RU1775582C

RU1775582C - Cooling unit

Info

Publication number: RU1775582C
Application number: SU884396370A
Authority: RU
Inventors: Лев Ионович Строковский; Владимир Иванович Георгиевский
Priority date: 1988-03-21
Filing date: 1988-03-21
Publication date: 1992-11-15

Abstract

Изобретение может быть использовано в газовой промышленности. Целью изобретени вл етс повышение экономичности. Холодильна установка содержит включенные в замкнутый циркул ционный контур после первой турбины рекуперативный теплообменник и второй компрессор, размещенный на одном валу с первым компрессором и турбинами, дополнительный контур с регулируемым расходом, включенным между утилизационным теплообменником и охладителем, а также линию ожижени и одной полостью двухполостно- го теплообменника, подключенной на вход к входу второй турбины, а второй полостью - к выходу этой турбины. 1 ил.The invention can be used in the gas industry. The aim of the invention is to increase profitability. The refrigeration unit contains a recuperative heat exchanger included in the closed circulation loop after the first turbine and a second compressor located on the same shaft as the first compressor and turbines, an additional circuit with an adjustable flow rate connected between the utilization heat exchanger and the cooler, as well as a liquefaction line and one two-cavity cavity th heat exchanger connected to the inlet to the inlet of the second turbine, and the second cavity to the outlet of this turbine. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к низкотемпературным холодильным установкам примен емым дл сжижени газа.The invention relates to low temperature refrigeration units used for liquefying gas.

Известна холодильна установка, содержаща компрессор, теплообменники и расширительную машину.A refrigeration system is known comprising a compressor, heat exchangers and an expansion machine.

Недостатком известного технического решени вл етс недостаточный уровень получаемых температур.A disadvantage of the known technical solution is the insufficient level of temperatures obtained.

Наиболее близкой к предложенной и прин той за прототип вл етс холодильна установка, содержаща замкнутый циркул ционный контур и включенные в него первую турбину, холодильную камеру, первый компрессор, утилизационный теплообменник и линию топливного газа с последовательно включенными в нее второй турбиной, размещенной на одном валу с первыми турбиной и компрессором и охладитель .Closest to the proposed and adopted for the prototype is a refrigeration unit containing a closed circulation circuit and included therein a first turbine, a refrigerating chamber, a first compressor, a waste heat exchanger and a fuel gas line with a second turbine sequentially included therein, located on one shaft with the first turbine and compressor and cooler.

Недостатком этой установки вл етс низка экономичностьThe disadvantage of this installation is its low efficiency.

Целью изобретени вл етс повышение экономичности.The aim of the invention is to increase profitability.

Поставленна цель достигаетс тем, что холодильна установка, содержаща замкнутый циркул ционный контур и включенные в него первую турбину, холодильную камеру, первый компрессор, утилизационный теплообменник и линию топливного газа с последовательно включенными в нее второй турбиной, размещенной на одном валу с первыми турбиной и компрессором и охладитель, дополнительно содержит включенные в замкнутый циркул ционный контур после первой турбины рекуперативный теплообменник и второй компрессор, размещенный на одном валуе первым компрессором и турбинами, дополнительный контур с регулируемым расходом, включенным между утилизационным теплообменником и охладителем, а также линию ожижени и одной полостью двухполостного теплообменника подключенной на входе к входуThis goal is achieved in that a refrigeration unit containing a closed circulation circuit and a first turbine, a refrigerating chamber, a first compressor, a heat recovery heat exchanger and a fuel gas line with a second turbine sequentially included therein, arranged on the same shaft with the first turbine and compressor, is included in it and a cooler further comprises a recuperative heat exchanger and a second compressor located on the same shaft first included in the closed circulation loop after the first turbine compressor and turbines, an additional circuit with an adjustable flow rate connected between the recovery heat exchanger and the cooler, as well as a liquefaction line and one cavity of a two-cavity heat exchanger connected at the input to the input

СПJoint venture

елate

ГО GO

второй турбины, а второй полостью - к выходу этой турбиныthe second turbine, and the second cavity to the exit of this turbine

На чертеже подставлена принципиальна схема холодильной установки.The drawing is a schematic diagram of the refrigeration unit.

