RU2027962C1

RU2027962C1 - Cryogenic plant

Info

Publication number: RU2027962C1
Authority: RU
Inventors: Н.В. Покровский
Original assignee: Самарское государственное научно-производственное предприятие "Труд"
Priority date: 1991-06-13
Filing date: 1991-06-13
Publication date: 1995-01-27

Abstract

FIELD: production of cryogenic fluid. SUBSTANCE: cryogenic plant having main and auxiliary cryogenic reservoirs 1 and 2 and main line 5 feeding the cryogenic fluid to using equipment which is connected to main cryogenic reservoir 1 and is provided with additional cryogenic fluid supply main 6 connected to auxiliary cryogenic reservoir 2 and pipe lines 3 and 4 for discharging cryogenic fluid vapor which are brought in communication with gas spaces of reservoirs 1 and 2. Pipe line 3 connected with reservoir 1 is coupled to additional cryogenic fluid supply main 6 and pipe line 4 connected with reservoir 2 is coupled to main cryogenic fluid supply main 5. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано преимущественно при производстве криогенной жидкости, например жидкого кислорода. The invention relates to cryogenic technology and can be used mainly in the production of cryogenic liquids, such as liquid oxygen.

Известна криогенная установка, содержащая блок низкотемпературного разделения воздуха, соединенный магистралью с трубопроводом заправки-выдачи криогенного резервуара, снабженного линией сброса паров криогенной жидкости в атмосферу (авт.св. СССР N 1433147, кл. F 25 3/04, 1986). Known cryogenic installation containing a low-temperature air separation unit, connected by a line to the refueling-dispensing pipeline of a cryogenic reservoir equipped with a cryogenic liquid vapor discharge line into the atmosphere (ed. St. USSR N 1433147, class F 25 3/04, 1986).

Недостатком этой установки является то, что она требует прекращения работы блока разделения воздуха на время выдачи криогенной жидкости потребителю, из-за чего ее экономичность сравнительно невысока. The disadvantage of this installation is that it requires the cessation of the air separation unit for the time the cryogenic liquid is dispensed to the consumer, which is why its efficiency is relatively low.

Известна также криогенная установка, содержащая криогенный резервуар, подключенный к блоку низкотемпературного разделения воздуха, устройство для сброса паров криогенной жидкости в атмосферу и магистраль выдачи криогенной жидкости потребителю (Оконский П.С. Процессы и аппараты кислородного и криогенного производства. М.: Машиностроение, 1985, с.202, рис.170). Also known is a cryogenic installation containing a cryogenic reservoir connected to a low-temperature air separation unit, a device for discharging cryogenic liquid vapors into the atmosphere, and a cryogenic liquid supply line to a consumer (PS Okonsky, Processes and Apparatuses for Oxygen and Cryogenic Production. Moscow: Mashinostroenie, 1985 , p.202, fig. 170).

Недостатком данной установки является то, что она тоже требует прекращения работы блока разделения воздуха на время выдачи криогенной жидкости потребителю. The disadvantage of this installation is that it also requires the termination of the air separation unit at the time of issuing cryogenic liquid to the consumer.

Наиболее близкой к описываемой установке по технической сущности является криогенная установка, содержащая основной и вспомогательный криогенный резервуары, подключенные к блоку низкотемпературного разделения воздуха, и основную магистраль выдачи криогенной жидкости потребителю, подключенную к основному криогенному резервуару [1]. The closest to the described installation in technical essence is a cryogenic installation, containing the main and auxiliary cryogenic tanks connected to the low-temperature air separation unit, and the main line for issuing cryogenic liquid to the consumer, connected to the main cryogenic tank [1].

Недостатком ее является недостаточно высокая экономичность из-за потерь большого количества криогенной жидкости на захолаживание транспортных емкостей. Its disadvantage is not high enough efficiency due to the loss of a large amount of cryogenic liquid for cooling the transport tanks.

Цель изобретения - повышение экономичности криогенной установки путем уменьшения потерь криогенной жидкости. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the cryogenic installation by reducing the loss of cryogenic liquid.

