EP3172500B1 - Method for adjusting a cryogenic refrigeration apparatus and corresponding apparatus - Google Patents

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EP3172500B1
EP3172500B1 EP15733806.2A EP15733806A EP3172500B1 EP 3172500 B1 EP3172500 B1 EP 3172500B1 EP 15733806 A EP15733806 A EP 15733806A EP 3172500 B1 EP3172500 B1 EP 3172500B1
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refrigerators
flow
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Pierre BARJHOUX
Jean-Marc Bernhardt
Cindy Deschildre
David Grillot
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Definitions

  • the present invention relates to a method of regulating a cryogenic refrigeration plant and a corresponding installation.
  • the refrigeration cycles (which generate the cold) are said to be "closed” at each refrigerator. That is to say that the flow of working gas that enters the cold box of a refrigerator / liquefier is mainly from this same cold box. In contrast, the flow of working gas is said to be "open” at the application to be cooled, that is to say that the gas of the various refrigerators / liquefiers is mixed therein. The flow of working gas supplied by the refrigerators / liquefiers is therefore pooled for cooling the application and then returned separately to each refrigerator by a distribution system.
  • the regulation of the refrigerators of such an installation generally consists in manually positioning the control valves of the working circuit (from and to the application to be cooled).
  • refrigerators / liquefiers will recover more working and cold gases than others. Thus, some refrigerators / liquefiers may move away from their nominal operating point. Some components of these refrigerators / liquefiers can be used to their limit (compressors, turbines, ...) while other refrigerators / liquefiers will be underutilized. The overall cold power of the installation and its efficiency will be reduced.
  • L / R refrigerators / liquefiers in parallel use a similar working gas such as pure helium gas.
  • each refrigerator / liquefier may comprise two compressors 12, 22 arranged in series on the working circuit and designated respectively "low pressure compressor” 12 and “medium pressure compressor” 12.
  • the low pressure compressor 12 receives the relatively hot working gas returning to low pressure (return flow 31) after passing or not in the cold box 3.
  • the electronic logic 50 can perform the real-time calculation of the dynamic average value of this operating parameter for all L / R refrigerators / liquefiers.
  • the electronic logic 50 controls in real time the opening / closing of each bypass valve 14 as a function of the difference between the instantaneous values of the operating parameter of the refrigerator / liquefiers considered for converging said values. instantaneous of said operating parameter of the various refrigerators / liquefiers R / L to this dynamic average value.
  • the forward flow 32 is for example the flow of working gas at the outlet of a cooling exchanger of the cold box (for example at the outlet of the first heat exchanger which cools the working gas after passing through the station 2 compression).
  • the return flow 31 in the same temperature range is the part of the working circuit in which the working gas returns to the compression station 2 before entering the same heat exchanger.
  • each refrigerator / liquefier may comprise, in the cold box 3, a main pipe 19 comprising a cooling exchanger 20 for the working gas immersed in a cryogenic tank 21 of liquefied working gas and a secondary pipe 23 forming a bypass of the main pipe upstream of the cryogenic tank 21.
  • the secondary pipe 23 opens into this tank 21 to pour there liquefied working gas produced by the cold box 3.
  • the secondary pipe 23 is provided with a variable opening valve 25 whose opening is increased in case of increased production of liquefied working gas in the cold box 3.
  • the control of each downstream valve can be corrected according to the open state of the distribution valve to reduce the opening of the downstream valve when the opening of the distribution valve increases and vice versa. .
  • each L / R refrigerators / liquefiers may comprise a plurality of heat exchangers 26 for cooling the working fluid and a bypass line 27 of at least a portion of said heat exchangers 26.
  • by-pass exchangers 26 provides downstream of the working gas output of the cold box 3.
  • Each hot branch 129 comprises a controlled variable opening valve 9.
  • Each cold box 3 comprises a sensor 130 measuring the operating parameter consisting of the instantaneous value of the flow rate of the gas flow in said hot branch 129.

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Description

La présente invention concerne un procédé de régulation d'une installation de réfrigération cryogénique ainsi qu'une installation correspondante.The present invention relates to a method of regulating a cryogenic refrigeration plant and a corresponding installation.

L'invention concerne plus particulièrement un procédé de régulation d'une installation de réfrigération cryogénique comprenant plusieurs réfrigérateurs/liquéfacteurs disposés en parallèle pour refroidir une même application, chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprenant un circuit de travail pour un gaz de travail muni d'au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail, les réfrigérateurs/liquéfacteurs en parallèle utilisant un gaz de travail de même nature tel que l'hélium gazeux pur, chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprenant une station de compression du gaz de travail, une boîte froide destinée à refroidir un flux de gaz de travail en sortie de la station de compression à une température cryogénique au moins proche de sa température de liquéfaction, lesdits flux de gaz de travail refroidis par chacune des boîtes froides respectives des réfrigérateurs/liquéfacteurs étant mélangés puis mis en échange thermique avec l'application en vue de céder des frigories à cette dernière, le gaz de travail froid ayant échangé avec l'application étant ensuite divisé en plusieurs flux de retour répartis respectivement dans les stations de compression respectives.The invention relates more particularly to a method of regulating a cryogenic refrigeration installation comprising several refrigerators / liquefiers arranged in parallel to cool the same application, each refrigerator / liquefier comprising a working circuit for a working gas provided with at least a control valve for the flow of working gas, the refrigerators / liquefiers in parallel using a working gas of the same nature such as pure helium gas, each refrigerator / liquefier comprising a compressor station of the working gas, a cold box for cooling a flow of working gas leaving the compressor station at a cryogenic temperature at least close to its liquefaction temperature, said working gas streams cooled by each of the respective cold boxes of the refrigerators / liquefiers being mixed and then set in heat exchange with the application in v it is necessary to give away cold to the latter, the cold working gas having exchanged with the application being then divided into several return streams respectively distributed in the respective compressor stations.

L'invention concerne les installations de réfrigération dites « de grande taille » utilisant plusieurs réfrigérateurs/liquéfacteurs en parallèle pour refroidir une même application utilisatrice.The invention relates to "large" refrigeration installations using several refrigerators / liquefiers in parallel to cool the same user application.

Par «réfrigérateur/liquéfacteur» on désigne un dispositif soumettant un gaz de travail (par exemple de l'hélium) à un cycle de travail thermodynamique (compression/détente) amenant le fluide de travail à une température cryogénique (par exemple quelque degrés K pour l'hélium) et liquéfiant le cas échant ce gaz de travail.By "refrigerator / liquefier" is meant a device subjecting a working gas (for example helium) to a thermodynamic working cycle (compression / expansion) bringing the working fluid to a cryogenic temperature (for example some degrees K to helium) and liquefying the case of this working gas.

La demande FR2980564A1 dévoile un procédé selon le préambule de la revendication 1 et une installation selon le préambule de la revendication 13.Requirement FR2980564A1 discloses a method according to the preamble of claim 1 and an installation according to the preamble of claim 13.

Les cycles de réfrigération (qui génèrent le froid) sont dits « fermés » au niveau de chaque réfrigérateur. C'est-à-dire que le débit de gaz de travail qui entre dans la boite froide d'un réfrigérateur/liquéfacteur ressort en majorité de cette même boite froide. En revanche, le débit de gaz de travail est dit « ouvert » au niveau de l'application à refroidir, c'est-à-dire que le gaz des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs y est mélangé. Le débit de gaz de travail fourni par les réfrigérateurs/liquéfacteurs est donc mutualisé pour le refroidissement de l'application puis retourne séparément vers chaque réfrigérateur par un système de distribution.The refrigeration cycles (which generate the cold) are said to be "closed" at each refrigerator. That is to say that the flow of working gas that enters the cold box of a refrigerator / liquefier is mainly from this same cold box. In contrast, the flow of working gas is said to be "open" at the application to be cooled, that is to say that the gas of the various refrigerators / liquefiers is mixed therein. The flow of working gas supplied by the refrigerators / liquefiers is therefore pooled for cooling the application and then returned separately to each refrigerator by a distribution system.

La régulation des réfrigérateurs d'une telle installation consiste généralement à positionner manuellement les vannes de contrôle du circuit de travail (depuis et vers l'application à refroidir).The regulation of the refrigerators of such an installation generally consists in manually positioning the control valves of the working circuit (from and to the application to be cooled).

Une régulation adéquate devient plus difficile lorsque l'installation comprend un grand nombre d"interfaces et quand les charges thermiques à refroidir sont variables dans le temps. En effet, un réglage statique des vannes peut être inadapté en cas de variations de débit et/ou pression du système.Adequate regulation becomes more difficult when the installation comprises a large number of interfaces and when the thermal loads to be cooled are variable in time: a static adjustment of the valves may be unsuitable in case of flow variations and / or system pressure.

Les charges thermiques fluctuantes de l'application génèrent en effet des fluctuations de débit sur les compresseurs.The fluctuating thermal loads of the application generate flow fluctuations on the compressors.

