inkluderer gjennomganger 28, 2 9 innskutt henholdsvis i kanalen 4 før varmeutveksleren 3 og i kanalen 25 mellom utløpet 24 fra varmeutveksleren 3 og lavtrykks-sugeåpningen for kompressoren 12.- I kanalen 4 mellom utløpet av utveksleren 27 og innløpet for utveksleren 3 kan også være innskutt et gass-béhandlingsapparat 30 (som f.eks. bevirker fjernelse av tunge komponenter fra denne) .

Kretsen 1 arbeider da som følger:

Gassen GN som skal flytendegjøres, trer inn i kana-lerf 4 ved en temperatur f.eks. på omkring +20°C og ved et absolutt trykk f.eks. på omkring 46 bar og strømmer gjennom kanalen 28 i varmeutveksleren 27 for å bli foreløpig kjølt og eventuelt delvis kondensert der ved varmeutveksling med hovedkjølefluidumet som sirkulerer i gjennomgangen 29. Når den forlater utveksleren 27 strømmer gassen gjennom behand-lingsapparatet 30, hvorfra den kommer ut ved en temperatur f.eks. på omkring -50°C og ved et trykk f.eks. på omkring 45 bar for deretter å strømme gjennom strømningskanalen 5 i varmeutveksleren 3 og bli helt flytendegjort og deretter underkjølt i denne ned til en temperatur på f.eks. -158°C.og ved et trykk på f.eks. 42 bar. Denne flytendegjorte gass blir deretter ekspandert og så blir den lagret som tidligere beskrevet f.eks. ved -158,5°C og 1,1 bar.

I syklusen 2 for hoved- eller det lette kjølefluidum, omfatter kondensatoren 16' som danner en kryogenisk varmeutveksler med fordel av platetypen, minst en strømnings-gjennomgang 31 innskutt i kanalen 14 mellom utløpet av etter-kjøleren 15 og innløpet for faseseparatoren 26. Denne.syklus 2 arbeider da som følger: Når det kommer ut av etterkjøleren 15 er hovedkjøle-fluidumet f.eks. på en temperatur på omkring +30°C og' et trykk på omkring 41 bar og strømmer gjennom gjennomgangen 31

i den kryogeniske utveksler 16' for å bli delvis kondensert i denne ved varmeutveksling med hjelpe- eller tungkjøleflui-dumet fra kjølesyklusen 3. HOved- eller det lette kjølefluidum som således er delvis kondensert f.eks. ved en temperatur på omkring -50°C og et trykk på omkring 40 bar, vil deretter gjennomgå en faseseparering inne i separatoren 26. Dens flytende fase som f.eks. er underkjølt inne i varmeutveksleren 3 f.eks. ned til en temperatur på omkring -130°C og et trykk f.eks. på omkring 38 bar, ekspanderes som nevnt ovenfor og får sin temperatur da senket f.eks. til omkring -133°C og trykket senkes til 3,5 bar og fortsetter deretter å fordampe i varmeutveksleren 3 mens dampfasen i hovedkjølefluidumet som suksessivt blir flytendegjort og deretter underkjølt i varmeutveksleren 3"f.eks. ned til en temperatur på -158°C og et trykk på omkring 36 bar, ekspanderes som ovenfor nevnt og får sin temperatur senket f.eks. til omkring 163°C og trykket senket til omkring 3,7 bar og fortsetter fordampningen i varmeutveksleren 3. Det totalt fordampede hovedkjølefluidum som kommer ut fra varmeutveksleren 3 gjennom utløpsåpningen 24 f.eks. med en temperatur på omkring -60°C og et trykk på omkring 3,2 bar, strømmer gjennom gjennomgangen 29 i mot-strømsf orhold til retningen for strømmen av gass som skal flytendegjøres i gjennomgangen 28 for kjøling av sistnevnte

i denne ved varmeutveksling. Hovedkjølefluidumet som således blir oppvarmet påny i varmeutveksleren 27, forlater denne f.eks. med en temperatur på omkring +7°C og et lavt trykk på omkring 3 bar for igjen å bli trukket gjennom rørledningen

25 ved hjelp av kompressoren 12.

Den lukkede krets 3 for hjelpe- eller tungt kjøle-fluidum omfatter i rekkefølge i retning av strømningen av sistnevnte: et kompressorsett 32 bestående av to trinn eller kompressorer, nemlig et lavtrykkstrinn eller kompressor 32a og et høytrykkstrinn eller kompressor 32b. Det mellomliggende trykkutløp eller leveringsåpning for den første kompressor 32a er forbundet med en kanal 33 tilkoblet inntaket for en kondensator 34 som med fordel er av den type som arbeider med et ytre kjølemiddel bestående f.eks. av vann eller luft. Utløpet fra kondensatoren 34 er tilkoblet en faseseparator 35 hvis oppsamlingsrom for gassfasen er forbundet gjennom en rørledning 36 med sugeåpningen på den annen kompressor 32b, hvis utløps- eller tømmeåpning er forbundet gjennom en rør-ledning 37 med en kondensator 38 som med fordel er av den type som arbeider med et ytre kjølemedium bestående f.eks. av vann eller luft. Oppsamlingsrommet for den flytende fase i faseseparatoren 35 er ved hjelp av en kanal 39 koblet over en sirkulasjons- eller akselerasjonspumpe 40 med leveringskanalen 37 på den annen kompressor 32b i et forgreningspunkt 41 som befinner seg mellom sistnevnte og kondensatoren 38.

Kjølefluidumsutløpet på kondensatoren 38 er forbundet med oppstrømsenden av i det minste en strømningsgjennomgang 42 som befinner seg i varmeutveksleren 16' og hvis avløp er forbundet gjennom en rørledning 4 3 med inntaket for en kryogenisk hydraulisk ekspansjonsturbin 44 som er utenfor varmeutveksleren 16'. Akselen for denne turbin 44 er eventuelt mekanisk koblet til en roterende maskin 45. Utløpet fra den hydrauliske turbin 44 er over en rørledning 46 forbundet med oppstrømsenden av minst en gjennomgang 47 for hjelpekjøle-fluidumet inne i varmeutveksleren 16', hvilken f.eks. er av platekonstruksjonstypen. Strømningsledninger og gjennomganger 31, 42 og 47 strekker seg hovedsakelig parallelt med en og samme retning mens de er i innbyrdes varmeutveksling med hverandre. Nedstrømsenden av gjennomgangen 47 er forbundet gjennom utløpet 48 på varmeutveksleren 16' med en rørledning 49 med sugeåpningen på den første kompressor 32a.

