[發明專利]制冷和/或液化裝置以及相關方法

有效

• 申請號: 201380065911.6
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN104854413B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: J-M·伯恩哈特;F·杜蘭德;V·赫盧安;P·巴亞霍克斯;G·弗拉維安
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: F25B9/00
• 分類號: F25B9/00;F25B9/10;F25B40/02;F25J1/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 吳鵬,馬江立

1.一種用于包含氦氣或由純氦氣組成的工作氣體的制冷和/或液化的裝置，所述裝置包括用于所述工作氣體的、形式為環路的工作回路并且相繼包括：

-配備有至少一個壓縮機(11，12)的工作氣體壓縮站(1)，

-冷箱(2)，所述冷箱用于冷卻所述工作氣體并且包括串聯設置的多個熱交換器(5)和用于使所述工作氣體膨脹的至少一個部件(7)，

-用于經冷卻的工作氣體與使用物(10)之間的熱交換的系統(14)，

-使已從熱交換系統(14)通過的所述工作氣體返回到所述壓縮站(1)的至少一個返回管道(9)，所述返回管道(9)包括用于將所述工作氣體加溫的至少一個交換器(5)，所述裝置還包括用于在所述壓縮站(2)的出口處預冷卻所述工作氣體的附加系統，該預冷卻系統包括諸如液氮的輔助低溫流體的至少一個容積(3)，所述容積(3)經由至少一個熱交換器連接至所述工作回路以便選擇性地將冷能從輔助流體轉移到所述工作氣體，所述冷箱(2)包括第一工作氣體冷卻級，該第一工作氣體冷卻級包括布置在所述壓縮站(1)的出口處的第一熱交換器(5)、以及第二熱交換器(15)和第三熱交換器(25)，所述第一熱交換器(5)屬于鋁制板翅式熱交換器，所述第二熱交換器(15)屬于焊接板式或焊接管式熱交換器，該第二熱交換器(15)浸在用于輔助冷卻流體的浴槽中，所述裝置的特征在于，所述第二熱交換器(15)和所述第三熱交換器(25)在所述第一熱交換器(5)的下游與所述工作回路既串聯連接又并聯連接，也就是說，在所述第一熱交換器(5)中冷卻的工作氣體能選擇性地被容許進入所述第二熱交換器(15)和/或所述第三熱交換器(25)，并且所述第二熱交換器(15)浸在液化的輔助氣體的第一容積(3)中。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二熱交換器(15)是以下中的一者：不銹鋼制或鋁制管式熱交換器、不銹鋼制或鋁制翅管式熱交換器、不銹鋼焊接板式熱交換器。

3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述回路包括旁通支路(250)，所述旁通支路選擇性地繞開所述第三熱交換器(25)，從而允許來自所述第一熱交換器(5)和/或所述第二熱交換器(15)的工作氣體選擇性地避開所述工作回路中的所述第三熱交換器(25)。

4.如權利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括排出氣化的輔助流體的第一排出管道(30)，所述第一排出管道將所述第一容積(3)的上端經由通過所述第一熱交換器(5)的通路與遠程輔助流體回收系統連接。

5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，用于氣化的輔助流體的所述第一排出管道(30)包括用于選擇性地繞開所述第一熱交換器(5)的旁通支路(130)。

6.如權利要求1至5中任一項所述的裝置，其特征在于，所述第三交換器(25)屬于實現所述工作氣體與所述輔助流體之間的選擇性交換的類型，所述裝置包括將所述第一容積(3)與所述第三熱交換器連接以便在第三熱交換器(25)中將冷能從所述輔助流體轉移到工作氣體的選擇性給送管道(13)。

7.如權利要求1至6中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括被選擇性地供給來自輔助流體源的輔助流體的第二流體容積(33)，并且所述第三熱交換器(25)浸在所述第二容積(33)中以便允許所述工作氣體與所述第二容積(33)的輔助流體之間的冷能的交換。

8.如權利要求1至7中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括排出氣化的輔助流體的第二排出管道(330)，所述第二排出管道將所述第二容積(30)的上端經由通過所述第一熱交換器(5)的通路與遠程輔助流體回收系統連接。

9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，用于氣化的輔助流體的所述第二排出管道(330)包括用于選擇性地繞開所述第一熱交換器(5)的旁通支路(130)。