Газификатор криогенной жидкости

 

1. ГАЗИФИКАТОР КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ, содержащий соединенные последовательно насос, атмосферный фиг. испаритель и догреватель с трубопроводом выдачи продукта потребителю, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет обеспечения оттайки газификатора во время работы, он снабжен дополнительным теплообменником, установленным перед догревателем и соединенным входным патрубком с входным патрубком догревателя, а выходным -: через обратный клапан с входом атмосферного испарителя , догреватель подключен выходным патрубком к насосу, при этом выходной патрубок атмосферного испарителя снабжен обратным клапаном, установленным перед догревателем. 2. Газификатор .по п. 1, отличающийся тем, что выходной патрубок атмосферного испарителя соединен с трубопроводом выдачи продукта потребителю.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК з(д) F 17 С 9/02

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2840919/23;26 (22) 19.11.79 (46) 15.09.84. Бюл. № 34 (72) Г. С. Виницкий, О. Л. Гойхман, В. И. Бова, Н. В. Самусенков и Н. P. Васильев (71) Научно-исследовательский институт технологии криогенного машиностроения (63) 621.59 (088.8) (56) I. Глизманенко Д. Л. Получение кислорода. М., 1972, с.559 — 562.

2. Патент Индии № 45023, кл. 6 В 1, 1951.

3. «Холодильная техника и технология», К., «Техника», № 16, 1973, с. 27 — 28. (54) (57) 1. ГАЗИФИКАТОР КРИОГЕННОИ ЖИДКОСТИ, содержащий соединенные последовательно насос, атмосферный

„„SU„„1113625 А испаритель и догреватель с трубопроводом выдачи продукта потребителю, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет обеспечения оттайки газификатора во время работы, он снабжен дополнительным теплообменником, установленным перед догревателем и соединенным входным патрубком с входным патрубком догревателя, а выходным —. через обратный клапан с входом атмосферного испарителя, догреватель подключен выходным патрубком к насосу, при этом выходной патрубок атмосферного испарителя снабжен обратным клапаном, установленным перед догревателем.

2. Газификатор по и. 1, отличающийся тем, что выходной патрубок атмосферного испарителя соединен с трубопроводом выдачи продукта потребителю.

1113625

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к технике газификации криогенной жидкости, и может быть использовано в газификационных установках.

Известен газификатор криогенной жидкости, включающий теплообменник-испаритель с системой труб для прохода криогенного продукта, помешенной в кожух, заполненный водой, пологреваемой электроподогревателями (1I.

Недостатком такого газификатора является большой расход энергии на испарение.

Известны конструкции газификаторов криогенной жилкости, использующих тепло окружающей среды, например, газификатор, 5

1О системой оребренных труб для прохода криогенного продукта, помещенной в кожух, вентилятор лля облува этой системы труб атмосферным воздухом и насос для подачи криогенной жидкости (21.

Однако данный газификатор не обеспе20 чивает получение необходимой положительной температуры продукта, выдаваемого пот ре6 ител ю.

Наиболее близким к предлагаемому является газификатор криогенной жидкости, содержащий соелиненные последовательно насос, атмосферный испаритель, представлявший собой обдуваемый вентилятором змеевик с криогенной жидкостью, и догреватель продукта змеевикового типа, находяшийся в емкости с водой, в которую помещены электронагреватели, а также линию выдачи продукта из догревателя по требителю (3! .

Однако известный газификатор имеет недостаточно высокую среднесуточную производительность из-за значительных затрат времени на оттайку, на время которой приходится останавливать работу газификатора, в связи с тем, что во время работы на атмосферном испарителе намерзает влага из воздуха. Намерзший слой препятствует нормальной работе испарителя, поэтому

его необходимоть периодически удалять.

Для этого приходится прекращать работу газификатора, поскольку прохождение по атмосферному испарителю хололного криогенного вещества непосредственно из насоса не дает возможности производить оттайку без остановки работы. Оттайка производится с «внешней>. Стороны образовавшегося слоя льдя, что вызывает необходимость в растапливании всего образовав1негося слоя. Такая оттайка требует значительных затрат времени, связанных с потерей среднесуточной производительности газификатора.

Цель изобретения — повышение среднесуточной производительности газификатора за счет обеспечения оттайки газификатора во время работы.