Virkemåten for denne syklus 3 med hjelpe- eller tungt kjølefluidum er da som følger: Pljelpekjølefluidumet suges i gassformet tilstand f.eks. ved en temperatur på om kring +25°C og ved et lavt trykk på omkring 3 bar av den førstekompressor 32a som tømmer det ut ved et midlere trykk gjennom kondensatoren 34 hvor det komprimerte hjelpekjøle-fluidum delvis kondenseres til en blanding av gassformede hhv. flytende faser som deretter separeres i faseseparatoren 35. Den gassformede fase som f.eks. har en temperatur på omkring +30°C og et midlere trykk på omkring 15 bar, trekkes inn av den annen kompressor 32b for å bli levert under, høyt trykk inn i kanalen 37. Den flytende fase ved samme midlere trykk trekkes inn av pumpen 40 som hever dets trykk opp til leveringstrykket for den annen kompressor 32b og driver denne komprimerte flytende fase inntil den ved en 41 forener seg med det gassformede kjølefluidum som er tømt ut ved høyt trykk i rørledningen 37. Denne blanding av høytrykks gass-formetog flytende fase strømmer deretter gjennom kondensatoren 38 hvor hjelpekjølefluidumet blir helt kondensert og forlater denne kondensator f.eks. med en temperatur på omkring +30°C og ved et trykk på omkring 25 bar. Det flytende kjølefluidum strømmer deretter gjennom strømningskanalen 42

i aarmeutveksleren 16', hvor det underkjøles f.eks. ned til en temperatur på -50°C og med et trykk på omkring 2 3 bar gjennom varmeutveksling med en fordampet fraksjon av seg selv. Dette kjølefluidum som på denne måte er underkjølt, strømmer deretter gjennom den hydrauliske turbin 44 for å bli ekspandert i denne (og induserer således en kontinuerlig roterende bevegelse av denne turbin og eventuelt den tilhør-ende drift av den roterende maskin 45), og får derved senket sin temperatur f.eks. til -53°C og senket sitt trykk til omkring 3,3 bar. Ved utstrømning fra turbinen 44 kan det ekspanderte kjølefluidum etter valg ekspanderes ytterligere ved å strømme gjennom ekspansjonsventilen 50 som eventuelt er innskutt i kanalen 46 og strømmer deretter gjennom gjennomganger 47 for å fortsette fordampning ved lavt trykk ved sirkulasjon i denne i motstrømsforhold til de respektive ret-ninger av strømningen av fluidumer i gjennomstrømningene 31 og 42. Det fordampede hjelpekjølefluidum bevirker således ved varmeutveksling for det første kjøling av hoved- eller lettkjølefluidumet i strømningskanalen 31 til dettes delvise kondensering og for det annet for underkjøling av det tunge

eller hjelpekjølefluidum som sirkulerer i strømningsgjennom-gangen 42. Ved sitt utløp 48 fra varmeutveksleren 16' er det fordampede hjelpekjølefluidum f.eks. på en temperatur på omkring +25°C og på et trykk på omkring 3 bar, ved hvilket det trekkes inn igjen i gassformet tilstand av den første kompressor 32a for å bevirke gjentagelse av kjølesyklusen 3.

Som et rent eksempel skal det her gis en sammenlign-ing av de respektive operasjoner i et system i samsvar med oppfinnelsen som vist på fig. 3 og for et system i samsvar med tidligerekjent teknikk under anvendelse av et kretsdia-gram i likhet med det vist på fig. 3, men hvor ekspansjonene foretas i ventiler.

I begge de angjeldende tilfeller (oppfinnelse og kjent teknikk) er den naturgass som skal flytendegjøres, til-gjengelig under følgende betingelser:

- temperatur: 20°C

- absolutt trykk: 45 bar

- massestrømningshastighet: 181,5 kg/h

- kjemisk sammensetning i vektprosent:

- methan: 79,56

- ethan: 9,95

- propan: 7,2 9

- isobutan 1,6

- normal butan: 1,6

Ved utløpet fra ekspansjonselementet fås den flytendegjorte gass under følgende betingelser:

- temperatur: 158,5°C

- absolutt trykk: 3 bar

- massestrømningshastighet: 181,5 kg/h

- kjemisk sammensetning: identisk med den for naturgass.

Den flytende naturgass blir deretter lagret i en tank ved et absolutt trykk på omkring 1,1 bar.

De virksomme overflater av varmeutvekslerhe 16', 27,. 3a Og 3b er identiske og verdiene av forholdene av de ut-vekslede varmemengder ved den gjennomsnittlige temperatur-tilnærming er henholdsvis følgende:

- 8.500.000 kcal/h/°C for varmeutveksleren 16'

- 1.450.000 kcal/h/°C for varmeutveksleren 27

- 9.200.000 kcal/h/°C for varmeutveksleren 3a

- 1.700.000 kcal/h/°C for varmeutveksleren 3b.

Sammenligningen av de respektive ytelser for begge nevnte tilfeller er gitt ved de numeriske data i følgende tabell:

Det har således vist seg at vindingen i total effekt av kompressorene er 3,048 kw eller omkring 6% av deri'samlede effekt for kompressorene. Den totale effekt som eventuelt kan gjenvinnes som mekanisk enérgi på akslene for ekspansjons-turbinene er 1,057 kw eller omkring 2% av den totale kompre-sjonseffekt.