Si ceci n'est pas corrigé, certains réfrigérateurs/liquéfacteurs vont récupérer plus de gaz de travail et de froid que d'autres. Ainsi, certains réfrigérateurs/liquéfacteurs peuvent s'éloigner de leur point d'opération nominal. Certains composants de ces réfrigérateurs/liquéfacteurs peuvent donc être utilisés à leur limite (compresseurs, turbines,...) alors que les autres réfrigérateurs/liquéfacteurs seront sous-utilisés. La puissance froide globale de l'installation et son efficacité seront donc réduites.If this is not corrected, some refrigerators / liquefiers will recover more working and cold gases than others. Thus, some refrigerators / liquefiers may move away from their nominal operating point. Some components of these refrigerators / liquefiers can be used to their limit (compressors, turbines, ...) while other refrigerators / liquefiers will be underutilized. The overall cold power of the installation and its efficiency will be reduced.

Le fait de prévoir des systèmes de contrôle et de régulation des flux indépendants pour chaque réfrigérateur/liquéfacteur peut conduire à un système globalement instable où les charges et les débits vont se repartir de manière fluctuante entre les réfrigérateurs/liquéfacteurs. De plus, les particularités de l'hélium (densité très variable en fonction de la température) engendrent un phénomène d'amplification des déséquilibres des réfrigérateurs entre eux.Providing independent flow control and regulation systems for each refrigerator / liquefier can lead to a generally unstable system where charges and flow rates will fluctuate between refrigerators / liquefiers. In addition, the peculiarities of helium (very variable density as a function of temperature) generate a phenomenon of amplification of the imbalances of the refrigerators between them.

La répartition des débits d'hélium entre les réfrigérateurs est réalisée généralement via une pression commune de l'alimentation d'hélium et la résistance (perte de charge) du circuit de retour vers la source de pression (compresseurs).The distribution of helium flows between the refrigerators is generally performed via a common pressure of the helium supply and the resistance (pressure drop) of the return circuit to the pressure source (compressors).

Lorsqu'un réfrigérateur/liquéfacteur reçoit relativement plus de gaz froid provenant de l'application, la température moyenne du circuit de retour baisse et donc la perte de charge du circuit est réduite. La densité du gaz peut en effet évoluer plus rapidement que la vitesse du gaz dans le circuit. Cette baisse de la perte de charge dans un circuit provoque une augmentation relative de débit de gaz froid accepté dans le circuit concerné et donc une divergence au sein de l'installation.When a refrigerator / liquefier receives relatively more cold gas from the application, the average temperature of the return circuit drops and thus the pressure drop of the circuit is reduced. The density of the gas can indeed evolve more rapidly than the speed of the gas in the circuit. This drop in the pressure drop in a circuit causes a relative increase in cold gas flow rate accepted in the circuit concerned and therefore a divergence within the installation.

Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus.An object of the present invention is to overcome all or part of the disadvantages of the prior art noted above.

A cette fin, le procédé selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, de la valeur instantanée d'au moins un même paramètre de fonctionnement parmi : un débit du flux de gaz de travail dit « de retour » revenant vers la station de compression, un débit du flux de gaz de travail dit « aller » circulant dans la boîte froide après sa sortie de la station de compression, un différentiel de température du gaz de travail entre d'une part le flux aller de gaz de travail et, d'autre part, le flux de retour de gaz de travail situés dans la boîte froide dans une même gamme de température, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique du a u moins un paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'installation pilotant en temps réel la au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique.For this purpose, the method according to the invention, which moreover complies with the generic definition given in the preamble above, is essentially characterized in that it comprises a step of simultaneous measurement, for each of the refrigerators / liquefiers, the instantaneous value of at least one operating parameter among: a flow rate of the so-called "return" working gas flow returning to the compression station, a flow rate of the "go" working gas flow flowing in the cold box after exiting the compression station, a working gas temperature differential between the one-way flow of working gas and the return flow of working gas located in the box in the same temperature range, the method comprising a step of calculating in real time the dynamic average value of the at least one operating parameter for all refrigerators / liquefiers, the installation the at least one control valve of the working gas flow of at least one refrigerator / liquefier is controlled in real time as a function of the difference between the instantaneous values of the parameter with respect to said dynamic mean value, for converging said values instantaneous of said operating parameter of the various refrigerators / liquefiers towards this dynamic average value.

Cette particularité permet de réguler de façon dynamique l'installation pour réagir automatiquement aux variations des paramètres des réfrigérateurs (température, pression, débit, niveau,...).This particularity makes it possible to dynamically regulate the installation to react automatically to the variations of the parameters of the refrigerators (temperature, pressure, flow, level, etc.).

Cette régulation permet de s'approcher au plus près du fonctionnement optimum prédéterminé (calculé au préalable) dans lequel les différents réfrigérateurs/liquéfacteurs fonctionnent de manière identiques (mêmes débits/pression/température du gaz de travail dans le circuit).This regulation makes it possible to approach as close as possible to the predetermined optimum operation (calculated beforehand) in which the different refrigerators / liquefiers operate in the same way (same flow / pressure / temperature of the working gas in the circuit).

Pour répondre à cette contrainte, le procédé compare un des paramètres dynamiques représentatifs du fonctionnement d'un réfrigérateur et le compare à la moyenne de ce même paramètre sur tous les autres réfrigérateurs. L'action de contrôle du procédé utilise cette différence de valeur du paramètre afin de modifier la consigne des régulateurs existant sur chaque réfrigérateur ayant un impact sur le paramètre. Cela modifie donc également la moyenne des paramètres et donc la consigne est également mise à jour. C'est un système de régulation qui peut être qualifié de "en cascade" avec une consigne "dynamique" qui fait converger chaque paramètre vers la moyenne ce paramètre sur les différents réfrigérateurs.To meet this constraint, the method compares one of the dynamic parameters representative of the operation of a refrigerator and compares it to the average of this same parameter on all other refrigerators. The process control action uses this parameter value difference to change the set point of existing regulators on each refrigerator having an impact on the parameter. This also modifies the average of the parameters and therefore the setpoint is also updated. It is a control system that can be described as "cascaded" with a "dynamic" setpoint that converges each parameter to average this parameter on the different refrigerators.

Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

  • les réfrigérateur/liquéfacteur sont identiques, l'installation pilotant en temps réel la au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique, pour faire converger vers une valeur identique déterminée lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs,
  • les réfrigérateur/liquéfacteur sont identiques, l'installation pilotant en temps réel la au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique, pour à la fois faire converger vers une valeur identique déterminée de débit lesdites valeurs instantanées des débit du flux de retour du gaz de travail vers les stations de compression, pour faire converger vers une valeur de différentiel de température identique déterminée le différentiel de température du gaz de travail entre le flux aller de gaz de travail dans la boîte froide et le flux de retour du gaz de travail vers la station de compression à un même niveau de température dans la boîte froide, et pour faire converger vers une valeur de débit identique déterminée le débit du flux de gaz de travail refroidi à la sortie de chaque boîte froide,
  • la station de compression de chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprend deux compresseurs disposés en série sur le circuit de travail et désignés respectivement « compresseur basse pression » et « compresseur moyenne pression », un circuit de dérivation sélective du compresseur basse pression comprenant au moins d'une vanne de dérivation commandée à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de retour du gaz de travail vers la station de compression, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique du paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne de dérivation en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique,
  • le procédé comporte une mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, du différentiel de température du gaz de travail entre d'une part le flux de retour et, d'autre part, le flux aller à un même niveau de température dans la boîte froide, le pilotage de chaque vanne de dérivation étant corrigé en fonction de l'écart dudit différentiel de température pour le réfrigérateur/liquéfacteur considéré avec la moyenne dudit différentiel de température calculée pour l'ensemble des réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'ouverture/fermeture de chaque vanne de dérivation étant réduite lorsque le différentiel de température pour le réfrigérateur/liquéfacteur considéré augmente en valeur absolue par rapport à la moyenne dudit différentiel de température,
  • à la sortie de la station de compression, chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprend une vanne de sortie commandée à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz de travail de sortie, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique du paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne de sortie en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique,
  • chaque vanne de sortie est pilotée selon une consigne de pression mesurée à la sortie de ladite vanne, l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne de sortie pour réduire la consigne de pression lorsque la valeur instantanée du débit du flux de gaz à la sortie de la station de compression du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré est supérieure à ladite valeur moyenne dynamique et inversement,
  • le circuit de travail comprend, dans la boîte froide de chaque réfrigérateur/liquéfacteur, une conduite principale comprenant un échangeur de refroidissement du gaz de travail immergé dans un réservoir cryogénique de gaz de travail liquéfié et une conduite secondaire formant une dérivation de la conduite principale en amont du réservoir cryogénique et débouchant dans le ce dernier pour y déverser du gaz de travail liquéfié produit par la boîte froide, la conduite principale comprenant une vanne aval commandée à ouverture variable située en aval de l'échangeur de refroidissement, le procédé comprenant une mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit de sortie de gaz de travail dans ladite conduite principale en aval de l'échangeur de refroidissement, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne aval en fonction de la différence entre les valeurs instantanées de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique,
  • la conduite secondaire est munie d'une vanne de répartition à ouverture variable dont l'ouverture est augmentée en cas de production accrue de gaz de travail liquéfié dans la boîte froide, en ce que le pilotage de chaque vanne aval est corrigé en fonction l'état d'ouverture de la vanne de répartition pour réduire l'ouverture de la vanne aval lorsque l'ouverture de la vanne de répartition croît et inversement,
  • la boîte froide de chaque réfrigérateurs/liquéfacteurs comprend une pluralité d'échangeurs de chaleur de refroidissement du fluide de travail et une conduite de by-pass d'au moins une partie desdits échangeurs fournissant du gaz de travail en sortie de la boîte froide, ladite conduite de by-pass étant raccordée au reste du circuit de travail en échange thermique avec les échangeurs via des vannes de dérivation commandées respectives à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite conduite de by-pass, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture d'au moins une des vannes de dérivation en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique,
  • le circuit de travail comprend, dans la boîte froide de chaque réfrigérateurs/liquéfacteurs, une pluralité d'échangeurs de réchauffage du fluide de travail froid ayant échangé avec l'application, le circuit de travail comprenant une conduite de retour pour le flux de retour gaz de travail revenant vers la station de compression, la conduite de retour comprenant une portion subdivisée en deux branches parallèles respectivement dites « chaude » et « froide », la branche chaude by-passant au moins une partie des échangeurs de réchauffage, la branche froide échangeant thermiquement avec les échangeurs de réchauffage, le fluide de travail ayant échangé avec l'application retournant vers la station de compression étant réparti dans la branche chaude lorsque sa température est supérieure à un seuil déterminé ou la branche froide lorsque sa température est inférieure au seuil déterminé, chaque branche chaude comprenant une vanne de régulation commandée à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite branche chaude, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de la vanne de la branche chaude en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique,
  • chaque branche froide comprend une vanne de régulation commandée à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite branche froide, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de la vanne de la branche froide en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique,
Furthermore, embodiments of the invention may include one or more of the following features:
  • the refrigerator / liquefier are identical, the installation controlling in real time the at least one control valve of the working gas flow of at least one refrigerator / liquefier according to the difference between the instantaneous values of the parameter with respect to said dynamic average value, to converge to a given identical value said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators / liquefiers,
  • the refrigerator / liquefier are identical, the installation controlling in real time the at least one control valve of the working gas flow of at least one refrigerator / liquefier according to the difference between the instantaneous values of the parameter with respect to said dynamic average value, for both converging to a given identical value of flow rate said instantaneous values of the flow rate of the return flow of the working gas to the compressor stations, to converge to an identical temperature differential value determined the differential of the working gas between the flow of working gas in the cold box and the return flow of the working gas to the compressor station at the same temperature level in the cold box, and to converge to a value of identical flow rate determined the flow rate of the flow of cooled working gas at the outlet of each cold box,
  • the compression station of each refrigerator / liquefier comprises two compressors arranged in series on the working circuit and designated respectively "low pressure compressor" and "medium pressure compressor", a selective bypass circuit of the low pressure compressor comprising at least one variable opening controlled bypass valve, the method comprising simultaneous measurement, for each of the refrigerators / liquefiers, of the operating parameter consisting of the instantaneous value of the flow rate of the return flow of the working gas to the compressor station, the method comprising a stage of real-time calculation of the dynamic average value of the operating parameter for all refrigerators / liquefiers, the installation controlling in real time the opening / closing of each bypass valve as a function of the difference between the instantaneous values of the operating parameter of refrigerated controller / liquefiers considered for converging said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators / liquefiers towards this dynamic average value,
  • the method comprises a simultaneous measurement, for each of the refrigerators / liquefiers, of the temperature differential of the working gas between the return flow on the one hand and the flow on the other hand at the same temperature level in the box cold, the control of each bypass valve being corrected according to the deviation of said temperature differential for the refrigerator / liquefier considered with the average of said temperature differential calculated for all refrigerators / liquefiers, the opening / closing of each bypass valve being reduced when the temperature differential for the refrigerator / liquefier considered increases in absolute value with respect to the average of said temperature differential,
  • at the outlet of the compressor station, each refrigerator / liquefier comprises a variable opening controlled outlet valve, the method comprising a simultaneous measurement, for each of the refrigerators / liquefiers, of the operating parameter constituted by the instantaneous value of the flow rate of the flow of output working gas, the method comprising a step of calculating in real time the dynamic mean value of the operating parameter for all the refrigerators / liquefiers, the installation piloting in real time the opening / closing of each outlet valve as a function of the difference between the instantaneous values of the operating parameter of the refrigerator / liquefiers considered in order to converge said instantaneous values of said operating parameter of the different refrigerators / liquefiers towards this dynamic average value,
  • each outlet valve is controlled according to a pressure setpoint measured at the outlet of said valve, the installation controlling in real time the opening / closing of each outlet valve to reduce the pressure setpoint when the instantaneous value of the flow rate of the flow of gas at the outlet of the compressor station of the refrigerator / liquefiers considered is greater than said dynamic mean value and conversely,
  • the working circuit comprises, in the cold box of each refrigerator / liquefier, a main pipe comprising a cooling exchanger of the working gas immersed in a cryogenic tank of liquefied working gas and a secondary pipe forming a bypass of the main pipe. upstream of the cryogenic tank and opening into the latter for pouring liquefied working gas produced by the cold box, the main pipe comprising a variable opening controlled downstream valve located downstream of the cooling exchanger, the method comprising a measurement simultaneous, for each of the refrigerators / liquefiers, the operating parameter consisting of the instantaneous value of the output gas flow rate in said main pipe downstream of the cooling exchanger, the method comprising a step of calculating in real time the the dynamic average value of this parameter of f operation for all refrigerators / liquefiers, the installation controlling in real time the opening / closing of each downstream valve as a function of the difference between the instantaneous values of this operating parameter of the refrigerator / liquefiers considered for converging said instantaneous values of said operating parameter of the different refrigerators / liquefiers towards this dynamic average value,
  • the secondary pipe is provided with a variable opening distribution valve whose opening is increased in case of increased production of liquefied working gas in the cold box, in that the control of each downstream valve is corrected according to the opening state of the distribution valve to reduce the opening of the downstream valve when the opening of the distribution valve increases and vice versa,
  • the cold box of each refrigerators / liquefiers comprises a plurality of cooling heat exchangers of the working fluid and a bypass line of at least a portion of said exchangers supplying working gas at the outlet of the cold box, said bypass duct being connected to the rest of the working circuit in heat exchange with the exchangers via respective variable opening controlled bypass valves, the method comprising simultaneous measurement, for each of the refrigerators / liquefiers, of the operating parameter consisting of the instantaneous value of the flow rate of the gas flow in said bypass line, the method comprising a stage of calculation in real time of the dynamic average value of this operating parameter for all the refrigerators / liquefiers, the installation controlling in time actual opening / closing of at least one of the bypass valves according to the differen this between the instantaneous values and the dynamic average value of this operating parameter of the refrigerator / liquefiers considered, to converge said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators / liquefiers towards this dynamic average value,
  • the working circuit comprises, in the cold box of each refrigerators / liquefiers, a plurality of heat exchangers of the cold working fluid exchanged with the application, the working circuit comprising a return line for the gas return flow of work returning to the compression station, the return pipe comprising a portion subdivided into two parallel branches respectively said "hot" and "cold", the hot branch by-passing at least a portion of the heat exchangers, the cold branch exchanging thermally with the heat exchangers, the working fluid having exchanged with the application returning to the compressor station being distributed in the hot leg when its temperature is above a determined threshold or the cold leg when its temperature is below the determined threshold each hot leg comprising a control valve controlled by means of Variable opening, the method comprising a measurement simultaneous, for each of the refrigerators / liquefiers, the operating parameter consisting of the instantaneous value of the flow rate of the gas flow in said hot leg, the method comprising a step of calculating in real time the dynamic average value of this operating parameter for all refrigerators / liquefiers, the installation controlling in real time the opening / closing of the valve of the hot leg as a function of the difference between the instantaneous values and the dynamic average value of this operating parameter of the refrigerator / liquefier considered, to converge said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators / liquefiers towards this dynamic average value,
  • each cold leg comprises a variable opening controlled control valve, the method comprising a simultaneous measurement, for each of the refrigerators / liquefiers, of the operating parameter constituted by the instantaneous value of the flow rate of the gas flow in said cold leg, the method comprising a stage of calculation in real time of the dynamic average value of this operating parameter for all the refrigerators / liquefiers, the installation controlling in real time the opening / closing of the valve of the cold branch as a function of the difference between the instantaneous values and the dynamic average value of this operating parameter of the refrigerator / liquefiers considered, in order to converge said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators / liquefiers towards this dynamic mean value,

L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous.The invention may also relate to any alternative device or method comprising any combination of the above or below features.

