RU2704577C1

RU2704577C1 - Method of preparing a cryogenic product for testing a power device

Info

Publication number: RU2704577C1
Application number: RU2019106353A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Шишков
Original assignee: Владимир Александрович Шишков
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2019-10-29

Abstract

FIELD: cryogenics.

SUBSTANCE: invention relates to cryogenic equipment and is intended for testing of power devices on liquid phase of cryogenic product heated up to saturation line. Method of preparing a cryogenic product for testing a power device at different temperatures of a cryogenic product liquid phase involves filling a cryogenic product into a cryogenic storage container from the cryogenic storage capacity and changing the temperature of the liquid phase of the cryogenic product. Inner vessel before filling has temperature above saturation line of cryogenic product. Filling is performed in successive portions of liquid phase of cryogenic product 0.1…0.25 of weight, which contains cryogenic storage container, with intermediate exposures 5…15 minutes between consecutive portions of liquid phase of cryogenic product. Pressure in the cryogenic tank is maintained in compliance with the temperature of the liquid phase of the cryogenic product required for testing the power device at the saturation line.

EFFECT: reduced power consumption and obtaining homogeneous temperature throughout the volume of liquid phase of cryogenic product.

6 cl, 1 dwg

Description

Способ подготовки криогенного продукта или продукта с температурой испарения ниже температуры атмосферы к испытаниям энергетического устройства относится к криогенной технике, энергомашиностроению и двигателестроению для наземного базирования и транспортных средств и предназначен для испытаний энергетических - устройств на подогретой до линии насыщения жидкой фазе криогенного продукта.A method for preparing a cryogenic product or a product with an evaporation temperature below atmospheric temperature for testing a power device relates to cryogenic technology, power engineering and engine building for land-based vehicles and is intended for testing power - devices on a liquid phase of a cryogenic product heated to a saturation line.

Известен способ (И.И. Гельперин, А.А. Ильинский, О.А. Алмазов, И.А. Адугин. Жидкий водород. М.: «Химия», 1980. - 228 с.) подготовки криогенного продукта к испытаниям энергетических устройств, заключающийся в термостатировании - охлаждении жидкой фазы криогенного продукта в расходной емкости путем вакуумирования парового пространства над зеркалом жидкой фазы до давления соответствующего требуемой температуре на линии насыщения.The known method (I.I. Gelperin, A.A. Ilyinsky, O.A. Almazov, I.A. Adugin. Liquid hydrogen. M .: "Chemistry", 1980. - 228 p.) Preparation of a cryogenic product for energy tests devices, which consists in thermostating - cooling the liquid phase of the cryogenic product in the supply tank by evacuating the vapor space above the mirror of the liquid phase to a pressure corresponding to the desired temperature on the saturation line.

Недостаток способа заключается в том, что он не обеспечивает подогрева жидкой фазы криогенного продукта от температуры хранения до требуемой температуры на линии насыщения за короткий промежуток времени, т.к. расходная емкость с экранно-вакуумной изоляцией имеет низкий теплоприток к жидкой фазе криогенного продукта, что не позволяет достаточно быстро увеличить температуру жидкой фазы криогенного продукта, при этом поступающая через теплоизоляцию тепловая энергия тратиться на испарение, а значит на охлаждение жидкой фазы криогенного продукта. Из-за этого жидкая фаза криогенного продукта в расходной емкости с течением времени по высоте расслаивается по температуре, а значит, возможна подача криогенного продукта в энергетическое устройство с различной температурой по мере выработки криогенного продукта, что увеличивает сроки доводки энергетического устройства.The disadvantage of this method is that it does not provide heating of the liquid phase of the cryogenic product from the storage temperature to the desired temperature on the saturation line for a short period of time, because a consumable tank with screen-vacuum insulation has a low heat gain to the liquid phase of the cryogenic product, which does not allow to quickly increase the temperature of the liquid phase of the cryogenic product, while the thermal energy coming through the thermal insulation is spent on evaporation, which means cooling the liquid phase of the cryogenic product. Because of this, the liquid phase of the cryogenic product in the supply tank delaminates in temperature over time, which means that it is possible to supply the cryogenic product to an energy device with a different temperature as the cryogenic product is generated, which increases the time for finishing the energy device.

Известна установка (авторское свидетельство SU №970070, F28D 7/00, 1982 г.) содержащая последовательно соединенные по трубному и межтрубному пространству с образованием зон подогрева, испарения и перегрева кожухотрубные теплообменники и подключенные к межтрубному пространству последних насос и компенсирующую емкость, установленную над теплообменниками, при этом теплообменники в зонах испарения и перегрева имеют поверхность, составляющую 1,45-1,65 и 0,9-0,96 поверхности теплообменников в зоне подогрева. В данной установке может быть осуществлен подогрев жидкой фазы криогенного продукта до температуры на линии насыщения путем его прокачки через теплообменники с постоянным подводом тепловой энергии.A known installation (copyright certificate SU No. 970070, F28D 7/00, 1982) containing shell-and-tube heat exchangers connected in series through a pipe and annular space with the formation of heating, evaporation and overheating zones and a compensating tank mounted above the heat exchangers connected to the annular space of the latter while the heat exchangers in the zones of evaporation and overheating have a surface component of 1.45-1.65 and 0.9-0.96 surface of the heat exchangers in the heating zone. In this installation, the liquid phase of the cryogenic product can be heated to a temperature on the saturation line by pumping it through heat exchangers with a constant supply of thermal energy.

