RU2168682C1 - Technical gas liquefaction plant - Google Patents

Technical gas liquefaction plant Download PDF

Info

Publication number
RU2168682C1
RU2168682C1 RU99125441/06A RU99125441A RU2168682C1 RU 2168682 C1 RU2168682 C1 RU 2168682C1 RU 99125441/06 A RU99125441/06 A RU 99125441/06A RU 99125441 A RU99125441 A RU 99125441A RU 2168682 C1 RU2168682 C1 RU 2168682C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
technical
liquefied
line
heat exchanger
Prior art date
Application number
RU99125441/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.Г. Кириллов
Original Assignee
Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского filed Critical Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского
Priority to RU99125441/06A priority Critical patent/RU2168682C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2168682C1 publication Critical patent/RU2168682C1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0109—Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/03—Orientation
    • F17C2201/035—Orientation with substantially horizontal main axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/054—Size medium (>1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0391—Thermal insulations by vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0626—Multiple walls
    • F17C2203/0629—Two walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/01—Mounting arrangements
    • F17C2205/0123—Mounting arrangements characterised by number of vessels
    • F17C2205/013—Two or more vessels
    • F17C2205/0134—Two or more vessels characterised by the presence of fluid connection between vessels
    • F17C2205/0142—Two or more vessels characterised by the presence of fluid connection between vessels bundled in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/01—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2225/0146—Two-phase
    • F17C2225/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2225/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/03—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2225/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0107—Propulsion of the fluid by pressurising the ullage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/04—Methods for emptying or filling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03—Treating the boil-off
    • F17C2265/032—Treating the boil-off by recovery
    • F17C2265/033—Treating the boil-off by recovery with cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03—Treating the boil-off
    • F17C2265/032—Treating the boil-off by recovery
    • F17C2265/037—Treating the boil-off by recovery with pressurising
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/061—Fluid distribution for supply of supplying vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0134—Applications for fluid transport or storage placed above the ground
    • F17C2270/0139—Fuel stations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0171—Trucks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: technical gas liquefaction plants. SUBSTANCE: proposed plant includes reservoir with compressed gas, liquefied gas drain line provided with adjusting valve, liquefied gas receiver and Stirling cryogenic machine. Technical gas supply line is provided with counter- current heat exchanger, adjusting valve, expansion gas turbine mounted on one shaft electric generator and expansion reservoir. Gas-containing part liquefied gas vapor recondensation line fitted with adjusting valve; this line runs through counter-current heat exchanger. EFFECT: enhanced efficiency and self- sufficiency of plant; reduced mass and overall dimensions. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области криогенной техники и криогенных холодильных машин, работающих по обратному циклу Стирлинга, может быть использовано в качестве установки для ожижения технических газов, например аргона. The invention relates to the field of cryogenic technology and cryogenic refrigeration machines operating on the reverse Stirling cycle, can be used as an installation for liquefying technical gases, such as argon.

Известны технические решения газовых турбин, в которых энергия сжатого газа при расширении преобразуется в работу одновременно с понижением температуры газа (Чечеткин А. В., Занемонец Н.А. Теплотехника: Учеб. для хим.-технол. спец.вузов. - М.: Высш.шк., 1986. - стр. 307). There are known technical solutions for gas turbines in which the energy of compressed gas is converted into work simultaneously with a decrease in gas temperature (Chechetkin A.V., Zanemonets N.A. Heat engineering: Textbook for chemical and technical special schools. - M. : Higher school, 1986. - p. 307).

Известны технические решения для газификации сжиженных газов перед их раздачей потребителям с применением насосов высокого давления (Вопросы глубокого охлаждения. /Сб. статей под ред. М.П. Малкова/. Изд.: "Иностр. литература", М.: 1961, стр. 287-288). Known technical solutions for the gasification of liquefied gases before distributing them to consumers using high pressure pumps (Issues of deep cooling. / Sat articles under the editorship of MP Malkov /. Ed .: "Foreign literature", M .: 1961, p. . 287-288).

Известно устройство теплоизолированных емкостей для хранения сжиженных газов с вакуумно-порошковой изоляцией (Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., - М.: Энергоиздат, 1981, стр. 202). A device for heat-insulated containers for storing liquefied gases with vacuum-powder insulation (Sokolov E.Ya., Brodyansky V.M. Energy principles of heat transformation and cooling processes: Textbook for universities. - 2nd ed., - M .: Energy Publishing, 1981, p. 202).

Известно конструктивное решение стационарного резервуара (теплоизолированной емкости) для хранения сжиженного газа с вакуумно-перлитовой изоляцией и устройством для сброса выпара сжиженного газа (Р.Б. Скотт. Техника низких температур. Перевод под ред. проф. М.П. Малкова., М.: Изд. иностр.литер., 1962, стр. 254). A constructive solution is known for a stationary tank (insulated tank) for storing liquefied gas with vacuum-perlite insulation and a device for venting liquefied gas vapor (RB Scott. Low-temperature technology. Translation edited by prof. MP Malkov., M .: Publishing House of Foreign Literature., 1962, p. 254).

Известно, что для сжижения газов используются различные методы и циклы, однако в области криогенных температур наиболее высокоэффективным циклом является цикл Стирлинга. Эффективность криогенных машин, работающих по обратному циклу Стирлинга, практически в 2 раза выше, по сравнению с другими установками, применяемыми для ожижения газов (Усюкин И.П. Установки, машины и аппараты криогенной техники. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, стр. 185-186). It is known that various methods and cycles are used to liquefy gases, however, in the cryogenic temperature range, the Stirling cycle is the most highly efficient cycle. The efficiency of cryogenic machines operating according to the reverse Stirling cycle is almost 2 times higher compared to other plants used for gas liquefaction (I. Usyukin. Installations, machines and apparatuses of cryogenic technology. M.: Light and food industry, 1982, p. 185-186).

Известно устройство криогенной машины, работающей по циклу Стирлинга, производимой фирмой "Филипс" и предназначенной для ожижения воздуха, состоящей из конденсатора, регенератора и холодильника (Вопросы глубокого охлаждения. /Сб. статей под ред. проф. М.П. Малкова/. Изд.: "Иностр.литература", М. , 1961, стр. 35). Однако данная криогенная машина применялась только для ожижения атмосферного воздуха. A device is known for a cryogenic machine operating according to the Stirling cycle manufactured by Philips and intended for air liquefaction, consisting of a condenser, a regenerator and a refrigerator (Questions of deep cooling. / Sat articles edited by prof. MP Malkov /. .: "Foreign Literature", Moscow, 1961, p. 35). However, this cryogenic machine was used only for liquefying atmospheric air.

Известно установка для ожижения технического газа, аргона, включающая в себя емкость с сжатым газообразным техническим газом, линию подачи газообразного технического газа с противоточным теплообменником, линию слива ожиженного технического газа с регулирующим клапаном и емкость для сбора и хранения ожиженного технического газа (Акулов Л.А., Борзенко Е.И. Установка ожижения аргона. //"Химическое и нефтяное машиностроение"//, N 4, 1996. - стр. 35-37). Однако процесс ожижения происходит за счет газификации другого сжиженного газа, что приводит к увеличению массогабаритных характеристик установки в целом, низкой эффективности установки, необходимости наличия сжиженных газов с более низкой температурой кипения. A known installation for liquefying technical gas, argon, which includes a container with compressed gaseous technical gas, a gaseous technical gas supply line with a counterflow heat exchanger, a liquefied technical gas discharge line with a control valve, and a container for collecting and storing liquefied technical gas (Akulov L.A. ., Borzenko EI Installation of argon liquefaction. // "Chemical and petroleum engineering" //, N 4, 1996. - pp. 35-37). However, the liquefaction process occurs due to the gasification of another liquefied gas, which leads to an increase in the weight and size characteristics of the installation as a whole, low installation efficiency, and the need for liquefied gases with a lower boiling point.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности и автономности установки, снижении массогабаритных характеристик установки. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency and autonomy of the installation, reducing the overall dimensions of the installation.

