Каскадно-регенеративная система предварительного охлаждения

 

Изобретение относится к холодильной технике и позволяет повысить холодопроизводительность системы охлаждения путем повышения термодинамической эффективности охлаждения. В каждом каскаде охлаждения криоагент сжимается в компрессоре, охлаждается в конденсаторе и теплообменниках и после расширения в дроссельных устройствах направляется в соответствующие секции теплообменника нагрузки, в которых последовательно охлаждает прямой поток газа нижней ступени охлаждения на различных температурных уровнях охлаждения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Л0„„1490400

А1 (S1)4

6ИГЯНПЮ ,.:.;. с йй

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ, 1 ЕКА ь4 °

ЯР

CO ь4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4339201/23-06 (22) 09.1!.87 (46) 30,06,89, Бюл. М 24 (7)) Одесский технологический институт холодильной промышленности и

Научно-исследовательский институт технологии криогенного машиностроения (72) Д.Н. Еременко, Б.А. Ломовцев, С,Ж, Прохоров, И,В. Горенштейн и Б,Э, Кицис (53) 621,57(088,8) (56) Бродянский В,М., Семенов А.М, Термодинамические основы криогенной техники, М.: Энергия, 1980, с.182.

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к системам предварительного охлаждения газов воздухоразделительпых и ожижительных установок °

Цель изобретения — повышение холодопроизводительности.

На чертеже представлена схема системы предварительного охлаждения газов, Система охлаждения содержит компрессоры 1-3 верхнего, среднего и нижнего каскадов охлаждения, конденсаторы 4-6, регенеративные теплообменники 7-11, дросселирующие устройства 12-14, охладители-испарители 15, l6 внутреннего цикла, секции 17-19 теплообменника нагрузки (охлаждения прямого потока), расширительное устройство 20 ° (54) КАСКАДНО-РЕГЕНЕРАТИВНАЯ СИСТЕМА

ПРЕДВАРИТЕJlbHOI О ОХ11АЖДЕНИЯ (57) Изобретение относится к холо; дильной технике и позволяет повысить холодопроизиодительность системы охлаждения путем повышения термодинамической эфАективности охлаждения, В каждом каскаде охлаждения криоагент сжимается в компрессоре, охлаждается в конденсаторе и теплообменниках и после расширения в дроссельных устройствах направляется в соответствующие секции теплообменника нагрузки, в которых последовательно охлаждает прямой поток газа нижней ступени охлаждения на различных температурных уровнях охлаждения, l ил.

Секции 17-19 расположены между блоком осушки и очистки и ра"ширительным устройством 20 на линии прямого потока высокого давления.

Система предварительного охлаждения работает следующим образом.

Компрессор 1 сжимает пары холодильного агента и направляет в конденсатор 4. Сконденсироваишийся агент переохлаждается во внутритрубном пространстве регенеративного теплообменника 7 и после дросселирования в устройстве 12 поступает во внутритрубное пространство секции 17 теплообменника нагрузки, где охлаждает прямой поток сжатого газа, Из последнего парожидкостная смесь направляется в межтрубное пространство испарителя-охладителя 15, где происходит его окончательное испарение

1490400 эа счет тепла, подводимого холодильным агентом средней ступени. Затем пары агента верхней ступени обратным потоком, пройдя через межтрубное пространство регенеративного теплообменника 7 и отдав свой холод прямому потоку агента, поступают во всасывающий патрубок компрессора 1, Компрессор 2 сжимает пары холодильного агента средней ступени и направляет в конденсатор 5. Сконденсировавшийся агент последовательно пвреохлаждается во внутритрубных пространствах регенеративного теплообменника 8, испарителя-охладителя 15 и регенеративного теплообменника 9 и после дросселирования в устройстве

13 поступает во внутритрубное пространство секции 18 теплообменника 20 нагрузки, где охлаждает прямой поток сжатого газа. Из последнего парожидкостная смесь направляется в межтрубное пространство испарителя-охладителя 16, где происходит ее окон- 25 чательное испарение за счет тепла, подводимого холодильным агентом нижней ступени. Затем пары агента средней ступени обратным потоком, последовательно пройдя через межтрубное пространство регенеративных теплообменников 9 и 8 и отдав свой холод прямому потоку агента, поступают во всасывающий патрубок компрессора 2.

Компрессор 3 сжимает пары холодильного агента нижней ступени и направляет в конденсатор 6 ° Сконденсировавшийся агент последовательно переохлаждается во внутритрубных пространствах регенеративного теплооб- 4р . менника 10, испарителя-охладителя 16 и регенеративного теплообменника 11 и после дросселирования в устройстве 14 поступает во внутритрубное пространство секции 19 теплообменни- 4> ка нагрузки, где в результате полного испарения максимально охлаждает прямой поток сжатого газа. Из последнего пары агента нижней ступени, по, следовательно пройдя обратным потоком через межтрубное пространство регенеративных теплообменников Il u

I0 и отдав свой холод прямому потоку агента, поступают во всасывающий патрубок компрессора 3.

Таким образом, прямой поток газа высокого давления, участвуя последовательно в теплообмене с рабочими телами всех ступеней каскадной системы предварительного охлаждения, плавно снижает свою температуру от блока осушки и очистки до расширительного устройства с минимальной разностью температур на входе и выходе иэ охладителей,,чем достигается максимальное повышение термодинамической эффективности и холодопроизводительности установки.

Охлажденный гаэ высокого давления поступает в расширительное устройство 20 первого этапа снижения давления.

Обратный поток низкого давления ожиженного и разделенного газа последовательно проходит через межтрубное пространство секции 19-17 теплообменника нагрузки.

В качестве рабочих веществ ступеней могут быть использованы как-чистые вещества, так и их смеси, причем состав смеси может изменяться в зависимости от требуемых условий работы и назначения системы, Ступеней охлаждения может быть более трех, Формула изобретения

Каскадно-регенеративная система предварительного охлаждения, содержащая в каждом каскаДе охлаждения последовательно установленные компрессор, конденсатор, регенеративные теплообменники, расширительные устройства и теплообменник нагрузки, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения холодопроиэводительности, теплообменник нагрузки выполнен многосекцибнным, каждая секция которого последовательно включена в соответствующий каскад охлаждения за расширительным устройством, !

18

19

Составитель И, Тайдаков

Редактор А. Маковская Техред А. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 3732/41 Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101