Недостаток установки заключается в том, что необходимы дополнительные теплообменники и греющий теплоноситель, а также насос для прокачки обоих теплоносителей через теплообменник, что, в свою очередь, увеличивает затраты на подготовку жидкой фазы криогенного продукта к испытанию энергетического устройства, кроме этого невозможно получить однородную по температуре жидкую фазу криогенного продукта на выходе теплообменника, что не позволяет качественно провести специальные испытания по устойчивости работы энергетического устройства и по определению кавитационной характеристики насоса подачи.The disadvantage of the installation is that additional heat exchangers and a heating coolant are needed, as well as a pump for pumping both heat carriers through the heat exchanger, which, in turn, increases the cost of preparing the liquid phase of the cryogenic product for testing an energy device, besides it is impossible to obtain a uniform temperature the liquid phase of the cryogenic product at the outlet of the heat exchanger, which does not allow high-quality to conduct special tests on the stability of the energy device and by definition of the cavitation characteristics of the feed pump.

Задачи изобретения: снижение энергетических затрат на подготовку жидкой фазы криогенного продукта для проведения испытания энергетического устройства при различных температурах жидкой фазы криогенного продукта, а также получение однородной температуры по всему объему жидкой фазы криогенного продукта в криогенной расходной емкости.Objectives of the invention: reducing energy costs for preparing the liquid phase of the cryogenic product for testing the energy device at different temperatures of the liquid phase of the cryogenic product, as well as obtaining a uniform temperature throughout the volume of the liquid phase of the cryogenic product in a cryogenic consumable container.

Поставленные задачи в способе подготовки криогенного продукта к испытаниям энергетического устройства при различных температурах жидкой фазы криогенного продукта заключающийся в заправке криогенного продукта в криогенную расходную емкость из криогенной емкости хранилища и изменении температуры жидкой фазы криогенного продукта, решаются тем, что, заправку криогенной расходной емкости, внутренний сосуд которой перед заправкой имеет температуру выше линии насыщения криогенного продукта, производят последовательными порциями жидкой фазы криогенного продукта 0,1…0,25 от массы, которую вмещает криогенная расходная емкость, с промежуточными выдержками 5…15 минут между последовательными порциями жидкой фазы криогенного продукта, при этом давление в криогенной расходной емкости поддерживают в соответствии с требуемой для испытания энергетического устройства температурой жидкой фазы криогенного продукта на линии насыщения, а также тем, что уменьшают каждую последующую порцию жидкой фазы криогенного продукта, поступающую в криогенную расходную емкость, при этом последняя порция составляет 0,1 от массы жидкой фазы криогенного продукта, которую вмещает криогенная расходная емкость и тем, что увеличивают каждую последующую выдержку между последовательными порциями жидкой фазы криогенного продукта, при этом последняя выдержка между последовательными порциями жидкой фазы криогенного продукта составляет 10…15 минут и тем, что перед заправкой криогенной расходной емкости увеличивают давление в вакуумной полости заправочного трубопровода до обеспечения величины теплопритока, определяемого по формуле: Q=ΔiG_з, где Δi - величина требуемого изменения энтальпии жидкой фазы криогенного продукта, G_з - массовый расход жидкой фазы криогенного продукта на входе в криогенную расходную емкость и тем, что с целью получения однородной температуры жидкой фазы криогенного продукта по всему объему криогенной расходной емкости после ее заправки, производят ее выдержку 4…24 часов при давлении соответствующем требуемой для испытания энергетического устройства температуре жидкой фазы криогенного продукта на линии насыщения и тем, что с целью проведения испытания энергетического устройства на подогретой жидкой фазе криогенного продукта и снижения потерь на испарение криогенного продукта, испытание энергетического устройства проводят на одной или нескольких порциях жидкой фазы криогенного продукта, которые заправляют в криогенную расходную емкость.The tasks in the method of preparing a cryogenic product for testing an energy device at various temperatures of the liquid phase of the cryogenic product, which consists in filling the cryogenic product into the cryogenic storage tank from the cryogenic storage tank and changing the temperature of the liquid phase of the cryogenic product, are solved by the fact that the filling of the cryogenic supply tank is internal a vessel which, before refueling, has a temperature above the saturation line of the cryogenic product, is produced in successive portions of liquid phases of the cryogenic product 0.1 ... 0.25 of the mass that the cryogenic supply container holds, with intermediate holdings of 5 ... 15 minutes between successive portions of the liquid phase of the cryogenic product, while the pressure in the cryogenic supply container is maintained in accordance with the energy device required for testing the temperature of the liquid phase of the cryogenic product on the saturation line, as well as the fact that each subsequent portion of the liquid phase of the cryogenic product entering the cryogenic consumable tank is reduced; the serving portion is 0.1 of the mass of the liquid phase of the cryogenic product, which accommodates the cryogenic flow capacity and the fact that each subsequent exposure between successive portions of the liquid phase of the cryogenic product is increased, while the last exposure between successive portions of the liquid phase of the cryogenic product is 10 ... 15 minutes and the fact that before refueling the cryogenic consumable capacity, the pressure in the vacuum cavity of the refueling pipe is increased to ensure the heat inflow determined by the formula: Q = ΔiG _h , where Δi is the value of the required change in the enthalpy of the liquid phase of the cryogenic product, G _s is the mass flow rate of the liquid phase of the cryogenic product at the inlet of the cryogenic flow tank and the fact that in order to obtain a uniform temperature of the liquid phase of the cryogenic product throughout the volume of the cryogenic flow tank after it refueling, hold it for 4 ... 24 hours at a pressure corresponding to the temperature of the liquid phase of the cryogenic product required for testing the energy device on the saturation line and with the aim of testing the power device on the heated liquid phase of the cryogenic product and reduce losses on the evaporation of the cryogenic product, the test of the energy device is carried out on one or more portions of the liquid phase of the cryogenic product, which are charged into the cryogenic consumable container.