Для достижения этого технического результата установка для ожижения технических газов по схеме Кириллова, включающая в себя емкость с сжатым газообразным техническим газом, линию подачи газообразного технического газа с противоточным теплообменником, линию слива ожиженного технического газа с регулирующим клапаном и емкость для сбора ожиженного технического газа, снабжена криогенной машиной, работающей по обратному циклу Стирлинга, при этом в линии подачи газообразного технического газа установлены регулирующий клапан, расширительная газовая турбина на одном валу с электрогенератором и расширительная емкость, а газосодержащая часть емкости для сбора ожиженного технического газа связана с криогенной машиной линией переконденсации выпара ожиженного газа с регулирующим клапаном, проходящей через противоточный теплообменник. To achieve this technical result, the installation for liquefying technical gases according to the Kirillov scheme, which includes a container with compressed gaseous technical gas, a supply line for gaseous technical gas with a counterflow heat exchanger, a drain line for liquefied technical gas with a control valve, and a container for collecting liquefied technical gas, is equipped with a cryogenic machine operating according to the reverse Stirling cycle, while a control valve and an expander are installed in the supply line of gaseous industrial gas Naya gas turbine on the same shaft with a generator and an expansion tank, and the gas containment part of the container for collecting the liquefied gas is connected with the technical cryogenic vapor recondensation machine line liquefied gas with a control valve passing through a countercurrent heat exchanger.

Введение в состав установки для сжижения технических газов по схеме Кириллова криогенной машины Стирлинга, линии подачи газообразного технического с расширительной газовой турбиной на одном валу с электрогенератором, расширительной емкостью, а также линии переконденсации выпара ожиженного газа, позволяет получить новое свойство, заключающееся в высокоэффективном ожижении технического газа в конденсаторе криогенной машины, работающей по обратному циклу Стирлинга, а также снижение затрат мощности криогенной машины за счет предварительного охлаждения газа при расширении в газовой турбине с одновременным получением дополнительной электрической энергии, что в совокупности приводит к повышению эффективности установки для ожижения технических газов в целом. The introduction of a cryogenic Stirling machine into the technical gas liquefaction plant according to the Kirillov scheme, a technical gaseous supply line with an expansion gas turbine on the same shaft as an electric generator, an expansion tank, as well as a condensation line for liquefied gas vapor, allows one to obtain a new property consisting in highly efficient technical fluidization gas in the capacitor of a cryogenic machine operating on the reverse Stirling cycle, as well as reducing the cost of power of the cryogenic machine due to Cooling ceiling elements during expansion of gas in a gas turbine with simultaneous production of additional electric power, that collectively lead to higher efficiency of the installation for the liquefaction of industrial gases in general.

На чертеже изображена установка для ожижения технических газов по схеме Кириллова. The drawing shows an installation for liquefying technical gases according to the scheme of Kirillov.

В состав установки входит емкость с сжатым техническим газом 1, линия подачи газообразного технического газа 2, включающая в себя регулирующий клапан 3, расширительную газовую турбину 4 с электрогенератором 5, расположенным на одном валу с турбиной 4, расширительную емкость 6, противоточный теплообменник 7, криогенная машина 8, работающая по обратному циклу Стирлинга и содержащая конденсатор 9, а также линия слива ожиженного технического газа 10 с регулирующим клапаном 11, емкость для сбора ожиженного технического газа 12, линия переконденсации выпара ожиженного 13 с регулирующим клапаном 14. The installation includes a container with compressed technical gas 1, a supply line of gaseous technical gas 2, which includes a control valve 3, an expansion gas turbine 4 with an electric generator 5 located on the same shaft as the turbine 4, an expansion tank 6, a counterflow heat exchanger 7, cryogenic a machine 8 operating in the reverse Stirling cycle and containing a capacitor 9, as well as a drain line for liquefied industrial gas 10 with a control valve 11, a container for collecting liquefied industrial gas 12, a condensation line evaporated liquefied 13 with a control valve 14.

Установка для ожижения технических газов по схеме Кириллова работает следующим образом. Installation for liquefying technical gases according to the scheme of Kirillov works as follows.

