В. П. Беляков, В. Д. Коваленко, 1О. И. Духанин, И. М. Морковкин, А. Г. Агупов, Ф. И. Резниченко, И. К. Буткевич и В. М. Марков (71) Заявитель (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИ И РАБОТЫ

КРИОГЕННОИ УСТАНОВКИ

Изобретение относится к области криогенной техники и наиболее эффективно может быть использовано в гелиевых установках, работающих в ожижительно-рефрижераторном режиме.

Известны способы стабилизации работы криогенных установок за счет применения машинного оборудования с высокой степенью регулирования производительности (1).

Однако эти способы целесообразно использовать в криогенных установках малой и средней производительности, рабочий цикл которых построен на использовании расширительных машин поршневого типа. Для криогенных установок с турбодетандерами эти способы не эффективны.

Известен способ стабилизации работы криогенной установки с турбодетандерной ступенью, заключающийся в поддержании постоянным расхода обратного потока через эту ступень путем отвода избытка расхода при его увеличении и испарении жидкого криоагента при его недостатке (2).

Недостаток этого способа заключается в неэкономичности работы криогенной установки при отклонении величины нагрузки от

2 номинального значения. При увеличении величины обратного потока это происходит в результате испарения жидкого криоагента без какого-либо восстановления запаса последнего, а при уменьшении величины расхо да обратного потока это обусловлено тем, что излишки холода выводят из сборника жидкого криоагента и подогревают до комнатной температуры вне криогенной установки.

Целью изобретения является повышение

10 экономичности работы установки в широком диапазоне изменения ее нагрузки.

Это достигается тем, что отвод избытка расхода производят непосредственно перед турбодетандерной ступенью, а испарение жидкого криоагента осуществляют путем дополнительной подачи потока резервного газообразного криоагента.

На чертеже показана принципиальная схема криогенной установки для осуществления данного способа. ц Установка подключена к охлаждаемому объекту 1 и содержит турбодетандерную ступень 2 и дроссельную ступень 3. Турбодетандерная ступень 2 включает расходомер 4, установленный на ее линии 5 обратного по754167 ряемого из сборника 8 жидкого криоагента за счет конденсации вводимого резервного криоагента. При этом поддержание постоянной величины обратного потока будет происходить с накоплением жидкого хладагента в сборнике 8.

Воздействие на вентили 7 и 10 в обоих случаях по сигналам расходомера 4 продолжается до тех пор, пока величина обратного потока через турбодетандерную ступень 2 не установится в пределах номинального значения, обеспечивающего стабильную работу криогенной установки.

Экономический эффект от реализации данного способа на установке мощностью

1200 Вт рефрижераторной и 300 л ожижительной нагрузки, предназначенной для захолаживания и криостатирования объектов, 15 работающих в импульсном режиме, с непрерывной рабочей кампанией порядка 6000 ч в году составляет 60 вЂ” 80 тыс. рублей.

Формула изобретения тока, и снабжена обводной линией 6 с уста новленным на ней регулирующим вентилем 7

Дроссельная ступень 3 включает сборник 8 жидкого криоагента, в котором расположен распределитель 9, подключенный через вен тиль 10 к ресиверам 11 с запасом резервно

ro газообразного криоагента. Вентили 7 и

10 приводятся в действие по сигналам расхо домера 4.

Установившийся режим работы криоген ной установки характеризуется строгим со отношением технологических потоков, прохо дящих через турбодетандерную ступень 2 и дроссельную ступень 3. При этом вентили 7 и 10 закрыты.

В случае любого отклонения в тепловой нагрузке охлаждаемого объекта 1 происхо дит соответствующее изменение величинь обратного потока из сборника 8 жидкого криоагента.

При увеличении обратного потока выше предельного значения по сигналу расходомера 4 открывается регулирующий вентиль 7 и через обводную линию 6 избыток расхода отводится из турбодетандерной ступени 2.

Избыток расхода может быть закачан с помощью компрессора в ресиверы 11 для хранения резервного криоагента. При достаточном запасе теплообменной поверхности дроссельной ступени 3 при увеличении расхода обратного потока из сборника 8 жидкого криоагента холодопроизводительность ее возрастает, обеспечивая компенсацию возросшей тепловой нагрузки.

При уменьшении тепловой нагрузки количество обратного потока уменьшается, так как уменьшается газообразная составляющая потока, возвращаемого в сборник 8 жидкого криоагента из охлаждаемого объекта 1. Восстановление величины обратного потока происходит за счет подачи в сборник 8 жидкого криоагента потока резервного газообразного криоагента через распределитель 9 из ресиверов 11.

Процесс восстановления величины обратного потока до номинальной величины сопровождается частичной компенсацией испаСпособ стабилизации работы криогенной установки с турбодетандерной ступенью, заключающийся в поддержании постоянным расхода обратного потока через эту ступень путем отвода избытка расхода при его увеличении и испарения жидкого криоагента при его недостатке, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности работы д установки в широком диапазоне изменения ее нагрузки, отвод избытка расхода производят непосредственно перед турбодетандерной ступенью, а испарение жидкого криоагента осуществляют путем дополнительной подачи потока резервного газообразного криоЗ5 агента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фастовский В. Г. и др. Криогенная техника. M., «Энергия», 1967, с. 167 вЂ 1.

2. Вишнев И. П. и др. Зарубежные гелиевые криогенные установки. Обзорная информация ЦИНТИХИМНЕФТЕМАША, Серия ХМ-6, 1972, с. 15, рис. 5.

754167

Составитель Ю. Килимник

Редактор Т. Загребельная Техред К. Шуфрич Корректор Е. Папп

Заказ 4887/32 Тираж 575 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ стабилизации работы криогенной установки

Похожие патенты: