Способ управления режимами работы криогенной установки

 

Изобретение позволяет сократить энергозатраты при переменной производительности компрессора, использорании детандеров с тормозными ступенями ., выполнении части детандеров в виде турбин, а одного - поршневым с впускными и выпускными клапанами. Для зтого датчиками 31 и 32 т-ры и датчиками 39 и 40 давления измеряют т-ру и давление на входах и выходах всех детандеров. Определяют их КПД и поддерживают их на максимальных значениях воздействием на тормозн ьге ступени турбин и измерением угла отсечки впускного и выпускного клапанов 22 поршневого детандера 21. Измеряют датчиком 42 i -py теплообь енника S, установленного перед .детандеро.м 21, и по этой т-ре корректируют хслодопроизводительность последнего путем воздейств1 я на ег о тормозную с туп 6 ьи-,. 2 ил. ю Гг. I j I nA I & p ЩЖ Д40 ГТГлД/On Q m iTm I °Щ % III,i,ii F&JLL;; : ЧстройсшВо се( гисо ъектом /1/АМЛи}Г iLuuueK/iii. (КАНАК) W||HAitH И i I t I I I I Щ i| ПЗВ L I 1 Фиг.1 O5 СЛ C «

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СаЦ 1АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ЗСЕС ". " и,", аИ„,)! 1 !ТКИ,l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬГГВУ ступень-,. 2 ил.

l(n (с=, . Лэ1!

:1

- "М у@ п (©Ъ

Z8

/4

1I

i(L

I ф

il ьн 43

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3996587/23 — Об (22) 25.12.85 (46) 15.12.87. Бюл. N - 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники(72) Б.А.Каклюгин, Ш.И.Гагуа и А.В.Носов (53) 621.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 802744, кл. F 25 В 49/00, !979. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕИ11!АМИ РА—

БОТЫ КРИОГЕННОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение позволяет сократить энергозатраты гри переменной производительности компрессора, использогянии детандеров с тормозными ступепями, выполнении части детандеро:=, в BH,.ЛО„„1З5960З Л 1 (5!) 4 Е 25 В 4-9/00, Е 25, 1/ОО де турбин, а одного — поршневым с впускными и выпускными клапанами.

Д ля зтoI о датчиками 3 и 32 т-ры и датчиками 39 и 40 давления измеряют т-ру и давление на входах и выходах всех детяндеров. Определяют их КПД и поддерживают их на максимальных значениях воздействием на тормознМе ступени турбин и измерением угля отсечки впускного и выпускного клапанов 22 поршневого детяндера 21 Изме-ряют датчиком 42 т-ру теплообменннка 8 Установленного перед петянде— ром :1, и по этой т-ре корректируют хо. одогроизводительность последнего путем воздействия яа его тор озную

1 1359603 2

Изобретение относится к холодильной технике, н частности к способам управления криогенными установками, Цель изобретения — сокращение энергозатрат при переменной тгроизнодительности компрессора, использова-. нии детандерон с тормозными ступекями, выполнении части детандерон в яи де турбин, а одного — поршневым с нпускными и выпускными клапацами.

На фиг.1 схематично изображена система, реализую1цаH onI3c»113e »1H спо соб управления; на фиг.2 — Т-8-диаграмма для определения К11Д детанд=.— рон.

Система содержит регулируемый компрессop 1 с тиристорн» м блоком 2, На расчетной Т вЂ” S-диаграмме (1 фиг.2) показаны KpHB» .e давления и энтальпин, где по значениям температуры и даяления опреде.ляют исходные энтальпии га=3R BB нхоц 1х и 73ы-.ходах детандерон, нают КПД детандер

8х пo которь1м расчитыВ Ь1Х с. где Т х и Т Ьы I p 1npратур»1 хлад агента на входе и выходе детандера со ответственно, давле13ия хладагента на. входе и яыхогх »ых де детандера, соответственно; энтальпи7 на входе

3- Эых и выходе детандера соответственно. изменл1ощим 1-13ОизнОдительность КОмпрессора 1, .теплообмепники 3-8, через которые проходят турбодетандер11ый поток 9, основной поток 10 и Обратный поток 11, регулируем»те турбодетанде вЂ, p»I 12 14 с маслораспределителями 1517 и датчиками 18-20 оборотов соответственно, поргпневой детапдер 21 с клапанами 22 впуска и выпуска и электромагнитной муфтой-тсрмозом 23, регулируемый дроссель 24, датчики 25--32 температуры, устано13ленн»1е на 73ходах и выходах дета11деро13, датчики 33--40 давления, микроЭВ11 4 . и термометр 42, установленный IIQ теплообменнике 8.

