综合利用氮气放空能量及液氩汽化冷能的装置的制造方法_2

文档序号:8884531阅读:来源:国知局
同步工作,高压增压机B2和高压膨胀机ET2同步工作。
[0024] 根据上述的综合利用氮气放空能量及液氩汽化冷能的装置,所述的主换热器E1、 过冷器E2为板翅式换热器,所述的冷却器WEI、WE2为管壳式换热器。
[0025] 一种利用上述的装置综合利用氮气放空能量及液氩汽化冷能的方法,包括以下步 骤:
[0026] (1)中压氮气管网的放空氮气PN100与步骤(5)的PN209氮气汇合为第一氮气,通 过管路PN101接入低压增压机B1压缩入口,经低压增压机B1压缩,然后通过管路PN102接 入冷却器WE1,经冷却器WE1冷却后,通过管路PN103送入液化冷箱内,在主换热器E1内冷 却到一定温度后,从主换热器E1中部抽出,接入低压膨胀机ET1膨胀获得冷量并驱动低压 增压机B1做功,低压膨胀机出口接入管路PN106 ;
[0027] (2)高压氮气管网的放空氮气作为第二氮气,通过管路PN201接入高压增压机B2 压缩入口,经高压增压机B2压缩,然后通过管路PN202接入冷却器WE2,经冷却器WE2冷却 后通过管路PN203送入液化冷箱内,首先经主换热器E1冷却,一部分氮气作为第三氮气,在 主换热器E1中部抽出进入高压膨胀机ET2膨胀获得冷量并驱动高压增压机B2做功,高压 膨胀机ET2出口连接管路PN206,其余氮气作为第四氮气,在主换热器E1中继续冷却直至液 化并过冷,再经过冷器E2进一步过冷;
[0028] (3)来自(2)的第四氮气分成三部分,一部分液氮送回过冷器被E2加热、汽化,接 入管路PN210,同时过冷来自液化器E12的液氮,一部分液氮返回主换热器E1,作为第一返 流气,一部分液氮作为液氮产品送入液氮贮槽;
[0029] (4)步骤(3)所述PN210氮气与步骤(1)所述PN106氮气汇合,作为第二返流气, 送回主换热器E1,经主换热器E1回收冷量、复热到常温出冷箱,送入低压氮气管网;
[0030] (5)来自步骤(3)第一返流气被加热、汽化并复热到一定温度后与步骤(2)的 PN206氮气汇合,作为第三返流气,经主换热器E1继续复热到常温出冷箱,通过管路PN209 与中压氮气管网放空氮气PN100汇合,送入步骤(1)低压增压机B1压缩入口;
[0031] (6)液氩贮槽液氩通过管路LAR101接入主换热器E1,经主换热器E1加热、蒸发、 复热到常温后,送出冷箱,通过管路GAR102接入压力氩气管网;
[0032] (7)压力氧气管网氧气通过管路G0101接入主换热器E1,经主换热器E1冷却、液 化、过冷后得到液氧产品,送出冷箱,通过管路L0101接入液氧贮槽。
[0033] -种综合利用氮气放空能量及液氩汽化冷能的装置,包括高压氮气管网、中压氮 气管网、压力氩气管网、压力氧气管网、低压氮气管网、换热器系统、膨胀制冷系统、液氮贮 槽、液氩贮槽和液氧贮槽,所述的换热器系统和膨胀制冷系统设于液化冷箱中,所述的换热 器系统包括一个主换热器E1和一个过冷器E2,所述主换热器E1包括上段预冷器E11和下 段液化器E12,所述的膨胀制冷系统至少有一个低压膨胀机ET1和至少一个高压膨胀机ET2 组成,各设备之间通过管路连通,连接关系如下:
[0034] 所述的液氩贮槽通过管路LAR101依次接入液化器E12、预冷器E11,经液化器E12 后,再经预冷器E11,通过管路GAR102接入压力氩气管网;
[0035] 所述的高压氮气管网高压氮气通过管路PN201接入高压增压机B2压缩入口,经高 压增压机B2后,通过管路PN202接入冷却器WE2,通过管路PN203接入预冷器El1,一部分 氮气从预冷器E11中部抽出,通过管路PN205接入高压膨胀机ET2进口,高压膨胀机ET2出 口接入管路PN206,另外一部分氮气继续依次经预冷器E11、液化器E12后,再经过冷器E2, 通过管路LN202分为三部分,一部分液氮送出冷箱,通过管路LN205接入液氮贮槽,一部分 液氮通过管路LN203返回过冷器E2,经过冷器E2后,接入管路PN210, 