RU2424477C2 - Cooling agent circuit - Google Patents
Cooling agent circuit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2424477C2 RU2424477C2 RU2008129106/06A RU2008129106A RU2424477C2 RU 2424477 C2 RU2424477 C2 RU 2424477C2 RU 2008129106/06 A RU2008129106/06 A RU 2008129106/06A RU 2008129106 A RU2008129106 A RU 2008129106A RU 2424477 C2 RU2424477 C2 RU 2424477C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- refrigerant
- outlet
- inlet
- compressor
- refrigeration device
- Prior art date
Links
- 239000002826 coolant Substances 0.000 title abstract 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 97
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 41
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 17
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 17
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 14
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 H 2 O Chemical class 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical class CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 235000013844 butane Nutrition 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical class CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
- F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
- F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
- F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
- F25J1/0294—Multiple compressor casings/strings in parallel, e.g. split arrangement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/07—Details of compressors or related parts
- F25B2400/075—Details of compressors or related parts with parallel compressors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/13—Economisers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к контуру хладагента, в частности, предназначенному для использования на сжижающей установке.The present invention relates to a refrigerant circuit, in particular for use in a liquefaction plant.
Известно несколько конструкций контура хладагента. Обычно контур хладагента содержит холодильное устройство (или «зону охлаждения»), в котором хладагент испаряется в один или несколько этапов, отводя тепло из подлежащего охлаждению потока газа, компрессор для повторного сжатия парообразного хладагента (хладагентов) и возвратные трубы для возврата повторно сжатого хладагента в холодильное устройство.Several designs of the refrigerant circuit are known. Typically, the refrigerant circuit contains a refrigeration unit (or “cooling zone”) in which the refrigerant evaporates in one or more stages, removing heat from the gas stream to be cooled, a compressor for re-compressing the vaporous refrigerant (s) and return pipes to return the re-compressed refrigerant to refrigeration unit.
Величина охлаждения за единицу времени в холодильном устройстве пропорциональна удельному массовому расходу хладагента, проходящего через холодильное устройство контура хладагента. При увеличении потока, который надо охладить (такого как подлежащий сжижению природный газ), удельный массовый расход хладагента должен быть увеличен. Хотя увеличение удельного массового расхода не влияет на количество рабочих колес в компрессоре, оно влияет на их размер, диаметр корпуса и на скорость на входе в рабочие колеса. Так как последние переменные величины увеличиваются при увеличении скорости потока, то увеличение скорости потока приводит к увеличению габаритов компрессоров и скоростей на входе. Более того, увеличение диаметра корпуса компрессора требует более толстых стенок корпуса. В результате увеличивается сложность изготовления компрессора, и возникают трудности при его погрузке и разгрузке.The amount of cooling per unit of time in the refrigeration unit is proportional to the specific mass flow rate of the refrigerant passing through the refrigeration unit of the refrigerant circuit. With an increase in the flow to be cooled (such as natural gas to be liquefied), the specific mass flow rate of the refrigerant should be increased. Although the increase in specific mass flow rate does not affect the number of impellers in the compressor, it does affect their size, housing diameter, and speed at the inlet to the impellers. Since the latter variables increase with increasing flow velocity, an increase in flow velocity leads to an increase in compressor dimensions and inlet velocities. Moreover, increasing the diameter of the compressor housing requires thicker housing walls. As a result, the manufacturing complexity of the compressor increases, and difficulties arise when loading and unloading it.
Так как установки по сжижению природного газа и другие установки обработки газа проектируются под постоянно увеличивающуюся производительность для получения большей экономической выгоды, то существует постоянная потребность в альтернативных установках и способах, позволяющих уменьшить размеры и скорости на входе в большой компрессор.Since natural gas liquefaction plants and other gas treatment plants are designed for ever-increasing production rates for greater economic benefits, there is a continuing need for alternative plants and methods to reduce the size and speed at the inlet to a large compressor.