Ekspanderingen av den flytendegjorte naturgass GNL utføres bare i turbinen 7. De respektive ekspansjoner av hoved- og hjelpekjølefluidumer utføres i to trinn, nemlig: - en monofase-ekspansjon i hver ekspansjonsturbin <*>19a, 19b, 4^4; - en tofase-ekspansjon i hver ventil 22a, 22b, 50 som befinner seg på nedstrømssiden. ;De neste reduksjoner til absolutt trykk-oppnås gjennom ekspansjoner utført i samsvar med kretsdiagrammet på fig. 3: - flytendegjort naturgass GNL ekspandert fra 42 bar til 3 bar i turbin 7; - hovedkjølefluidum ekspandert fra 36 bar til 6,2 bar i turbin 19a; - hovedkjølefluidum ekspandert fra 6,2 bar til 3,7 bar i ventilen 22a; hovedkjølefluidum ekspandert fra 38 bar til 7 bar i turbinen 19b; - hovedkjølefluidum ekspandert fra 7 bar til 3,5 bar i ventilen 22b; - hjelpekjølefluidum ekspandert fra 23 bar til 4,3 bar i turbinen 44; - hjelpekjølefluidum ekspandert fra 4,3 bar til 3,3 bar i ventilen 50. ;I begge de angjeldende tilfeller av oppfinnelsen respektive av den kjente teknikk er arbeidsbetingelsene de samme unntatt for følgende: ; Besparelsene i effekt oppnådd på grunn av bruken av turbinene er angitt i de numeriske data i følgende tabell: ; Det viser seg at bruken av en hydraulisk ekspansjons- , turbin er mer fordelaktig når temperaturen er lavere. ;I den typiske utførelse som eksempel ifølge fig. 3 har således den påkrevede totale effekt av kompressorene 12. og 32 for hovedfluidum eller lette og hjelpefluidumer eller tunge kjølefluidumer de følgende verdier: - uten anvendelse av turbiner 7, 19a, 19b og 44: 53,746 kW; - ved anvendelse av de nevnte turbiner: 50,698 kW. Derfor gjør anvendelsen av de hydrauliske ekspansjonsturbiner det mulig å oppnå en total gevinst på 3,o48 kW 1 effekten av kompressorene for kjølefluidumene i det typiske angjeldende eksempel, mens den totale mekaniske effekt som kan gjenvinnes på turbinakslene ville gå opp til 1,057 kW. ;Systemet ifølge fig. 4 angår en mer omstendelig konstruksjon av begge sykluser for hoved- eller lett kjølefluidum 2 og hjelpe- eller tungt kjølefluidum 3. Den kondenserende varmeutveksler 16' på fig. 3 er erstattet i dette tilfelle av to adskilte enheter 16'a og 16'b som utgjør varmeutvekslere f.eks. av platekonstruksjonstypen og som kommuniserer med eller er seriekoblet med hverandre, hvilke kan være enten adskilte enheter eller integrerte enheter i en og samme varme-utvekslerkapsling, hvorav de danner to suksessive deler. ;I syklus 2 for hoved- eller lett kjølefluidum er ut-løpet fra etterkjøeren 15 koblet gjennom en kanal 14 til opp-strømsenden av minst en strømningsgjennomgang 31a som befinner seg i en første kondenserende varmeutveksler 16'a og ned-strømsenden av denne gjennomgang 31a er tilkoblet ved utløpet av denne utveksler 16'a til en faseseparator 51. Oppsamlingsrommet for den flytende fase i denne separator er gjennom en rørledning 52 tilkoblet oppstrømsenden av minst en strømnings-gjennomgang 53 som foreligger i varmeutveksleren 27 og strekker seg i denne hovedsakelig parallelt med den generelle retning av gjennomgangene 28 og 29. Nedstrømsenden av gjennomgangen 53 er gjennom en rørledning 54 tilkoblet inntaket for en hydraulisk ekspansjonsturbin 55, (hvis aksel eventuelt er mekanisk tilkoblet den roterende maskin 56) hvis avløp er tilkoblet ved hjelp av en rørledning 57, eventuelt gjennom en ytterligere ekspansjonsventil 58 til kanalen 25 ved et avgreningspunkt 59 som befinner seg mellom avløpsåpningen 24 på varmeutveksleren 3 og den tilsvarende innløpsåpning på.varme- ;utveksleren 27.;Samlerommet for gassfasen i separatoren 51 er gjennom en rørledning 60 forbundet med oppstrømsenden av minst en gjennomgang 31b som strekker seg i den annen kondenserende varmeutveksler 16'b og oppstrømsenden av denne er gjennom en ytre kanal forbundet med faseseparatoren 26 som allerede er beskrevet under henvisning til fig. 3. ;I den lukkede krets 3 for hjelpe- eller tungt kjøle-fluidum består kompressorsettet 32 i rekkefølge i strømnings-retningen for kjølefluidumet av en første kompressor 32a^, av en annen kompressor 32a2og av en tredje kompressor 32b som danner et tilsvarende antall kompresjonstrinn og som kan drives virksomt som i utførelsene på de foregående figurer enten separat eller ved individuelle drivanordninger eller minst to eller alle av disse kan være drevet ved hjelp av en enkelt felles drivanordning mens de således er mekanisk koblet til hverandre ved hjelp av deres respektive aksler. Som i de tidligere beskrevne utførelser og som vist kan dessuten kompres-sorsettene 12 og 32 for hoved- og hjelpekjølefluidumene respektive være drevet enten separat ved hjelp av individuelle drivanordninger eller begge sett eller i det minste to kompressorer som hører til hvert sett, kan respektive være drevet av en felles drivanordning mens de på denne måte mekanisk er koblet til hverandre. ;Avløpsåpningen på den første kompressor 32a^ er ved hjelp av en kanal 60 tilkoblet sugeåpningen på den annen kompressor 32a2gjennom en mellomkjøler 34' som fordelaktigst er av typen som har et ytre kjølefluidum bestående for eksempel av vann eller luft. Den annen kompressor 32a2og den tredje kompressor 32b kan her sammenlignes med den første og annen kompressor 32a hhv. 32b i kretsdiagrammet på fig. 3, slik at deres innbyrdes kobleform er tilsvarende den vist på fig.' 3. ;Utløpet fra etterkjøeren 38 er forbundet med oppstrøms-enden av minst en strømningsgjennomgang 42a som befinner seg i den første kondenserende varmeutveksler 16'a, og nedstrøms-enden av denne er gjennom en mellomkanal 37' forbundet med oppstrømsenden av minst en strømningsgjennomgang 42 som befinner seg i den annen kondenserende varmeutveksler 16'b og nedstrømsenden av denne er forbundet gjennom en ytre kanal 43b med inntaket på en hydraulisk ekspansjonsturbin 44b (hvis aksel eventuelt er mekanisk koblet til en roterende maskin 45b). Utløpet fra turbinen 44b er ved hjelp av en kanal 46b ;(og eventuelt gjennom en ytterligere ekspansjonsventil 50b);koblet til oppstrømsenden av minst en gjennomgang 47b som foreligger i den annen kondenserende varmeutveksler 16'b og ned-strømsenden av denne er gjennom en ytre kanal 49b tilkoblet sugeåpningen på den første kompressor 32a^. I virkeligheten er den mellomliggende kanal 37' todelt fordi i et mellomliggende avgreningspunkt 61 av denne er tilkoblet en grenkanal 43a som forbinder dette punkt med inntaket på en kryogenisk hydraulisk ekspansjonsturbin 44a (hvis aksel eventuelt er mekanisk koblet til en roterende maskin 45a). Uttaket fra denne turbin 44a er gjennom en rørledning 46a og eventuelt gjennom en ytterligere