Холодильная установка (варианты)
Полезная модель относится к холодильной технике и может быть использована в холодильных установках с несколькими ступенями сжатия в различных отраслях промышленности. Холодильная установка включает отделитель жидкости, по крайней мере, две ступени сжатия компрессора, конденсатор хладагента, линейный ресивер, переохладитель с отводами паров хладагента и переохлажденного хладагента, дроссель. При этом отвод паров хладагента соединен с по крайней мере второй ступенью сжатия компрессора, а отвод переохлажденного хладагента снабжен дополнительным трубопроводом переохлажденного хладагента, соединенным через дроссель с переохладителем. Кроме того, установка снабжена дополнительным теплообменником. По первому варианту предлагаемой установки, отвод паров хладагента из переохладителя снабжен дополнительным трубопроводом паров хладагента, при этом теплообменное пространство дополнительного теплообменника по первому теплоносителю соединено с линейным ресивером, а по второму теплоносителю через дополнительный трубопровод паров хладагента - с отводом паров хладагента из переохладителя. По второму варианту установки теплообменное пространство дополнительного теплообменника соединено по первому теплоносителю с линейным ресивером, а по второму теплоносителю - с дополнительным трубопроводом переохлажденного хладагента. По третьему варианту установки теплообменное пространство дополнительного теплообменника соединено по первому теплоносителю с линейным ресивером, а по второму теплоносителю - с дополнительным трубопроводом переохлажденного хладагента и отводом паров хладагента из переохладителя. Предлагаемая установка позволяет снизить потери хладагента за счет полной конденсации целевых углеводородов. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.
Полезная модель относится к холодильной технике и может быть использована в холодильных установках с несколькими ступенями сжатия в нефтяной, газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известна холодильная установка, описанная в авторском свидетельстве СССР 
918508 (МПК3 F04B 25/00, F25B 1/10, опубл. 07.04.1982 в бюл. 13), содержащая соединенные трубопроводами по ходу хладагента в общую систему компрессор с низкой и высокой ступенью сжатия, маслоотделитель, конденсатор хладагента, линейный ресивер, теплообменник-переохладитель с отводами паров хладагента и жидкости, капиллярную трубку, дроссельный вентиль и испаритель, при этом межтрубное пространство теплообменника-переохладителя по жидкости подключено через дроссельный вентиль к трубопроводу после линейного ресивера, а по пару - к компрессору высокой ступени сжатия.
Общими признаками известной и предлагаемой установок являются:
- компрессор с несколькими ступенями сжатия,
- конденсатор хладагента,
- линейный ресивер,
- теплообменник-переохладитель с отводами паров хладагента и жидкости - переохлажденного хладагента,
- дросселирующее устройство,
- отвод паров из теплообменника-переохладителя соединен с компрессором.
Недостатком известной установки являются высокие потери в летнее время несконденсированного хладагента, сдуваемого на установке, как правило, на факел.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является холодильная установка, описанная в книге Чуракаева A.M. «Переработка нефтяных газов», стр.163-164 (М., «Недра», 1983). Известная установка включает приемный сепаратор, первую, вторую и третью ступени сжатия компрессора, конденсатор хладагента, емкость, воздухоотделитель, переохладитель с отводами паров хладагента и жидкости, дросселирующее устройство и испаритель, при этом отвод паров хладагента соединен со второй ступенью сжатия компрессора, а отвод жидкости снабжен дополнительным трубопроводом, соединенным через дросселирующее устройство с межтрубным пространством переохладителя.
Общими признаками известной и предлагаемой установок являются:
- отделитель жидкости (приемный сепаратор),
- компрессор с несколькими ступенями сжатия,
- конденсатор хладагента,
- линейный ресивер (емкость),
- переохладитель с отводами паров хладагента и жидкости - переохлажденного хладагента,
- дросселирующее устройство,
- отвод паров хладагента соединен со второй ступенью сжатия компрессора,
- отвод переохлажденного хладагента снабжен дополнительным трубопроводом переохлажденного хладагента, соединенным через дросселирующее устройство с переохладителем.
Недостатком известной установки являются высокие потери в летнее время несконденсированного хладагента, сдуваемого на установке, как правило, на факел.
Технический результат предлагаемой установки заключается в снижении потерь хладагента за счет полной конденсации целевых углеводородов.