В документе WO 01/44734, который включен в настоящее описание посредством ссылки, описан контур хладагента, предназначенный для использования в сжижающей установке и содержащий устройство сжатия с двумя компрессорами, каждый из которых расположен в отдельном корпусе. Устройство сжатия по WO 01/44734 позволяет оперировать с четырьмя различными потоками хладагента, который испаряется в холодильном устройстве при нескольких уровнях давления.WO 01/44734, which is incorporated herein by reference, describes a refrigerant circuit for use in a liquefaction plant and comprising a compression device with two compressors, each located in a separate housing. The compression device according to WO 01/44734 allows you to operate with four different flows of refrigerant, which evaporates in the refrigeration device at several pressure levels.
В документах US 3527059 и US 6691531 описаны контуры хладагента, позволяющие оперировать потоками хладагента, который испаряется при трех различных уровнях давления.In the documents US 3527059 and US 6691531 described refrigerant circuits, allowing to operate with flows of refrigerant, which evaporates at three different pressure levels.
Задачей настоящего изобретения является создание альтернативного контура хладагента, позволяющего удовлетворить упомянутую выше потребность.It is an object of the present invention to provide an alternative refrigerant circuit to satisfy the aforementioned need.
Указанная задача и другие задачи могут быть решены в контуре хладагента, соответствующем настоящему изобретению и предназначенном, в частности, для использования в сжижающей установке, при этом охлаждающий контур содержит, по меньшей мере, следующее:The specified problem and other tasks can be solved in the refrigerant circuit according to the present invention and intended, in particular, for use in a liquefaction plant, while the cooling circuit contains at least the following:
- холодильное устройство, содержащее впускное отверстие для хладагента, находящегося под давлением охлаждения, и по меньшей мере пять выпускных отверстий для парообразного хладагента, испаряющегося при пяти различных уровнях давления;- a refrigeration device comprising an inlet for a refrigerant under cooling pressure and at least five outlet openings for vaporous refrigerant vaporizing at five different pressure levels;
- первый компрессор, содержащий одно или несколько впускных отверстий, в которые поступает парообразный хладагент из холодильного устройства, и выпускное отверстие, которое соединено с впускным отверстием холодильного устройства;- a first compressor comprising one or more inlets that receive vapor refrigerant from the refrigeration device, and an outlet that is connected to the inlet of the refrigeration device;
- второй компрессор, содержащий одно или несколько впускных отверстий, в которые поступает парообразный хладагент из холодильного устройства, и выпускное отверстие, которое соединено с впускным отверстием холодильного устройства;- a second compressor containing one or more inlets that receive vapor refrigerant from the refrigeration device, and an outlet that is connected to the inlet of the refrigeration device;
- при этом по меньшей мере пять выпускных отверстий предназначены для потоков хладагента, испаряющегося, по меньшей мере, при четырех или предпочтительно при пяти уровнях давления, увеличивающихся от первого выпускного отверстия до пятого выпускного отверстия и до возможно присутствующих выпускных отверстий с большими номерами.- at least five outlet openings are intended for refrigerant flows evaporating at least at four or preferably at five pressure levels increasing from the first outlet to the fifth outlet and to possibly large outlet openings.
Важным достоинством настоящего изобретения является то, что контур хладагента удивительно прост и позволяет оперировать пятью или большим количеством газообразных потоков хладагента, испаряющегося при четырех или более предпочтительно при пяти, или более различных уровнях давления в холодильном устройстве.An important advantage of the present invention is that the refrigerant circuit is surprisingly simple and allows you to operate with five or more gaseous flows of refrigerant vaporizing at four or more preferably at five or more different pressure levels in the refrigeration device.
Другое достоинство настоящего изобретения состоит в том, что каждый из компрессоров может быть отдельно защищен от избыточного сжатия, например, с использованием обратных клапанов или подобных устройств. Это может значительно уменьшить размер системы сброса давления.Another advantage of the present invention is that each of the compressors can be separately protected from excessive compression, for example, using check valves or similar devices. This can significantly reduce the size of the pressure relief system.
Другое достоинство настоящего изобретения состоит в том, что испарение хладагента осуществляется при более четырех различных уровнях давления, что более эффективно.Another advantage of the present invention is that the refrigerant is vaporized at more than four different pressure levels, which is more efficient.