ekspansjonsventil 50a tilkoblet opp-strømsenden av minst en gjennomgang 47a som strekker seg i den første kondenserende varmeutveksler 16'a og nedstrømsenden av denne er forbundet ved utløpet 48a av nevnte utveksler gjennom en ytre kanal 49a med sugeåpningen på den annen kompressor 32a2og forener seg med kanalen 60 i et felles forgreningspunkt 62. ;De fremtredende trekk ved funksjonen av dette system ifølge fig. 4 er da følgende: - I kretsen 1 strømmer gassen GN som skal flytende-gjøres, matet gjennom kanalen 4 f.eks. ved en temperatur på omkring +20°C og et trykk på omkring 45 bar, gjennom gjennomgangen 28 i kjøleinnretningen 27 for å bli forhåndskjølt der ved varmeutveksling med hoved- eller lettkjølefluidumet f.eks. ned til en temperatur på omkring -70°C og ved et trykk på omkring 44 bar. Den således kjølte gass strømmer deretter eventuelt gjennom en gassbehandlingsanordning 30 som f.eks. vil ta ut dens tyngste komponenter fra gassen før strømning gjennom varmeutveksleren 3 for å bli suksessivt flytendegjort og deretter underkjølt i denne f.eks. ned til en temperatur på omkring -160°C ved et trykk på omkring 41 bar. Når den for- , later denne varmeutveksler er den underkjøte flytendegjorte gass suksessivt ekspandert og deretter lagret som beskrevet ovenfor. - I den lukkede krets for det lette kjølefluidum 2 eller hovedfluidumet vil sistnevnte som kommer ut i gassformet tilstand fra etterkjøleren 15 f.eks. ved en temperatur på omkring +30°C og ved et trykk på omkring 31 bar, strømme gjennom gjennomgangen 31a i den første kondenserende varmeutveksler 16'a for å bli delvis flytendegjort i denne ved varmeutveksling med det tunge kjølefluidum eller'hjelpefluidumet. Det førstnevnte fluidum vil således delvis kondensert forlate den første kondenserende varmeutveksler 16'a f.eks. ved en temperatur på omkring -30°C og et trykk på omkring 30 bar for å bli matet inn i separatoren 51 som.foretar separering av dens gassformete hhv. flytende faser. Dens flytende fase strømmer deretter gjennom gjennomgangen 53 i varmeutveksleren 27 for å bli underkjølt der f.eks. ned til en temperatur på omkring -70°C og ved et trykk på omkring 28 bar og strømmer deretter gjennom den kryogeniske hydrauliske turbin 55 for å bli ekspandert der (og derved indusere eller vedlikeholde den kontinuerlige roterende bevegelse av turbinen eventuelt sammen med ledsagende drift av den roterende maskin 56) mens dens temperatur f.eks. således senkes til omkring -75°C og dens trykk senkes til omkring 3,2 bar. Denne således ekspanderte flytende fase gjennomgår eventuelt en tilleggsekspandering ved å strømme gjennom den (valgfrie) ekspansjonsventil 58 og deretter forener seg med den fordampede del av hovedkjølefluidumet som forlater varmeutveksleren 3 gjennom utløpsåpningen 24 før det samlede fluidums strømning går gjennom gjennomgangen 29 i varmeutveksleren 27 for å fordampe helt i denne før den trekkes igjen inn i og komprimeres på nytt av kompressorsettet 12. Gassfasen separert i separatoren 51 strømmer igjennom gjennomgangen 31b i den annen kondenserende varmeutveksler 16'b for å bli delvis flytendegjort i denne ved varmeutveksling, med hjelpekjølefluidumet, slik at den strømmer ut fra denne annen varmeutveksler 16'b f.eks. ved en temperatur på omkring -70°C og ved et trykk på omkring 2 9 bar for å nå separatoren 26 som allerede beskrevet; således vil den etterfølgende ut-vikling av denne annen del av hovedkjølefluidumet tilsvare det som allerede har vært beskrevet med henvisning til utførelsen vist på fig. 3. Det skal imidlertid fremheves at den under-kjølte flytende fraksjon av hovedkjølefluidumet som strømmer ;gjennom den hydrauliske turbin 19b, trer inn i sistnevnte f.eks. ved en temperatur på omkring ,-140°C og ved et trykk på omkring 28 bar for å strømme ut av denne i ekspandert tilstand f.eks. ved en temperatur på omkring 143°C og ved et trykk på omkring 3,5 bar, mens den underkjøte flytende frak- ;sjon av hovedkjølefluidumet som strømmer gjennom den hydrau-;liske turbin 19a, trer inn i sistnevnte f.eks. med en tempera-;tur på omkring -160°C og ved et trykk på omkring 27 bar for å strømme ut av denne i den ekspanderte tilstand f.eks. ved en temperatur på omkring -163°C og ved et trykk på omkring 2,7 bar. Den del av hovedkjølefluidumet som skal helt fordampes i varmeutveksleren 3, strømmer ut fra denne gjennom utløps-åpningen 2 4 fortrinnsvis ved den samme temperatur (omkring ;-75°C) og trykk (omkring 3,2 bar) som den ekspanderte del av hovedkjølefluidumet som kommer gjennom kanalen 57 for å blande seg med den i forbindelsespunktet 59. Det samlede hovedkjøle-fluidum strømmer deretter som allerede angitt gjennom gjennomgangen 29 i varmeutveksleren 27 for å bli helt fordampet i denne mens det strømmer der i retning motsatt retningen for sirkulasjonen av fluidumene i gjennomgangen 28 og gjennom- ;gangen 53 i den samme utveksler 27, men det er i varmeutveksling med disse for å kjøle den gass som skal flytendegjøres . ;i gjennomgangen 2 8 og å underkjøle den flytende fraksjon av hovedkjølefluidumet i gjennomgangen 53. Det samlede fordampede kjølefluidum som på denne måte blir gjenoppvarmet i varmeutveksleren 27 f.eks. opp til en temperatur på omkring +10°C ;ved et trykk på omkring 3 bar, trekkes igjen inn i og komprimeres på nytt av kompressorsettet 12. Det viser seg således at i denne utførelse i samsvar med fig. 4 er hovedkjøleflui-dumet delt opp i to deler hvorav den større strømmer gjennom varmeutveksleren 3. ;I den lukkede krets med hjelpefluidumet eller det;tunge kjølefluidum 3 strømmer det komprimerte hjelpekjøle-fluidum som kommer ut i helt kondensert eller flytende til- ;stand fra kondensatoren 38, f.eks. ved en temperatur på om-;kring +30°C og ved et trykk på omkring 40 bar, gjennom gjennomgangen 42a i den første varmeutveksler 16'a for å bli under-kjølt i denne f.eks. ned til en temperatur på omkring -30°C og . et trykk på omkring 39 bar. Når det forlater denne første ;varmeutveksler 16'a blir det således underkjølte hovedkjøle-fluidum først delt opp ved punktet 61 i kanalen 37' i to deler. En av disse to deler strømmer gjennom den hydrauliske turbin 44a for å bli ekspandert der (og derved indusere eller vedlikeholde en kontinuerlig roterende bevegelse av turbinen eventuelt sammen med den ledsagende drift av den roterende maskin 45a) mens den således får sin temperatur senket til omkring -33°C og sitt trykk senket til omkring 10.2 bar. Den således ekspanderte del gjennomgår eventuelt en ytterligere ekspansjon gjennom den (valgfrie) ekspansjonsventil 50a før den strømmer gjennom gjennomgangen 