Указанный технический результат достигается тем, что в холодильной установке по первому варианту, включающей отделитель жидкости, по крайней мере, две ступени сжатия компрессора, конденсатор хладагента, линейный ресивер, переохладитель с отводами паров хладагента и переохлажденного хладагента, дроссель, при этом отвод паров хладагента соединен с по крайней мере второй ступенью сжатия компрессора, а отвод переохлажденного хладагента снабжен дополнительным трубопроводом переохлажденного хладагента, соединенным через дроссель с переохладителем, согласно полезной модели, установка снабжена дополнительным теплообменником, а отвод паров хладагента из переохладителя снабжен дополнительным трубопроводом паров хладагента, при этом теплообменное пространство дополнительного теплообменника по первому теплоносителю соединено с линейным ресивером, а по второму теплоносителю через дополнительный трубопровод паров хладагента - с отводом паров хладагента из переохладителя.
Заявляемая совокупность признаков по первому варианту установки позволяет сконденсировать полученную в линейном ресивере газовую фазу за счет потока паров хладагента, полученных в переохладителе, и вернуть сконденсированную газовую фазу обратно в линейный ресивер, тем самым исключив ее сброс на факел и сократив потери целевых углеводородов.
Указанный технический результат также достигается тем, что в холодильной установке по второму варианту, включающей отделитель жидкости, по крайней мере, две ступени сжатия компрессора, конденсатор хладагента, линейный ресивер с отводом газовой фазы, переохладитель с отводами паров хладагента и переохлажденного хладагента, дроссель, при этом отвод паров хладагента соединен с по крайней мере второй ступенью сжатия компрессора, а отвод переохлажденного хладагента снабжен дополнительным трубопроводом переохлажденного хладагента, соединенным через дроссель с переохладителем, согласно полезной модели, установка снабжена дополнительным теплообменником, теплообменное пространство которого по первому теплоносителю соединено с линейным ресивером, а по второму теплоносителю - с дополнительным трубопроводом переохлажденного хладагента.
Заявляемая совокупность признаков по второму варианту установки позволяет сконденсировать полученную в линейном ресивере газовую фазу за счет потока переохлажденного хладагента, отобранного из дополнительного трубопровода переохлажденного хладагента, и вернуть сконденсированную газовую фазу обратно в линейный ресивер, тем самым исключив ее сброс на факел и сократив потери целевых углеводородов.
Указанный технический результат также достигается тем, что в холодильной установке по третьему варианту, включающей отделитель жидкости, по крайней мере, две ступени сжатия компрессора, конденсатор хладагента, линейный ресивер, переохладитель с отводами паров хладагента и переохлажденного хладагента, дроссель, при этом отвод паров хладагента соединен с по крайней мере второй ступенью сжатия компрессора, а отвод переохлажденного хладагента снабжен дополнительным трубопроводом переохлажденного хладагента, соединенным через дроссель с переохладителем, согласно полезной модели, установка снабжена дополнительным теплообменником, теплообменное пространство которого по первому теплоносителю соединено с линейным ресивером, а по второму теплоносителю - с дополнительным трубопроводом переохлажденного хладагента и отводом паров хладагента из переохладителя.
Заявляемая совокупность признаков по третьему варианту установки позволяет сконденсировать полученную в линейном ресивере газовую фазу за счет потока переохлажденного хладагента, отобранного из дополнительного трубопровода, и вернуть сконденсированную газовую фазу обратно в линейный ресивер, тем самым исключив ее сброс на факел и сократив потери целевых углеводородов.
На фигурах 1-3 представлены варианты предлагаемой холодильной установки согласно пунктам 1-3 формулы полезной модели, соответственно.
Холодильная установка (см. фиг.1) включает отделитель жидкости 1, первую ступень 2 и вторую ступень 3 сжатия компрессора, конденсатор хладагента 4, линейный ресивер 5 с отводом 6 газовой фазы, переохладитель 7 с отводом 8 паров хладагента и отводом 9 переохлажденного хладагента, дроссель 10.
Отвод 8 паров хладагента из переохладителя 7 соединен со второй ступенью 3 сжатия компрессора. В случае, когда холодильная установка снабжена компрессором с более, чем двумя ступенями сжатия, отвод 8 паров хладагента соединен с, по крайней мере, второй ступенью сжатия компрессора.
Отвод 9 переохлажденного хладагента снабжен дополнительным трубопроводом 11 переохлажденного хладагента, соединенным через дроссель 10 с переохладителем 7.
Установка снабжена дополнительным теплообменником 12.
Отвод 8 паров хладагента из переохладителя 7 (см. фиг.1) может быть снабжен дополнительным трубопроводом 13 паров хладагента.
Теплообменное пространство дополнительного теплообменника 12 по первому теплоносителю соединено с линейным ресивером 5. В качестве первого теплоносителя в дополнительном теплообменнике 13 используется газовая фаза из линейного ресивера 5 (отвод 6).