Цель достигается тем, что известная криогенная установка, содержащая основной и вспомогательный криогенные резервуары, подключенные к блоку низкотемпературного разделения воздуха, и основную магистраль выдачи криогенной жидкости потребителю, подключенную к основному криогенному резервуару, снабжена дополнительной магистралью выдачи криогенной жидкости, подключенной к вспомогательному криогенному резервуару, и трубопроводами сброса паров криогенной жидкости, один из которых соединен с газовым объемом основного криогенного резервуара, а другой - с газовым объемом вспомогательного криогенного резервуара, причем трубопровод, соединенный с газовым объемом основного криогенного резервуара, подключен к дополнительной магистрали выдачи криогенной жидкости потребителю, а трубопровод, соединенный с газовым объемом вспомогательного криогенного резервуара, - к основной магистрали выдачи криогенной жидкости потребителю. The goal is achieved by the fact that the known cryogenic installation containing the main and auxiliary cryogenic tanks connected to the low-temperature air separation unit, and the main cryogenic liquid supply line to the consumer connected to the main cryogenic tank, is equipped with an additional cryogenic liquid supply line connected to the auxiliary cryogenic tank, and pipelines for venting cryogenic liquid vapors, one of which is connected to the gas volume of the main cryogenic reserve oar, and the other with the gas volume of the auxiliary cryogenic reservoir, the pipeline connected to the gas volume of the main cryogenic reservoir connected to the additional line for issuing cryogenic liquid to the consumer, and the pipeline connected to the gas volume of the auxiliary cryogenic tank, to the main line for issuing cryogenic liquid to the consumer.

На чертеже представлена схема предлагаемой криогенной установки. The drawing shows a diagram of the proposed cryogenic installation.

Установка содержит основной 1 и вспомогательный 2 криогенные резервуары, подключенные к блоку низкотемпературного разделения воздуха (не показан), трубопроводы 3 и 4 сброса паров криогенной жидкости в атмосферу, сообщенные с газовыми объемами основного 1 и вспомогательного 2 криогенных резервуаров, основную 5 и дополнительную 6 магистрали выдачи криогенной жидкости потребителю, подключенные к основному 1 и вспомогательному 2 криогенным резервуарам, и трубопроводы 7 и 8, соединенные с газовыми объемами основного 1 и вспомогательного 2 криогенных резервуаров соответственно, причем трубопровод 7 подключен к дополнительной магистрали 6 выдачи криогенной жидкости потребителю, а трубопровод 8 - к основной магистрали 5 выдачи криогенной жидкости потребителю. The installation contains the main 1 and auxiliary 2 cryogenic tanks connected to the low-temperature air separation unit (not shown), pipelines 3 and 4 for venting cryogenic liquid vapor into the atmosphere, connected with the gas volumes of the main 1 and auxiliary 2 cryogenic tanks, the main 5 and additional 6 main the issuance of cryogenic liquid to the consumer, connected to the main 1 and auxiliary 2 cryogenic reservoirs, and pipelines 7 and 8 connected to the gas volumes of the main 1 and auxiliary 2 cryogen reservoirs, respectively, moreover, the pipeline 7 is connected to the additional line 6 of the cryogenic liquid supply to the consumer, and the pipe 8 is connected to the main line 5 of the cryogenic liquid supply to the consumer.

Подключение основного 1 и вспомогательного 2 криогенных резервуаров к блоку низкотемпературного разделения воздуха осуществлено посредством криогенного трубопровода 9 с запорными органами 10 и 11. Основной криогенный резервуар 1 имеет патрубок 12 с запорным органом 13 для подвода газа наддува и контрольно-измерительный прибор 14, а вспомогательный криогенный резервуар 2 - патрубок 15 с запорным органом 16 для подвода газа наддува и контрольно-измерительный прибор 17. Трубопровод 3 сброса паров криогенной жидкости в атмосферу имеет запорный орган 18 и предохранительный клапан 19, а трубопровод 4 сброса паров криогенной жидкости в атмосферу - запорный орган 20 и предохранительный клапан 21 для поддержания необходимого давления газа наддува в газовых объемах основного 1 и вспомогательного 2 криогенных резервуаров соответственно при работе блока низкотемпературного разделения воздуха и выдаче криогенной жидкости потребителю. Основная магистраль 5 выдачи криогенной жидкости потребителю имеет запорные органы 22 и 23 для подключения к ней транспортной емкости 24, а дополнительная магистраль 6 выдачи криогенной жидкости потребителю - запорные органы 25 и 26 для подключения к ней транспортной емкости 27. Трубопровод 7 имеет запорный орган 28 для подачи и отсечки подачи паров криогенной жидкости в дополнительную магистраль 6 выдачи криогенной жидкости потребителю, а трубопровод 8 - запорный орган 29 для подачи и отсечки подачи паров криогенной жидкости в основную магистраль 5 выдачи криогенной жидкости потребителю. The main 1 and auxiliary 2 cryogenic tanks are connected to the low-temperature air separation unit by means of a cryogenic pipeline 9 with shut-off bodies 10 and 11. The main cryogenic tank 1 has a pipe 12 with a shut-off element 13 for supplying boost gas and a control and measuring device 14, and the auxiliary cryogenic reservoir 2 - pipe 15 with a shut-off member 16 for supplying boost gas and a control instrument 17. The pipe 3 for discharge of cryogenic liquid vapor into the atmosphere has a shut-off device 18 and a safety valve 19, and a pipeline 4 for venting cryogenic liquid vapor into the atmosphere, a shut-off element 20 and a safety valve 21 for maintaining the necessary boost gas pressure in the gas volumes of the main 1 and auxiliary 2 cryogenic reservoirs, respectively, when the low-temperature air separation unit operates and the cryogenic liquid is discharged to the consumer. The main line 5 for issuing cryogenic liquid to the consumer has shut-off bodies 22 and 23 for connecting a transport tank 24 to it, and the additional line 6 for issuing cryogenic liquid for a consumer has shut-off bodies 25 and 26 for connecting a transport tank 27 to it. Pipeline 7 has a shut-off element 28 for the supply and shutoff of the supply of cryogenic liquid vapor to the additional line 6 for issuing cryogenic liquid to the consumer, and the pipe 8 is a shut-off element 29 for supplying and cutting off the supply of cryogenic liquid vapor to the main line 5 delivery of cryogenic liquid to the consumer.