В известных технических решениях признаков сходных с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не обнаружено, следовательно, это решение обладает существенными отличиями. Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию «новизна». В то же время, заявляемое техническое решение применимо в промышленности, в частности в энергетическом машиностроении и криогенных системах и может быть использовано при доводочных работах энергетических устройств и систем подачи криогенного топлива в наземную или транспортную энергетическую установку, поэтому оно соответствует условию «промышленная применимость».In the known technical solutions, features similar to those distinguishing the claimed solution from the prototype are not found, therefore, this solution has significant differences. The above set of features in comparison with the prior art allows us to conclude that the claimed technical solution meets the condition of "novelty." At the same time, the claimed technical solution is applicable in industry, in particular in power engineering and cryogenic systems and can be used in the finishing work of power devices and systems for supplying cryogenic fuel to a ground or transport power installation, therefore it meets the condition of "industrial applicability".

Изобретение поясняется следующими схемами.The invention is illustrated by the following schemes.

На фиг. 1 представлена схема системы заправки криогенной расходной емкости и подготовки жидкой фазы криогенного продукта для испытания энергетического устройства.In FIG. 1 is a diagram of a system for refueling a cryogenic consumable container and preparing a liquid phase of a cryogenic product for testing an energy device.

Система для осуществления способа (фиг. 1) содержит криогенную емкость 1 хранилища, соединенную последовательно через первый запорный элемент 2, заправочный трубопровод 4 с экранно-вакуумной изоляцией и второй запорный элемент 3 с криогенной расходной емкостью 5. В криогенной емкости 1 хранилища и криогенной расходной емкости 5 установлены соответственно датчики 6 и 7 температуры жидкой фазы криогенного продукта, датчики 8 и 9 давления и датчики 10 и 11 уровня жидкой фазы криогенного продукта, соединенные с блоком управления 12. Вакуумная полость заправочного трубопровода 4 с экранно-вакуумной изоляцией соединена с датчиком 13 замера вакуума и с входом в вакуумный насос 14, которые, в свою очередь, соединены с блоком управления 12, имеющим контроллер времени 17. Криогенная емкость 1 хранилища соединена с запорным заправочным элементом 15, а криогенная расходная емкость 5 с запорным расходным элементом 16.The system for implementing the method (Fig. 1) contains a cryogenic storage tank 1 connected in series through a first shut-off element 2, a filling pipe 4 with screen-vacuum insulation and a second shut-off element 3 with a cryogenic flow tank 5. In the cryogenic storage tank 1 and cryogenic flow containers 5, respectively, are installed sensors 6 and 7 of the temperature of the liquid phase of the cryogenic product, sensors 8 and 9 of the pressure and sensors 10 and 11 of the liquid phase of the cryogenic product, connected to the control unit 12. Vacuum cavity a filling pipe 4 with screen-vacuum insulation is connected to a vacuum measuring sensor 13 and to the entrance to the vacuum pump 14, which, in turn, are connected to a control unit 12 having a time controller 17. The cryogenic storage tank 1 is connected to a shut-off filling element 15, and cryogenic supply capacity 5 with a locking consumable element 16.