Теплообменное пространство дополнительного теплообменника 12 по второму теплоносителю может быть соединено:
- по первому варианту (см. фиг.1) - через дополнительный трубопровод 13 паров хладагента с отводом 8 паров хладагента из переохладителя 7;
- по второму варианту (см. фиг.2) - с дополнительным трубопроводом 11 переохлажденного хладагента (поз.14, 15);
- по третьему варианту (см. фиг.3) - с дополнительным трубопроводом 11 переохлажденного хладагента (поз.14) и отводом 8 паров хладагента из переохладителя 7 (поз.16).
Установка снабжена необходимой запорно-регулирующей арматурой.
Установка работает следующим образом.
1 вариант (см. фиг.1)
Хладагент (например, пропановая фракция) в газообразном виде из испарителей (на фиг. не показаны) технологической установки - потребителя холода (например, МАУ, НТК, НТР и т.п.) через отделитель жидкости 1 поступает на прием первой ступени 2 сжатия компрессора и далее - на вторую ступень 3 сжатия компрессора. На вторую ступень 3 сжатия компрессора также поступают пары хладагента из переохладителя 7. В компрессоре пары хладагента сжимаются и затем поступают в конденсатор хладагента 4. В результате охлаждения в конденсаторе хладагента 4 хладагент частично конденсируется, после чего в жидком виде поступает в линейный ресивер 5.
В линейном ресивере 5 происходит аккумулирование и выравнивание пульсации потока жидкого хладагента перед подачей его в переохладитель 7. Также из линейного ресивера 5 отводится не сконденсировавшаяся в конденсаторе хладагента 4 газовая фаза, которая затем поступает в дополнительный теплообменник 12, конденсируется в нем и возвращается обратно в линейный ресивер 5.
Жидкий хладагент из линейного ресивера 5 поступает в трубное пространство переохладителя 7, в котором охлаждается за счет кипения части хладагента в межтрубном пространстве переохладителя 7. Образовавшиеся в переохладителе 7 пары хладагента направляются на вторую ступень 3 сжатия компрессора, а основной поток жидкости (переохлажденный хладагент - отвод 9) подается в испарители (на фиг. не показаны) технологической установки.
Часть потока переохлажденного хладагента, выходящего из переохладителя 7, направляется в дополнительный трубопровод 11, по которому поступает в дроссель 10 и затем в жидком виде возвращается обратно в межтрубное пространство переохладителя 7 для охлаждения жидкого хладагента, поступающего из линейного ресивера 5.
Часть потока паров хладагента, образовавшихся в переохладителе 7, по дополнительному трубопроводу 13 паров хладагента поступает в дополнительный теплообменник 12 для конденсации газовой фазы из линейного ресивера 5, после чего возвращается в основной поток паров хладагента (отвод 8) и далее поступает на вторую ступень 3 сжатия компрессора.
2 вариант (см. фиг.2)
Хладагент (например, пропановая фракция) в газообразном виде из испарителей (на фиг. не показаны) технологической установки - потребителя холода (например, МАУ, НТК, НТР и т.п.) через отделитель жидкости 1 поступает на прием первой ступени 2 сжатия компрессора и далее - на вторую ступень 3 сжатия компрессора. На вторую ступень 3 сжатия компрессора также поступают пары хладагента из переохладителя 7. В компрессоре пары хладагента сжимаются и затем поступают в конденсатор хладагента 4. В результате охлаждения в конденсаторе хладагента 4 хладагент полностью конденсируется, после чего в жидком виде поступает в линейный ресивер 5.
В линейном ресивере 5 происходит выравнивание пульсации потока жидкого хладагента перед подачей его в переохладитель 7. Также из линейного ресивера 5 отводится не сконденсировавшаяся в конденсаторе хладагента 4 газовая фаза, которая затем поступает в дополнительный теплообменник 12, конденсируется в нем и возвращается обратно в линейный ресивер 5.
Жидкий хладагент из линейного ресивера 5 поступает в трубное пространство переохладителя 7, в котором охлаждается за счет кипения части хладагента в межтрубном пространстве переохладителя 7. Образовавшиеся в переохладителе 7 пары хладагента направляются на вторую ступень 3 сжатия компрессора, а основной поток жидкости (переохлажденный хладагент) подается в испарители (на фиг. не показаны) технологической установки.
Часть потока переохлажденного хладагента, выходящего из переохладителя 7, направляется в дополнительный трубопровод 11, по которому через дроссель 10 поступает в межтрубное пространство переохладителя 7 для охлаждения жидкого хладагента, поступающего из линейного ресивера 5.