Установка снабжена трубопроводами 30 и 31 для сброса паров криогенной жидкости в атмосферу, сообщенными через запорные органы 32 и 33 с газовыми объемами транспортных емкостей 24 и 27 соответственно, и контрольно-измерительными приборами 34. The installation is equipped with pipelines 30 and 31 for venting cryogenic liquid vapors into the atmosphere, communicated through shut-off bodies 32 and 33 with gas volumes of transport tanks 24 and 27, respectively, and control and measuring instruments 34.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

По команде с пульта управления открываются запорные органы 10, 26, 28 и 33, в результате чего криогенная жидкость, например жидкий кислород, идущий из блока низкотемпературного разделения воздуха, через трубопровод 9 начинает поступать в основной криогенный резервуар 1, а пары ее, образующиеся в нем вследствие притока тепла из окружающей среды, через трубопроводы 3 и 7 и дополнительную магистраль 6 выдачи криогенной жидкости - в транспортную емкость 27. Пары криогенной жидкости охлаждают транспортную емкость 27, отнимая от нее тепло, и удаляются через трубопровод 31 в атмосферу. При понижении температуры стенок внутреннего сосуда транспортной емкости 27 до величины, необходимой для контакта с криогенной жидкостью, закрывается запорный орган 28 и открываются запорные органы 16, 18 и 25, в результате чего прекращается поступление паров криогенной жидкости из основного криогенного резервуара 1 в транспортную емкость 27, и начинаются поступление газа наддува через патрубок 15 в вспомогательный криогенный резеpвуар 2 и вытеснение из него криогенной жидкости в транспортную емкость 27 под действием силы давления газа наддува и сброс паров криогенной жидкости из основного криогенного резервуара 1 в атмосферу через запорный орган 18. После заполнения транспортной емкости 27 криогенной жидкостью закрываются запорные органы 10, 16, 18, 25, 26 и 33 и открываются запорные органы 11, 23, 29 и 32, в результате чего прекращается поступление криогенной жидкости в основной криогенный резервуар 1 и транспортную емкость 27 и газа наддува во вспомогательный криогенный резервуар 2 и сброс паров криогенной жидкости из основного криогенного резервуара 2 и транспортной емкости 27 в атмосферу, начинается поступление криогенной жидкости из трубопровода 9 в вспомогательный криогенный резервуар 2 и паров криогенной жидкости, образующихся в последнем вследствие притока тепла из окружающей среды, в транспортную емкость 24. Пары криогенной жидкости охлаждают транспортную емкость 24, отнимая от нее тепло, и удаляются через трубопровод 30 в атмосферу. При понижении температуры стенок внутреннего сосуда транспортной емкости 24 до величины, необходимой для контакта с криогенной жидкостью, закрывается запорный орган 29 и открываются запорные органы 13, 20 и 22, в результате чего прекращается поступление паров криогенной жидкости из вспомогательного криогенного резервуара 2 в транспортную емкость 24 и начинаются поступление газа наддува через патрубок 12 в основной криогенный резервуар 1 и вытеснение из него криогенной жидкости в транспортную емкость 24 под действием силы давления газа наддува и сброс паров криогенной жидкости из вспомогательного криогенного резервуара 2 в атмосферу через запорный орган 20. После заполнения транспортной емкости 24 криогенной жидкостью закрываются запорные органы 11, 13, 22, 23 и 32, в результате чего прекращается поступление криогенной жидкости во вспомогательный криогенный резервуар 2 и транспортную емкость 24 и газа наддува в основной криогенный резервуар 1 и сброс паров криогенной жидкости из вспомогательного криогенного резервуара 2 и транспортной емкости 24 в атмосферу. Работа установки ведется по сигналам контрольно-измерительных приборов 14, 17 и 34. Цикл повторяется. On command from the control panel, the shut-off bodies 10, 26, 28 and 33 are opened, as a result of which cryogenic liquid, for example liquid oxygen coming from the low-temperature air separation unit, starts to flow through the pipe 9 into the main cryogenic tank 1, and its vapors formed in due to the influx of heat from the environment, through pipelines 3 and 7 and an additional line 6 for the release of cryogenic liquid to the transport tank 27. Vapors of the cryogenic fluid