Способ по п. 1 формулы (фиг. 1) осуществляют следующим образом. Для определения кавитационной характеристики и запасов устойчивой работы насоса подачи и для определения устойчивости работы теплообменника-газификатора, а также для определения устойчивости работы всей системы подачи криогенного продукта, например топливоподачи криогенного топлива в энергетическое устройство, двигателя внутреннего сгорания газотурбинного или поршневого, необходимо провести серию испытаний при различных температурах и давлениях жидкой фазы криогенного продукта или жидкой фазы продукта с температурой кипения ниже температуры атмосферы. Давление в расходной емкости, для большинства криогенных продуктов и продуктов с температурой кипения ниже температуры атмосферы, не превышает критического значения, а значит и температура жидкой фазы этих продуктов находится или на линии насыщения или меньше, чем на линии насыщения. Заправку криогенной емкости 1 хранилища осуществляют от криогенной транспортной емкости через заправочный элемент 15, где криогенный продукт храниться до проведения испытания энергетического устройства. Перед началом заправки криогенной расходной емкости 5 измеряют температуру стенок ее внутреннего сосуда с помощью датчика температуры 7 и температуру жидкой фазы криогенного продукта в криогенной емкости 1 хранилища с помощью датчика температуры 6. По этим значениям температур, при известных размерах и массе внутреннего сосуда криогенной расходной емкости 5, в блоке управления 12 определяют количество теплоты, которое можно использовать для нагрева жидкой фазы криогенного продукта при заправке криогенной расходной емкости 5 до требуемой температуры для испытания энергетического устройства, с последующим определением массы жидкой фазы криогенного продукта с учетом потерь на испарение и выброса через штатный дренаж криогенной расходной емкости 5, которую необходимо заправить в криогенную расходную емкость 5. Для получения необходимой температуры жидкой фазы криогенного продукта или жидкой фазы продуктов с температурой кипения ниже температуры атмосферы заправку криогенной расходной емкости 5, внутренний сосуд которой перед заправкой имеет температуру выше линии насыщения криогенного продукта, производят из криогенной емкости 1 хранилища путем передавливания, при этом повышают давление в криогенной емкости 1 хранилища с помощью штатной системы наддува с контролем давления в ней с помощью датчика давления 8 и контролем исходной температуры жидкой фазы криогенного продукта с помощью датчика температуры 6, соединенных с блоком управления 12. Заправку криогенной расходной емкости 5 выполняют через последовательно соединенные первый запорный элемент 2, заправочный трубопровод 4 с экранно-вакуумной изоляцией и второй запорный элемент 3 последовательными порциями жидкой фазы криогенного продукта 0,1…0,25 от массы, которую вмещает криогенная расходная емкость 5, при этом количество массы жидкой фазы криогенного продукта заправляемого в криогенную расходную емкость 5 контролируют с помощью датчиков уровней 10 и 11 соответственно в криогенной емкости 1 хранилища и криогенной расходной емкости 5 и соответственно датчиков температуры жидкой фазы криогенного продукта 6 и 7, причем вычисление массы каждой порции криогенного продукта выполняют в блоке управления 12, с которым соединены вышеназванные датчики уровней 10 и 11 и датчики температуры 6 и 7. После заправки каждой порции жидкой фазы криогенного продукта в криогенную расходную емкость 5 закрывают первый запорный элемент 2 и делают промежуточные выдержки жидкой фазы криогенного рабочего продукта в криогенной расходной емкости 5 (фиг. 1) 5…15 минут между последовательными порциями жидкой фазы криогенного продукта, при этом длительность периода промежуточной выдержки устанавливают с помощью контроллера времени 17, соединенного с блоком управления 12, по окончании промежуточной выдержки открывают первый запорный элемент 2 (фиг. 1) и выполняют заправку очередной порции жидкой фазы криогенного продукта в криогенную расходную емкость 5. В период всего процесса заправки криогенной расходной емкости 5, включая периоды промежуточных выдержек, измеряют давление в криогенной расходной емкости 5 с помощью датчика 11 и температуру жидкой фазы криогенного продукта датчиком 7, сигналы которых поступают в блок управления 12, и поддерживают его в соответствии с требуемой для испытания энергетического устройства температурой жидкой фазы криогенного продукта на линии насыщения, как в период заправки порции жидкой фазы криогенного продукта в криогенную расходную емкость 5, так и в периоды промежуточных выдержек между заправками порций. Для поддержания требуемого давления используют штатную систему дренажа криогенной расходной емкости 5, не показанную на фиг. 1. По окончании заправки криогенной расходной емкости 5 закрывают первый запорный элемент 2 и выдавливают остаток жидкой фазы криогенного продукта из криогенного трубопровода 4 с экранно-вакуумной изоляцией в криогенную расходную емкость 5, с помощью штатной системы продувки, а затем закрывают второй запорный элемент 3. Проводят испытание энергетического устройства при полученной во время заправки температуре жидкой фазы криогенного продукта в криогенной расходной емкости 5, при этом жидкую фазу криогенного продукта подают к энергетическому устройству через запорный расходный элемент 16. Нагрев жидкой фазы криогенного продукта осуществляется за счет теплоты накопленной за счет внешнего теплопритока в стенках внутреннего сосуда криогенной расходной емкости 5 при простоях без жидкой фазы криогенного продукта между испытаниями энергетического устройства. Для испытания энергетического устройства при другой температуре жидкой фазы криогенного продукта повторяют заправку криогенной расходной емкости 5, внутренний сосуд, которой находится при температуре выше линии насыщения, по выше приведенной технологии, но при давлении в криогенной расходной емкости 5, отличающимся от предыдущей заправки, при этом температура на линии насыщения жидкой фазы криогенного продукта будет соответствовать установленному новому давлению в криогенной расходной емкости 5. Таким образом, последовательно при разных температурах жидкой фазы криогенного продукта снимают кавитационную характеристику насоса подачи жидкой фазы криогенного продукта, а также характеристики по запасам устойчивости работы, как насоса подачи, так и теплообменника-газификатора криогенного продукта и системы его подачи в энергетическое устройство.The method according to p. 1 of the formula (Fig. 1) is as follows. To determine the cavitation characteristics and the reserves of stable operation of the feed pump and to determine the stability of the heat exchanger-gasifier, as well as to determine the stability of the entire supply system of the cryogenic product, for example, the fuel supply of cryogenic fuel to an energy device, a gas turbine or piston internal combustion engine, it is necessary to conduct a series of tests at various temperatures and pressures of the liquid phase of the cryogenic product or the liquid phase of the product with a boiling point e atmospheric temperature. The pressure in the supply tank, for most cryogenic products and products with a boiling point below atmospheric temperature, does not exceed a critical value, which means that the temperature of the liquid phase of these products is either on the saturation line or less than on the saturation line. Refueling the cryogenic storage tank 1 is carried out from the cryogenic transport tank through the fueling element 15, where the cryogenic product is stored until testing the energy device. Before refueling a cryogenic supply tank 5, the temperature of the walls of its inner vessel is measured using a temperature sensor 7 and the temperature of the liquid phase of the cryogenic product in the cryogenic storage tank 1 using a temperature sensor 6. According to these temperature values, with the known dimensions and mass of the inner vessel of the cryogenic supply tank 5, in the control unit 12, the amount of heat that can be used to heat the liquid phase of the cryogenic product when refueling the cryogenic consumable tank 5 to the desired value is determined temperature for testing the energy device, followed by determining the mass of the liquid phase of the cryogenic product, taking into account evaporation losses and discharge through the regular drainage of the cryogenic supply tank 5, which must be charged into the cryogenic supply tank 5. To obtain the required temperature of the liquid phase of the cryogenic product or the liquid phase of the products with a boiling point below atmospheric temperature, refueling a cryogenic consumable container 5, the inner vessel of which, before refueling, has a temperature above the line the cryogenic product, is produced from the cryogenic storage tank 1 by crushing, while the pressure in the cryogenic storage tank 1 is increased using a standard pressurization system with pressure control using the pressure sensor 8 and control of the initial temperature of the liquid phase of the cryogenic product using the temperature sensor 6 connected to the control unit 12. The filling of the cryogenic supply tank 5 is carried out through the first locking element 2 connected in series, the filling pipe 4 with a screen-vacuum isolation it and the second locking element 3 in successive portions of the liquid phase of the cryogenic product 0.1 ... 0.25 of the mass that the cryogenic consumable tank 5 holds, while the amount of mass of the liquid phase of the cryogenic product charged into the cryogenic consumable 5 is controlled using level sensors 10 and 11, respectively, in the cryogenic storage tank 1 and cryogenic consumable tank 5 and, respectively, the temperature sensors of the liquid phase of the cryogenic product 6 and 7, and the mass calculation of each portion of the cryogenic product is performed in e control 12, to which the above-mentioned level sensors 10 and 11 and temperature sensors 6 and 7 are connected. After filling each portion of the liquid phase of the cryogenic product into the cryogenic supply container 5, the first shut-off element 2 is closed and intermediate exposures of the liquid phase of the cryogenic working product are made in the cryogenic consumable capacity 5 (Fig. 1) 5 ... 15 minutes between consecutive portions of the liquid phase of the cryogenic product, while the duration of the intermediate exposure period is set using the time controller 17 connected to the control unit 12, at the end of the intermediate exposure, the first locking element 2 is opened (Fig. 1) and refuel the next portion of the liquid phase of the cryogenic product into the cryogenic supply tank 5. During the entire process of filling the cryogenic supply tank 5, including periods of intermediate holdings, the pressure in the cryogenic flow is measured one tank 5 with a sensor 11 and the temperature of the liquid phase of the cryogenic product with a sensor 7, the signals of which are supplied to the control unit 12, and maintain it in accordance with the temperature of the liquid phase of the cryogenic product required for testing the energy device on the saturation line, as during the filling of a portion of liquid phase of the cryogenic product in the cryogenic consumable tank 5, and during periods of intermediate exposure between refueling portions. To maintain the required pressure, a standard drainage system of cryogenic supply tank 5 is used, not shown in FIG. 1. At the end of refueling the cryogenic supply tank 5, close the first locking element 2 and squeeze the remainder of the liquid phase of the cryogenic product from the cryogenic pipeline 4 with screen-vacuum insulation into the cryogenic supply tank 5 using a standard purge system, and then close the second locking element 3. The energy device is tested at the temperature of the liquid phase of the cryogenic product obtained during refueling in the cryogenic flow vessel 5, while the liquid phase of the cryogenic product is supplied to the energy to the device through the shut-off consumable element 16. The heating of the liquid phase of the cryogenic product is carried out due to the heat accumulated due to external heat influx in the walls of the inner vessel of the cryogenic consumable tank 5 during downtime without the liquid phase of the cryogenic product between tests of the energy device. To test the energy device at a different temperature of the liquid phase of the cryogenic product, the refueling of the cryogenic consumable vessel 5 is repeated, the inner vessel, which is at a temperature above the saturation line, according to the above technology, but at a pressure in the cryogenic consumable vessel 5 different from the previous refueling, the temperature on the saturation line of the liquid phase of the cryogenic product will correspond to the established new pressure in the cryogenic flow vessel 5. Thus, sequentially at GOVERNMENTAL cryogenic temperatures, liquid phase product is removed cavitation feed pump characteristic of the liquid phase of a cryogenic product, as well as the characteristics of working reserves of stability as a feed pump and a cryogenic heat exchanger gasifier product and its power supply system in the device.