Специалисту в данной области техники ясно, что конструкция холодильного устройства может быть различной. Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления изобретения, хладагент может испаряться при по меньшей мере пяти различных уровнях давления. Специалисту в рассматриваемой области техники известно, что понимается под холодильным устройством, поэтому в дальнейшем оно не будет описываться.It will be apparent to those skilled in the art that the design of a refrigeration device may be different. According to a most preferred embodiment of the invention, the refrigerant may vaporize at least five different pressure levels. A person skilled in the art is aware of what is meant by a refrigeration device, so it will not be described hereinafter.
Первый и второй компрессоры могут быть любыми подходящими компрессорами. При необходимости их количество может быть более двух. Кроме того, как первый, так и второй (и даже большее количество) компрессоров могут содержать одну или более ступеней сжатия.The first and second compressors may be any suitable compressor. If necessary, their number may be more than two. In addition, both the first and second (and even more) compressors may contain one or more compression stages.
Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления изобретения:According to a most preferred embodiment of the invention:
- первый компрессор содержит главное впускное отверстие для хладагента, выходящего из первого выпускного отверстия, второе впускное отверстие для хладагента, выходящего из третьего выпускного отверстия, третье впускное отверстие для хладагента, выходящего из пятого выпускного отверстия, и выпускное отверстие, которое соединено с впускным отверстием холодильного устройства;- the first compressor comprises a main inlet for refrigerant exiting the first outlet, a second inlet for refrigerant exiting the third outlet, a third inlet for refrigerant exiting the fifth outlet, and an outlet that is connected to the inlet of the refrigeration devices
- второй компрессор содержит главное впускное отверстие для хладагента, выходящего из второго выпускного отверстия, второе впускное отверстие для хладагента, выходящего из четвертого выпускного отверстия, и выпускное отверстие, которое соединено с впускным отверстием холодильного устройства.- the second compressor comprises a main inlet for refrigerant leaving the second outlet, a second inlet for refrigerant leaving the fourth outlet, and an outlet that is connected to the inlet of the refrigeration device.
Предпочтительно нечетные выпускные отверстия (то есть первое, третье, пятое, седьмое и т.д.) соединены с первым компрессором, а четные выпускные отверстия (то есть второе, четвертое, шестое, восьмое и т.д.) соединены со вторым компрессором, при этом давление парообразного хладагента увеличивается от первого выпускного отверстия до пятого и до возможно присутствующих выпускных отверстий с большими номерами.Preferably, the odd outlets (i.e., the first, third, fifth, seventh, etc.) are connected to the first compressor, and the even outlets (i.e., second, fourth, sixth, eighth, etc.) are connected to the second compressor, however, the vapor pressure of the refrigerant increases from the first outlet to the fifth and to possibly present outlet openings with large numbers.
Достоинство шахматной конструкции ступеней компрессора состоит в том, что мощности компрессоров могут быть равномерно распределены между первым и вторым компрессорами, что стало возможным благодаря практически равным отношениям давления ступеней компрессоров.The advantage of the staggered design of compressor stages is that the compressor capacities can be evenly distributed between the first and second compressors, which was made possible thanks to almost equal pressure ratios of the compressor stages.
При желании к одному или нескольким выпускным отверстиям холодильного устройства могут быть присоединены экономайзеры. Экономайзеры широко известны в технике (см., например, Джон М. Кемпбелл /John M.Campbell/, "Gas Conditioning and Processing. - Vol.2: The Equipment Modules", 8-ое издание, под редакцией Роберта А.Хаббарда /Robert A.Hubbard/, 2004, страница 219), поэтому их описание опущено. Предпочтительно с экономайзером соединено выпускное отверстие холодильного устройства для хладагента, испаряющегося при самом высоком давлении.If desired, economizers may be attached to one or more of the outlet openings of the refrigeration device. Economizers are widely known in the art (see, for example, John M. Campbell /, "Gas Conditioning and Processing. - Vol.2: The Equipment Modules", 8th edition, edited by Robert A. Hubbard / Robert A. Hubbard /, 2004, page 219), therefore a description thereof is omitted. Preferably, an outlet is connected to the economizer of the refrigeration device for refrigerant evaporating at the highest pressure.