cool the transport tank 27, taking away heat from it, and are removed es conduit 31 to the atmosphere. By lowering the temperature of the walls of the inner vessel of the transport tank 27 to the value necessary for contact with the cryogenic liquid, the shut-off element 28 closes and the shut-off bodies 16, 18 and 25 open, as a result of which the flow of cryogenic liquid vapors from the main cryogenic tank 1 stops into the transport tank 27 , and the flow of boost gas through the pipe 15 into the auxiliary cryogenic tank 2 begins and the cryogenic liquid is forced out of it into the transport tank 27 under the action of the boost gas pressure and discharge of the cryogenic liquid vapor from the main cryogenic tank 1 into the atmosphere through the shutoff body 18. After filling the transport tank 27 with cryogenic fluid, the shutoff bodies 10, 16, 18, 25, 26 and 33 are closed and the shutoff bodies 11, 23, 29 and 32 are opened, as a result, the cryogenic liquid flows into the main cryogenic tank 1 and the transport tank 27 and pressurization gas into the auxiliary cryogenic tank 2 and the cryogenic liquid vapor is discharged from the main cryogenic tank 2 and the transport tank 27 into the atmosphere, cryogenic liquid begins to flow from pipeline 9 to the auxiliary cryogenic tank 2 and the cryogenic liquid vapors generated in the latter, due to the influx of heat from the environment, into the transport tank 24. Vapors of the cryogenic liquid cool the transport tank 24, taking away heat from it, and are removed through the pipeline 30 in atmosphere. When lowering the temperature of the walls of the inner vessel of the transport tank 24 to the value necessary for contact with the cryogenic liquid, the shut-off element 29 closes and the shut-off bodies 13, 20 and 22 open, as a result of which the flow of cryogenic liquid vapors from the auxiliary cryogenic tank 2 to the transport tank 24 is stopped and start the flow of boost gas through the pipe 12 into the main cryogenic tank 1 and the cryogenic liquid is forced out of it into the transport tank 24 under the action of the boost gas pressure and discharging the cryogenic liquid vapor from the auxiliary cryogenic tank 2 to the atmosphere through the shut-off member 20. After filling the transport tank 24 with cryogenic liquid, the shut-off bodies 11, 13, 22, 23 and 32 are closed, as a result of which the cryogenic liquid flows into the auxiliary cryogenic tank 2 and transport tank 24 and boost gas into the main cryogenic tank 1 and discharge of cryogenic liquid vapor from the auxiliary cryogenic tank 2 and transport tank 24 into the atmosphere. The installation is conducted according to the signals of the measuring instruments 14, 17 and 34. The cycle is repeated.

Экономичность предлагаемой криогенной установки повышена за счет уменьшения потерь криогенной жидкости путем захолаживания транспортных емкостей отбросными парами криогенной жидкости. The economy of the proposed cryogenic installation is improved by reducing the loss of cryogenic liquid by cooling the transport tanks with waste pairs of cryogenic liquid.

Использование предлагаемой криогенной установки в криогенном производстве позволяет увеличить объем выпускаемой продукции и снизить ее себестоимость. The use of the proposed cryogenic installation in cryogenic production allows to increase the volume of products and reduce its cost.

Claims

CRYOGENIC INSTALLATION, containing the main and auxiliary cryogenic reservoirs connected to the low-temperature air separation unit, and the main cryogenic liquid supply line connected to the main cryogenic tank, characterized in that, in order to increase economy, the unit is equipped with an additional cryogenic liquid supply line connected to the auxiliary cryogenic reservoir, and pipelines for venting cryogenic liquid vapors, one of which is connected to the gas volume the main cryogenic tank, and the other with the gas volume of the auxiliary tank, and the pipeline connected to the gas volume of the main cryogenic tank is connected to an additional line for issuing cryogenic liquid to the consumer, and the pipeline connected to the gas volume of the auxiliary tank is connected to the main line for issuing cryogenic liquid to the consumer.