4 7a i den første varmeutveksler 16'a for å fortsette fordampningen der ved sirkulasjon i en retning motsatt den felles retning for de respektive fluidumer i gjennomgangene 31a og 42a, mens den er i varmeutveksling med disse for delvis å flytendegjøre hovedkjøle-fluidumet i gjennomgangen 31a og for å underkjøle det flytende hjelpekjølefluidum i gjennomgangen 42a. Den fordampede del av hjelpekjølefluidumet som således er gjenoppvarmet i den første varmeutveksler 16'a, forlater denne f.eks. med en temperatur på omkring +25°C og ved et trykk på omkring 10 bar for igjen å bli trukket inn av den annen kompressor 32a2-Den annen del av det flytende hjelpekjølefluidum i kanalen 37', som allerede er underkjølt, strømmer deretter gjennom gjennomgangen 42b i den annen varmeutveksler 16'b for å bli ytterligere underkjølt i denne f.eks. ned til en temperatur på omkring -70°C og et trykk på omkring 38 bar før den strømmer gjennom den hydrauliske turbin 44b for å bli ekspandert der (og derved indusere eller vedlikeholde den kontinuerlige dreie-bevegelse av turbinen eventuelt sammen med den ledsagende drift av den roterende maskin 45b) mens den således f.eks. får sin temperatur senket til omkring -73°C og sitt trykk senket til omkring 2,2 bar. Denne således ekspanderte del gjennomgår eventuelt en tilleggsekspansjon ved å strømme gjennom den (valgfrie) ekspansjonsventil 50b og deretter strømme gjennom gjennomganger 47b i den annen varmeutveksler 16'b for å bli helt fordampet der mens den i denne strømmer i en retning motsatt den felles retning for sirkulasjonen av fluidumene i gjennomgangene 31b og 42b, mens den er i varmeutveksling der med disse fluidumer, slik at den delvis flytendegjør hoved- kjølefluidumet i gjennomgangen 31b og dessuten underkjøler det flytende hjelpekjølefluidum i gjennomgangen 42b. Denne fordampede del av hjelpekjølefluidumet som således er gjenoppvarmet ved sin strømning gjennom den annen varmeutveksler 16'b, forlater gjennomgangen 47b i sistnevnte gjennom utløpsåpnin-gen 48b mens den f.eks. har en temperatur på omkring -33°C og et trykk på omkring 2 bar for å nå kanalen 49b ved sugeåpningen for den første kompressor 32a^ for å bli komprimert igjen i denne i den gassformede tilstand og deretter kjølt ved å strømme gjennom mellomkjøleren 34' før den ved forbindelsespunktet 62 forener seg med den fordampede del av hjelpekjøle-fluidumet som kommer fra den første varmeutveksler 16'a gjennom kanalen 49a, idet den totale strømningshastighet for det gassformede hjelpekjølefluidum som på denne måte er gjenopp-rettet, trekkes da inn igjen og komprimeres på nytt i den annen kompressor 32a2- Det hjelpekjølefluidum som således er komprimert i den gassformede tilstand og deretter delvis flytendegjort i kondensatoren 34, strømmer ut fra. denne f.eks. med en temperatur på omkring +30°C og et trykk på omkring 20 bar før det mates inn i separatoren 35. ;Det må fremheves at minst en eller hver av gjennomgangene 29 (krets 2) og 47a, 47b (krets 3) hvor de angjeldende kjølefluidumer er helt fordampet i den innelukkede tilstand, kunne være erstattet av en strålefrembringende sprutfordeling av on type som kan sammenlignes med delen 21a eller 21b. ;Systemet vist på fig. 5 anvender igjen en enkelt lukket krets eller kjølekrets 2 for et enkelt kjølefluidum som her er delt opp i fire fraksjoner hhv. forhåndskjølt ved varmeutveksling med deler av seg selv i den fordampede tilstand og bare den siste fraksjon av samme anvendes for flyt-endegjøring og etterfølgende underkjøling av den gass som skal flytendegjøres. Kretsen 1 for gassen som skal flytende-gjøres såvel som den del av kretsen 2 for kjølefluidumet som anvendes til forhåndskjøling, flytendegjøring og underkjøling av den gass som skal flytendegjøres, er hovedsakelig ekviva-lente med de tilsvarende respektive deler av kretsene 1 og 2 vistpå fig. 3 spesielt når det gjelder varmeutvekslerne 3 og 27. De fremtredende spesielle trekk ved kretsen for kjøle-fluidumet 2 er som følger. ;Kompressorsettet 12 for det gassformede kjølefluidum består av tre kompressorer 12a.j, 12a2og 12b som respektive danner et tilsvarende antall suksessive kompresjonstrinn og som kan drives enten separat ved individuelle drivanordninger eller kollektivt for minst to eller alle ved hjelp av en enkelt felles drivanordning, idet de kollektivt drevne kompressorer da mekanisk er koblet sammen. Utgangen eller leveringsåpningen for den annen kompressor 12a2er forbundet over en rørledning 63 med inntaket til en kondensator 64 som fordelaktigst er av typen som arbeider med et ytre kjølefluidum bestående f.eks. av vann eller luft og hvis utgang er forbundet med en faseseparator 65. Oppsamlingsrommet for gassfasen i separatoren 65 er gjennom en rørledning 66 forbundet med sugeåpningen på den tredje kompressor 12b, hvis avløp eller tømme-åpning er forbundet gjennom en kanal 67 med inntaket på en kondensator 68, hvis avløp er forbundet med en faseseparator 69. Oppsamlingsrommet for den flytende fase i separatoren 65 er gjennom en kanal 70 forbundet med sugeåpningen på en sirkulasjons- og akselerasjonspumpe 71, hvis utgangsåpning er forbundet med leveringskanalen 67 på den tredje kompressor 12b i et mellomliggende forgreningspunkt 72 som befinner seg på opp-strømsiden av kondensatoren 68. Der er dessuten anordnet to suksessive kondenserende varmeutvekslere 73a og 73b for kjøle-fluidumet, hvilke kan bestå enten av to fysikalsk adskilte enheter eller være integrert i en og samme kapsling 73 som danner en omsluttende kapsling eller skall felles for begge de nevnte kondenserende varmeutvekslere (som vist på fig. 5). ;Den kondenserende varmeutveksler 73a inneholder minst to gjennomstrømningspassasjer 74 og 75 som strekker seg generelt parallelt i samme retning. Oppstrømsendene av passasjene 74 og 75 er respektive forbundet gjennom kanaler 76 og 77 med oppsamlingsrommet for gassfasen og med oppsamlingsrommet. for den flytende fase i separatoren 69. Nedstrømsenden av pas-sasjen 75 er forbundet gjennom en rørledning 78 med inntaket på en kreyogenisk-hydraulisk ekspansjonsturbin- 79 (hvis aksel eventuelt er mekanisk koblet med en roterende maskin 80) som befinner seg utenfor varmeutveksleren 73a. Utløpet av turbinen 79 er ved hjelp av rørledningen 81 forbundet eventuelt gjennom en ytterligere ekspansjonsventil 82 med et fordelingselement 83 anbragt f.eks. i kapslingen for varmeutveksleren 73 mot enden av varmeutveksleren 7 3a på siden for nedstrømsendene av gjennomgangene 74 og 75. Dette fordelingselement er f.eks. ;av strålefrembringende spruttype som peker mot gjennomgangene 74 og 