L'invention peut concerner également une installation de réfrigération cryogénique comprenant plusieurs réfrigérateurs/liquéfacteurs disposés en parallèle pour refroidir une même application, chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprenant un circuit de travail pour un gaz de travail muni d'au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail, les réfrigérateurs/liquéfacteurs en parallèle utilisant un gaz de travail de même nature tel que l'hélium gazeux pur, chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprenant une station de compression du gaz de travail, une boîte froide destinée à refroidir un flux de gaz de travail en sortie de la station de compression à une température cryogénique au moins proche de sa température de liquéfaction, lesdits flux de gaz de travail refroidis par chacune des boîtes froides respectives des réfrigérateurs/liquéfacteurs étant mélangés puis mis en échange thermique avec l'application en vue de céder des frigories à cette dernière, le gaz de travail froid ayant échangé avec l'application étant ensuite divisé en plusieurs flux de retour répartis respectivement dans les stations de compression respectives, l'installation étant caractérisée en ce qu'elle comprend une logique électronique de commande reliée à des organes de mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, de la valeur instantanée d'au moins un même paramètre de fonctionnement parmi : un débit du flux de gaz de travail dit « de retour » revenant vers la station de compression, un débit du flux de gaz de travail « dit de sortie » circulant dans la boîte froide après sa sortie de la boîte froide, un différentiel de température du gaz de travail entre d'une part un flux de gaz de travail aller au sein de la boîte froide et, d'autre part, le flux de retour de gaz de travail dans la boîte froide, la logique électronique étant configurée pour calculer en temps réel la valeur moyenne dynamique du au moins un paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, et pour piloter en temps réel la au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique.The invention may also relate to a cryogenic refrigeration installation comprising several refrigerators / liquefiers arranged in parallel to cool the same application, each refrigerator / liquefier comprising a working circuit for a working gas provided with at least one flow control valve of working gas, the refrigerators / liquefiers in parallel using a working gas of the same nature such as pure helium gas, each refrigerator / liquefier comprising a compressor station of the working gas, a cold box for cooling a flow of gas working gas at the outlet of the compressor station at a cryogenic temperature at least close to its liquefaction temperature, said working gas streams cooled by each of the respective cold boxes of the refrigerators / liquefiers being mixed and then heat-exchanged with the application in order to give frigories to the latter, the cold working gas having exchanged with the application then being divided into several return flows respectively distributed in the respective compression stations, the installation being characterized in that it comprises an electronic control logic connected to simultaneous measuring elements, for each of the refrigerators / liquefiers , the instantaneous value of at least one operating parameter among: a flow rate of the so-called "return" working gas flow returning to the compression station, a flow rate of the so-called "output" working gas flow flowing in the cold box after it exits the cold box, a temperature differential of the working gas on the one hand, a flow of working gas goes into the cold box and, on the other hand, the return flow of working gas into the cold box, the electronic logic being configured to calculate in real time the dynamic average value of the at least one operating parameter for all refrigerators / liquefiers, and for controlling in real time the at least one control valve of the working gas flow of at least one refrigerator / liquefier according to the difference between the instantaneous values of the parameter with respect to said dynamic average value, for converging said instantaneous values of said operating parameter of the different refrigerators / liquefiers towards this dynamic average value.

L'invention concerne également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous.The invention also relates to any alternative device or method comprising any combination of the features above or below.

D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :

  • la figure 1 représente une vue schématique et partielle illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'une installation pouvant mettre en oeuvre l'invention,
  • la figure 2 représente une vue schématique et partielle d'un détail de l'installation de la figure 1 illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'une partie des stations de compression et des boîtes froides des réfrigérateurs/liquéfacteurs de l'installation,
  • la figure 3 représente une vue schématique et partielle d'un détail de l'installation de la figure 1 illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'une partie du circuit de travail à la sortie des stations de compression,
  • la figure 4 représente une vue schématique et partielle d'un détail de l'installation de la figure 1 illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'une partie du circuit de travail au niveau de réservoirs de stockage de gaz de travail liquéfié,
  • la figure 5 représente une vue schématique et partielle d'un détail de l'installation de la figure 1 illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'une partie du circuit de travail au niveau d'une conduite de by-pass d'échangeurs de refroidissement de la boîte froide,
  • la figure 6 représente une vue schématique et partielle d'un détail de l'installation de la figure 1 illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'une partie du circuit de travail au niveau de la conduite de retour de gaz de travail vers la station de compression.
Other particularities and advantages will appear on reading the following description, made with reference to the figures in which:
  • the figure 1 represents a schematic and partial view illustrating an example of structure and operation of an installation that can implement the invention,
  • the figure 2 represents a schematic and partial view of a detail of the installation of the figure 1 illustrating an example of the structure and operation of a part of the compressor stations and cold boxes of the refrigerators / liquefiers of the installation,
  • the figure 3 represents a schematic and partial view of a detail of the installation of the figure 1 illustrating an example of the structure and operation of a part of the working circuit at the output of compression stations,
  • the figure 4 represents a schematic and partial view of a detail of the installation of the figure 1 illustrating an exemplary structure and operation of a portion of the working circuit at liquefied working gas storage tanks,
  • the figure 5 represents a schematic and partial view of a detail of the installation of the figure 1 illustrating an example of structure and operation of a part of the working circuit at a cold-box cooling exchanger by-pass line,
  • the figure 6 represents a schematic and partial view of a detail of the installation of the figure 1 illustrating an exemplary structure and operation of a portion of the working circuit at the working gas return line to the compressor station.

La figure 1 illustre schématiquement une installation de réfrigération cryogénique comprenant trois réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R) disposés en parallèle pour refroidir une même application 1. Classiquement, chaque réfrigérateur/liquéfacteur L/R comprend un circuit de travail pour un gaz de travail muni d'au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail.The figure 1 schematically illustrates a cryogenic refrigeration plant comprising three refrigerators / liquefiers (L / R) arranged in parallel to cool the same application 1. Traditionally, each refrigerator / liquefier L / R comprises a working circuit for a working gas equipped with minus a control valve for the flow of working gas.

Chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprend sa propre station 2 de compression du gaz de travail et sa propre boîte froide 3 destinée à refroidir le flux 30 de gaz de travail en sortie de la station 2 de compression à une température cryogénique au moins proche de sa température de liquéfaction.Each refrigerator / liquefier comprises its own station 2 for compressing the working gas and its own cold box 3 intended to cool the flow of working gas at the outlet of the compression station 2 at a cryogenic temperature at least close to its operating temperature. liquefaction.

Les flux 30 de gaz de travail refroidis par chacune des boîtes 3 froides respectives des réfrigérateurs/liquéfacteurs L, R sont mélangés puis mis en échange thermique avec l'application 1 en vue de céder des frigories à cette dernière. Le gaz de travail froid ayant échangé avec l'application 1 est ensuite divisé en plusieurs flux 31 de retour répartis respectivement dans les stations 2 de compression.The working gas streams cooled by each of the respective cold boxes 3 of the refrigerators / liquefiers L, R are mixed and then placed in heat exchange with the application 1 in order to give away frigories to the latter. The cold working gas exchanged with the application 1 is then divided into several return streams 31 respectively distributed in the compression stations 2.

Les réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R en parallèle utilisent un gaz de travail de même nature tel que l'hélium gazeux pur.L / R refrigerators / liquefiers in parallel use a similar working gas such as pure helium gas.

L'installation 100 comporte de préférence une logique 50 électronique de commande comprenant par exemple un micro-processeur (un ordinateur et/ou calculateur). La logique 50 électronique est reliée à des organes de mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R, de la valeur instantanée d'au moins un même paramètre de fonctionnement concernant le gaz de travail dans le cycle de travail de chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R. Par soucis de simplification, la figure 1 ne représente pas ces organes de mesure (des exemples de ces derniers seront illustrés aux figures 2 à 6).The installation 100 preferably comprises an electronic control logic 50 comprising for example a microprocessor (a computer and / or computer). The electronic logic 50 is connected to simultaneous measuring elements, for each of the refrigerators / liquefiers L / R, of the instantaneous value of at least one operating parameter concerning the working gas in the working cycle of each of the refrigerators. / L / R liquefiers. For the sake of simplification, the figure 1 does not represent these measuring devices (examples of these will be illustrated in Figures 2 to 6 ).

Le au moins un paramètre de fonctionnement mesuré pour chaque réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R comprend de préférence au moins l'un parmi : un débit du flux de retour du gaz de travail vers la station de compression (après son échange thermique avec l'application ou un flux de gaz de travail retour revenant directement vers la station de compression sans passer par l'application 1 ou certaines parties de la boîte froide 3), un débit du flux de gaz de travail refroidi à la sortie de la boîte froide (après sa sortie de la station de compression), un différentiel de température du gaz de travail entre d'une part le flux de gaz de travail dans la boîte froide (vers l'application) et, d'autre part le flux de retour du gaz de travail vers la station de compression (depuis l'application),.The at least one operating parameter measured for each L / R refrigerators / liquefiers preferably comprises at least one of: a flow rate of the return flow of the working gas to the compressor station (after its heat exchange with the application or a flow of return working gas returning directly to the compressor station without passing through the application 1 or parts of the cold box 3), a flow rate of the working gas stream cooled at the outlet of the cold box (after its output from the compressor station), a temperature differential of the working gas between the flow of working gas in the cold box (towards the application) and, on the other hand, the return flow of the gas working to the compressor station (from the application) ,.