Другим объектом настоящего изобретения является установка для получения сжиженного углеводородного продукта, такого как сжиженный природный газ, которая содержит контур хладагента, соответствующий настоящему изобретению и предназначенный для охлаждения потока углеводородов, например природного газа.Another object of the present invention is a plant for producing a liquefied hydrocarbon product, such as liquefied natural gas, which contains a refrigerant circuit according to the present invention and designed to cool the flow of hydrocarbons, for example natural gas.
Еще одним объектом настоящего изобретения является способ охлаждения, предпочтительно сжижения потока углеводородов, при этом поток углеводородов охлаждают с использованием контура хладагента, соответствующего настоящему изобретению.Another object of the present invention is a method of cooling, preferably liquefying, a hydrocarbon stream, wherein the hydrocarbon stream is cooled using the refrigerant circuit of the present invention.
Так как в технике известны способы охлаждения и сжижения потока углеводородов, то их описание опущено. Примеры процессов сжижения приведены в документах US 6389844 и US 6370910, которые включены в настоящий документ посредством ссылки.Since methods for cooling and liquefying a hydrocarbon stream are known in the art, a description thereof is omitted. Examples of liquefaction processes are given in documents US 6389844 and US 6370910, which are incorporated herein by reference.
Поток углеводородов, который надо охладить и/или подвергнуть сжижению, может представлять собой любой подходящий поток, содержащий углеводороды, но обычно он является потоком природного газа, полученного из нефтяных пластов или пластов природного газа. В качестве альтернативы, природный газ также может быть получен из другого источника, в том числе искусственного источника, такого как процесс Фишера-Тропша.The hydrocarbon stream to be cooled and / or liquefied may be any suitable hydrocarbon containing stream, but it is usually a natural gas stream obtained from oil or natural gas reservoirs. Alternatively, natural gas can also be obtained from another source, including an artificial source, such as the Fischer-Tropsch process.
Обычно поток углеводородов в основном состоит из метана (например, более 60 молярных % метана). В зависимости от источника, поток углеводородов может содержать различные количества более тяжелых углеводородов, таких как этан, пропан, бутаны и пентаны, а также некоторые ароматические углеводороды. Также поток углеводородов может содержать неуглеводороды, такие как H2O, N2, CO2, H2S и другие сернистые соединения и т.п.Typically, the hydrocarbon stream is mainly composed of methane (for example, more than 60 molar% methane). Depending on the source, the hydrocarbon stream may contain various amounts of heavier hydrocarbons, such as ethane, propane, butanes and pentanes, as well as some aromatic hydrocarbons. Also, the hydrocarbon stream may contain non-hydrocarbons such as H 2 O, N 2 , CO 2 , H 2 S and other sulfur compounds, and the like.
До охлаждения поток углеводородов может быть предварительно обработан. Эта предварительная обработка может состоять в удалении нежелательных компонентов, таких как Н2О, CO2, H2S, и содержать другие стадии, такие как предварительное охлаждение, предварительное повышение давления или подобные. Так как эти стадии хорошо известны специалистам в рассматриваемой области техники, их описание опущено.Prior to cooling, the hydrocarbon stream may be pretreated. This pretreatment may consist in removing undesirable components such as H 2 O, CO 2 , H 2 S, and contain other steps, such as pre-cooling, pre-pressure boosting or the like. Since these steps are well known to those skilled in the art, their description is omitted.
Изобретение будет более подробно описано на примере со ссылками на не ограничивающие изобретение чертежи.The invention will be described in more detail by way of example with reference to non-limiting drawings.
