Криогенная установка

 

Изобретение м.б. использовано в криогенной технике. Сущность изобретения: криогенная установка включает термосорбционный водородный компрессор, содержащий несколько попеременно работающих генераторов-абсорберов 1 - 3 с электронагревателями и охлаждающими змеевиками, подключенных с помощью обратных каналов к линиям прямого и обратного потоков , по линии прямого потока установлены водяной теплообменник 18, трехпоточный теплообменник 19 предварительного охлаждения , азотная ванна 20, основной рекуперативный теплообменник 21. клапан 23 впуска в рабочую камеру 24, клапан 25 выпуска , теплообменник нагрузки 26. Другая ветвь рабочей камеры 24 через перепускной клапан 27 связана с концевым теплообменником 28, погруженным в азотную ванну 20, паровое пространство которой связано с атмосферой через теплообменник предварительного охлаждения 19. 1 ил. С/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю F 25 В 15/02

ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

К

О(О

С

С (21) 4789428/06 (22) 30,11.89 (46) 23.04.92. Бюл. N 15 (71) Научно-исследовательский институт энергетического машиностроения МГТУ им, Н.Э.Баумана и Московский авиационный технологический институт им. К.Э. Циолковского (72) А.П.Иньков, П.В.Нагорный, Е.О.Панкова, В.Б.Полтараус и А.Д.Суслов (53) 621,56 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 1160205, кл. F 25 B 9/00, 1985.

2. Авторское свидетельство СССР

N 389667, кл. F 25 В 15/02, 1970. (54) КРИОГЕННАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение м.б. использовано в криогенной технике. Сущность изобретения: криогенная установка включает термосорб„„SU ÄÄ 1728600 A1 ционный водородный компрессор, содержащий несколько попеременно работающих генераторов-абсорберов 1 — 3 с электронагревателями и охлаждающими змеевиками, подключенных с помощью обратных каналов к линиям прямого и обратного потоков, по линии прямого потока установлены водяной теплообменник 18, трехпоточный теплообменник 19 предварительного охлаждения, азотная ванна 20, основной рекуперативный теплообменник 21, клапан 23 впуска в рабочую камеру 24, клапан 25 выпуска, теплообменник нагрузки 26. Другая ветвь рабочей камеры 24 через перепускной клапан 27 связана с концевым теплообменником 28, погруженным в азотную ванну 20, паровое пространство которой связано с атмосферой через теплообменник предварительного охлаждения 19. 1 ил.

1728600

Изобретение относится к криогенным установкам и может быть использовано в криогенной технике для получения низких температур.

Известна криогенно-компрессорная установка, содержащая компрессор, блок и редварительного охлаждения, вспомогательный теплообменник, основной теплообменник и расширительное устройство, 10 включающее клапаны впуска, выпуска и перепуска, рабочую камеру, концевой теплообменник в виде пучка заглушенных трубок и теплообменник нагрузки (1).

Однако для данной установки характер15 ны недостаточные надежность и ресурс непрерывной работы, определяемые работой компрессора, как основного узла, содержащего движущиеся элементы.

Известна криогенная установка, содержащая термосорбционный водородный компрессор, включающий несколько генераторов-абсорбентов с электронагревателями и охлаждающими змеевиками, и линии прямого и обратного потоков, соединенные

25 последовательно линией прямого потока водяной теплообменник, теплообменник предварительного охлаждения, азотную ванну, основной рекуперативный теплообменник, рабочий дроссель и теплообменник нагрузки (2).

Недостатком известной установки является малая холодопроизводительность, а следовательно, и малая эффективность, поскольку в качестве холодопроизводящего

35 процесса применяется эффект дросселирования.

Цель изобретения — увеличение холодопроизводительности и ресурса работы криогенной установки.

Поставленная цель достигается тем, что 40 в криогенной установке, содержащей термосорбционный водородный компрессор, включающий по крайней мере два генератора-абсорбера с электронагревателями и охлаждающими змеевиками, и линии прямого и обратного потоков, соединенные последовательно линией прямого потока водяной теплообменник, теплообменник предварительного охлаждения, азотную ванну, основной рекуперативный теплообменник, 50 расширительное устройство, а также теплообменник нагрузки, расширительное устройство выполнено в виде рабочей камеры с двумя ветвями, клапанами впуска, выпуска и перепуска и концевым теплообменни55 ком, причем одна ветвь камеры подключена к линии прямого потока после рекуперативного теплообменника через клапан впуска и к- линии обратного потока перед теплообменником нагрузки через клапан выпуска, на другой ветви камеры последовательно установлены клапан перепуска и погруженный в азотную ванну концевой теплообменник, клапаны электрически связаны через блок управления с электронагревателями и регулирующими органами, установленными на охлаждающих змеевиках, а паровое пространство азотной ванны соединено с атмосферой через предварительный теплообменник.

На чертеже изображена схема криогенной установки.

