Криогенная установка

 

Использование: криогенная техника, рефрижераторные и ожижительные установки . Сущность изобретения: криогенная установка имеет блок очистки, выполненный в виде теплообменника-вымораживателя с фильтром-адсорбером. Через теплообменник-вымораживатель проходит вспомагательный поток, отбираемый от линии прямого потока перед дроссельной ступенью охлаждения, и подключенный на выходе из блока очистки через теплообменники блока охлаждения к детандерному потоку после первого детандера. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4865779/06 (22) 11.09.90 (46) 15.04.93. Бюл.М 14 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники (72) Б.Д.Краковский, B.À.Màðòûíoâ и

П.П,Мигалев (56) Зарубежный опыт. Серия ХМ 6. Криогенное и вакуумное машиностроение, ЦИНТИХИМнефтемаш, (Ф 5, 1987, с.2. (54) КРИОГЕННАЯ УСТАНОВКА (57)Использование, криогенная техника, ре. фрижераторные и ожижительные установИзобретение относится к холодильной технике, в частности к криогенной технике, и может быть использовано в криогенных рефрижераторных и ожижительных установках.

Цель изобретения — повышение надежности и экономичности.

Для пояснения сущности на чертеже представлена схема криогенной установки, Криогенная установка, например, гелиевэя, состоит из: источника криоагента высокого давления, например, компрессора 1, блока охлаждения 2, блока очистки 3.

В свою очередь блок охлаждения 2 состоит из ступени предварительного охлаждения 4, теплообменников 5, 6, 7, 8, установленных последовательно на прямом потоке 9, детандеров 10 и 11, установленных последовательно на детандерном потоке 12, являющемся частью прямого потока

9, дроссельной ступени охлаждения 13, сборника жидкостного криоагента 14 и вен, Ы 1809260 А1 (я)л F 25 В 9/02, F 25 J 1/02 ки. Сущность изобретения: криогенная установка имеет блок очистки, выполненный в виде теплообменника-вымораживателя с фильтром-адсорбером, Через теплообменник-вымораживатель проходит вспомагательный поток, отбираемый от линии прямого потока перед дроссельной ступенью охлаждения, и подключенный на выходе из блока очистки через теплообменники блока охлаждения к детандерному потоку после первого детандера. 1 ил. тиля 15, регулирующего подачу криоагента в установку.

Ступень предварительного охлаждения а состоит из теплообменника 16, например трехпоточного, и теплообменника 17, выполненного например, в виде ванны с жид- а ким криоагентом, например азотом, (ф подаваемым по линии 18.

Дроссельная ступень охлаждения 13 состоит из двух последовательно расположенных теплообменников 19 и 20 и двух. регулирующих вентилей 21 и 22, предназна- О ченных для дросселирования прямого пото- С) ка 9 криоагента, Блок очистки Э состоит ие теплооомен- ) ника-вымораживателя 23, через который проходит вспомагательный поток 24, отбираемый от линии прямого потока 9, фильтра-адсорбера 25 и вентиля 26, регулирующего расход вспомагательного потока 24. Причем точка отбора вспомагательного потока 24 расположена перед дроссельной ступенью охлаждения 13.

1809260

Теплообменник-вымораживатель 23 и фильтр-адсорбер 25 установлены последовательно на линии прямого потока ступени предварительного охлаждения 4.

На выходе из фильтра-адсорбера 25 линия прямого потока 9 проходит противотоком теплообменник-вымораживатель 23.

На выходе из блока очистки вспомагательный поток 24 подключен через теплообменники 5 и 6 блока охлаждения к детандерному потоку 12 после первого детэндера 10.

Обратный поток 26 низкого давления, выходящий из сборника жидкого криоагента 14 и состоящий из паров испаряющегося криоагента, служит для охлаждения прямого потока 9 в теплообменниках 5, 6, 7, 8, 19 и 20 блока охлаждения.