Способ по п. 2 формулы осуществляют следующим образом. При заправке криогенной расходной емкости 5 из криогенной емкости 1 хранилища уменьшают каждую последующую порцию жидкой фазы криогенного продукта, поступающая в криогенную расходную емкость 5, при этом последняя порция составляет 0,1 от массы жидкой фазы криогенного продукта, которую вмещает криогенная расходная емкость 5. Уменьшение в период заправки криогенной расходной емкости 5 последующей порции жидкой фазы криогенного продукта позволяет эффективно использовать теплоту, накопленную в стенках внутреннего сосуда криогенной расходной емкости 5, при этом снижаются потери криогенного продукта на испарение и их выброс через штатную систему дренажа криогенной расходной емкости 5.The method according to p. 2 of the formula is as follows. When refueling a cryogenic supply tank 5 from the cryogenic storage tank 1, each subsequent portion of the liquid phase of the cryogenic product entering the cryogenic supply tank 5 is reduced, while the last portion is 0.1 of the mass of the liquid phase of the cryogenic product that the cryogenic supply tank holds 5. Decrease during the refueling of the cryogenic supply tank 5 of the next portion of the liquid phase of the cryogenic product, it is possible to efficiently use the heat accumulated in the walls of the inner vessel of the cryogenic supply capacity 5, while reducing losses of the cryogenic product due to evaporation and their discharge through the standard drainage system of the cryogenic supply tank 5.

