Установка для переохлаждения и выдачи сжиженного газа

 

Использование: в области криогенной техники для повышения эффективности установки . Сущность изобретения: установка содержит сосуд, испаритель-переохладитель, компрессор, трубопроводы подвода к сосуду газов наддува и отвода из него сжиженного газа, трубопровод отвода из испарителя-переохладителя образующихся паров и турбонасосный агрегат, в котором турбина подключена к трубопроводу отвода сжиженного газа и сообщена с испарительным пространством испаритёля-переохладителя. При этом турбонасосный агрегат размещен внутри испарителя-переохладителя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 17 С 9/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 !

1 д

0 ф

|О !

О !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4777235/26 (22) 04.01.90 (46) 30.01.93. Бюл. М 4 (71) Воронежский технологический институт (72) В,М.Харин, В,И.Ряжских, П.С.Баскаков и P.М.Завадских (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 1254240, кл. F 17 С 9/00, 1984, 2. Авторское свидетельство СССР

hL 992893, кл. F 17 С 9/00, 1979, (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕОХЛАЖДЕНИЯ

И ВЫДАЧИ СЖИЖЕННОГО ГАЗА (57) Использование: в области криогенной техники для повышения эффективности усИзобретение относится к криогенной технике.

Известно техническое решение, позволяющее повысить эффективность процесса выдачи сжиженного газа путем отбора его части на выходе из насоса и распыления в паровом пространстве сосуда.

Однако при атом не обеспечивается стабильная бескавитационная работа насоса, Наиболее близким техническим решением является установка для переохлаждения и выдачи сжиженного газа, содержащая сосуд, испаритель-переохладитель, насос, компрессор, трубопроводы подвода к сосуду газов наддува и отвода из него сжиженного газа. трубопровод отвода из испарителя-переохладителя образующихся паров.

В этой установке для поддержания создаваемой компрессором разности давлений в сосуде и испарительном пространстве испарителя-переохладителя используется

Я2 1791667 А1 тановки, Сущность изобретения: установка содержит сосуд, испаритель-переохладитель, компрессор,- трубопроводы подвода к сосуду газов наддува и отвода из него сжиженного газа, трубопровод отвода из испарителя-переохладителя об разующихся паров и турбонасосный агрегат, в котором турбина подключена к трубопроводу отвода сжиженного газа и сообщена с испарительным пространством испарителя-переохладителя. При этом турбонасосный агрегат размещен внутри испарителя-переохладителя, 1 з.и. ф-л ы, 1 ил. дроссель. Вследствие диссипации энергии в дросселе проходящий через него сжиженный газ нагревается, что увеличивает потери сжиженного газа на испарение при переохлаждении. Кроме того, насос, установленный на линии выдачи сжиженного газа потребителю и приводимый в действие внешним источником энергии, помимо дополнительных энергозатрат требует герметизации и теплоизоляции, что усложняет конструкцию установки.

Целью изобретения является повышение эффективности установки, Указанная цель достигается тем, что в установке для переохлаждения и выдачи сжиженного газа, содержащей сосуд, испаритель-переохладитель, компрессор, насос, трубопроводы подвода к сосуду газов наддува и отвода сжиженного газа, трубопровод отвода из испарителя-переохладителя образующихся паров, используется турбина, 1791667

40 зом подводящий патрубок которой присоеди нен к трубопроводу отвода сжиженного газа, а отводящий патрубок сообщается с испарительным пространством испарителяпереохладителя, причем насос подключен к валу турбины. Поток сжиженного газа, направляемый в испарительное пространство испарителя-переохладителя, проходя через турбину, раскручивает ее ротор, который в свою очередь приводит в действие насос для подачи сжиженного газа потребителю, При этом падение напора в турбине не является следсТвйем диссипации энергии rioтока, а есть результат. передачи этой энергии потоку жидкости, направляемому потребителю. Таким образом уменьшается потребляемая мощность установки и сокращаются потери сжиженного газа на испарение.

Турбину и насос (турбонасосный агрегат) целесообразно разместить внутри испарителя-переохладителя и тем самым устранить необходимость герметизации и теплоизоляции агрегата, так как сам корпус испарителя-переохладителя герметичен и теплоизолирован.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена установка, Установка содержит сосуд 1, испаритель-переохладитель 2, компрессор 3 и размещенные внутри испарителя-переохладителя насос 4 и турбину 5. Подводящий патрубок турбины присоединен к трубопроводу 6 отвода сжиженного газа из "îñóäà, а отводящий патрубок сообщается с испарительным пространством испарителя-переохладителя, подводящий патрубок насоса присоединен к змеевику 7. Насос подключен к валу турбины.

Установка работает следующим обраКомпрессор 3 откачивает пары из испарительного пространства испарителя-переохладителя 2 и часть этих паров нагнетает в сосуд 1, создавая разность давления в сосуде и испарителе-переохладителе. Поток сжиженного газа, поступающий из сосуда по трубопроводу 6, разделяется на два потока; активный и пассивный. Активный поток направляется в турбину, приводит агрегат в действие и отводится в испарительное пространство испарителя-переохладителя, где, благодаря низкому давлению, жидкость вскипает и за счет испарения охлаждается до температуры насыщенного пара, соответствующей давлению в этом пространстве. Пассивный поток направляется в змеевик испарителя-переохладителя, где происходит рекуперативное переохлаждение сжиженного газа, и насосом направляется потребителю.

За счет использования турбины сокращается потребляемая мощность установки и снижаются потери сжиженного газа на испарение. Размещение турбонасосного агрегата внутри испарителя-переохладителя устраняет необходимость герметизации и теплоизоляции самого агрегата и упрощает его конструкцию.

B качестве примера рассмотрим установку для переохлаждения и выдачи сжиженного водорода, режим работы которой характеризуется следующими параметрами: температура жидкости в сосуде Т = 22K; температура переохлажденного продукта

Тр = 17К; перепад давлений в сосуде и испарителе-переохладителе Ьр = 0,7 10 Па; производительность установки по переохлажденному продукту G = 10 кг/с. Как по1 казывает расчет, потребляемая мощность такой установки снижается по сравнению с прототипом на 9 кВт, а расход жидкости на испарение сокращается на 2;4.

Формула изобретения

1. Установка для переохлаждения и выдачи сжиженного газа, содержащая сосуд, испаритель-переохладитель, компрессор, насос, трубопроводы подвода к сосуду газов наддува и отвода сжиженного газа; трубопровод отвода из испарителя-переохладителя образующихся паров, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности, она снабжена турбиной, подводящий патрубок которой присоединен к трубопроводу отвода сжиженного газа, а отводящий патрубок сообщен с испарительным пространством испарителяпереохладителя, при этом насос расположен на одном валу с турбиной.

2, Установка по п.1, о т л и ч а ющ а я с ятем, что турбина и насос размещены внутри испарителя-переохладителя.

1791667

35 40

50

Составитель В. Харин

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор О. Кравцова

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

Заказ 145 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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