SU1444595A1

SU1444595A1 - Способ получени холода в криогенной установке

Info

Publication number: SU1444595A1
Application number: SU864128077A
Authority: SU
Inventors: Юрий Дмитриевич Видинеев; Михаил Иванович Дьячков
Original assignee: Московский Институт Химического Машиностроения
Priority date: 1986-06-26
Filing date: 1986-06-26
Publication date: 1988-12-15

Abstract

Изобретение может быть использовано в гелиевых установках. Цель изобретени - снижение удельных затрат энергии. Газообразный гелий сжимают в компрессоре 1 и охлаждают его обратным потоком. Часть сжатого гели адиабатически расшир ют в детандере 11 дл компенсации необходимых потерь, а оставшуюс часть сжатого гели адиабатически расшир ют в концевом детандере 12 с получением жидкого гели , подаваемого потребителю холода. Затем ары обратного потока , поступаюшие от потребител , сжимаютс до промежуточного давлени во вспомогательном компрессоре 13, причем т-ра сжатых паров значительно выше, чем т-ра сжатого гели , направл емого на расширение в детандер 12. Адиабатическое расширение сжатого гели в детандере 11 можно производить на двух т-рных уровн х, а адиабатическое расширение гели в детандере 12 можно производить до т-ры, выше критической. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Description

г.

(Л

1 ( сд со ел

Изобретение относитс к криогенной технике , а именно к гелиевым холодильным установкам.

Цель изобретени - снижение удельных затрат энергии.

На чертеже приведена схема криогенной установки дл реализации способа получени холода.

Установка содержит компрессор 1 с концевым холодильником 2, теплообменники 3-9, промежуточные детандеры 10 и 11, концевой парожидкостной детандер 12, установленный на одном валу с компрессором 13 предварительного сжати , сборник 14 жидкого гели , вентиль 15 отбора жидкого продукта, теплообменник 16 нагрузки и подпиточный компрессор 17.

Криогенна установка работает следующим образом.

Гелий при температуре окружающей среды сжимаетс в компрессоре 1 с давлени PI до давлени Р. Давление PI выбираетс из условий уменьшени объемов сжимаемого гели и соответственно габаритов компрессора 1 объемного принципа действи , например поршневого. Сжатый до давлени Рг гелий охлаждаетс в концевом холодильнике 2 и далее поступает пр мым потоком в последовательно соединенные теп- лообменные аппараты 3-9, где охлаждаетс обратным потоком, а в теплообменнике 4 - за счет подводимого извне жидкого азота. При работе в рефрижераторном режиме детандер 10 отключен и часть пр мого потока гели после теплообменника 7 отводитс в детандер 11, где расшир етс до давлени обратного потока PJ. и направл етс в теплообмен- Ник 9 в качестве обратного потока, а оставша с часть пр мого потока охлаждаетс в теплообменниках 8 и 9 и поступает в парожидкостной детандер 12, где расшир етс до давлени Ркон, определ емого заданной температурой охлаждени Ткои, частично при этом конденсиру сь, и поступает в сборник 14 жидкости.

За счет подводимого к жидкому гелию при заданной температуре Ткои теплообменника 16 нагрузки происходит испарение жидкого гели и пары гели вместе с несконденсировавшейс частью потока поступают в компрессор 13 предварительного сжати . В компрессоре 13 осуществл етс сжатие гели с давлени РконДО давлени Р, и сжатый гелий направл етс в линию обратного потока между теплообменниками 8 и 9, где температура обратного лотока равна температуре конца сжати . Сжатие гели в компрессоре 13

осуществл етс за счет работы, получаемой на валу детандера 12 при расширении пр мого потока.

Давление обратного потока Р с учетом

возможности существенного уменьшени объемов сжимаемого гели и соответственно габаритов компрессора объемного принципа действи должно составл ть 0,4-0,8 МПа. Давление пр мого потока выбираетс таким, чтобы работа, совершаема расшир ющимс газом в детандере 12, могла компенсировать затраты работы на сжатие газа в компрессоре 13 предварительного сжати . Это условие выполн етс при отношении Р|/Р2 0,08-0,12. Таким образом, давление

5 пр мого потока гели Р2 должно составл ть 5,0-7,0 МПа.

В ожижительном режиме работы установки часть полученного в сборнике 14 жидкого гели отводитс потребителю через запорный вентиль 15. При работе установ0 ки в ожижительном режиме дл покрыти потребности в холоде дл охлаждени пр мого потока необходимо включение детандера 10, в который отводитс часть пр мого потока после теплообменника 5. Дл

5 пополнени установки гелием необходима его подача из рампы с давлением P| или из подпиточного компрессора 17.

Claims

Формула изобретени

0 1. Способ получени холода в криогенной установке путем сжати газообразного гели в компрессоре, охлаждени его обратным потоком, адиабатического расширени части сжатого гели дл компенсации необратимых потерь, адиабатического

5 расширени оставшейс части сжатого гели в концевом детандере с получением жидкого гели , подаваемого потребителю холода, сжати паров обратного потока гели , поступающих от потребител , до промежуточного давлени во вспомогательном комлрессоре, отличающийс тем, что, с целью снижени удельных затрат энергии, сжатие паров гели во вспомогательном компрессоре производ т до температуры более высокой , чем температура сжатого гели , на5 правл емого на расширение в концевой детандер.
2.Способ по п. 1, отличающийс тем, что адиабатическое расширение части сжатого гели дл компенсации необратимых потерь производ т на двух темпера50 турных уровн х.
3.Способ по п. 1, отличающийс тем, что адиабатическое расширение гели в концевом детандере производ т до температуры выше критической.

0