75 og munner umiddelbart ut i det indre rom av kapslingen for varmeutveksleren 73a. Nedstrømsenden av gjennomgangen 74 er forbundet gjennom en kanal 84 med en faseseparator 51<1>som befinner seg utenfor varmeutvekslerene 73 og oppsam-lingsrommene for gassfasen og den flytende fase av samme er respektive forbundet gjennom kanalene 85 og 86 med oppstrøms-endene av minstto gjennomganger 87, 88 som strekker seg inne i varmeutveksleren 73b hovedsakelig parallelt med en felles retning. Nedstrømsenden av gjennomgangen 87 er over en rør-ledning 89 forbundet med den ytre faseseparator 26 som allerede er beskrevet ovenfor med hensyn til dens tilsvarende ut-formning av nedstrømsmonteringen. Nedstrømsenden av gjennomgangen 88 er over en rørledning 90 forbundet med inntaket til en kryogenisk hydraulisk ekspansjonsturbin 91 (hvis aksel eventuelt er mekanisk tilkoblet den roterende maskin 92) som er utenfor varmeutveksleren 73b. Utløpet fra turbinen 91 er vedhjelp av en rørledning 93 eventuelt gjennom en ytterligere ekspansjonsventil 94 forbundet med et fordelingselement 95 f.eks. anbragt inne i varmeutveksleren 7 3b mot den ende av samme som er anbragt mot nedstrømsendene av gjennomgangene 87 og 88. Dette fordelingselement 95 er f.eks. av typen med strålefrembringende sprut orientert mot gjennomgangene 87, 88 og som munner ut i det indre rom ,av kapslingen 73 felles for begge varmeutvekslere 73a og 73b og hvor det indre rom således er felles for begge de sistnevnte. Utveksleren 73 kan i stedet for å være av den type som er forsynt med en bunt eller et knippe av rørviklinger være av platekonstruksjonstypen og i et slikt tilfelle kan et eller hvert av fordelingselementene 83 ;og 95 bestå av minst en gjennomgang som strekker seg hovedsakelig parallelt med gjennomgangene 74, 75 eller 87, 88 som hører sammen med dem. ;Det felles indre rom avgrenset av kapslingen 73 kommuniserer ved sin ende som befinner seg nærmest oppstrøms-endene av gjennomgangene 74 og 75 gjennom en kanal 96 med sugeåpningen på den annen kompressor 12a2«Kanalen 25 som som strekker seg fra utløpsenden av rørviklingen 2 9 i varmeutveksleren 27, fører til sugeåpningen på den første kompressor 12a^, hvis utløpsåpning også er forbundet med sugeåpningen på den annen kompressor 12a2ved hjelp av en kanal 97 og gjennom en mellomkjøler 98 f.eks. av den type som arbeider med et ytre kjølefluidum bestående f.eks. av vann eller luft og hvis utløp er forbundet med kanalen 96 i et forgreningspunkt 9 9 av denne. ;Virkemåten for kretsen 1 med gass som skal flytende-gjøres er tilsvarende den som er blitt beskrevet med henvisning til fig. 3, men med følgende avvikende numeriske verdier for temperatur og trykk som et eksempel: - ved innløpet til kanalen 4 har gassen GN som skal flytendegjøres, en temperatur på omkring +20°C og et trykk på omkring 4 5 bar; - ved innløpet til varmeutveksleren 3 er denne gass på en temperatur på omkring -60°C og et trykk på omkring 4 4 bar; - ved utløpet av varmeutveksleren 3 hctr den under-kjølte flytendegjorte gass en temperatur på omkring -160°C og et trykk på 41 bar. De fremtredende funksjonstrekk ved syklusen for kjøle-fluidumet 2 er følgende: Det samlede gassformede kjølefluidum trekkes inn av den annen lÉmpressor 12a2for ny komprimering i den gassformede tilstand og deretter delvis flytendegjøring i kondensatoren 64 f.eks. ved en temperatur på omkring +30°C og ved et trykk på omkring 20 bar. Dette delvis flytendegjorte fluidum gjennomgår deretter en faseseparering inne i separatoren 65. Dets gassformede fase trekkes inn av den tredje kompressor 12b for å bli komprimert på nytt i den gassformede tilstand, mens dets flytende fase trekkes inn og komprimeres i den flytende tilstand av pumpen 71 som vil bevege det til forening ved 72 med den komprimerte gassformede fase levert ,av kompressoren 12b. Denne blanding av gassformede og flytende faser strømmer deretter gjennom kondensatoren 68 for å gjennomgå en ytterligere delvis flytendegjøring i denne f.eks. ved en temperatur på omkring +30°C og ved et trykk på omkring 35 bar før den .gjennomgår en ny faseseparering i separatoren 69. Den flytende fase som sålefløe & x©eposet, strømmer gjen-"nom gjennomgangen 75 i den første y.ar^u^tv.e-k^ler ^jsji ja ;bli underkjølt i denne ved varmeutveksling med en fordampet del av seg selv mens den gassformede fase strømmer gjennom gjennomgangen 74 i samme varmeutveksler for å bli kjølt der til delvis- flytendegjøring ved varmeutveksling med den samme fordampede del. Den underkjølte flytende fase som kommer ut fra gjennomgangen 75 f.eks. med en temperatur på omkring -20°C og et trykk på omkring 34 bar, strømmer gjennom den hydrauliske turbin 79 for å bli ekspandert der (induserer derved eller vedlikeholder den kontinuerlige roterende bevegelse av turbinen eventuelt sammen med ledsagende drift av den roterende maskin 80). Det således ekspanderte fluidum gjennomgår eventuelt en ytterligere ekspansjon gjennom den (valgfrie) ekspansjonsventil 82 før det når fordelingselementet 83 i varmeutveksleren 73a, hvori det fortsetter fordampning mens det strømmer i retning motsatt den felles retning for sirkulasjonen av de respektive fluidumer i gjennomgangene 74 og 75 for å skaffe ved varmeutveksling disse fluidumer den delvise flytendegjøring av den gassformede fase i gjennomgangen 74 ;og underkjøling av den flytende fase i gjennomgangen 75.;Den delvis flytendegjorte fraksjon som kommer ut av gjennomgangen 74 f.eks. med en temperatur på omkring -15°C.og et trykk på omkring 35 bar gjennomgår i separatoren 51' en separering av sine respektive gassformede og flytende faser som deretter strømmer gjennom gjennomgangen 87 hhv. 88 i den annen varmeutveksler 73b. I gjennomgangen 87 blir den gassformede fase delvis flytendegjort og i gjennomgangen 88 blir den flytende fase underkjølt ved varmeutveksling med en fordampet del av sistnevnte. Den underkjølte flytende fraksjon forlater gjennomgangen 88 f.eks. ved en temperatur på omkring ;-60 C og et trykk på omkring 33 bar for deretter å gå gjennom den hydrauliske turbin 91 for å bli ekspandert der (hvorved den kontinuerlig roterende bevegelse av turbinen eventuelt sammen med den ledsagende drift av den roterende maskin 92 ;induseres eller vedlikeholdes). Den således ekspanderte fraksjon som f.eks. har en temperatur senket til -63°C og et trykk senket til omkring 7,2 bar, gjennomgår eventuelt en ytterligere ekspansjon gjennom den (valgfrie) ekspansjonsventil 94 før den når fordelingselementet 95 i tffcvoK»J,9*?cj»> 73tø rtV& t dert fortsetter fordampningen mens den strømmer i en retning^m^satt

