SU954737A1 - Method of automatic control of cryogenic helium system - Google Patents
Method of automatic control of cryogenic helium system Download PDFInfo
- Publication number
- SU954737A1 SU954737A1 SU813242268A SU3242268A SU954737A1 SU 954737 A1 SU954737 A1 SU 954737A1 SU 813242268 A SU813242268 A SU 813242268A SU 3242268 A SU3242268 A SU 3242268A SU 954737 A1 SU954737 A1 SU 954737A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- expander
- flow
- helium
- temperature
- bath
- Prior art date
Links
Description
Изобретение относится к автоматическому регулированию технологическими процессами криогенных систем и может быть, использовано в криогенных гелиевых системах.The invention relates to automatic process control of cryogenic systems and can be used in cryogenic helium systems.
Известен способ регулирования гелие-; вой холодильной установки стабилизации давления на входе в установку, стабилизации уровня жидких криогентов в криогенных емкостях, стабилизации уровня температуры^ прямого потока на входе в детандер изменением производительности детандера [1] .A known method of regulating helium-; of a refrigeration unit, stabilization of pressure at the inlet of the unit, stabilization of the level of liquid cryogens in cryogenic tanks, stabilization of the temperature level of the direct flow at the inlet to the expander by changing the productivity of the expander [1].
Недостатком известного способа регулирования является потеря части холодопроизводительности и, таким образом, сн№-15 жение экономичности криогенной гелиевой системы.A disadvantage of the known method of regulation is the loss of part of the cooling capacity and, thus, reduction # 15 of the economy of the cryogenic helium system.
Цель изобретения - повышение экономичности работы гелиевой системы. 20 Указанная цель достигается тем, что отключают контур стабилизации температуры, измеряют расход прямого потока гелия на входе в установку стабилизи2 руют расход прямого потока гелия. на входе в установку изменением производительности детандера при выходе температуры прямого потока гелия на входе в детандер из заданного диапазона .отключают контур стабилизации расхода и включают контур стабилизации температуры, а при достижении детандером максимальной производительности стабилизацию температуры производят дросселированием части прямого потока гелия.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the helium system. 20 This goal is achieved by turning off the temperature stabilization circuit, measuring the direct helium flow rate at the inlet of the unit, stabilizing the direct helium flow rate. at the inlet of the installation, by changing the expander performance when the temperature of the direct helium flow at the inlet of the expander is out of the specified range, the flow stabilization circuit is turned off and the temperature stabilization circuit is turned on, and when the expander reaches its maximum performance, temperature stabilization is performed by throttling part of the direct helium flow.
На чертеже представлена принципиальная схема криогенной гелиевой системы, реализующей предлагаемый способ.The drawing shows a schematic diagram of a cryogenic helium system that implements the proposed method.
Криогенная гелиевая система содержит регенеративные теплообменники 1—4 азот‘ную ванну 5, гелиевую ванну 6, детандер 7, дроссельный вентиль 8, регулирующие вентили 9-11, датчик 12 расхода, датчик 13 температуры, датчик 14 давления датчики 15 и 16 уровня, регуляторы 17-22, логическое устройство 23, объект 24 охлаждения.The cryogenic helium system contains regenerative heat exchangers 1–4 nitrogen bath 5, helium bath 6, expander 7, throttle valve 8, control valves 9-11, flow sensor 12, temperature sensor 13, pressure sensor 14, level 15 and 16 sensors, regulators 17-22, a logic device 23, an object 24 cooling.