Указанная цель лостигается тем, что га. зификатор криогенной жидкости, содержа-, ший соединенные последовательно насос, 25

S0

55 включающий атмосферный испаритель c/1S атмосферный испаритель и догреватель с трубопроволом выдачи продукта потребителю, снабжен дополнительным теплообменником, установленным перед догревателем и соединенным входным патрубком с входным пахрубком догревателя, а выходным через обратный клапан с входом атмосферного испарителя, логреватель подключен выходным патрубком к насосу, при этом выходной патрубок атмосферного испарителя снабжен обратным клапаном, установленным перед логревателем.

Кроме того, выходной патрубок атмосферного испарителя соединен с трубопроводом выдачи продукта потребителю.

Вся запорная арматура выполнена в виде елиного трехпозиционного блока. Дополнительный теплообменник и догреватель могут быть помещены, единую емкость с греюшей Средой.

На фиг. 1 схематично изображен газификатор; на фиг. 2 — 4 — то же, в случае выполнения всей запорной арматуры в виде елиного блока при трех различных положениях его подвижного органа.

Газификатор содержит связанные между собой последовательно трубопроводами 1 и 2 с установленными на них соответственно запорным вентилем 3 и обратным клапаном 4 насос 5 криогенной жидкости, атмосферный испаритель 6 с входом

7 и выходным патрубком 8, имеющий вертикально расположенные панели, к которым присоединен змеевик с криогенным продуктом, логреватель 9 продукта до необходимой температуры змеевикового типа с входным 10 и выходным 11 патрубками, трубопровод 1 2 выдачи продукта из догревателя 9 потребителю с запорным вентилем 13, а также дополнительный теплообменник 14, представляющий собой змеевик, входным патрубком соединенный ко входному патрубку 10 догревателя, а выходным — связанный с помощью трубопровода 15, на котором имеется обратный кла- пан 16, открытый в сторону испарителя 6, с входом 7 атмосферного испарителя 6.

Имеются также трубопровод 17 с запорным вентилем 18, соединяющий насос 5 с выходным патрубком 11 логревателя 9, и трубопровод 19 с запорным вентилем 20, соединяющий выходной патрубок 8 атмосферного испарителя 6 с трубопроводом 12 выдачи продукта потребителю. Запорный вентиль 13 расположен на участке трубопровода 12 между выходным патрубком l l догревателя 9 и вводом 21 трубопровода 19.

Догреватель 9 и теплообменник 14 помешены в емкости 22 и 23, заполненные водой, в которых находятся также электронагревательные элементы соответственно 24 и 25. В газификаторе имеется вентилятор для обдува атмосферного испарителя (не показан). На фиг. 2 — 4 показан вариант, при котором догреватель 9 и теплообменник 14 помешены в общую емкость 22, за

3 -1113625 4 полненную водой, в которой находятся также электронагревательные элементы 24.

Вместо вентилей 3, 13, 18 и 20 установлен трехпозиционный переключатель 26.

Газификатор работает следующим образом.

Перед началом работы запорные вентили 3 и 13 открывают, а запорные вентили

18 и 20 закрывают (фиг. E). Затем включают насос 5 и электронагреватель 25. При этом криогенная жидкость по трубопроводу 1 поступает в атмосферный испаритель 6, испаряется под действием тепла, подаваемого вентилятором атмосферного воздуха, и по трубопроводу 2 через обратный клапан

4 поступает в змеевик догревателя 9, где нагревается до необходимой температуры водой, нагреваемой электронагревательными элементами 25. Затем криогенный продукт по трубопроводу 12 выдается потребителю.

По мере работы газификатора на поверхности теплообмена на панелях атмосферного испарителя 6 намерэает слой льда.

При определенной толщине этого слоя производят оттайку. Для этого "одновременнд открывают вентили 18 и 20 и закрывают вентили 3 и 13, а также включают электронагревательные элементы 24. При этом криогенная жидкость из насоса 5 по трубопроводу 17 поступает непосредственно в догреватель 9, а после него — в дополнительный теплообменник 14, теплообменная поверхность и мощность электронагревателя которого позволяет нагревать ее до высокой температуры (выше 30 С), обеспечивающей оттайку льда. Нагретый продукт по трубопроводу 15 через обратный клапан 16 поступает в атмосферный испаритель 16, где под влиянием передаваемого от него тепла происходит оттаивание льда «изнутри»; т. е. со стороны змеевика испарителя. При оттаивании внутреннего, прилегающего к панелям слоя остальной слой льда (благодаря вертикальному расположению панелей) отслаивается от змеевика атмосферного испарителя8.Затем криогенный продукт по трубопроводам 19 и 12 подается потребителю.