На фиг.1 схематично показан соответствующий настоящему изобретению контур хладагента, позволяющий оперировать с пятью потоками хладагента, испаряющегося при различных уровнях давления;1 schematically shows a refrigerant circuit according to the present invention, allowing operation with five flows of refrigerant vaporizing at various pressure levels;
на фиг.2 схематично показан соответствующий настоящему изобретению контур хладагента, позволяющий оперировать с восемью потоками хладагента, испаряющегося при различных уровнях давления;figure 2 schematically shows the refrigerant circuit according to the present invention, allowing to operate with eight flows of refrigerant vaporizing at various pressure levels;
на фиг.3 схематично показан соответствующий настоящему изобретению контур хладагента с тремя компрессорами;figure 3 schematically shows a refrigerant circuit according to the present invention with three compressors;
на фиг.4 и 5 схематично показан соответствующий настоящему изобретению альтернативный вариант выполнения контура хладагента, позволяющего оперировать с пятью потоками хладагента.4 and 5 schematically show an alternative embodiment of a refrigerant circuit according to the present invention, which allows operating with five refrigerant streams.
В дальнейшем одной ссылочной позицией обозначены как труба, так и поток, проходящий по этой трубе. Одинаковые ссылочные позиции обозначают аналогичные компоненты.In the following, one reference numeral denotes both the pipe and the flow passing through this pipe. The same reference numerals denote similar components.
Схематически показанный на фиг.1 контур 1 хладагента содержит холодильное устройство 2 (или «зону охлаждения»), изображенное в виде прямоугольника, первый компрессор 3, второй компрессор 4 и охлаждающее устройство 5, такое как воздушное или водяное охлаждающее устройство. Так как холодильное устройство 2 хорошо известно, то для ясности здесь оно показано только схематически.Schematically shown in FIG. 1, the
Первый и второй компрессоры 3 и 4 расположены в отдельных корпусах. Эти компрессоры могут являться компрессорами любого типа, но целесообразно, чтобы они были центробежными компрессорами.The first and
Впускное отверстие 21 холодильного устройства 2 предназначено для хладагента 10, находящегося под давлением охлаждения. В холодильном устройстве 2 может быть выполнено более одного впускного отверстия.The
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1, холодильное устройство 2 содержит пять выпускных отверстий 22, 23, 24, 25 и 26, предназначенных для парообразного хладагента, испаряющегося при различных уровнях давления, при этом давление увеличивается от первого выпускного отверстия 22 до пятого выпускного отверстия 26. Например, первое выпускное отверстие 22 предназначено для потока 20 газообразного хладагента, находящегося под низким давлением, второе выпускное отверстие 23 предназначено для потока 30 газообразного хладагента, находящегося под средним давлением, третье выпускное отверстие 24, предназначенное для потока 40 газообразного хладагента, находящегося под высоким давлением, четвертое выпускное отверстие 25, предназначенное для потока 50 газообразного хладагента, находящегося под очень высоким давлением, и пятое выпускное отверстие 26, предназначенное для потока 60 газообразного хладагента, находящегося под наиболее высоким давлением.In the embodiment of the invention shown in FIG. 1, the
И первый 3, и второй 4 компрессоры расположены в отдельных корпусах. Первый компрессор 3 содержит три взаимосвязанные части 51, 52 и 53, а второй компрессор 4 содержит две взаимосвязанные части 61 и 62. Каждая часть может содержать одно или несколько рабочих колес. При этом рабочее колесо иногда называют ступенью. Части 51, 52, 53, 61 и 62 называются следующим образом: части 51 и 61 - низкого давления, часть 52 - промежуточного давления и части 53 и 62 - высокого давления.Both the first 3 and the second 4 compressors are located in separate housings. The