д 954757 4d 954757 4
Система работает .следующим образом. Сжатый гелий по линии прямого потока проходит через датчик 12 расхода, теплообменники 1-4, азотную ванну 5, детандер 7, гелиевую ванну 6 и направ- 5 ляется в объект 24 охлаждения. Охлаждение прямого потока осуществляется в теплообменниках 2—4 обратным потоком^ часть прямого потока охлаждается парами азота в теплообменнике 1, далее пря- 10 мой поток охлаждается в ванне 5 с жидким азотом, в детандере 7 за счет расширения гелия, в гелиевой ванне - 6 жидким гелием. В режиме охлаждения система работает с избыточным обратным по-15 током.The system works as follows. Compressed helium in a direct flow line passes through a flow sensor 12, heat exchangers 1-4, a nitrogen bath 5, an expander 7, a helium bath 6 and is directed to a cooling object 24. The direct flow is cooled in heat exchangers 2–4 by the reverse flow; part of the direct flow is cooled by nitrogen vapor in the heat exchanger 1, then the direct flow is cooled in bath 5 with liquid nitrogen, in expander 7 due to expansion of helium, and in helium bath 6 by liquid helium. In cooling mode, the system operates with excess reverse-15 current.
Автоматическое регулирование режимом работы криогенной гелиевой системы осуществляется с помощью системы датчиков, регуляторов и исполнительных ме- 20 ханизмов. В режиме охлаждения объекта 24 сигнал от датчика 12 расхода поступает на регулятор 17, который выдает сигнал на исполнительный механизм изме нения производительности детандера 7, 25 стабилизируя таким образом минимально допустимый по условиям охлаждения объекта расход прямого потока. Уровень жидкого азота в ванне 5 стабилизируется регулятором 20 посредством изменения 30 расхода жидкого азота через вентиль 10. Аналогично построена стабилизация уровня жидкого гелия в ванне 6 посредством датчика 16, регулятора 21 и регулирующего вентиля 11. 35 Automatic control of the operating mode helium cryogenic system is carried out via a system of sensors, controllers and actuators 20 Me- nisms. In the cooling mode of the object 24, the signal from the flow sensor 12 is supplied to the controller 17, which provides a signal to the actuator for changing the performance of the expander 7, 25 thus stabilizing the minimum direct flow rate that is acceptable for the cooling of the object. The level of liquid nitrogen in the bath 5 is stabilized by the regulator 20 by changing 30 the flow rate of liquid nitrogen through the valve 10. Similarly, the stabilization of the level of liquid helium in the bath 6 through the sensor 16, the regulator 21 and the control valve 11. 35
При изменении тепловой' нагрузки в объекте 24 происходит изменение температуры и давления охлаждения, величины испарения жидкого гелия в ванне 6, ве_ 40 личины обратного потока гелия, параметров (давлений, температур, расходов) в установке. Так', при увеличении нагрузки в объекте 24 происходит активное испарение жидкого гелия в ванне 6 и увеличение обратного потока, что приводит к по- 43 нижению температур во всех точках установки. При выходе температуры перед детандером из заданного диапазона на регулятор 17 ’ через логическое устройство 23 поступает сигнал с датчика 13 тем- 50 пературы и контур регулирования, состоящий из датчика 12 расхода, регулятора 17 и детандера 7, отключается, включается контур стабилизации температуры перед детандером, состоящий из датчика 13 55 температуры, регулятора 18, детандера 7. При этом будет увеличиваться прямой поток гелия до тех пор, пока не будет установлена заданная температура перед детандером 7 и снята тепловая нагрузка в объекте 24.When the thermal load in object 24 changes, the temperature and cooling pressure change, the amount of liquid helium vaporization in bath 6, the value of helium back flow, and the parameters (pressures, temperatures, flow rates) in the installation. Thus', when the load increases in the object 24 is an active evaporation of the liquid helium in bath 6 and increase a reverse flow, 43 led to a progressive lowering of the temperature at all points in the installation. When the temperature of the expander outlet before a predetermined range to the controller 17 'via the logic device 23 receives a signal from the sensor 13 and the tem- perature 50 control loop consisting of the sensor 12, flow controller 17 and the expander 7 is disconnected, the temperature stabilization circuit is switched to the expander, consisting of a temperature sensor 13 55 , a regulator 18, an expander 7. In this case, the direct helium flow will increase until a predetermined temperature is established in front of the expander 7 and the thermal load in the object 24 is removed.