Датчик 43 уровня измеряет уровень я сборнике 44 х;идкого гелия, газгольдер 45 предназначен для сбора газо-образного гелия.

Эптальпия i при изоэнтропийном

5 процессе расширения хладагента определяется проведением из точки с координатами Т., Р„ изоэнтропы до пересечепия с изобарой Р вых

Система, реализующая способ управ11е1пгя криогенной установкой с переме IIvгм режимом, работает следующим

10 образом.

Компрессор 1 сжимает пары гелия, поступающие из газгольдера 45 и обрагногс потока 11, и направляет в линио прямого потока, где гелий под,. давлением .распределяется на два потока — детандерный 9 и основной 10.

Производительность компрессора 1 задается тиристорным блоком 2. Детандерный поток 9 проходит через тепло20 обменник 3 и расширяется в турбодегандере 12., Измеряются температура датчиками 25 и 26 и давление датчиками 33 и 34 на входе и выходе соответственно турбодетандера 12, и по 7 С. значениям этих параметров микроЭВ11 41 рассчитывает энтальпии по ТБ †диаграм„ приведенной на фиг.2, и определяет КПД турбодетандера 12, который приводится к максимальному значению, например, методом последо13@тельного приближения путем воздейстния на торглозную ступень, а именно мас IopacnpepeII!-тель 15 турбодетандера 12. Прием Осуществляется сле-.,:- дугощим образом..Изменягот расход масла через маслораспределитель 15, oIIределяют q, сравнивают с I1,,оп1 ределенггым на предыдущем этаге, в»гбирагот максимальное значение, затем

" б погторяют многократно данную операц оо и находят q, после чего прех ш:с кращают воздействие на маслораспределнтель 15. Аналогично рассчитываются и принодят. к максимальному значепию КПД остальн»гх турбодетандерон 13 и 14 воздействием на Йх маслораспределители 16и 17 соотнетственно.

Основной поток 10 проходит через

1еплообменники 3-8 и подается в порш„„-0 неный детандер 21. Оптимизация работы детандера 21, осуществляется путем измерения температур датчиками 31 и 32 па входе и выходе, а также давлений датчиками 39 и 40 соответственно, и по значениям этих параметров микроЭВИ 41 рассчитывает по Т вЂ” Sдиаграмг е знтальпии,определяет КПД поршневого детандера 21,который при водится к максимальному методом по1359603 тормозную ступень.

glue 2

Составитель F.. Áííoградов

Техред М. Ходанич Корректор.1! Король

Редактор Л.Orap

Заказ 6142/41

Тираж 476 Подписное

ВНИ1П1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, iK-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4 следовательно "о приближения воздеист— вием на клана-ы 22 вгуска и выпуска.

Измеряют температуру датчиком 42 последнего теплообменника 8 перед порп-

5 невым детандером 21 и по значению этой температуры корректируют холодопроизводительность поршневого детандера 21 путем воздействия на электромагнитную муфту 23. Кроме того, по датчику 43 уровня осуществляют коррекцию дроссельного потока воздействием на дроссель 24.

Производительность установки может изменяться по желанию потреоителя жидкого гелия, при этом потребитель устанавливает заданную производительность компрессора 1 воздействием на тиристорный блок 2, а микроЭВМ 41 рассчитывает по известным за— висимостям производительность установки и индицирует на дисплее режимные показатели установки. По датчикам 1820 оборотов осуществляется защита турбодетандеров от превышения аварий в 25 ного числа оборотов.

Фо р мула и з о б р е те ни я

Способ управления режимами работы криогенной устансвки с компрессором, регулируемыми детандерами, теплооб— менниками на прямых и обратном потоках, дросселем и сборником жпцкогп хладагента путем воздействия . .а >всход обратного потока посла дросселя по уровню жидкого хладагент» в сборнике, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергозат рат при переменной производительности компрессора, использовании детандеров с тормозными ступенями, выполнении части детандеров в виде турбин, а одного — поршневым с впускными и выпускными клапанами, дополнительно измеряют температуру и давление на входах и выходах всех детандеров, определяют их коэффициенты полезного действия и поддерживают их на максимальных значениях воздействием на тормозные ступени турбин и изменением угла отсечки впускного и выпускного клапанов поршневого детандера, кроме того, измеряют температуру теплообменника, установленного перед поршневым детандером, и по ней корректируют холодопронзводительность последнего путем воздействия на его