Криогенная установка содержит генераторы-абсорберы 1 — 3, попеременно переключаемые от линии прямого с ресивером 4 и обратного с ресивером 5 потоков с помощью обратных клапанов 6 — 11,электронагреватели 12 — 14 и охлаждающие змеевики 15 — 17 с регулирующими органами. Ресиверы 4 и 5 предназначены для сглаживания пульсаций давления в линиях прямого и обратного потоков, по линии прямого потока установлены водяной теплообменник 18, трехпоточный теплообменник 19 предварительного охлаждения, азотная ванна 20, основной рекуперативный теплообменник 21, ресивер 22 для сглаживания пульсаций, клапан 23 впуска в рабочую камеру 24, клапан 25 выпуска, теплообменник

26 нагрузки, другая ветвь рабочей камеры

24 через клапан 27 перепуска связана с концевым теплообменником 28, погруженным в азотную ванну 20, паровое пространство которой связано с атмосферой через теплообменник 19 предварительного охлаждения, клапаны рабочей камеры электрически связаны через блок 29 управления с электронагревателями и регулирующими органами, установленными на охлаждающих змеевиках термосорбцион ного водородного компрессора, Криогенная установка работает следующим образом.

При нагревании генератора-абсорбера

1 водород десорбируется и через обратный клапан 7 и ресивер 4 поступает в линию прямого потока установки, охлаждается в водяном теплообменнике 18, теплообменнике 19 предварительного охлаждения, азотной ванне 20, основном рекуперативном теплообменнике 21 (до криогенных температур ниже температуры жидкого азота) и далее из ресивера 22 попадает в расширительное устройство. По команде блока 29 управления открывается клапан 23 впуска, и газ высокого давления из линии прямого потока заполняет рабочую камеру 24, клапан 23 закрывается, открывается клапан 27 перепуска — часть газа из рабочей камеры

24 переталкивается B концевой теплообмен1728600

Формула изобретения

50

Составитель Н. Олейник

Редактор И. Шмакова Техред М;Моргентал Корректор И. Муска

Заказ 1396 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ник 28, погруженный в азотную ванну 20, тем самым теплота сжатия в рабочей камере отводится к жидкому азоту. Закрывается клапан 27 перепуска, открывается клапан

25 выпуска — происходит адиабатическое расширение водорода из рабочей камеры

24, сопровождаемое его охлаждением. Охлажденный водород поступает в теплообменник 26 нагрузки, где снимает теплоту объекта охлаждения и поступает последовательно в качестве обратного потока в основной теплообменник 21 и теплообменник 19 предварительного охлаждения, где охлаждает водород прямого потока высокого давления. После закрытия клапана 25 открывается клапан 27 перепуска, часть газа из концевого теплообменника 28 перетекает в рабочую камеру 24, в которой устанавливается промежуточное давление.

Клапан 27 перепуска закрывается по команде блока 29 управления, и цикл расширительного устройства криогенной установки повторяется. Из линии обратного потока (ресивер 5) водород через обратный клапан

7 поступает в охлажденный с помощью змеевика 15 генератор-абсорбер 1, где абсорбируется газ при низком давлении, Для непрерывного производства холода криогенная установка должна иметь как минимум три генератора-абсорбера 1-3, переключаемые блоком 29 управления с цикла абсорбции на цикл десорбции и обратно. В каждый момент времени один генератор работает в режиме генерации, второй — абсорбции, третий — в переходном режиме.

Поскольку частота циклов расширительного устройства 24 составляет 1-2 Гц, а частота переключения генераторов-абсорберов 1010 Гц, то для согласованной работы и обеспечения эффективности процессов нагревания и охлаждения генераторов-абсорберов в процессе абсорбции и десорбции необходимо подключение не менее пяти генераторов-абсорберов, управляемых совместно с расширительным устройством с помощью блока 29 управления.

Криогенная установка, содержащая термосорбционный водородный компрес10 сор, включающий по крайней мере два генератора-абсорбера с электронагревателями и охлаждающими змеевиками, и линии прямого и обратного потоков, соединенные последовательно линией прямого потока

15 водяной теплообменник, теплообменник предварительного охлаждения, азотную ванну, основной рекуперативный теплообменник, расширительное устройство, а также теплообменник нагрузки, о т л и ч а ю20 щ а я с я тем, что, с целью увеличения холодопроизводительности и ресурса работы, расширительное устройство выполнено в виде рабочей камеры с двумя ветвями, клапанами впуска, выпуска и перепуска и кон25 цевым теплообменником, причем одна ветвь камеры подключена к линии прямого потока после рекуперативного теплообменника через клапан впуска и к линии обратного потока перед теплообменником

30 нагрузки через клапан выпуска, на другой ветви камеры последовательно установлены клапан перепуска и погруженный в азотную ванну концевой теплообменник, клапаны электрически связаны через блок

35 управления с электронагревателями и регулирующими органами, установленными на охлаждающих змеевиках, а паровое пространство азотной ванны соединено с атмосферой через предварительный

40 теплообменник.