Первый компрессор 3 содержит главное или первое впускное отверстие 31, второе впускное отверстие 32, третье впускное отверстие 33 и выпускное отверстие 34. Второй компрессор 4 содержит главное или первое впускное отверстие 41, второе впускное отверстие 42 и выпускное отверстие 44. Главное впускное отверстие 31 первого компрессора 3 ведет в часть 51 низкого давления, а второе впускное отверстие 32 ведет в часть 52 промежуточного давления. Третье впускное отверстие 33 ведет в часть 53 высокого давления. Главное впускное отверстие 41 второго компрессора 4 ведет в часть 61 низкого давления, а второе впускное отверстие 42 ведет в часть 62 высокого давления. Для ясности приводные механизмы компрессоров 3 и 4 не показаны.The
Выпускные отверстия 34 и 44 компрессоров 3 и 4 соединены с впускным отверстием 21 холодильного устройства 2 посредством труб 10, 10а и 10b. Первое выпускное отверстие 22 холодильного устройства 2 соединено с главным впускным отверстием 31 первого компрессора 3 с помощью трубы 20, а второе выпускное отверстие 23 соединено с главным впускным отверстием 41 второго компрессора 4 с помощью трубы 30. Третье выпускное отверстие 24 соединено со вторым впускным отверстием 32 первого компрессора 3 посредством трубы 40, четвертое выпускное отверстие 25 соединено со вторым впускным отверстием 42 второго компрессора 4 посредством трубы 50, а пятое выпускное отверстие 26 соединено с третьим впускным отверстием 33 первого компрессора 3 посредством трубы 60.The
При нормальной работе устройства, каждый из двух компрессоров 3 и 4 сжимает часть хладагента до давления охлаждения, так что весь хладагент поступает во впускное отверстие 21 холодильного устройства 2 по трубам 10, 10а и 10b под давлением охлаждения. Хладагент испаряется в пяти теплообменниках (не показаны), расположенных последовательно в холодильном устройстве 2.During normal operation of the device, each of the two
В первом теплообменнике хладагент частично испаряется при наиболее высоком давлении, которое ниже давления охлаждения, жидкая часть хладагента проходит во второй теплообменник, а оставшийся пар возвращается в первый компрессор 3 по трубе 60. Во втором теплообменнике хладагент частично испаряется при очень высоком давлении, которое ниже наиболее высокого давления, жидкая часть хладагента проходит в третий теплообменник, а оставшийся пар возвращается во второй компрессор 4 по трубе 50. В третьем теплообменнике хладагент частично испаряется при высоком давлении, которое ниже очень высокого давления, жидкая часть хладагента проходит в четвертый теплообменник, а оставшийся пар возвращается в первый компрессор 3 по трубе 40. В четвертом теплообменнике хладагент частично испаряется при среднем давлении, которое ниже высокого давления, жидкая часть хладагента проходит в пятый теплообменник, а оставшийся пар возвращается во второй компрессор 4 по трубе 30. В пятом теплообменнике хладагент испаряется при низком давлении, которое ниже среднего давления, и хладагент, выходящий из пятого теплообменника, возвращается в первый компрессор 3 по трубе 20. При желании к одному или нескольким выпускным отверстиям холодильного устройства 2 могут быть присоединены экономайзеры. Предпочтительно с экономайзером соединено выпускное отверстие холодильного устройства 2, предназначенное для хладагента, испаряющегося при самом высоком давлении (то есть пятое выпускное отверстие 26 на фиг.1).In the first heat exchanger, the refrigerant partially evaporates at the highest pressure, which is lower than the cooling pressure, the liquid part of the refrigerant passes into the second heat exchanger, and the remaining steam is returned to the
На фиг.2 схематически показан соответствующий настоящему изобретению контур 1 хладагента, позволяющий оперировать с восемью потоками хладагента, испаряющегося при различных уровнях давления. С этой целью холодильное устройство 2 содержит восемь расположенных последовательно теплообменников (не показаны). Холодильное устройство 2 содержит восемь выпускных отверстий, в том числе шестое выпускное отверстие 27, седьмое выпускное отверстие 28 и восьмое выпускное отверстие 29.FIG. 2 schematically shows a
Шестое выпускное отверстие 27 и восьмое выпускное отверстие 29 соединены (посредством труб 70 и 90) с третьим и четвертым впускными отверстиями 43 и 45 второго компрессора 4, а седьмое выпускное отверстие 28 соединено (посредством трубы 80) с четвертым впускным отверстием 35 первого компрессора 3.The