Способ по п. 3 формулы осуществляют следующим образом. При заправке криогенной расходной емкости 5 из криогенной емкости 1 хранилища увеличивают каждую последующую выдержку между последовательными порциями жидкой фазы криогенного продукта, при этом последняя выдержка между последовательными порциями жидкой фазы криогенного продукта составляет 10…15 минут. Увеличение времени каждой последующей выдержки между порциями жидкой фазы криогенного продукта позволяет эффективно использовать теплоту, накопленную в стенках внутреннего сосуда криогенной расходной емкости 5 для нагрева порции жидкой фазы криогенного продукта, т.к. в процессе заправки от порции к очередной порции уменьшается разность температур между жидкой фазой криогенного продукта и стенкой внутреннего сосуда криогенной расходной емкости 5, что снижает, в свою очередь, теплопередачу между ними.The method according to p. 3 of the formula is as follows. When refueling a cryogenic supply tank 5 from the cryogenic storage tank 1, each subsequent exposure between successive portions of the liquid phase of the cryogenic product is increased, while the last exposure between successive portions of the liquid phase of the cryogenic product is 10 ... 15 minutes. The increase in the time of each subsequent exposure between portions of the liquid phase of the cryogenic product allows you to effectively use the heat accumulated in the walls of the inner vessel of the cryogenic flow tank 5 to heat a portion of the liquid phase of the cryogenic product, because in the process of filling from a batch to another batch, the temperature difference between the liquid phase of the cryogenic product and the wall of the inner vessel of the cryogenic flow tank 5 decreases, which in turn reduces the heat transfer between them.

