Устройство для перекачивания сжиженных газов

 

ОП И изоьеитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социал исти неских

Республик (11) 55. й. 476 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 02,01.73 (21) 1865369/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25,03,77,Бюллетень № 11 (45) Дата опубликования описания 15.06.77 (51) М. КЛ.2

F 17 С 9/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делан изобретений н открытий (53) УДК 621.64:621..594 (088,8} (72) Авторы изобретения

10. П. Бикеев, P. B. Козминский и 10, И. Черчагин

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт технологии химического и нефтяного аппаратостроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ СЖИЖЕННЫХ

ГАЗОВ

Изобретение относится к устройствам для выпуска сжиженных газов из сосудов под давлением и может быть использовано при закачке сжиженного газа из закрытых сосудов в баллоны высокого давления или в нефтеносный пласт.

Известно устройство для перекачки сжиженных газов (метана, пропана) из сосудов, установленных на морских танкерах, состоящее из сосуда, сепаратора, установленного на выпускном трубопроводе сосуда, компрессора для сжатия паров, отделяемых DT жидкости в сепараторе, насоса для сжатия и перемещения жидкой фазы из сепаратора к потребителям, теплообменника, установленного на нагнетательном трубопроводе насоса и предназначенного для частичной конденсации сжатых в компрессоре паров, и дополнительного сепаратора для отделения сконденсированной в теплообменнике жидкости с целью ее возврата в сосуд fl) .

Недостатком устройства является сложность его технологической схемы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройот- о5 во для перекачки сжиженного газа (в частности, углекислого) из закрытых сосудов в баллоны высокого давления, состоящее из сосуда для сжиженного газа, насоса для перекачки сжиженного газа из сосуда в установленные перед насосом баллоны, теплообменника-переохладителя, предназначенного для переохлаждения сжиженного газа на входе в насос, с помощью холодильной установки, например аммиачной (2).

Недостатком его является сложность, обусловленная использованием дополнительной холодильной установки и, в связи с этим, невозможность автономной эксплуатации.

11ель изобретения — упрощение устройства для перекачивания сжиженных газов и обеспечение автономности эксплуатации.

Указанная цель достигается теъ., что предлагаемое устройство снабжено испарителем сжиженного газа, вихревой трубкой и эжекторами холодного и горячего потоков. Причем вход вихревой трубки соединен грубопроводом с паровым пространством испарителя, питающегося жидкой фазой из сосуда, а горячий и холодный кон55147 цы трубки - с паровым пространством сосуда соответственно через эжектор горячего потока и через последовательно установленные теплообменник-переохладитель и эжектор холодного потока. 5

На чертеже изображена схема предложенного устройства.

Устройство содержит сосуд 1 для сжиженного газа, насос 2 для перемещения сжи.— женного газа к потребителям, теплообменник- щ переохладитель 3 для переохлаждения сжиженного газа на входе в насос, испаритель 4 с даэирующим устройством 5 и обратным клапаном (или отсечным устройством) 6, регулирующее (дросселируюшее) устройство 7, под-15 держиваюшее заданное давление перед соплом вихревой трубки, вихревую трубку 8 с дроссельным устройством для температурного разделения газового потока, выходящего из испарителя 4, газоструйного компрессора щ (эжектара) 9 для сжатия отработанного холодного потока и возврата его в опорожняемый сосуд и газаструйного компрессора (эжектора) 10 для сжатия отработанного горячего потока и возврата его в апоражня- р емый сосуд.

Устройство работает следующим образом.

Сжиженный газ из сосуда 1 подается по трубопроводам одновременно в теплаобменник-предохранитель 3 и через обратный З0 клапан (или отсечное устройство) 6 — в испаритель 4. При достижении жидкостью апределенн ага уровня в испарителе да зирую щее устройство 5 перекрывает входное отверстие для жидкости, Г ри нагревании заключенной в испарителе жидкости повышается давление ее паров заданного значения Р 1,5 P o, где P —давление паров в сосуде 1 (в сосудах для сжиженного СО2 величина Р мажет иметь 49

2 значения от 7 до 21 кгс/см . По достижении давления Р 1,5 Р в корпусе испарителя, оперируя продувочным вентилем. и регулирующим (драсселирующим) устройством 7, устанавливают неабхадимос давление 45

Р=(Р ) P ) P ), и соответствующую ему с с - о температуру газа Т (Т ) Т > T ) на входе в сопловое сечение вихревой трубки 8, где происходит температурное разделение входящего потока с параметрами Тс и Рс 50 на холодную составляющую с температурой