Предложенна установка содержит газопровод 1 с линией 2 топливного газа, турбину 3, линию 4 ожижени , линию 5 расширенного газа, регулирующий вентиль 6, охлади.оль 7, подключенный к газоперекачивающему агрегату 8, линию 9 с запорными вентил ми 10 и 12, двухполостной теплообменник 11, сепаратор 13 и 15, теплообменник 14, 16, редуцирующий вентиль 17, сборник 18 жидкого газа, замкнутый циркул ционный контур и включенные в него турбину 19, рекуперативный теплообменник 20, компрессоры 21 и 23, утилизационный теплообменник 22, дополнительный контур 24 с насосом 25. байпасный вентиль 26.The proposed installation comprises a gas pipeline 1 with a fuel gas line 2, a turbine 3, a liquefaction line 4, an expanded gas line 5, a control valve 6, refrigerated oil. 7 connected to a gas pumping unit 8, a line 9 with shut-off valves 10 and 12, a two-cavity heat exchanger 11, a separator 13 and 15, a heat exchanger 14, 16, a pressure reducing valve 17, a liquid gas collector 18, a closed circulation circuit and a turbine 19 included therein, a regenerative heat exchanger 20, compressors 21 and 23, a recovery heat exchanger 22, an additional circuit 24 with a pump 25. aypasny valve 26.

Холодильна установка работает следующим образом.Refrigeration unit operates as follows.

Сжатый газ и газопровода 1 распредел ют на два потока. Ожижаемый поток 4 пропускают последовательно через двухполостной теплообменник 11, где его охлаждают , сепарируют от жидкой фракции в сепараторе 13, охлаждают в теплообменнике 14 и ожижают в теплообменнике 16. В теплообменнике 14 поток отдает избыток холода пр мому газовому потоку и нагреваетс . Далее после расширени через редуцирующий вентиль 17 поток доохлаждают, ожижают и собирают в сборник жидкого газа 18 с теплоизолированными стенками. Другой поток газа подают во вторую турбину 3, расшир ют, меньшую часть расширившегос потока направл ют пр мо, а большую часть направл ют в двухполостной теплообменник 11. Пр мой поток газа и поток газа, выход щий из двухполостного теплообменника 11, смешивают, после чего смесь принимает среднюю температуру и нагреваетс до требуемой температуры в охладителе 7. Подогретый в охладитель 7 газ подают в технологическую линию, например в камеру сгорани газотурбинного двигател газоперекачивающего агрегата 8.Compressed gas and gas line 1 are distributed in two streams. The liquefied stream 4 is passed sequentially through a two-plate heat exchanger 11, where it is cooled, separated from the liquid fraction in the separator 13, cooled in the heat exchanger 14 and liquefied in the heat exchanger 16. In the heat exchanger 14, the stream gives off excess cold to the direct gas stream and is heated. Then, after expansion through the pressure reducing valve 17, the stream is cooled, liquefied, and collected in a liquid gas collector 18 with insulated walls. Another gas stream is supplied to the second turbine 3, expanded, a smaller part of the expanded stream is directed directly, and a large part is directed to the two-plate heat exchanger 11. The direct gas stream and the gas stream exiting the two-plate heat exchanger 11 are mixed, and then the mixture takes on an average temperature and is heated to the required temperature in cooler 7. The gas heated in cooler 7 is supplied to a production line, for example, into a combustion chamber of a gas turbine engine of a gas pumping unit 8.