den felles retning for sirkulasjonen av de respektive fluidumer i gjennomgangene 87 og 88 for å utføre en varmeutveksling med underkjøling av det flytende fluidum i gjennomgangen 88 og delvis flytendegjøring av det gassformede fluidum i gjennomgangen 87. Fraksjonen av kjølefluidum som på denne måte er fordampet i varmeutveksleren 73b strømmer deretter inn i utveksleren 73a for blanding der med den fordampede del av kjølefluidumet. Alle de fordampede deler av kjølefluidumet som kommer fra de respektive flytende faser, separert i separa-torer 69 og 51<1>og således oppvarmet på nytt ved varmeutveksling med gjennomgangene 74, 75 og 87, 88, forlater varmeutveksleren 73 gjennom kanalen 96 f.eks. med en temperatur på omkring +2 0°C og ved et trykk på omkring 6,8 bar.

Den delvis flytende fraksjon i gjennomgangen 87 forlater denne gjennom kanalen 89 f.eks. med en temperatur på

-60°C og ved et trykk på omkring 33 bar for å nå faseseparatoren 26 og deretter utvikle seg som beskrevet i det foregående særlig med henvisning til utførelsene på fig. 2-4, men med avvikende numeriske temperatur- og trykkverdier gitt som rene eksempler i det følgende: - ved innløpet til turbinen 19b har den underkjølte væske en temperatur på omkring -130°C og har et trykk på omkring 31 bar, mens ved utløpet av denne turbin har det ekspanderte fluidum en temperatur på omkring -133°C og et trykk på omkring 1,8 bar; - ved inntaket til turbinen 19a har det underkjølte flytende fluidum en temperatur på omkring -160°C og et trykk på omkring 30 bar, mens ved utløpet av turbinen har det ekspanderte fluidum en temperatur på omkring 163°C og et trykk på omkring 2 bar; - det fordampede fluidum som kommer ut av åpningen 24 på kapslingen for varmeutveksleren 2 3 har en temperatur på omkring -65°C og et trykk på omkring 1,5 bar, mens ved sitt utløp fra gjennomgangen 29 i varmeutveksleren 27 har det en temperatur på omkring +10°C og et trykk på omkring 1,3 bar i kanalen 25 for å bli trukket inn ijen under disse betingelser og komprimert påny av den første kompressor 12a^.