Технический газ, например аргон, повышенного давления из емкости со сжатым техническим газом 1, по линии подачи 2, поступает в конденсатор 9 криогенной машины 8, работающей по обратному циклу Стирлинга, для ожижения. Ожижение газа обуславливает постоянный перепад давления между емкостью 1 и криогенной машиной 8. Для регулирования подачи технического газа предусмотрен регулирующий клапан 3. Предварительно ожижению, газ проходит через расширительную турбину 4, при этом расширяется, охлаждается и приводит во вращение вал турбины 4, на котором расположен электрогенератор 5, обеспечивающий получение электроэнергии. Затем технический газ поступает в расширительную емкость 6, откуда засасывается в конденсатор 9 криогенной машины 8, предварительно охлаждаясь в противоточном теплообменнике 7. Ожиженный газ по линии слива 10 через регулирующий клапан 11 самотеком сливается в теплоизолированную емкость 12 для сбора и хранения ожиженного газа. Из газосодержащей части емкости 12 газообразный выпар ожиженного технического газа по линии 13 через регулирующий клапан 14 и противоточный теплообменник 7, где частично охлаждает газ, идущий по линии 2, поступает в конденсатор 9 для переконденсации, а затем сливается в емкость 12. Technical gas, for example argon, of high pressure from a container with compressed technical gas 1, through a supply line 2, enters the condenser 9 of a cryogenic machine 8 operating according to the reverse Stirling cycle, for liquefaction. Gas liquefaction causes a constant pressure drop between the tank 1 and the cryogenic machine 8. To regulate the supply of technical gas, a control valve 3 is provided. Before liquefying, the gas passes through an expansion turbine 4, while expanding, cooling and rotating the turbine shaft 4 on which it is located an electric generator 5 providing power. Then the technical gas enters the expansion tank 6, from where it is sucked into the condenser 9 of the cryogenic machine 8, pre-cooled in the counterflow heat exchanger 7. The liquefied gas through the discharge line 10 through the control valve 11 is gravity drained into the heat-insulated container 12 for collecting and storing the liquefied gas. From the gas-containing part of the tank 12, a gaseous vaporization of liquefied technical gas through line 13 through a control valve 14 and a counter-flow heat exchanger 7, where it partially cools the gas flowing through line 2, enters the condenser 9 for condensation, and then discharges into the tank 12.

Источники информации
1. Чечеткин А.В., Занемонец Н.А. Теплотехника: Учеб. для хим. - технол. спец.вузов. - М.: Высш.шк., 1986. - стр. 307.Sources of information
1. Chechetkin A.V., Zanemonets N.A. Heat engineering: Textbook. for chem. - technol. special universities. - M .: Higher school, 1986. - p. 307.

2. Вопросы глубокого охлаждения. /Сб. статей под ред. проф. М.П. Малкова/. Изд.: "Иностр.литература", М., 1961, стр. 287-288. 2. Issues of deep cooling. / Sat articles edited by prof. M.P. Malkova. Publishing House: "Foreign Literature", Moscow, 1961, p. 287-288.

3. Соколов Е. Я. , Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., - М.: Энергоиздат, 1981, стр. 202. 3. Sokolov E. Ya., Brodyansky V. M. Energy fundamentals of heat transformation and cooling processes: Textbook. manual for universities. - 2nd ed., - M .: Energoizdat, 1981, p. 202.

4. Р. Б. Скотт. Техника низких температур. Перевод под ред.проф. М.П. Малкова., М.: Изд. иностр. литер., 1962, стр. 254. 4. R. B. Scott. Technique of low temperatures. Translation edited by prof. M.P. Malkova., Moscow: Izd. foreign letter., 1962, p. 254.

5. Усюкин И. П. Установки, машины и аппараты криогенной техники. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, стр. 185-186. 5. Usyukin I.P. Installations, machines and apparatuses of cryogenic equipment. - M .: Light and food industry, 1982, pp. 185-186.

6. Вопросы глубокого охлаждения. /Сб. статей под ред.проф. М.П. Малкова/. Изд.: "Иностр. литература", М., 1961, стр. 35. 6. Issues of deep cooling. / Sat articles edited by prof. M.P. Malkova. Publisher: "Foreign Literature", M., 1961, p. 35.

7. Акулов Л.А., Борзенко Е.И. Установка ожижения аргона. //Химическое и нефтяное машиностроение"//, N 4, 1996. - стр. 35-37 - прототип. 7. Akulov L.A., Borzenko E.I. Argon liquefaction plant. // Chemical and petroleum engineering "//, N 4, 1996. - pp. 35-37 - prototype.