Т (Т > Т (Т ) и горячую составляющую

1Х С 1Х о с температурой Т Г (Тс Т с > 1î) гд

То — температура паров жидкости в сосуде

1). 55

Гарантированное переохлаждение сжиженного углекислого газа, имеющего на входе в трубное пространство теплообменника прак/ тически любые начальные параметры <в рабочих пределах Та =(-50)-;(-19о)С и 60

4

Р 27 - 21 кгс/см ), можно получить при температурах холодного потока (на холодном конце вихревой трубки) Т х = - 55 С, Для этого необходимо на входе в сопловое сечение вихревой трубки поддерживать давлеЫ ние Р < 21 кгс/см и температуру с

Тс — 19 С, что достигается с помощью испарителя 4 регулирующего (дросселируюшега) устройства 7. При этом температура горячего потока (на горячем конце вихревой трубки) Т гможет достигать значений от

-l5 да + 210аС в зависимости от отношения расхода холодного потока к общему потоку газа через вихревую трубку, составляющему 0,1 - 0,9.

Холодный поток газа с температурой о

Т < — 55 С от вихревой трубки пос4К туйает в рубашку теплообменника-переохладителя 3, переохлаждает основной поток перекачиваемого сжиженного газа на входе в насос 2 и с помощью эжектора 9 нагнета« ется в сосуд 1.

Горячий поток газа с температурой Т .)

)Т направляется в подогреватель испарио теля 4 для испарения и нагревания сжиженного газа в процессе работы установки (после пускового периода) и затем с помощью газаструйнога компрессора 10 нагнетается в сосуд 1. При необходимости горячий поток может быть направлен непосредственно в газаструйный компрессор 10, минуя подогреватель испарителя 4. ТемпературыТ( и Тц. на холодном и горячем концах вихревой трубки регулируют с помощью дроссельного устройства выхревой трубки. После настройки вихревой трубки на заданный режим работы (заданные значения Тс и Рс и T() открывают вентили на входе насоса и эжекторов, включают двигатель насоса и закрывают продувачвый вентиль, в результате чего отработжные холодный и горячий потоки поступают в газоструй г,1 е компрессоры 9 к 1 О, где происходит их сжатие до давль2. ний Рсж.> .,,,при этом Рсж. x=8-, 22 загс/см, 2 а Рсж. r. = 8+ 22 к1 <.. см, пас .. чего их направляют в паровое пространство сосуда

1. Для пол., чечня холодного потока с темперачурий Т: 55 С при параметрах газ на х входе в с ... oane å÷åíèå вихревой трубки

2 а

Г с 21 ыс/см и Тс — 19 С на холодном конце трубки может быть получено давление Рх — -4+.э кгс/см, а на горячем кон— ° а це Рг =13 17 кгс/см, а

Е процессе работы установки уровень сжиженного газа в испарителе 4 постепенно снижается до нуля. Одновременно давление газа в нем растет до определенного заданного значения Р, в результате чего входное отверстие для жидкости в испарителе открывается, но очередная порция сжиженного газа может быть пропущена в испаритель только при понижении давления в нем (в результате расхода через вихревую трубку).

Наличие в устройстве вихревой трубки в комплексе с эжекторами холодного и горячего потока цозволяет отказаться от применения металлоемких и дорогостоящих холодильных установок и дает возможность применять устройство для перекачки сжижен- (g ных газов под высоким давлением из сосудов низкого давления на малых производственных площадках и даже в полевых условиях (при закачке СО в нефтеносный пласт) в виду отсутствия необходимости применять 15 в устройстве специальный хладагент, утилизация отработанных в вихревой трубке паров также повышает экономичность ус ройства.

Формула изобретения

Устройство для перекачивания сжиженных газов, содержащее сосуд, насос сжиженного газа и теплообменник-переохладитель, установленный перед насосом, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью упрощения и обеспечения автономности эксплуатации, оНо снаожено испарителем сжиженного газа, вихревой трубкой и эжекторами холодного и горячего потоков, причем вход вихревой трубки соединен трубопроводом с паровым пространством испарителя, а горячий и холодный концы — с паровым прострачством сосуда соответственно через эжектор горячего потока и через последовательно установленные теплообменник-переохладитель и эжектор холодного потока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Англии N 902126, кл. В (9 Ст, 12) 1962.

2. Проспект-каталог "Каскадная углекислотная машина УЫ.," изд. БИИТИХимнефтемаш, 1 968 (прототип) .

Составитель К. Чириков

Редактор P. Киселева Техред 3. Фанта Корректор A. Власенко

Заказ 107/19 Тираж 702 Подписное

Е1НИИГИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113025,, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4