一部分液氮通过管路 LN204接入液化器E12,经液化器E12后,接入管路PN208,与上述管路PN206汇合接入管路 PN207,经预冷器El1后,通过管路PN209与中压氮气管网的氮气管路PN100连通,汇入管路 PN101,接入低压增压机B1压缩入口,经低压增压机B1后,通过管路PN102接入冷却器WE1, 通过管路PN103接入预冷器E11,依次经预冷器E11、液化器E12后的氮气从液化器E12中 部抽出,通过管路PN105接入低压膨胀机ET1进口,低压膨胀机ET1出口接入管路PN106,与 上述管路PN210汇合接入管路PN107,返回液化器E12,经液化器E12后,再经预冷器E11,送 出冷箱,通过管路PN109接入低压氮气管网;
[0036] 所述的压力氧气管网氧气通过管路G0101依次接入预冷器E11、液化器E12,经预 冷器E11、液化器E12后,送出冷箱,通过管路LO101接入液氧贮槽。
[0037] 根据上述的综合利用氮气放空能量及液氩汽化冷能的装置,所述的低压增压机B1 和低压膨胀机ET1同步工作,高压增压机B2和高压膨胀机ET2同步工作。
[0038] 根据上述的综合利用氮气放空能量及液氩汽化冷能的装置,所述的预冷器E11、液 化器E12、过冷器E2为板翅式换热器,所述的冷却器WE1、WE2为管壳式换热器。
[0039] 一种利用上述的装置综合利用氮气放空能量及液氩汽化冷能的方法,包括以下步 骤:
[0040] (1)中压氮气管网的放空氮气PN100与步骤(5)的PN209氮气汇合为第一氮气,通 过管路PN101接入低压增压机B1压缩入口,经低压增压机B1压缩,然后通过管路PN102接 入冷却器WE1,经冷却器WE1冷却后,通过管路PN103送入液化冷箱内,在预冷器El1、液化 器E12内冷却到一定温度后,从液化器E12中部抽出,接入低压膨胀机ET1膨胀获得冷量并 驱动低压增压机B1做功,低压膨胀机出口接入管路PN106 ;
[0041] (2)高压氮气管网的放空氮气作为第二氮气,通过管路PN201接入高压增压机B2 压缩入口,经高压增压机B2压缩,然后通过管路PN202接入冷却器WE2,经冷却器WE2冷却 后通过管路PN203送入液化冷箱内,首先经预冷器El1冷却,一部分氮气作为第三氮气,在 预冷器El1中部抽出进入高压膨胀机ET2膨胀获得冷量并驱动高压增压机B2做功,高压膨 胀机ET2出口连接管路PN206,其余氮气作为第四氮气,在预冷器E11、液化器E12中继续冷 却直至液化并过冷,再经过冷器E2进一步过冷;
[0042] (3)来自(2)的第四氮气分成三部分,一部分液氮送回过冷器E2被加热、汽化,接 入管路PN210,同时过冷来自液化器E12的液氮,一部分液氮返回液化器E12,作为第一返流 气,一部分液氮作为液氮产品送入液氮贮槽;
[0043] (4)步骤(3)所述PN210氮气与步骤(1)所述PN106氮气汇合,作为第二返流气, 送回液化器E12,经液化器E12、预冷器E11回收冷量、复热到常温出冷箱,送入低压氮气管 网;
[0044] (5)来自步骤(3)第一返流气被加热、汽化并复热到一定温度后与步骤(2)的 PN206氮气汇合,作为第三返流气,经预冷器El1继续复热到常温出冷箱,通过管路PN209与 中压氮气管网放空氮气PN100汇合,送入步骤(1)低压增压机B1压缩入口;
[0045] (6)液氩贮槽液氩通过管路LAR101依次接入液化器E12、预冷器E11,经液化器 E12、预冷器E11加热、蒸发、复热到常温后,送出冷箱,通过管路GAR102接入压力氩气管 网;
[0046] (7)压力氧气管网氧气通过管路G0101依次接入预冷器E11、液化器E12,经预冷 器E11、液化器E12冷却、液化、过冷后得到液氧产品,送出冷箱,通过管路L0101接入液氧贮 槽。
[0047] 本实用新型的积极有益效果
[0048] 1.本实用新型综合利用氮气放空能量及液氩汽化冷能的装置中换热 器系
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