Claims (1)

Установка для ожижения технических газов, включающая в себя емкость с сжатым газообразным техническим газом, линию подачи газообразного технического газа с противоточным теплообменником, линию слива ожиженного технического газа с регулирующим клапаном и емкость для сбора ожиженного технического газа, отличающаяся тем, что снабжена криогенной машиной, работающей по обратному циклу Стирлинга, при этом в линии подачи газообразного технического газа установлены регулирующий клапан, расширительная газовая турбина на одном валу с электрогенератором и расширительная емкость, а газосодержащая часть емкости для сбора ожиженного технического газа связана с криогенной машиной линией переконденсации выпара ожиженного газа с регулирующим клапаном, проходящей через противоточный теплообменник. Installation for liquefying technical gases, including a container with compressed gaseous technical gas, a supply line for gaseous technical gas with a counterflow heat exchanger, a drain line for liquefied technical gas with a control valve and a container for collecting liquefied technical gas, characterized in that it is equipped with a cryogenic machine operating on the reverse Stirling cycle, while in the supply line of gaseous technical gas a control valve, an expansion gas turbine are installed on the same shaft as the electric a generator and an expansion vessel, and the gas-containing part of the vessel for collecting liquefied technical gas is connected to the cryogenic machine by a condensation line for evaporating liquefied gas with a control valve passing through a counterflow heat exchanger.
RU99125441/06A 1999-11-26 1999-11-26 Technical gas liquefaction plant RU2168682C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99125441/06A RU2168682C1 (en) 1999-11-26 1999-11-26 Technical gas liquefaction plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99125441/06A RU2168682C1 (en) 1999-11-26 1999-11-26 Technical gas liquefaction plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2168682C1 true RU2168682C1 (en) 2001-06-10

Family

ID=20227673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99125441/06A RU2168682C1 (en) 1999-11-26 1999-11-26 Technical gas liquefaction plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2168682C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2671479C1 (en) * 2014-07-23 2018-10-31 Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод Method for adjusting cryogenic cooling apparatus and device therefor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АКУЛОВ Л.А и др. Установка ожижения аргона. Химическое и нефтяное машиностроение, № 4, 1996, с.35-37. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2671479C1 (en) * 2014-07-23 2018-10-31 Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод Method for adjusting cryogenic cooling apparatus and device therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10138810B2 (en) Method and apparatus for power storage
US4907405A (en) Process to cool gas
US20100156110A1 (en) Method and device for converting thermal energy into electricity, high potential heat and cold
RU2168682C1 (en) Technical gas liquefaction plant
RU2159913C1 (en) Combination nitrogen refrigeration system for thermostatic temperature control and safekeeping of food-stuffs
RU2150056C1 (en) Plant for liquefaction of gases by means of stirling cryogenic refrigerating machine
RU2154784C1 (en) Liquefied gas condensing plant on base of helium refrigerating machine
RU2159908C1 (en) Installation with cryogenic machine "stirling" for keeping of condensed gases
RU2154783C1 (en) Liquefied gas flash vapor recondensing plant with helium refrigerating machine
RU2151348C1 (en) Combined plant for liquefaction and storage of gases on basis of cryogenic refrigerating stirling machine
RU2151980C1 (en) Cryogenic system for air liquefaction
RU2151977C1 (en) Combination system for production of nitrogen and liquefaction of natural gas on the basis of plant with cryogenic stirling machine
RU2162579C2 (en) Combined natural gas liquefaction system on basis of liquid nitrogen producing unit with cryogenic stirling machine
RU2156931C1 (en) Stirling system for protracted storage of liquefied gases
RU2159910C1 (en) Self-contained system of nitrogen refrigeration with simultaneous generation of electric power
RU2166709C1 (en) Highly efficiency combined system for liquefaction of main-line natural gas
RU2151978C1 (en) Combination stirling-system for liquefaction of gases and their long-term storage
RU2151982C1 (en) High-capacity combination cryogenic system for liquefaction of natural gas
US20140230486A1 (en) Method and device for recovering high-pressure oxygen and high-pressure nitrogen
RU2159909C1 (en) Process of liquefaction of gases and their keeping
RU2151979C1 (en) Universal plant for liquefaction of gases and their storage on the basis of vessel with nitrogen screen
RU2166708C1 (en) Highly efficient system for protracted storage of liquefied gases
RU2151972C1 (en) Combined system with nitrogen cooling
RU2154786C1 (en) Technological complex air liquefaction
US2278889A (en) Refrigerating machines arranged in cascade relationship