La logique 50 électronique est configurée (par exemple programmée) pour calculer en temps réel la valeur moyenne dynamique du au moins un paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R et pour piloter en temps réel la au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur L/R en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique. Plus précisément, la logique électronique est configurée pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs R/L vers cette valeur moyenne dynamique.The electronic logic 50 is configured (for example programmed) to calculate in real time the dynamic average value of the at least one operating parameter for all the refrigerators / liquefiers L / R and to control in real time the at least one control valve of the working gas flow of at least one L / R refrigerator / liquefier as a function of the difference between the instantaneous values of the parameter with respect to said dynamic average value. More specifically, the electronic logic is configured to converge said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators / liquefiers R / L to this dynamic average value.

C'est-à-dire que chaque réfrigérateur/liquéfacteur L/R est piloté dans son cycle de travail en fonction d'une moyenne de fonctionnement de l'ensemble des réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R, de façon à faire converger tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R vers cette moyenne.That is, each L / R refrigerator / liquefier is driven in its duty cycle based on an average of operation of all L / R refrigerators / liquefiers, so that all refrigerators converge / L / R liquefiers to this average.

Cette régulation peut être mise en oeuvre via des contrôleurs du type « Proportionnel Intégrale » (PI) pour le contrôle des boucles de gaz de travail.This regulation can be implemented via controllers of the "Proportional Integral" (PI) type for the control of the working gas loops.

De préférence l'installation pilote en temps réel la au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur (L/R) en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique, pour faire converger vers une valeur identique déterminée lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs R/L.Preferably, the pilot plant in real time the at least one control valve of the working gas flow of at least one refrigerator / liquefier (L / R) as a function of the difference between the instantaneous values of the parameter with respect to said dynamic average value, to converge to a given identical value said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators / liquefiers R / L.

Différents exemples de pilotages de l'installation vont être décrits en référence respectivement aux figures 2 à 6. Tous ou partie de ces différents exemples peuvent être mis en oeuvre cumulativement ou alternativement pour réguler le fonctionnement d'une telle installation 100.Various examples of piloting of the installation will be described with reference respectively to Figures 2 to 6 . All or part of these various examples can be implemented cumulatively or alternatively to regulate the operation of such a facility 100.

Comme illustré partiellement à la figure 2, la station 2 de compression de chaque réfrigérateur/liquéfacteur peut comprendre deux compresseurs 12, 22 disposés en série sur le circuit de travail et désignés respectivement « compresseur basse pression » 12 et « compresseur moyenne pression » 12. Le compresseur 12 basse pression reçoit le gaz de travail relativement chaud revenant à basse pression (flux de retour 31) après avoir transité ou non dans la boîte froide 3.As shown partially in figure 2 , the compression station 2 of each refrigerator / liquefier may comprise two compressors 12, 22 arranged in series on the working circuit and designated respectively "low pressure compressor" 12 and "medium pressure compressor" 12. The low pressure compressor 12 receives the relatively hot working gas returning to low pressure (return flow 31) after passing or not in the cold box 3.

Chaque station 2 de compression comprend un circuit 14 de dérivation sélective du compresseur 12 basse pression muni d'une vanne 4 de dérivation commandée et à ouverture variable.Each compression station 2 comprises a circuit 14 for selectively bypassing the low-pressure compressor 12 provided with a controlled variable opening valve 4.

L'installation comprend, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R, un capteur 13 de mesure du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit Q du flux 31 de retour du gaz de travail vers la station de compression 2. Ce capteur 13 de mesure est par exemple situé au sein de la boîte 3 froide, en amont d'un ou plusieurs échangeurs 26 assurant à la fois le refroidissement vers du gaz de travail vers l'application et le réchauffage du gaz de travail de retour vers la station 2 de compression.The installation comprises, for each of the refrigerators / liquefiers L / R, a sensor 13 for measuring the operating parameter consisting of the instantaneous value of the flow rate Q of the flow 31 for returning the working gas to the compression station 2. This sensor 13 is for example located in the cold box 3, upstream of one or more exchangers 26 ensuring both the cooling to the working gas to the application and the heating of the working gas back to the station 2 compression.

La logique 50 électronique peut réaliser le calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R. La logique 50 électronique pilote en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne 14 de dérivation en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs R/L vers cette valeur moyenne dynamique.The electronic logic 50 can perform the real-time calculation of the dynamic average value of this operating parameter for all L / R refrigerators / liquefiers. The electronic logic 50 controls in real time the opening / closing of each bypass valve 14 as a function of the difference between the instantaneous values of the operating parameter of the refrigerator / liquefiers considered for converging said values. instantaneous of said operating parameter of the various refrigerators / liquefiers R / L to this dynamic average value.

Par exemple, l'ouverture/fermeture de chaque vanne 14 de dérivation est pilotée selon une consigne de pression CP selon une formule du type CP=A-B.ΔQ, avec A une valeur prédéterminée de pression, B un coefficient (dimension= Pression/débit) prédéterminé et ΔQ le différentiel (dimension=débit) entre d'une part, la valeur moyenne dynamique du débit des trois refroidisseurs et, d'autre part, le débit instantané du réfrigérateur/liquéfacteur considéré.For example, the opening / closing of each bypass valve 14 is controlled according to a pressure setpoint CP according to a formula of the type CP = AB.ΔQ, with A a predetermined value of pressure, B a coefficient (dimension = pressure / flow rate ) and ΔQ the differential (dimension = flow) between, on the one hand, the average dynamic value of the flow of the three chillers and, on the other hand, the instantaneous flow rate of the refrigerator / liquefier considered.

De plus, chaque réfrigérateur/liquéfacteur L/R peut comporter un capteur 15 de mesure du différentiel de température DT=T31-T32 du gaz de travail entre le flux de retour 31 (vers la station de compression) et le flux « aller » 32 (vers l'application 1) situés dans la boîte froide (3) dans une partie du circuit ayant une même gamme de température déterminée.In addition, each L / R refrigerator / liquefier may comprise a sensor 15 for measuring the temperature difference DT = T31-T32 of the working gas between the return flow 31 (to the compressor station) and the "flow" flow 32 (to the application 1) located in the cold box (3) in a portion of the circuit having the same temperature range determined.

Par l'expression « une même gamme de température dans la boîte froide » on désigne les points du circuit de travail dans lesquels les flux aller 32 (vers l'application à refroidir 1) et retour 31 (vers la station 2 de compression) sont situés au même niveau par rapport aux échangeurs de refroidissement de la boîte froide 3 (par exemple les deux points de mesure sont situés dans des branches du circuit situées entre deux mêmes échangeurs de refroidissement). C'est-à-dire que les deux points du circuit ont des températures relativement proches par exemples ayant quelques degrés Kelvin de différence (typiquement entre 0,1 et 4°K d'écart).By the expression "the same temperature range in the cold box" is meant the points of the working circuit in which the flows going 32 (to the application to be cooled 1) and back 31 (to the station 2 of compression) are located at the same level with respect to the cooling exchangers of the cold box 3 (for example the two measuring points are located in branches of the circuit located between the same two cooling exchangers). That is to say that the two points of the circuit have relatively close temperatures, for example having a few degrees Kelvin difference (typically between 0.1 and 4 ° K difference).

Le flux aller 32 est par exemple le flux de gaz de travail à la sortie d'un échangeur de refroidissement de la boîte froide (par exemple à la sortie du premier échangeur de chaleur qui refroidit le gaz de travail après son passage dans la station 2 de compression). Le flux de retour 31 dans la même gamme de température est la partie du circuit de travail dans lequel le gaz de travail revient vers la station 2 de compression avant son entrée dans ce même échangeur de chaleur. Selon une caractéristique avantageuse le pilotage de chaque vanne 14 de dérivation peut être corrigé en fonction de l'écart dudit différentiel de température DT=T31-T32 pour le réfrigérateur/liquéfacteur L/R considéré avec la moyenne dudit différentiel de température DT=T31-T32 calculée pour l'ensemble des réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R. Ce différentiel de température DT=T31-T32 est représentatif du déséquilibre des débits du gaz de travail entre le flux de retour 31 (vers la station de compression) et le flux aller 32 (vers l'application 1).The forward flow 32 is for example the flow of working gas at the outlet of a cooling exchanger of the cold box (for example at the outlet of the first heat exchanger which cools the working gas after passing through the station 2 compression). The return flow 31 in the same temperature range is the part of the working circuit in which the working gas returns to the compression station 2 before entering the same heat exchanger. According to an advantageous characteristic, the control of each bypass valve 14 can be corrected as a function of the deviation of said temperature differential DT = T31-T32 for the refrigerator / l / R condenser considered with the mean of said temperature differential DT = T31- T32 calculated for all L / R refrigerators / liquefiers. This temperature differential DT = T31-T32 is representative of the unbalance of the flows of the working gas between the return flow 31 (to the compressor station) and the flow to 32 (to the application 1).