Также часть потока переохлажденного хладагента из дополнительного трубопровода 11 переохлажденного хладагента отбирается перед дросселем 10 (поз.14) и направляется в дополнительный теплообменник 12 для конденсации газовой фазы из линейного ресивера 5, после чего возвращается в дополнительный трубопровод 11 после дросселя 10 (поз.15) и вместе с выходящим из дросселя 10 потоком в жидком виде поступает в межтрубное пространство переохладителя 7 для охлаждения жидкого хладагента, поступающего из линейного ресивера 5.
3 вариант (см. фиг.3)
Хладагент (например, пропановая фракция) в газообразном виде из испарителей технологической установки-потребителя холода (МАУ, НТК, НТР и т.д.) (на фиг. не показаны) через отделитель жидкости 1 поступает на прием первой ступени 2 сжатия компрессора и далее - на вторую ступень 3 сжатия компрессора. На вторую ступень 3 сжатия компрессора также поступают пары хладагента из переохладителя 7. В компрессоре пары хладагента сжимаются и затем поступают в конденсатор хладагента 4. В результате охлаждения в конденсаторе хладагента 4 хладагент полностью конденсируется, после чего в жидком виде поступает в линейный ресивер 5.
В линейном ресивере 5 происходит выравнивание пульсации потока жидкого хладагента перед подачей его в переохладитель 7. Также из линейного ресивера 5 отводится не сконденсировавшаяся в конденсаторе хладагента 4 газовая фаза, которая затем поступает в дополнительный теплообменник 12, конденсируется в нем и возвращается обратно в линейный ресивер 5.
Жидкий хладагент из линейного ресивера 5 поступает в трубное пространство переохладителя 7, в котором охлаждается за счет кипения части хладагента в межтрубном пространстве переохладителя 7. Образовавшиеся в переохладителе 7 пары хладагента направляются на вторую ступень 3 сжатия компрессора, а основной поток жидкости (переохлажденный хладагент) подается в испарители на установку НТК (на фиг. не показаны).
Часть потока переохлажденного хладагента, выходящего из переохладителя 7, направляется в дополнительный трубопровод 11 переохлажденного хладагента, по которому поступает в дроссель 10 и затем - в межтрубное пространство переохладителя 7 для охлаждения жидкого хладагента, поступающего из линейного ресивера 5.
Также из дополнительного трубопровода 11 переохлажденного хладагента перед дросселем 10 отбирается часть потока переохлажденного хладагента (поз.14), который направляется в дополнительный теплообменник 12 для конденсации газовой фазы из линейного ресивера 5, после чего выходящий из дополнительного теплообменника 12 поток (поз.16) объединяется с потоком паров хладагента из переохладителя 7 и затем поступает на вторую ступень 3 сжатия компрессора.
1. Холодильная установка, включающая отделитель жидкости, по крайней мере, две ступени сжатия компрессора, конденсатор хладагента, линейный ресивер, переохладитель с отводами паров хладагента и переохлажденного хладагента, дроссель, при этом отвод паров хладагента соединен с по крайней мере второй ступенью сжатия компрессора, а отвод переохлажденного хладагента снабжен дополнительным трубопроводом переохлажденного хладагента, соединенным через дроссель с переохладителем, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительным теплообменником, а отвод паров хладагента из переохладителя имеет дополнительный трубопровод паров хладагента, при этом теплообменное пространство дополнительного теплообменника по первому теплоносителю соединено с линейным ресивером, а по второму теплоносителю через дополнительный трубопровод паров хладагента - с отводом паров хладагента из переохладителя.
2. Холодильная установка, включающая отделитель жидкости, по крайней мере, две ступени сжатия компрессора, конденсатор хладагента, линейный ресивер с отводом газовой фазы, переохладитель с отводами паров хладагента и переохлажденного хладагента, дроссель, при этом отвод паров хладагента соединен с по крайней мере второй ступенью сжатия компрессора, а отвод переохлажденного хладагента снабжен дополнительным трубопроводом переохлажденного хладагента, соединенным через дроссель с переохладителем, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительным теплообменником, теплообменное пространство которого по первому теплоносителю соединено с линейным ресивером, а по второму теплоносителю - с дополнительным трубопроводом переохлажденного хладагента.
3. Холодильная установка, включающая отделитель жидкости, по крайней мере, две ступени сжатия компрессора, конденсатор хладагента, линейный ресивер, переохладитель с отводами паров хладагента и переохлажденного хладагента, дроссель, при этом отвод паров хладагента соединен с по крайней мере второй ступенью сжатия компрессора, а отвод переохлажденного хладагента снабжен дополнительным трубопроводом переохлажденного хладагента, соединенным через дроссель с переохладителем, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительным теплообменником, теплообменное пространство которого по первому теплоносителю соединено с линейным ресивером, а по второму теплоносителю - с дополнительным трубопроводом переохлажденного хладагента и отводом паров хладагента из переохладителя.