Способ по п. 4 формулы осуществляют следующим образом. Если требуется более высокий подогрев жидкой фазы криогенного продукта в криогенной расходной емкости 5, то перед заправкой криогенной расходной емкости 5 в вакуумной полости криогенного трубопровода 4 с экранно-вакуумной изоляцией увеличивают давление, которое контролируют датчиком 13, в блоке управления 12 до обеспечения величины заданного теплопритока: q=Δi G₃, где Δi - величина требуемого изменения энтальпии жидкой фазы криогенного продукта, G₃ - массовый расход жидкой фазы криогенного продукта на входе в криогенную расходную емкость 5. После заправки криогенной расходной емкости 5 восстанавливают вакуум в теплоизоляции криогенного трубопровода 4 с экранно-вакуумной изоляцией с помощью вакуумного насоса 14. Весь процесс заправки контролируют и управляют с помощью блока управления 12 с контроллером времени 17. Нагрев жидкой фазы криогенного продукта дополнительно осуществляется за счет подвода внешней теплоты из атмосферы через теплоизоляцию криогенного трубопровода 4 с экранно-вакуумной изоляцией, у которого повышено давление в вакуумной полости.The method according to p. 4 of the formula is as follows. If higher heating of the liquid phase of the cryogenic product in the cryogenic supply tank 5 is required, then before filling the cryogenic supply tank 5 in the vacuum cavity of the cryogenic pipeline 4 with screen-vacuum insulation, the pressure, which is controlled by the sensor 13, is increased in the control unit 12 until the specified heat gain is ensured : q = Δi G ₃ , where Δi is the required change in the enthalpy of the liquid phase of the cryogenic product, G ₃ is the mass flow rate of the liquid phase of the cryogenic product at the entrance to the cryogenic consumable tank 5. P After filling the cryogenic supply tank 5, vacuum is restored in the thermal insulation of the cryogenic pipeline 4 with screen-vacuum insulation using a vacuum pump 14. The entire filling process is monitored and controlled using the control unit 12 with a time controller 17. The liquid phase of the cryogenic product is additionally heated by supply external heat from the atmosphere through the thermal insulation of the cryogenic pipeline 4 with screen-vacuum insulation, in which the pressure in the vacuum cavity is increased.

Способ по п. 5 формулы осуществляют следующим образом. Для получения однородной температуры жидкой фазы криогенного продукта в объеме криогенной расходной емкости 5 после ее заправки, производят выдержку в ней жидкой фазы криогенного продукта при давлении соответствующем требуемой температуре на линии насыщения 4…24 часов.The method according to p. 5 of the formula is as follows. To obtain a uniform temperature of the liquid phase of the cryogenic product in the volume of the cryogenic consumable container 5 after refueling, the liquid phase of the cryogenic product is held at a pressure corresponding to the required temperature on the saturation line for 4 ... 24 hours.

Способ по п. 6 осуществляют следующим образом. Чем больше масса и количество порций жидкой фазы криогенного продукта, которые заправляют в криогенную расходную емкость 5, тем ниже температура жидкой фазы в криогенной расходной емкости 5. Т.е. изменять температуру жидкой фазы криогенного продукта на входе в испытуемое энергетическое устройство можно изменением количества массы или порций жидкой фазы криогенного продукта, которые заправляют в криогенную расходную емкость 5. С целью проведения испытания энергетического устройства на подогретой жидкой фазе криогенного продукта и снижения потерь на испарение криогенного продукта, испытание энергетического устройства проводят на одной, при температурах близких к критической точке криогенного продукта, или нескольких порциях, при температурах значительно ниже критической точки криогенного продукта, жидкой фазы криогенного продукта, которые заправляют в криогенную расходную емкость 5.The method according to claim 6 is as follows. The larger the mass and number of portions of the liquid phase of the cryogenic product that are charged into the cryogenic supply vessel 5, the lower the temperature of the liquid phase in the cryogenic supply vessel 5. That is to change the temperature of the liquid phase of the cryogenic product at the entrance to the test energy device, you can change the number of masses or portions of the liquid phase of the cryogenic product, which are charged into the cryogenic consumable tank 5. In order to test the energy device on the heated liquid phase of the cryogenic product and reduce losses on evaporation of the cryogenic product , the test of the energy device is carried out on one, at temperatures close to the critical point of the cryogenic product, or in several portions , at temperatures well below the critical point of the cryogenic product, the liquid phase of the cryogenic product, which is charged into the cryogenic consumable container 5.