Par exemple, l'ouverture de chaque vanne 14 de dérivation peut être augmentée lorsque le différentiel de température DT=T31-T32 pour le réfrigérateur/liquéfacteur L/R considéré augmente (en valeur absolue) par rapport à la moyenne dudit différentiel de température. Ce pilotage aura pour effet de réduire le déséquilibre des débits du gaz de travail entre le flux de retour 31 (vers la station de compression) et le flux aller 32 (vers l'application 1).For example, the opening of each bypass valve 14 can be increased when the temperature differential DT = T31-T32 for the refrigerator / liquefier L / R considered increases (in absolute value) with respect to the mean of said temperature differential. This control will have the effect of reducing the unbalance of the flows of the working gas between the return flow 31 (to the compression station) and the flow to 32 (to the application 1).

Comme illustré schématiquement à la figure 3, à la sortie de la station 2 de compression, chaque réfrigérateur/liquéfacteur L/R peut comprendre, sur la conduite 30 de sortie une vanne 11 de sortie commandée à ouverture variable.As illustrated schematically in figure 3 at the outlet of the compression station 2, each L / R refrigerator / liquefier may comprise, on the outlet pipe, a variable opening controlled outlet valve 11.

De plus, chaque réfrigérateur/liquéfacteur L/R peut comprendre un capteur 16 de mesure du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux 30 de gaz à la sortie de la station 2 de compression.In addition, each refrigerator / liquefier L / R may comprise a sensor 16 for measuring the operating parameter consisting of the instantaneous value of the flow rate of the gas stream at the outlet of the compression station 2.

Comme précédemment, la logique 50 électronique peut être configurée pour calculer en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R. La logique 50 électronique peut piloter en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne 11 de sortie en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs R/L vers cette valeur moyenne dynamiqueAs before, the electronic logic 50 can be configured to calculate in real time the dynamic average value of this operating parameter for all L / R refrigerators / liquefiers. The logic electronics 50 can control in real time the opening / closing of each outlet valve 11 as a function of the difference between the instantaneous values of the operating parameter of the refrigerator / liquefiers considered in order to converge said instantaneous values of said operating parameter of the different R / L refrigerators / liquefiers to this dynamic average value

Par exemple, l'ouverture/fermeture de chaque vanne 11 de sortie est pilotée selon une consigne de pression CP selon une formule du type CP=C+D.ΔQ, avec B une valeur prédéterminée de pression, C un coefficient (dimension= Pression/débit) prédéterminé et ΔQ le différentiel (dimension=débit) entre d'une part la valeur moyenne dynamique de ce débit pour les trois refroidisseurs et, d'autre part, ce débit instantané pour le réfrigérateur/liquéfacteur considéré.For example, the opening / closing of each outlet valve 11 is controlled according to a pressure setpoint CP according to a formula of the type CP = C + D.ΔQ, with B a predetermined value of pressure, C a coefficient (dimension = pressure / flow) predetermined and ΔQ the differential (dimension = flow) between on the one hand the dynamic average value of this flow rate for the three chillers and on the other hand, this instantaneous flow rate for the refrigerator / liquefier considered.

Comme illustré à la figure 4, le circuit de travail de chaque réfrigérateur/liquéfacteur peut comporter, dans la boîte froide 3, une conduite 19 principale comprenant un échangeur 20 de refroidissement du gaz de travail immergé dans un réservoir 21 cryogénique de gaz de travail liquéfié et une conduite 23 secondaire formant une dérivation de la conduite principale en amont du réservoir 21 cryogénique. La conduite 23 secondaire débouche dans ce réservoir 21 pour y déverser du gaz de travail liquéfié produit par la boîte froide 3.As illustrated in figure 4 , the working circuit of each refrigerator / liquefier may comprise, in the cold box 3, a main pipe 19 comprising a cooling exchanger 20 for the working gas immersed in a cryogenic tank 21 of liquefied working gas and a secondary pipe 23 forming a bypass of the main pipe upstream of the cryogenic tank 21. The secondary pipe 23 opens into this tank 21 to pour there liquefied working gas produced by the cold box 3.

Chaque conduite 19 principale comprend une vanne 5 aval commandée à ouverture variable et située en aval de l'échangeur 20 de refroidissement. Chaque installation comprend un capteur 24 du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz de travail dans ladite conduite 23 principale en aval de l'échangeur 20 de refroidissement de débit.Each main pipe 19 comprises a variable opening controlled downstream valve 5 located downstream of the cooling exchanger 20. Each installation comprises a sensor 24 of the operating parameter constituted by the instantaneous value of the flow rate of the working gas stream in the said main pipe 23 downstream of the heat exchanger 20 for cooling the flow.

La logique 50 électronique peut être configurée pour calculer en temps réel la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R et pour piloter en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne 5 aval en fonction de la différence entre les valeurs instantanées de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs R/L vers cette valeur moyenne dynamique.The electronic logic 50 can be configured to calculate in real time the dynamic average value of this operating parameter for all the refrigerators / liquefiers L / R and to control in real time the opening / closing of each downstream valve according to the difference between the instantaneous values of this operating parameter of the refrigerator / liquefiers considered for converging said instantaneous values of said operating parameter of the different refrigerators / liquefiers R / L towards this dynamic average value.

Par exemple, la conduite 23 secondaire est munie d'une vanne 25 de répartition à ouverture variable dont l'ouverture est augmentée en cas de production accrue de gaz de travail liquéfié dans la boîte 3 froide. De plus, le pilotage de chaque vanne 5 aval peut être corrigé en fonction l'état d'ouverture de la vanne 25 de répartition pour réduire l'ouverture de la vanne 5 aval lorsque l'ouverture de la vanne 25 de répartition croît et inversement.For example, the secondary pipe 23 is provided with a variable opening valve 25 whose opening is increased in case of increased production of liquefied working gas in the cold box 3. In addition, the control of each downstream valve can be corrected according to the open state of the distribution valve to reduce the opening of the downstream valve when the opening of the distribution valve increases and vice versa. .

Comme illustré à la figure 5, la boîte 3 froide de chaque réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R peut comprendre une pluralité d'échangeurs 26 de chaleur de refroidissement du fluide de travail et une conduite 27 de by-pass d'au moins une partie desdits échangeurs 26. Cette conduite 27 de by-pass des échangeurs 26 fournit en aval du gaz de travail en sortie de la boîte 3 froide.As illustrated in figure 5 the cold box 3 of each L / R refrigerators / liquefiers may comprise a plurality of heat exchangers 26 for cooling the working fluid and a bypass line 27 of at least a portion of said heat exchangers 26. by-pass exchangers 26 provides downstream of the working gas output of the cold box 3.

Comme représenté, la conduite 27 de by-pass est raccordée à plusieurs portions du circuit de travail en échange thermique avec les échangeurs 26 via des vannes de dérivation commandées 6, 7, 8, respectives (vannes à ouverture variable).As shown, the bypass line 27 is connected to several portions of the working circuit in heat exchange with the exchangers 26 via controlled bypass valves 6, 7, 8, respectively (valves with variable opening).

Chaque réfrigérateur/liquéfacteur peut comporter un capteur 28 de mesure du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite conduite 27 de by-pass. La logique 50 électronique peut comporter une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R et pour piloter en temps réel l'ouverture/fermeture d'au moins une des vannes 6, 7, 8 de dérivation en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs R/L vers cette valeur moyenne dynamique.Each refrigerator / liquefier may comprise a sensor 28 for measuring the operating parameter consisting of the instantaneous value of the flow rate of the gas flow in said bypass line 27. The electronic logic 50 may comprise a stage of calculation in real time of the dynamic average value of this operating parameter for all refrigerators / liquefiers L / R and to control in real time the opening / closing of at least one of the valves 6, 7, 8 as a function of the difference between the instantaneous values and the dynamic average value of this operating parameter of the refrigerator / liquefiers in question, in order to converge said instantaneous values of said operating parameter of the different refrigerators / liquefiers R / L towards this dynamic average value.

