Способ производства холода и криогенная установка для его осуществления

 

Изобретение относится к криогенной технике и, в частности, к криогенным установкам, предназначенным для охлаждения объектов путем циркуляции криоагента при сверхкритическом давлении. Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности путем снижения собственных потерь. Для этого по крайней мере часть прямого потока после охлаждения объекта 7 перед расширением до давления обратного потока охлаждают обратным потоком, причем прямой поток после охлаждаемого объекта 7 охлаждают обратным потоком на различных температурных уровнях. В теплообменнике (Т) 3 окончательного охлаждения имеются дополнительные каналы дросселем 9 на выходе, которые включены между охлаждаемым объектом 7 и испарителем 6. Установка содержит также Т 10, установленный на линии обратного потока между Т 2 и 3 и включенный в линию, соединяющую охлаждаемый объект 7 с дополнительными каналами Т 3. В цикле работы установки используется избыточный расход обратного потока для компенсации необратимых потерь в Т 2,3 и 10. При росте тепловыделений в объекте 7 увеличивается расход обратного потока, в результате чего снижается температурный напор в указанных Т. 2 с.и. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОН33 ССБЕТСНИХ

СОРИА ЛИСТИЧ ЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК (l9) (11) (51)5 F 25 В 9/02

8 . Е" 1.",:;;, 1 1, 1r.,, i,.. "1 сцг411

Q. Ь. ..Ю - А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М 5 ВТОРСНОЛ1 ./ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

jFy5

1с;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П4НТ СССР (21) 4 74489/2)-06 (22) 04.02.88 (4Ь) 23 .01.90. Ьюл. 11 3 (71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт (72) Л.И. Добровольский, A.Э. Аринин, С.Д. Первак, И.К. буткевич, Н.й. Пуртов и В.5. Аринин (53) b21.56(ОЬ8.8) (56) Ьродянский В.И. и Семенов А.И.

Термодинамические основы криогенной техники. -М.: Энергия, 1980, с. 448.

Чеost -у, Вчрет otlr 1.оа1 Cool.: ng of

supегоonduotin6 14n8», э-th Inretn. Conf on 1 1агйс- Т ..оЬп. Кола, 1975; (54) CÏOCÎÜ ПРОИЗВОДСТВА XOJ10QA И

ОГFHhAH УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕС1ВЛ ИИЯ (57) Изобретение относится к кри г .ной технике и, в частности, к криог ным установкам, предназначеннь:и для охлаждения объектов путем цирку яци,s криоагента при сверхкритическом дав-лении. Цель изобретения — повышение термодинамической эффективности путг снижения собственных потерь. Для э,зго по крайней мере часть прямого п ттока после охлаждения объекта 7 гер:i расширением до давления обратно.о потока охлаждают обратным потоком, причем прямой поток после охлаждаемог< 1 537980 объекта 7 охлаждают обратным потоком на различных температурных уровнях. В теплообменнике (1) Э окончательного охлаждения имеются дополнительные ка5 налы дросселем 9 на выходе, которые включены между охлаждаемым объектом

7 и испарителем 6. Установка содержит также Т 10, установленный на линии обратного потока между Т 2 и 3 и вклю-10 ченный в линию, соединяющую охлаждаеI

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к криогенным установкам, предназначенным для охлаждения оЬъектов путем циркуляции криоагента при сверхкритическом давлении. 20

Цель изобретения — повышение термодинамической эффективности путем снижения соЬственных потерь.

На чертеже представлена схема криогенной установки, в которой реализу- 25 ется предлагаемый способ.