При работе криогенной установки обратный поток 26 гелия сжимается в компрессоре 1 и в виде прямого потока 9 высокого давления поступает в блок охлаждения 2, где охлаждается в теплообменни ках 16 и 17 ступени предварительного охлаждения 4 обратным потоком 26 и потоком жидкого криоэгента 18, например азота.

После охлаждения в ванне 17 до температуры, близкой к температуре жидкого азота 18, прямой .поток 9 подается в блок очистки 3, где охлаждается до температуры (25 — 28 К), при этом происходит вымерзание примесей на стенках каналов теплообменника-вымораживателя 23, а примеси,находящиеся в потоке в виде твердых частиц или газов, задерживаются в фильтре-адсорбере

25, Затем после фильтра -адсорбера 25 прямой поток гелия высокого давления противотоком нап равляется в теплообмен ни к-вы мора>ки ватель 23, где нагревается до температуры, близкой к температуре прямого потока 9 после последнего теплообменника 17, ступени предварительного охлаждения 4, и подается в блок охлаждения 2, Проходит последовательно теплообменники 5, 6, 7, 8, 19 и 20, где охлаждается, и после дросселирования s регулирующих вентилях 21 и 22 поступает в виде парожидкостной смеси в сборник жидкого гелия 14. Из сборника 14 пары гелия обратным потоком 26 проходят последовательно теплообменники 20, 19, 8, 7, 6, 5 и 16, где нагреваются до температуры близкой к температуре окружающей среды и поступает на всасывание компрессора 1, Цикл замыкается.

Часть гелия высокого давления в виде детандерного потока 12, отбирается от прямого потока 9 после теплообменника 5, расширяется в детандере 10 и после охлаждения обратным по оком 26 в теплол обмен нике 7 и расширения во втором детандере 11, соединяется с обратным потоком

26, выходящим из теплообменника 19 дроссельной ступени охлаждения 13, Вспомагательный поток 24, являющийся чэстьто прямого потока 9 (- 3 Д) отбирается перед первь!м теплообменником 19 дроссельной ступени охлаждения 13 и после дросселирования в вентиле 26 подается в теплообменник-вымораживатель 23 для охлаждения идущего навстречу прямого потока 9. Затем охлаждается в теплообменникэх 5 и 6 блока охлаждения 2 обратным потоком 26 и соединяется с детандерным

15 потоком 12 после первого детандерэ 10.

При работе в ожижительном режиме и в случае подпитки подача криоагента (гелия) в установку осуществляется через регулирующий вентиль 15.

Г

По сравнению с прототипом в данном изобретении повышается надежность установки вследствие снижения концентрации примесей в гелии в 10-30 рэз. При этом время до критического уровня засорения ка25>

2 ° > налов твердыми примесями, соответственно, увеличивается. Поэтому постепенные отказы установки вследствие засорения практически исключаются, Остаются только внезапные, вызванные поломкой отдельных элементов, Формула изобретения

Криогенная установка, содержащая источник криоагента высокого давления с линиями прямого и обратного потоков, на которых установлены теплообменники ступени предварительного охлаждения, блока охлаждения и дроссельной ступени охлаждения, линию детандерного потока с по меньшей мере двумя последовательно установленными детандерного, сборник жидкого криоагента и блок очистки, выполненный в виде теплообменника-вымораживателя, через который, проходит вспомагательный поток, отбираемый от линии прямого потока, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, блок очистки снабжен фильтром-адсорбером, причем теплообменниквымораживатель и фильтр-адсорбер установлены последовательно на линии прямого потока после ступени предварительного охлаждения, на выходе из фильтра-адсорбера линия прямого потока проходит противотоком теплообменник-вымораживатель, точка отбора вспомагательного потока расположена пеРед дроссельной ступенью охлаждения, а на выходе из блока очистки вспомагэтельный по

1809260

Ф

Составитель В.Мартынов

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Л.Филь

Редактор

Заказ 1277 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ток подключен через теплообменники блока охлаждения к детандерному потоку после первого детандера,