Par exemple, l'ouverture/fermeture de la vanne 7 de dérivation est pilotée selon une consigne de pression CP selon une formule du type CP=G+H.ΔQ, avec G une valeur prédéterminée de pression, G un coefficient (dimension= Pression/débit) prédéterminé et ΔQ le différentiel (dimension=débit) entre d'une part la valeur moyenne dynamique de ce débit pour les trois refroidisseurs et, d'autre part, ce débit instantané pour le réfrigérateur/liquéfacteur considéré. Les autres vannes 6, 8 de dérivation permettent la régulation de température du circuit pour le réfrigérateur/liquéfacteur considéré. Comme illustré à la figure 6, le circuit de travail peut comprendre, dans la boîte 3 froide de chaque réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R, une pluralité d'échangeurs 26 de réchauffage du fluide de travail froid ayant échangé avec l'application 1. Le circuit de travail comprend de plus une conduite 29 de retour pour le flux 30 de gaz de travail revenant vers la station 2 de compression, la conduite 29 de retour comprenant une portion subdivisée en deux branches parallèles 129, 229 respectivement dites «chaude» et froide ». La branche 129 chaude n'échange pas thermiquement avec au moins une partie des échangeurs 26 de réchauffage. La branche 229 froide quant à elle échange thermiquement avec plusieurs échangeurs de réchauffage. Le fluide de travail ayant échangé avec l'application retourne vers la station 2 de compression et est réparti dans la branche 129 chaude lorsque sa température est supérieure à un seuil déterminé ou dans la branche 229 froide lorsque sa température est inférieure au seuil déterminé. Chaque branche 129 chaude comprend une vanne 9 de régulation commandée à ouverture variable.For example, the opening / closing of the bypass valve 7 is controlled according to a pressure setpoint CP according to a formula of the type CP = G + H.ΔQ, with G a predetermined value of pressure, G a coefficient (dimension = pressure / flow) predetermined and ΔQ the differential (dimension = flow) between on the one hand the dynamic average value of this flow rate for the three chillers and on the other hand, this instantaneous flow rate for the refrigerator / liquefier considered. The other bypass valves 6, 8 allow the circuit temperature control for the refrigerator / liquefier considered. As illustrated in figure 6 , the working circuit may comprise, in the cold box 3 of each refrigerators / liquefiers L / R, a plurality of exchangers 26 for heating the cold working fluid exchanged with the application 1. The work circuit further comprises a return line 29 for the flow of working gas returning to the compression station 2, the return line 29 comprising a portion subdivided into two parallel branches 129, 229 respectively called "hot" and cold ". The hot branch 129 does not exchange heat with at least a portion of the heat exchangers 26. The branch 229 cold as for him thermally exchange with several heat exchangers. The working fluid that has exchanged with the application returns to the compression station 2 and is distributed in the hot branch 129 when its temperature is greater than a determined threshold or in the cold branch 229 when its temperature is below the determined threshold. Each hot branch 129 comprises a controlled variable opening valve 9.

Chaque boîte 3 froide comporte un capteur 130 mesure du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite branche 129 chaude.Each cold box 3 comprises a sensor 130 measuring the operating parameter consisting of the instantaneous value of the flow rate of the gas flow in said hot branch 129.

La logique 50 électronique peut être configurée pour calculer en temps réel la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs et pour piloter en temps réel l'ouverture/fermeture de la vanne 9 de la branche 129 chaude en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique.The electronic logic 50 can be configured to calculate in real time the dynamic average value of this operating parameter for all the refrigerators / liquefiers and to control in real time the opening / closing of the valve 9 of the hot branch 129 as a function of the difference between the instantaneous values and the dynamic average value of this operating parameter of the refrigerator / liquefiers considered, in order to converge said instantaneous values of said operating parameter of the different refrigerators / liquefiers towards this dynamic average value.

Par exemple, l'ouverture/fermeture de chaque vanne 9 de la branche chaude est pilotée selon une consigne de pression CP selon une formule du type CP=I+J.ΔQ, avec I une valeur prédéterminée de pression, J un coefficient (dimension= Pression/débit) prédéterminé et ΔQ le différentiel (dimension=débit) entre d'une part la valeur moyenne dynamique de ce débit pour les trois refroidisseurs et, d'autre part, ce débit instantané pour le réfrigérateur/liquéfacteur considéré.For example, the opening / closing of each valve 9 of the hot leg is controlled according to a pressure setpoint CP according to a formula of the type CP = I + J.ΔQ, with I a predetermined pressure value, J a coefficient (dimension = Pressure / flow) predetermined and ΔQ the differential (dimension = flow) between on the one hand the dynamic average value of this flow rate for the three chillers and, on the other hand, this instantaneous flow rate for the refrigerator / liquefier considered.

De façon analogue, chaque branche 229 froide comprend une vanne 10 de régulation commandée à ouverture variable et un capteur 131 de mesure du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite branche 229. La logique 50 électronique peut être conformée pour calculer en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs et pour piloter en temps réel l'ouverture/fermeture de la vanne 10 de la branche 229 froide en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs R/L vers cette valeur moyenne dynamique.Similarly, each cold branch 229 comprises a variable opening controlled regulation valve 10 and a sensor 131 for measuring the operating parameter constituted by the instantaneous value of the flow rate of the gas flow in said branch 229. The electronic logic 50 can be shaped to calculate in real time the dynamic average value of this operating parameter for all refrigerators / liquefiers and to control in real time the opening / closing of the valve 10 of the branch 229 cold depending on the difference between the values instantaneous and the dynamic average value of this operating parameter of the refrigerator / liquefiers considered, to converge said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators / liquefiers R / L to this dynamic average value.

Comme précédemment, l'ouverture/fermeture de chaque vanne 10 de la branche froide peut être pilotée selon une consigne de pression CP selon une formule du type CP=K+L.ΔQ, avec K une valeur prédéterminée de pression, L un coefficient (dimension= Pression/débit) prédéterminé et ΔQ le différentiel (dimension=débit) entre d'une part la valeur moyenne dynamique de ce débit pour les trois refroidisseurs et, d'autre part, ce débit instantané pour le réfrigérateur/liquéfacteur considéré.As before, the opening / closing of each valve 10 of the cold branch can be controlled according to a pressure setpoint CP according to a formula of the type CP = K + L.ΔQ, with K a predetermined value of pressure, L a coefficient ( dimension = pressure / flow) and ΔQ the differential (dimension = flow) between on the one hand the dynamic average value of this flow rate for the three chillers and, on the other hand, this instantaneous flow rate for the refrigerator / liquefier considered.

Claims (13)