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.2, первый и второй компрессоры 3 и 4 содержат четыре взаимосвязанные части 51, 52, 53, 54 и 61, 62, 63, 64, соответственно.In the embodiment of the invention shown in FIG. 2, the first and
Согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы нечетные выпускные отверстия (то есть первое выпускное отверстие 22, третье выпускное отверстие 24, пятое выпускное отверстие 26, и т.д.) холодильного устройства 2 были соединены с первым компрессором 3, а нечетные выпускные отверстия (то есть второе выпускное отверстие 23, четвертое выпускное отверстие 25 и т.д.) были соединены со вторым компрессором 4 (как показано на фиг.1 и 2). Тем не менее настоящее изобретение также предусматривает альтернативные варианты осуществления.According to the present invention, it is preferable that the odd outlets (i.e., the
В качестве примера на фиг.3 показан вариант выполнения контура 1 хладагента, соответствующего настоящему изобретению и содержащего более двух компрессоров. Контур 1 хладагента в этом примере содержит также третий компрессор 6 с главным впускным отверстием 71, выпускным отверстием 74 и вторым, и третьим впускными отверстиями 72 и 73.As an example, FIG. 3 shows an embodiment of a
Показанный на фиг.3 вариант осуществления изобретения позволяет оперировать с семью потоками 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 хладагента, испаряющегося в холодильном устройстве 2 при четырех различных уровнях давления: первый уровень давления для потоков 50 и 80 парообразного хладагента, второй уровень давления для потоков 40 и 70 парообразного хладагента, третий уровень давления для потоков 30 и 60 парообразного хладагента и четвертый уровень давления для потока 20 парообразного хладагента. Уровень давления уменьшается от первого уровня давления до четвертого уровня давления, то есть поток 20 имеет меньшее давление, чем потоки 50 или 80.The embodiment shown in FIG. 3 makes it possible to operate with seven
На фиг.4 и 5 изображены примеры альтернативного выполнения контуров хладагента, соответствующих настоящему изобретению и также позволяющих оперировать с пятью потоками хладагента, испаряющегося при пяти различных уровнях давления. Эти варианты являются альтернативами для конструкции, показанной на фиг.1. Уровень давления, при котором испаряются потоки 20, 30, 40, 50 и 60 хладагента, уменьшается от 60 до 20. Ясно, что трубы 20, 30, 40, 50, 60 могут быть соединены с первым и вторым компрессорами 3 и 4 другими способами, в связи с этим следует отметить, что можно представить множество различных конструкций, в которых имеется большее количество потоков хладагента и используется три или более компрессоров.Figures 4 and 5 show examples of alternative refrigerant circuits according to the present invention and also allowing operation with five flows of refrigerant vaporizing at five different pressure levels. These options are alternatives to the design shown in figure 1. The pressure level at which the refrigerant streams 20, 30, 40, 50, and 60 evaporate decreases from 60 to 20. It is clear that
Специалисту в данной области техники ясно, что настоящее изобретение может быть модифицировано различными способами без выхода за объем формулы изобретения.One skilled in the art will appreciate that the present invention can be modified in various ways without departing from the scope of the claims.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP05112327 | 2005-12-16 | ||
EP05112327.1 | 2005-12-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008129106A RU2008129106A (en) | 2010-01-27 |
RU2424477C2 true RU2424477C2 (en) | 2011-07-20 |
Family
ID=36282823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008129106/06A RU2424477C2 (en) | 2005-12-16 | 2006-12-14 | Cooling agent circuit |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20080289360A1 (en) |
EP (1) | EP1960726A1 (en) |
JP (1) | JP2009519429A (en) |
AU (1) | AU2006325208B2 (en) |
RU (1) | RU2424477C2 (en) |
WO (1) | WO2007068730A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100293997A1 (en) * | 2007-12-04 | 2010-11-25 | Francois Chantant | Method and apparatus for cooling and/or liquefying a hydrocarbon stream |
EP2426451A1 (en) | 2010-09-06 | 2012-03-07 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream |
EP2426452A1 (en) | 2010-09-06 | 2012-03-07 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream |
AU2013204886B2 (en) * | 2013-04-12 | 2015-04-16 | Woodside Energy Technologies Pty Ltd | Compressor System and Method for Compressing |
ITUB20152030A1 (en) * | 2015-07-09 | 2017-01-09 | Nuovo Pignone Tecnologie Srl | COMPRESSOR SYSTEM WITH A COOLING ARRANGEMENT BETWEEN THE ANTI-PUMPING VALVE AND THE COMPRESSOR SUCTION SIDE, AND ITS METHOD |
CN111446698A (en) * | 2020-04-28 | 2020-07-24 | 白云帆 | Voltage protection circuit of refrigerator |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3527059A (en) * | 1968-12-26 | 1970-09-08 | Phillips Petroleum Co | Method of controlling parallel-operating refrigeration compressors |
JPS53115953A (en) * | 1977-03-19 | 1978-10-09 | Nakano Reitoki Seisakusho | Piping system for parallel operation of compression refrigerating machine |
US4698080A (en) * | 1984-06-15 | 1987-10-06 | Phillips Petroleum Company | Feed control for cryogenic gas plant |
DE59510130D1 (en) * | 1995-07-31 | 2002-05-02 | Man Turbomasch Ag Ghh Borsig | compression device |
DE19717126A1 (en) * | 1997-02-26 | 1998-08-27 | Linde Ag | Cryogenically storing gas (mixture) |
MY125082A (en) * | 1999-12-15 | 2006-07-31 | Shell Int Research | Compression apparatus for gaseous refrigerant |
US6460371B2 (en) * | 2000-10-13 | 2002-10-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Multistage compression refrigerating machine for supplying refrigerant from subcooler to cool rotating machine and lubricating oil |
JP4658347B2 (en) * | 2001-01-31 | 2011-03-23 | 三菱重工業株式会社 | Supercritical vapor compression refrigeration cycle |
JP2003130477A (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-08 | Hitachi Ltd | Refrigeration device |
US6637237B1 (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-28 | Abb Lummus Global Inc. | Olefin plant refrigeration system |
US6691531B1 (en) * | 2002-10-07 | 2004-02-17 | Conocophillips Company | Driver and compressor system for natural gas liquefaction |
US6962060B2 (en) * | 2003-12-10 | 2005-11-08 | Air Products And Chemicals, Inc. | Refrigeration compression system with multiple inlet streams |
RU2386090C2 (en) * | 2005-03-09 | 2010-04-10 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Method of liquefying hydrocarbon-rich stream |
US20070204649A1 (en) * | 2006-03-06 | 2007-09-06 | Sander Kaart | Refrigerant circuit |
-
2006
- 2006-12-14 WO PCT/EP2006/069693 patent/WO2007068730A1/en active Application Filing
- 2006-12-14 RU RU2008129106/06A patent/RU2424477C2/en not_active IP Right Cessation
- 2006-12-14 JP JP2008545000A patent/JP2009519429A/en active Pending
- 2006-12-14 AU AU2006325208A patent/AU2006325208B2/en not_active Ceased
- 2006-12-14 US US12/097,295 patent/US20080289360A1/en not_active Abandoned
- 2006-12-14 EP EP06819959A patent/EP1960726A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008129106A (en) | 2010-01-27 |
WO2007068730A1 (en) | 2007-06-21 |
AU2006325208B2 (en) | 2009-11-26 |
EP1960726A1 (en) | 2008-08-27 |
AU2006325208A1 (en) | 2007-06-21 |
JP2009519429A (en) | 2009-05-14 |
US20080289360A1 (en) | 2008-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6962060B2 (en) | Refrigeration compression system with multiple inlet streams | |
RU2395765C2 (en) | Plant and device for liquefaction of natural gas | |
JP5259727B2 (en) | Methods and apparatus for cooling and / or liquefying hydrocarbon streams | |
RU2148761C1 (en) | Cooling of fluid medium flow | |
CA2793469C (en) | Integrated pre-cooled mixed refrigerant system and method | |
RU2424477C2 (en) | Cooling agent circuit | |
RU2490565C2 (en) | Control method and device for cooling agent compressor, and their use in hydrocarbon flow cooling method | |
US20070204649A1 (en) | Refrigerant circuit | |
RU2246078C2 (en) | Compression device | |
RU2735753C2 (en) | Parallel compression at lng units using double-stream compressor | |
KR20200015387A (en) | Balancing power in split mixed refrigerant liquefaction system | |
GB2454344A (en) | Method and apparatus for controlling a refrigerant compressor, and a method for cooling a hydrocarbon stream. | |
AU2013204886B2 (en) | Compressor System and Method for Compressing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151215 |