Den fraksjon av det gassformede kjølefluidum som således er komprimert i den første kompressor 12a^, leveres, gjennom mellomkjøleren 98, hvorfra den strømmer ut hovedsakelig-ved samme temperatur og' trykk som den fraksjon av det gassformede fluidum som mates gjennom kanalen 96 og deretter vil begge fraksjoner forene seg i punktet 99, slik at det totale gassformede kjølefluidum deretter trekkes inn igjen av den annen kompressor 12a2-

De forskjellige beskrevne og viste utførelser på

fig. 1 - 5 av tegningene er selvsagt endel av oppfinnelsen på grunn av deres spesielle konstruksjoner.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte ved kjøling av minst et fluidum som skal nedkjøles til en lav temperatur, spesielt lavere enn -30°, ved varmeutveksling med minst et kjølefluidum, idet hvert kjølefluidum består av en blanding av flere forskjellige komponentstoffer som løper i samsvar med en kjøle-syklus, i et lukket kretslø p mens de suksessivt der gjennomgår: minst en kompresjon i den gassformede tilstand, minst en forkjøling med i det minste delvis høytrykks-kondensering, minst en selvkjøling med underkjøling av minst en flytende fraksjon ved varmeutveksling i motstrømsforhold med lavtrykks-damp som kommer fra i det minste den samme underkjølte flytende fraksjon av det nevnte samme kjølefluidum, minst en ekspansjon av i det minste samme nevnte lavtrykksfraksjon og minst en omdanning av dampen som deretter komprimeres igjen, karakterisert ved det trinn å redusere for en og samme mengde behandlede produkter, den effekt som er absorbert ved nevnte kompresjon, ved å foreta minst en eller hver av nevnte ekspansjon dynamisk for å produsere et ytre mekanisk arbeide.

2* Fremgangsmåte ifølge krav 1, som arbeider med et nevnte fluidum som skal kjøles som er en gass som skal flyt-endegjøres og strømmer i en åpen krets mens den blir i det minste delvis flytendegjort ved høyt trykk og i det minste dens flytende fase eventuelt underkjølt på forhånd og blir ekspandert til et lavt trykk, karakterisert ved at ekspansjonen utføres dynamisk for å produsere et ytre mekanisk arbeide.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter trinnet med gjenvinning av det ytre mekaniske arbeide for å generere enten forbrukbar omvandlet energi eller en nyttig teknisk effekt.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved det trinn å gjenvinne det ytre mekaniske arbeide for å generere forbrukbar omvandlet energi eller en nyttig teknisk effekt.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at minst en av nevnte ekspansjoner utføres til et lavere trykk ved minst 15 bar enn nevnte høye trykk.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at minst en av nevnte ekspansjoner utføres til et trykk som er minst 15 bar lavere enn det nevnte høye trykk.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at hver dynamisk ekspansjon som genererer drivkraft, etterfølges av en passiv tilleggsekspansjon uten generering av ytre arbeide for å holde angjeldende fluidum i den monofase flytende tilstand for å unngå dets fordampning ved et for lavt trykk i den dynamiske ekspansjon.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at hver dynamisk ekspansjon som genererer drivkraft, etterfølges av en ytterligere passiv ekspansjon uten produksjon av ytre arbeide for å holde det angjeldende fluidum i den monofase flytende tilstand mens man unngår dets fordampning ved for lavt trykk i nevnte dynamiske ekspansjon.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at arten og/eller sammensetningen av minst ett kjølefluidum tilpasses antallet dynamiske ekspansjoner.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at arten og/eller sammensetningen av minst ett kjølefluidum tilpasses antallet dynamiske ekspansjoner.

11. Apparat for kjøling av minst ett fluidum som skal kjøles ned til en lav temperatur, karakterisert ved for det første en. spesielt åpen krets for en gass som skal flytendegjøres medregnet minst følgende elementer: minst en gjennomgang for fluidumet som skal kjøles i minst en varmeutveksler, gjennom hvilken kjø lefluidumet strømmer, minst et element for ekspandering av den flytende fase av den flytendegjorte gass, såvel som på den annen side en lukket krets for minst ett kjølefluidum, idet hver krets inkluderer i det minste følgende elementer, minst en kompressor for det gassformede kjølefluidum, minst en kjøler og/eller kondensator, og minst en av nevnte varmeutveksler inneholdende minst en gjennomgang for det i det minste delvis flytendegjorte kjøle-fluidum og minst en gjennomgang for det fordampede kjøle-fluidum som strekker seg i en retning motsatt hver nevnte strømningsgjennomgang mens det forbindes ved sin -oppstrøms- ende med nedstrømsenden av gjennomgangen og har innskutt i seg minst et,element for ekspandering av minst en fraksjon av den flytende fase av kjølefluidumet, mens dets nedstrømsende er forbundet med sugesiden på nevnte kompressor, hvor minst en av nevnte ekspansjonselementer består av minst en kryogenisk kraftforbrukende turbomaskin med minst en turbin som arbeider med et hovedsakelig ikke komprimerbart, spesielt hydraulisk fluidum.

12. Apparat ifølge krav 11, karakterisert ved at fluidumavløpet for minst en av nevnte turbomaskiner er forbundet med en ytterligere ekspansjonsventil.

13. Apparat ifølge krav 11, karakterisert ved at minst en av nevnte turbomaskiner har sin aksel virksomt koblet til minst en arbeidsproduserende eller elektrisk kraftgenererende maskin.

14. Apparat ifølge krav 12, karakterisert ved at minst en av nevnte turbomaskiner har sin aksel virksomt koblet til minst en arbeidsproduserende eller elektrisk kraftgenererende maskin.