За счет заправки криогенной расходной емкости 5 порциями выполнен подогрев жидкой фазы криогенного продукта до требуемой условиями испытания энергетического устройства температуры. За счет изменения давления в вакуумной полости криогенного заправочного трубопровода 4 с экранно-вакуумной изоляцией получают дополнительную внешнюю теплоту для нагрева жидкой фазы криогенного продукта до необходимой температуры на линии насыщения в криогенной расходной емкости 5. За счет выдержки жидкой фазы криогенного продукта в криогенной расходной емкости 5 в течение заданного времени в ней получена однородная температура по всем объему жидкой фазы криогенного продукта. За счет использования теплоты криогенной расходной емкости 5 и теплоты окружающей атмосферы снижены затраты энергии на подогрев жидкой фазы криогенного продукта. За счет предлагаемой технологии заправки криогенной расходной емкости 5 уменьшено время подготовки к испытаниям энергетического устройства. За счет заправки одной или нескольких порций жидкой фазы криогенного продукта в криогенную расходную емкость 5 получают различные на линии насыщения температуры жидкой фазы криогенного продукта для проведения испытания энергетического устройства и снижают выбросы на испарение криогенного продукта.By filling the cryogenic supply tank with 5 portions, the liquid phase of the cryogenic product was heated to the temperature required by the test conditions of the energy device. By changing the pressure in the vacuum cavity of the cryogenic refueling pipe 4 with screen-vacuum insulation, additional external heat is obtained to heat the liquid phase of the cryogenic product to the required temperature on the saturation line in the cryogenic flow tank 5. By holding the liquid phase of the cryogenic product in the cryogenic flow tank 5 for a given time, a uniform temperature is obtained in it over the entire volume of the liquid phase of the cryogenic product. Due to the use of the heat of the cryogenic supply tank 5 and the heat of the surrounding atmosphere, the energy costs for heating the liquid phase of the cryogenic product are reduced. Due to the proposed refueling technology of the cryogenic consumable container 5, the preparation time for testing the energy device is reduced. By filling one or more portions of the liquid phase of the cryogenic product into the cryogenic consumable container 5, various temperatures of the liquid phase of the cryogenic product on the saturation line are obtained for testing the energy device and reduce emissions on the evaporation of the cryogenic product.

Таким образом, изобретением усовершенствована технология подготовки жидкой фазы криогенного продукта для определения кавитационной характеристики и запасов устойчивой работы насоса подачи и для определения устойчивости работы теплообменника-газификатора, а также для определения устойчивости работы всей системы подачи криогенного продукта, например топливоподачи криогенного топлива в энергетическое устройство, двигателя внутреннего сгорания газотурбинного или поршневого, в которой изменен порядок заправки криогенной расходной емкости 5 от криогенной емкости 1 хранилища криогенного продукта, и которая позволяет снизить энергетические затраты на подогрев жидкой фазы криогенного продукта перед проведением специального испытания энергетического устройства, уменьшить время на его подготовку и снизить выбросы паров криогенного продукта через штатный дренаж.Thus, the invention improved the technology for preparing the liquid phase of the cryogenic product to determine the cavitation characteristics and the reserves of stable operation of the feed pump and to determine the stability of the heat exchanger-gasifier, as well as to determine the stability of the entire supply system of the cryogenic product, for example, the fuel supply of cryogenic fuel to an energy device, internal combustion engine of a gas turbine or piston, in which the order of refueling cryogenic consumables has been changed mkosti 5 from the cryogenic container 1 product cryogenic storage and which can reduce energy costs for heating the liquid phase of a cryogenic product prior special test power device, to reduce the time for its preparation, and reduce the emissions of cryogenic vapor product through the regular drainage.

Claims

1. A method of preparing a cryogenic product for testing an energy device at different temperatures of the liquid phase of a cryogenic product, which consists in filling the cryogenic product into a cryogenic storage tank from the cryogenic storage tank and changing the temperature of the liquid phase of the cryogenic product, characterized in that the filling of the cryogenic supply tank is an internal vessel which, before refueling, has a temperature above the saturation line of the cryogenic product, is produced in successive portions of the liquid phase of the cryogenic the product 0.1 ... 0.25 of the mass that the cryogenic supply container holds, with intermediate holdings of 5 ... 15 minutes between consecutive portions of the liquid phase of the cryogenic product, while the pressure in the cryogenic supply container is maintained in accordance with the liquid temperature required for testing the energy device phases of the cryogenic product on the saturation line.

2. The method according to p. 1, characterized in that each subsequent portion of the liquid phase of the cryogenic product, which enters the cryogenic consumable container, is reduced, the last portion being 0.1 of the mass of the liquid phase of the cryogenic product, which contains the cryogenic consumable container.

3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that each subsequent exposure is increased between successive portions of the liquid phase of the cryogenic product, the last exposure between successive portions of the liquid phase of the cryogenic product is 10 ... 15 minutes.

4. The method according to p. 1, or 2, or 3, characterized in that before refueling the cryogenic supply tank, increase the pressure in the vacuum cavity of the refueling pipe until the heat inflow is determined by the formula Q = ΔiG _s , where Δi is the magnitude of the required change in enthalpy the liquid phase of the cryogenic product, G _s - the mass flow rate of the liquid phase of the cryogenic product at the entrance to the cryogenic flow tank.

5. The method according to p. 1, or 2, or 3, or 4, characterized in that in order to obtain a uniform temperature of the liquid phase of the cryogenic product over the entire volume of the cryogenic consumable container after refueling, it is held for 4 ... 24 hours at a pressure corresponding to the temperature of the liquid phase of the cryogenic product required for testing the energy device on the saturation line.

6. The method according to p. 1, or 2, or 3, or 4, or 5, characterized in that in order to test the energy device on the heated liquid phase of the cryogenic product and reduce losses on the evaporation of the cryogenic product, the test of the energy device is carried out on one or several portions of the liquid phase of the cryogenic product, which are charged into the cryogenic consumable container.