По окончании оттайки вновь открывают вентили 3 и 13, закрывают вентили 18 и

20 и выключают электронагреватели 24.

Если по условиям работы в догреве продукта после атмосферного испарителя нет необходимости, то при основном режиме вентиль 20 открывают, а вентиль 13 закрывают.

В случае использования трехпозиционного переключателя газификатор работает аналогично, с тем отличием, что одновременное перекрытие определенных трубопроводов осуществляют изменением положения подвижного органа трехпозиционного пе,реключателя 26. При его положении, изображенном на фиг. 2, криогенный продукт проходит по трубопроводу 1, змеевику ат мосферного испарителя 6, трубопроводам

19 и 12 — это основной режим без догрева. При его среднем положении (фиг. 3) продукт проходит по трубопроводу 1, змеевику атмосферного испарителя 6, трубопроводу 2, змеевику догревателя 9 и трубопроводу 12 (основной режим с догревом).

Когда подвижный орган переключателя на10 ходится в положении, изображенном на фиг. 4, продукт проходит по трубопроводу

17, змеевикам догревателя 9 и дополнительного теплообменника 14, трубопроводу 15, змеевику атмосферного испарителя 6, трубопроводам 19 и 12 — осуществляется режим оттайки. При расположении догревателя и дополнительного теплообменника в общей емкости нагрева продукта, направляемого в атмосферный испаритель, производится уже имеющимися в газификаторе электронагревательными элементами догревателя. П роиз водител ьность гази ф ик атор а во время режима оттайки составляет при этом приблизительно 50 /o его производительности в основном режиме — при величине теплообменной поверхности дополни

25 тельного теплообменника, в 4 — 5 раэ превышающей величину теплообменной поверхности догревателя. При этом общая площадь теплообменной поверхности приблизительно такая же, как у. известных водяных испарителей.

Предлагаемая схема газификатора позволяет с помощью дополнительных трубопроводов с запорной арматурой изменить направление криогенного продукта, направив его сначала в догреватель, а затем через дополнительный теплообменник в атмосферный испаритель и оттуда потребителю, что дает возможность произвести оттайку атмосферного испарителя за счет тепла проходящего через него подогретого криогенного продукта. Такая оттайка производится

40 без прекращения газификации криогенного продукта, что исключает необходимость периодических остановок работы гаэификатора для оттайки, а следовательно, позволяет увеличить среднесуточную производительность газификатора. Кроме того, такая

4 äòTàéêà (особенно в случае использования, панельных атмосферных испарителей) значительно менее продолжительна, чем оттайка известным способом, так как для отслоения намерзшего льда достаточно растопить лишь его внутренний, прилегающий к панели слой, что также приводит к увеличению среднесуточной производительности, -Предлагаемая схема позволяет также исполь зовать для оттайки имеющийся в газификаторе догреватель. Выполнение всей запор5 ной арматуры в виде TE)t хно: ипионного переключателя позволяет практически мгновенно изменить режим работы газификатора одним переключающим .органом, что пре дотвращает поступление потребителю в пе.

1113625 риод переключения холодного продукта не посредственно из насоса.

Предлагаемый газификатор сокращает время оттайки приблизительно с 1,5 ч до

30 мин в сутки и обеспечивает выдачу продукта потребителю приблизительно с 50процентной производительностью также и во -время оттайки. В результате среднесуточная производительность газификатора увеличивается на 6 — У,ь.!

113625

Редактор К. Волошук

Заказ 6l84I3l

Составитель Г. Ольшанская

Техред И. Верес Корректор В. Гирияк

Тирвж 470 Подписное

ВНИИ ПИ Государственною комитета СССР по делам нзобретениА и открытиА

1 l 3035, Москва, )К вЂ” 3S, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП Патентэ; г. Ужгород, ул. Проектная, 4