Криогенная установка
Использование: изобретение может быть использовано в турбодетандерных агрегатах криогенных установок различного назначения. Сущность изобретения: криогенная установка содержит компрессор 1, служащий для сжатия прямого потока 2 криоагента, блок 3 охлаждения и турбодетандерный агрегат 4, включающий турбодетандер 5 с подшипниками 6 со смазывающей жидкостью и тормозным устройством 8 с рабочим телом контура 9, охладитель Юс охлаждающей средой в виде обратного потока 11 после блока 3 охлаждения криогенной установки. 4 ил.
СОЮЗ COBETCÊÈÕ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.4 Ф (л) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4663485/06 (22) 15.03.89 (46) 07.11,92. Бюл. N. 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники (72) В.В.Леонов, Н.M.Ãðèãîðåíêî, С.А.Гаранов, И.Н,Журавлева, Г.А.Пересторонин, В.Д.Махонин, А.Ш.Кобулашвили и А.Б.Давыдов (56) 1, А,Б.Давыдов и др, Расчет и конструирование турбодетандеров, M., Машиностроение, 1987, рис, 7.29. 2. И.П.Усюкин. Установки, машины и аппараты криогенной техники. M., Легкая и пищевая промышленность, ч. 2, 1982, с. 123. ». Ы» 1774138 Аl (54) КРИОГЕННАЯ УСТАНОВКА (57) Использование: изобретение может быть использовано в турбодетандерных агрегатах криогенных установок различного назначения. Сущность изобретения: криогенная установка содержит компрессор 1, служащий для сжатия прямого потока 2 криоагента, блок 3 охлаждения и турбодетандерный агрегат 4, включающий турбодетандер 5 с подшипниками 6 со смазывающей жидкостью и тормозным устройством 8 с рабочим телам контура 9, охладитель 10 с охлаждающей средой в виде обратного потока 11 после блока 3 охлаждения криогенной установки. 4 ил. 1774138 30 Нэ фиг.1 представлена криогенная установка; на фиг.2 — криогенная установка с охладителем турбодетандерного агрегата, выполненным в виде одного теплообменника системы жидкость — газ; на фиг.З вЂ” криогеннэя установка с охладителем, выполненным в виде одного теплообменника системы газ — газ; на фиг,4 — криогенная установка с охладителем, выполненным в Изобретение относится к криогенному машиностроению и может быть использовано в турбодетандерных агрегатах криогенных установок. Известны криогенные установки с турбодетандерными агрегатами, в которых мощность, производимая в турбодетандере, преобразуется в тепловую энергию с помощью тормозного устройства с рабочим телом в виде масла или газа в зависимости от конструкции подшипников и тормозного устройства. Недостатком таких установок является, то, что в случае воздушного охлаждения требуется теплообменные поверхности большой площади, а также дополнительный расход электроэнергии, Известна криогенная установка, принятая за прототип, содержащая линии прямого и обратного потоков криоагента, в которые включены компрессор, блок охлаждения, с турбодетандерным агрегатом, выполнен- ° ным в виде установленных на валу в подшипниковых опорах, подключенных к линии смазки, колесо турбины и тормозное устройство, подключенное к тормозному контуру. Недостатком такой установки является то, что в водяной полости охладителя турбодетэндера происходит осаждение солей, накапливание различных загрязнений (заиливание) и корродировэние поверхности, что приводит к снижению эффективности теплообмена. Цель изобретения — повышение экономичности, Поставленная цель достигается тем, что в криогенной установке, содержащей линии прямого и обратного потоков криогента, в которые включены компрессор, блок охлаждения с турбодетандартным агрегатом, выполненным в виде установленных на валу в подшипниковых опорах, подключенных к линии смазки, колесо турбины и тормозные устройство, подключенное к термодному контуру. охладитель турбодетандерного аг. регата подключен с одной стороны к линии обратного потока криогента после блока ох лаждения, а с другой — к линии смазки и тормозному контуру. виде двух теплообменников систем жидкость — газ, и газ — газ. Криогенная установка содержит компрессора 1, служащего для сжатия прямого потака 2 криоагента, блока 3 охлаждения и турбодетандерный агрегат 4, включающий турбодетандер 5 с подшипниками б с линией 7 смазки и тормозным устройством 8 с тормозным контуром 9. Для охлаждения смазывэющей жидкости подшипников б и рабочего тела в контуре 9 тормозного устройства 8 служит охладитель 10 с охлаждающей средой в виде газообразного криогента в качестве которого использован, например, обратный поток 11 криоагента после блока 3 охлаждения криогенной установки. в состав которой входит турбодетандерный агрегат 4. При этом утилизируется холод недорекуперации обратного потока 11. Охладитель tO может быть выполнен в виде одного двухпоточного теплообменника системы жидкость — газ, одного двухпоточного теплообменника системы газ — газ или в виде двух двухпоточных теплообменников систем жидкость — газ и газ — газ. Охладитель 10 (см. фиг.2), служащий для охлаждения смазывающей жидкости подшипников б и рабочего тела в контуре 9 тормозного устройства 8 турбодетандера 5, выполненного, например, с масляными подшипниками 6 с масляным тормозом 12 (тормозная втулка) включает один двухпоточный теплообменник 13 системы жидкость (масло) — газ (криоагент). Охладитель 10, служащий для оклаждения рабочего тела в контуре 9 тормозного устройства 8 турбодетандера 5, выполненного, например, с газовым тормозом (см. фиг.3) и газовыми подшипниками 14, включает один двухпоточный теплообменник 15, системы газ — газ. При выполнении турбэдетандера 5 с газовым тормозным устройством 8 и масляными подшипниками 6 (см. фиг,4) в охладитель l0 включены два двухпоточных теплообменника 16 и 17 систем жидкость — газ и газ— газ, Криогенная установка работает следующим образом. Криоагент 2, сжатый в компрессоре 1, поступает в блок 3 охлаждения, включающий систему теплообменников и емкость сжиженного газа (на фиг. не показаны), откуда после предварительного охлаждения до необходимого уровня температур подается в турбодетандерный агрегат 4 для расширения в турбодетандере 5 (и на газовые подшипники 14, см. фигЭ), На масляные подшипники 6 подается смазывающая жид1774138 кость и после вывешивания ротора на рабочее колесо турбодетандера 5 подается рабочий газ. который расширяясь передает энергию рабочему колесу и далее по валу к тормозному устройству 8. По достижении рабочего числа оборотов трубодетандера 5 включается тормозное устройство 8. Нагретые работы смазывающая жидкость подшипников б и рабочее тело в контуре 9 тормозного устройства 8 подаются в охладитель 10, где они охлаждаются обратным потоком 11 криоагента до режимным температур и вновь поступают в тормозное устройство 8 и на подшипники б. Использование холода недорекуперации обратного потока 11 криоагента криогенной установки после блока охлаждения 3 позволяет повысить экономичность установки за счет утилизации холода сбросного потока криоагента. Формула изобретения Криогенная установка, содержащая 5 линии прямого и обратного потоков криоагента, в которые включены компрессор. блок охлаждения с турбодетандерным агрегатом, выполненным в виде установленных на валу в подшипниковых опорах, подклю10 ченных к линии смазки, колеса турбины и тормозного устройства, подключенного к тормозному контуру, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности. установка содержит охладитель, под15 ключенный с одной стороны к линии обратного потока после блока охлаждения и с другой — к линии смазки и тормозному контуру. 17 74138 Составитель А.Федотов Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор A..Ворович Редактор T,ÎÐëîâà Произвпдственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3918 Тираж Подписное ВНИИПИ Государсгвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5