Криогенная установка содержит компрессор 1, теплообменники 2 и 3 предварительного и окончательного охлаждения, установленные на линиях прямо- 30 го и обратного потоков,,между ними на линии прямого потока установлено расширительное устройство 4, которое может быть выполнено в виде детандера или дросселя. После теплообменника 3 окончательного охлаждения на линии прямого потока установлен переохладитель 5, встроенный в испаритель 6, а также установлены охлаждаемый объект

7 и дроссель 8, соединенный с испари- 4р телем 6 . В теплообменнике 3 оконча-. тельного охлаждения выполнены дополнительные каналы, снабженные на выходе своим дросселем 9, которые включены между охлаждаемым объектом 7 и испа-. 4 рителем 6. Установка может содержать также теплообменник 10, установленный на линии обратного потока между теплообменниками 2 и 3 предварительного окончательного охлаж46ния и включенный р в линию, соединяющую охлаждаемый объект 7 с дополнительными каналами теплообменника 3 окончательного охлаждения.

Криогенная установка работает следуюцим образом.

Установка работает, например, на гелии в режиме с иэЬыточным расходом обратного потока. мый объект 7 с дополнительными каналами Т 3. В цикле работы установки используется избыточный расход обратного потока для компенсации необратимых потерь в Т 2,3 и 10. При росте тепловыделений в оЬъекте 7 увеличивается расход обратного потока, в результате чего снижается температурный напор в указанных Т. 2 с. и 2 a.n. ф-лы, 1 ил.

Сжатый в компрессоре 1 криоагент. охлаждается в теплообменниках 2 и 3 предварительного и окончательного охлаждения, расширяется р устройстве 4, охлаждается в переохладителе и направляется в охлаждаемый объект 7. По=ле охлаждаемого объекта 7 часть криоагента дросселируется через дроссель

8 в испаритель 6. Другая часть криоагента охлаждается в теплообменнике

10 и в дополнительных каналах теплообменника 3 окончательного охлаждения и также дросселируется в испаритель 6 до давления обратного потока.

Введение в цикл работы установки избыточного расхода обратного потока используется для компенсации необратимых потерь в теплообменниках 2 и 3 предварительного и окончательного охлаждения и в теплообменнике 10.

При росте тепловыделений в охлаждаемом объекте 7 увеличивается, расход обратного потока и происходит перераспределение температурных напоров в теплообменниках 2 и 3 предварительно"

ro и окончательного охлаждения. Б результате чего снижается температура минимального температурного напора в теплооЬменнике 2 предварительного охлаждения и температура прямого потока на холодной стороне теплообменника

3 окончательного охлаждения.

ЬормулаизоЬретения

1. Способ производства холода путем сжатия газообразного криоагента, охлаждения его обратным потоком, расширения до заданного промежуточного давления и циркуляции криоагента через охлаждаемый объект с последующим расширением прямого потока до давления обратного потока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности путем

Составитель В. Добротворцев г

Техред М.Ходанич Корректор Т.Малец

Редактор Н. Яцола

Заказ 160 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5 153 79 снижения собственных потерь, по край.ней мере часть прямого потока после охлаждения объекта перед расширением .до давления обратного потока охлажда5 ют обратным потоком.

2. Способ поп. 1, о тли ч а юшийся тем, что прямой поток после охлаждаемого объекта охлаждают обратным потоком на различных температурных уровнях.

3. Криогенная установка для производства холода, содержащая компрессор, теплообменники предварительного и окончательного охлаждения на линиях 15 прямого и обратного потоков, раоширительное устройство, установленное на линии прямого потока между теплообменниками предварительного и окончательного охлаждения, переохладитель, 20 встроенный испаритель, за которым последовательно установлены охлаждае80 6 мый объект и дроссель, подключенный к испарителю, о т л и ч а ю щ а я..с я тем, что, с целью повышения термоди-, намической эффективности путем снижения собственных потерь, в теплообменнике окончательного охлаждения выполнены дополнительные каналы, снабженные на выходе дросселем, которые включены между охлаждаемым объектом и испарителем.

4. Установка по и. 3, о т л,,и ч аю щ а я с я. тем, что она дополнительно.. но содержит теплообменник, установленный на линии обратного потока между теплообменниками предварительного и окончательного охлаждения и включенный в линию, соединяющую охлаждаемый объект с дополнительными каналами теплообменника окончательного охлажде: ния.