Если же тепловая нагрузка продолжает увеличиваться и превышает регламентное .значение, а дальнейшее увеличение производительности детандера невозможно, то тогда от датчика 13 темпера,туры через логическое устройство 23 поотупает сигнал на регулятор 19 и дополнительно включается контур стабилизации температуры, состоящий из датчика 13 температуры, регулятора 19 дроссельного вентиля 8.If the thermal load continues to increase and exceeds the regulatory value, and a further increase in the expander’s productivity is impossible, then the signal to the controller 19 will be dumbed from the temperature sensor 13 through the logic device 23 and, in addition, the temperature stabilization circuit consisting of the temperature sensor 13, the controller 19 throttle valve 8.
При уменьшении тепловой нагрузки регулирование режима работы криогенной системы осуществляется в обратном порядке.With a decrease in heat load, the regulation of the operating mode of the cryogenic system is carried out in the reverse order.
Экономическая эффективность предлагаемого способа, выраженная в снижении удельных затрат на производство холода, составляет 30%, что при холодопроизводительности системы 2100 Вт создает годовую’экономию порядка 20 тыс. руб.The economic efficiency of the proposed method, expressed in reducing the unit cost of producing cold, is 30%, which with a cooling capacity of 2100 W creates an annual’s savings of about 20 thousand rubles.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813242268A SU954737A1 (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Method of automatic control of cryogenic helium system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813242268A SU954737A1 (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Method of automatic control of cryogenic helium system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU954737A1 true SU954737A1 (en) | 1982-08-30 |
Family
ID=20940989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU813242268A SU954737A1 (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Method of automatic control of cryogenic helium system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU954737A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2792290C1 (en) * | 2022-07-13 | 2023-03-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ИФВЭ) | Method for producing cold at t>4.4 k by a helium refrigerator with an excess reverse flow |
-
1981
- 1981-01-28 SU SU813242268A patent/SU954737A1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2792290C1 (en) * | 2022-07-13 | 2023-03-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ИФВЭ) | Method for producing cold at t>4.4 k by a helium refrigerator with an excess reverse flow |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR910002048B1 (en) | Apparatus for controlling a refrigerant expansion valve in a refrigeration system | |
US4742689A (en) | Constant temperature maintaining refrigeration system using proportional flow throttling valve and controlled bypass loop | |
US4353409A (en) | Apparatus and method for controlling a variable air volume temperature conditioning system | |
US9671161B2 (en) | Controlling liquefaction of natural gas | |
US6446446B1 (en) | Efficient cooling system and method | |
US5916251A (en) | Steam flow regulation in an absorption chiller | |
SU954737A1 (en) | Method of automatic control of cryogenic helium system | |
CN1039053C (en) | Method of and apparatus for controlling condensing agent supply to evaporator with U-shaped tubes | |
JP2708053B2 (en) | Refrigerator temperature controller | |
DK150251B (en) | CONTROL DEVICE FOR KAELE PLANTS | |
KR920010738B1 (en) | Temperature control method for cooling device | |
SU1458663A1 (en) | Device for controlling installation for liquefaction of natural gas | |
SU819525A1 (en) | Method of automatic regulating of cryogenic helium system | |
US4261719A (en) | Method of and apparatus for controlling rate of material air supply to air separation plant | |
RU2238487C2 (en) | Method and device for cryostatting object with varying heat load | |
SU802744A1 (en) | Method of controlling heulium refrigerating plant | |
JPH06272987A (en) | Chilled water system controlling method for air conditioning facility | |
JP2769423B2 (en) | Refrigeration device temperature control method and device | |
RU2725912C1 (en) | Method to control pressure of transcript of refrigerating unit on carbon dioxide gas | |
SU1247635A1 (en) | Device for controlling process of liquid refrigerant | |
SU929972A1 (en) | Method of automatic control of cryogenic helium system preliminary refrigeration stage | |
SU870869A1 (en) | Method of automatic controlling of cryogenic helium system | |
JPS58130925A (en) | Controller for temperature of air conditioner | |
JPS60202276A (en) | Air conditioner | |
SU438986A1 (en) | Automatic control device |