Избыточна работа, производима второй турбинной 3, позвол ет установить второй компрессор 23 на одном валу с ней, что позвол ет подн ть давление в замкнутом контуре и вследствие этого использовать тепло холодильного рабочего агента цикла дл нагрева газа, поступающего в технологическую линию. Одновременно холодильное рабочее тело цикла получает холод расширившегос во второй турбине 3 газа, что позвол ет понизить температуру в замкнутом контуре, т.е св зь между ним и дополнительным контуром 24, осуществл ема посредством промежуточного теплоносител , циркулирующего между охладителем 7 и утилизационным теплообменником 22, позвол ет более полно использовать тепло и холод холодильной установки, что повышает экономичность ее использовани ,The excess work performed by the second turbine 3 allows the second compressor 23 to be installed on the same shaft with it, which allows raising the pressure in the closed circuit and, as a result, using the heat of the refrigerant working agent of the cycle to heat the gas entering the production line. At the same time, the refrigeration working fluid of the cycle receives the cold expanded in the second gas turbine 3, which allows lowering the temperature in the closed loop, i.e., the connection between it and the additional loop 24, carried out by means of an intermediate heat carrier circulating between the cooler 7 and the recovery heat exchanger 22. allows more fully use the heat and cold of the refrigeration unit, which increases the efficiency of its use,

В замкнутом циркул ционном контуреIn a closed circulation circuit

рабочее тело сжимают в компрессоре 21, далее от рабочего тела отнимают тепло в утилизационном теплообменнике 22 с помощью промежуточного теплоносител , охлажденного газом, поступающим после егоthe working fluid is compressed in the compressor 21, then heat is removed from the working fluid in the utilization heat exchanger 22 by means of an intermediate heat carrier cooled by the gas supplied after it

смещени с газовым потоком из двухполостного теплообменника 11. В компрессоре 23 давление рабочего тела повышаетс до величины, достаточной дл проталкивани его через рекуперативный теплообменникdisplacement with the gas flow from the two-plate heat exchanger 11. In the compressor 23, the pressure of the working fluid is increased to a value sufficient to push it through the recuperative heat exchanger

20. Охлажденный в рекуперативном теплообменнике 20 поток рабочего тела отдает свой холод ожижаемому газу в теплообменнике 16. Далее поток рабочего тела подают в турбину 19, где рабочее тело еще охлаждают и направл ют в рекуперативный теплообменник 20, из которого еще направл ют в первый компрессор 21. Цикл замкнулс . Процессы подвода и отвода тепла осуществл ют с падением давлени .20. Cooled in the recuperative heat exchanger 20, the flow of the working fluid gives its cold to the liquefied gas in the heat exchanger 16. Next, the flow of the working fluid is fed to the turbine 19, where the working fluid is still cooled and sent to the recuperative heat exchanger 20, from which it is sent to the first compressor 21 The cycle is closed. Heat supply and removal processes are carried out with a pressure drop.

В случае выхода из стро холодильной установки турбины 3 и охладитель 7 выключают из работы, а газ направл ют в технологическую линию по байпасному трубопроводу через запорный вентиль 26 иIn case of failure of the refrigeration unit, the turbine 3 and the cooler 7 are turned off, and the gas is sent to the production line through a bypass pipe through a shut-off valve 26 and

штатный дроссель (не показан). Краны 6, 10, 12 наход тс в закрытом состо нии.standard throttle (not shown). Cranes 6, 10, 12 are in a closed state.

В рабочем состо нии с помощью кранов 6, 10 и 12 устанавливают расход холодного газа, поступающего на захолаживание по тока по линии 4, и поддерживают тепловой режим потока газа, поступающего в охладитель 7 и далее.In working condition, using the taps 6, 10 and 12, the flow rate of cold gas supplied to the current cooling by line 4 is established, and the thermal mode of the gas flow entering the cooler 7 and beyond is maintained.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A refrigeration unit comprising a closed circulation circuit and a first turbine, a refrigerating chamber, a first compressor, a heat recovery heat exchanger and a fuel gas line including a second turbine in series therein arranged on a shaft with the first turbine and a compressor, and cooler, characterized in that in order to increase efficiency, the installation further comprises a regenerative heat exchanger and a second one included in the closed circulation circuit after the first turbine compressor located on the same shaft with the first compressor and turbines, an additional circuit with adjustable flow rate connecting the utilized heat exchanger and cooler, as well as a liquefaction line with a two-cavity installed on it

a heat exchanger, which is connected at the inlet to the second turbine, wherein the two-cavity heat exchanger is connected by a second cavity to the outlet of this turbine.

JL /

. & L

VA