  1. A method for regulating a cryogenic refrigeration installation (100) comprising a plurality of refrigerators/liquefiers (L/R) arranged in parallel in order to cool the same application (1), each refrigerator/liquefier (L/R) comprising a working circuit for a working gas provided with at least one valve (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) for controlling the flow of working gas, the refrigerators/liquefiers (L/R) in parallel using a working gas of the same nature such as pure gaseous helium, each refrigerator/liquefier comprising a station (2) for compressing the working gas, a cold box (3) intended to cool a flow (30) of working gas discharged from the compression station (2) to a cryogenic temperature at least close to its liquefaction temperature, said flows (30) of working gas cooled by each of the respective cold boxes (3) of the refrigerators/liquefiers (L/R) being mixed and then put in heat exchange with the application (1) with a view to yielding frigories to the latter, the cold working gas, having exchanged with the application, next being divided into a plurality of return flows (31) distributed respectively in the respective compression stations (2), the method is characterised in that it comprises a step of simultaneous measurement, for each of the refrigerators/liquefiers (L/R), of the instantaneous value of at least the same operating parameter from: a flow rate of the so-called "return" flow (31) of working gas returning to the compression station (2), a flow rate of the so-called "outward" flow (30, 32) of working gas flowing in the cold box (3) after it emerges from the compression station (2), a temperature differential of the working gas between firstly the outward flow (32) of working gas and secondly the return flow (31) of working gas both situated in the cold box (3) in the same temperature range, and in that it comprises a step of calculating in real time the dynamic mean value of the at least one operating parameter for all the refrigerators/liquefiers (L/R), the installation controlling in real time the at least one valve (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) controlling the flow of working gas of at least one refrigerator/liquefier (L/R) according to the difference between the instantaneous values of the parameter compared with said dynamic mean value, in order to make said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators/liquefiers (R/L) converge towards this dynamic mean value.
  2. The method according to claim 1, characterised in that the refrigerators/liquefiers (L/R) are identical, and in that the installation controls in real time the at least one valve (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) controlling the flow of working gas of at least one refrigerator/liquefier (L/R) according to the difference between the instantaneous values of the parameter compared with said dynamic mean value, in order to make said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators/liquefiers (R/L) converge towards a given identical value.
  3. The method according to claim 1 or claim 2, characterised in that the refrigerators/liquefiers (L/R) are identical, the installation controlling in real time the at least one valve (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) controlling the flow of working gas of at least one refrigerator/liquefier (L/R) according to the difference between the instantaneous values of the parameter compared with said dynamic mean value, in order to make said instantaneous values of the flow rates of the return flow (31) of the working gas to the compression stations (2) converge towards a given identical flow rate value, to make the temperature differential of the working gas between the outward flow (320) of working gas in the cold box (3) and the return flow (31) of the working gas to the compression station (2) at the same temperature level in the cold box (3) to converge towards a given identical temperature differential value, and to make the flow rate of the flow (30) of working gas cooled at the discharge of each cold box (3) converge towards a given identical flow rate value.
  4. The method according to any of claims 1 to 3, characterised in that the compression station (2) of each refrigerator/liquefier comprises two compressors (12, 22) arranged in series on the working circuit and designated respectively "low-pressure compressor" (12) and "medium-pressure compressor" (12), a selective bypass circuit (14) of the low-pressure compressor (12) comprising at least one bypass valve (4) controlled for variable opening, the method comprising a simultaneous measurement (13), for each of the refrigerators/liquefiers (L/R), of the operating parameter consisting of the instantaneous value of the flow rate of the return flow (31) of the working gas to the compression station (2), the method comprising a step of calculating in real time the dynamic mean value of the operating parameter for all the refrigerators/liquefiers (L/R), the installation controlling in real time the opening/closing of each bypass valve (14) according to the difference between the instantaneous values of the operating parameter of the refrigerator/liquefier in question in order to make said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators/liquefiers (R/L) converge towards this dynamic mean value.
  5. The method according to claim 4, characterised in that the method comprises a simultaneous measurement (15), for each of the refrigerators/liquefiers (L/R), of the temperature differential (DT = T31-T32) of the working gas between firstly the return flow (31) and secondly the outward flow (32) at the same temperature level in the cold box (3), and in that the control of each bypass valve (14) is corrected according to the divergence of said temperature differential (DT = T31-T32) for the refrigerator/liquefier (L/R) in question from the mean of said temperature differential (DT = T31-T32) calculated for all the refrigerators/liquefiers (L/R), the opening/closing of each bypass valve (14) being reduced when the temperature differential (DT = T31-T32) for the refrigerator/liquefier (L/R) in question increases in absolute value compared with the mean of said temperature differential.
  6. The method according to any of claims 1 to 5, characterised in that, at the discharge from the compression station (2), each refrigerator/liquefier (L/R) comprises an outlet valve (11) controlled for variable opening, the method comprising a simultaneous measurement (16), for each of the refrigerators/liquefiers (L/R), of the operating parameter consisting of the instantaneous value of the flow rate of the discharge flow (30) of working gas, the method comprising a step of calculating in real times the dynamic mean value of the operating parameter for all the refrigerators/liquefiers (L/R), the installation controlling in real time the opening/closing of each outlet valve (11) according to the difference between the instantaneous values of the operating parameter of the refrigerator/liquefier in question in order to make said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators/liquefiers (R/L) converge towards this dynamic mean value.
  7. The method according to claim 6, characterised in that each outlet valve (11) is controlled according to a set pressure value (18) measured (17) at the outlet of said valve (11), the installation controlling in real time the opening/closing of each outlet valve (11) in order to reduce the set pressure value when the instantaneous value of the flow rate of the flow (30) of gas at the discharge from the compression station (2) of the refrigerator/liquefier in question is higher than said dynamic mean value and vice versa.
  8. The method according to any one of the claims 1 to 7, characterised in that the working circuit comprises, in the cold box (3) of each refrigerator/liquefier, a main conduit (19) comprising an exchanger (20) for cooling the working gas immersed in a cryogenic reservoir (21) of liquefied working gas and a secondary conduit (23) forming a bypass for the main conduit upstream from the cryogenic reservoir (21) and emerging in the latter in order to discharge therein liquefied working gas produced by the cold box (3), the main conduit (23) comprising a downstream valve (5) controlled for variable opening situated downstream from the cooling exchanger (20), the method comprising a simultaneous measurement (24), for each of the refrigerators/liquefiers (L/R) of the operating parameter consisting of the instantaneous value of the discharge flow rate of working gas in said main conduit (23) downstream from the cooling exchanger (20), the method comprising a step of calculating in real time the dynamic mean value of this operating parameter for all the refrigerators/liquefiers (L/R), the installation controlling in real time the opening/closing of each downstream valve (5) according to the difference between the instantaneous values of this operating parameter of the refrigerator/liquefier in question in order to make said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators/liquefiers (R/L) converge towards this dynamic mean value.
  9. The method according to claim 8, characterised in that the secondary conduit (23) is provided with a variable-opening distribution valve (25) the opening of which is increased in the case of increased production of liquefied working gas in the cold box (3), and in that the control of each downstream valve (5) is corrected according to the state of opening of the distribution valve (25) in order to reduce the opening of the downstream valve (5) when the opening of the distribution valve (25) increases and vice versa.
  10. The method according to any one of the claims 1 to 9, characterised in that the cold box (3) of each refrigerator/liquefier (L/R) comprises a plurality of heat exchangers (26) for cooling the working fluid and a conduit (27) for bypassing at least some of said exchangers (26) supplying working gas at the discharge from the cold box (3), said bypass conduit (27) being connected to the rest of the working circuit in heat exchange with the exchangers (26) via respective variable-opening controlled bypass valves (7, 8, 9), the method comprising a simultaneous measurement (28), for each of the refrigerators/liquefiers (L/R), of the operating parameter consisting of the instantaneous value of the flow rate of the gas flow in said bypass conduit (27), the method comprising a step of calculating in real time the dynamic mean value of this operating parameter for all the refrigerators/liquefiers (L/R), the installing controlling in real time the opening/closing of at least one of the bypass valves (7, 8, 9) according to the difference between the instantaneous values and the dynamic mean value of this operating parameter of the refrigerator/liquefier in question, in order to make said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators/liquefiers (R/L) converge towards this dynamic mean value.
  11. The method according to any one of the claims 1 to 10, characterised in that the working circuit comprises, in the cold box (3) of each refrigerator/liquefier (L/R), a plurality of exchangers for heating the cold working fluid that has exchanged with the application, the working circuit comprising a return conduit (29) for the return flow (31) of working gas returning to the compression station (2), the return conduit (29) comprising a portion subdivided into two parallel branches (129, 229) respectively referred to as "hot" and "cold", the hot branch (129) bypassing at least some of the heating exchangers (26), the cold branch (229) exchanging thermally with the heating exchangers, the working fluid that has exchanged with the application returning to the compression station (2) being distributed in the hot branch (129) when its temperature is higher than a given threshold or the cold branch (229) when its temperature is below the given threshold, each hot branch (129) comprising a regulation valve (9) controlled for variable opening, the method comprising a simultaneous measurement (30), for each of the refrigerators/liquefiers (L/R), of the operating parameter consisting of the instantaneous value of the flow rate of the gas flow in said hot branch (129), the method comprising a step of calculating in real time the dynamic mean value of this operating parameter for all the refrigerators/liquefiers (L/R), the installation controlling in real time the opening/closing of the valve (9) of the hot branch (129) according to the difference between the instantaneous values and the dynamic mean value of this operating parameter of the refrigerator/liquefier in question, in order to make said instantaneous values of said operating parameters of the various refrigerators/liquefiers (R/L) converge towards this dynamic mean value.
  12. The method according to claim 11, characterised in that each cold branch (229) comprises a regulation valve (10) controlled for variable opening, the method comprising a simultaneous measurement (131), for each of the refrigerator/liquefiers (L/R), of the operating parameter consisting of the instantaneous value of the flow rate of the gas flow in said cold branch (229), the method comprising a step of calculating in real time the dynamic mean value of this operating parameter for all the refrigerators/liquefiers (L/R), the installation controlling in real time the opening/closing of the valve (10) of the cold branch (229) according to the difference between the instantaneous values and the dynamic mean value of this operating parameter of the refrigerator/liquefier in question, in order to make said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators/liquefiers (R/L) converge towards this dynamic mean value.
  13. A cryogenic refrigeration installation (100) comprising a plurality of refrigerators/liquefiers (L/R) arranged in parallel in order to cool the same application (1), each refrigerator/liquefier (L/R) comprising a working circuit for a working gas provided with at least one valve (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) controlling the flow of working gas, the refrigerators/liquefiers (L/R) in parallel using a working gas of the same nature such as pure gaseous helium, each refrigerator/liquefier comprising a station (2) for compressing the working gas, a cold box (3) intended to cool a flow (30) of working gas discharged from the compression station (2) to a cryogenic temperature at least close to its liquefaction temperature, said flows (30) of working gas cooled by each of the respective cold boxes (3) of the refrigerators/liquefiers (L/R) being mixed and then put in heat exchange with the application (1) with a view to yielding frigories to the latter, the cold working gas, having exchanged with the application, next being divided into a plurality of return flows (31) distributed respectively in the respective compression stations (2), the installation (100) being characterised in that it comprises electronic control logic (50) connected to members for the simultaneous measurement, for each of the refrigerators/liquefiers (L/R), of the instantaneous value of at least the same operating parameter from: a flow rate of the so-called "return" flow (31) of working gas returning to the compression station (2), a flow rate of the so-called "outward" flow (30) of working gas flowing in the cold box after it emerges from the cold box (3), a temperature differential of the working gas between firstly an outward flow (32) of working gas from the cold box (3) and secondly the return flow (31) of working gas in the cold box (3), and in that the electronic logic (50) is configured to calculate in real time the dynamic mean value of the at least one operating parameter for all the refrigerators/liquefiers (L/R), and for controlling in real time the at least one valve (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) controlling the flow of working gas of at least one refrigerator/liquefier (L/R) according to the difference between the instantaneous values of the parameter compared with the dynamic mean value, in order to make said instantaneous values of said operating parameter of the various refrigerators/liquefiers (R/L) converge towards this dynamic mean value.
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