[發明專利]一種混合工質高壓氣體液化與過冷系統

有效

• 申請號: 202010090159.2
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111238163B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 公茂瓊;王昊成;郭浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

1.一種混合工質高壓氣體液化與過冷系統，其特征在于，包括：氣體增壓單元、混合工質制冷機單元、主冷箱單元和過冷單元，所述的氣體增壓單元包括氣體壓縮機與后冷卻器，所述的混合工質制冷機單元包括混合工質主冷循環，所述的過冷單元包括分配器、過冷換熱器、主節流元件、液化氣體節流元件及儲液罐，其中：

低壓原料氣經所述氣體壓縮機增壓后進入所述后冷卻器冷卻，形成的高壓原料氣進入所述混合工質制冷機單元；

所述混合工質制冷機單元包括混合工質主冷循環，為氣體液化提供制冷量；所述混合工質主冷循環采用一次節流循環、分離循環多種構型；

在所述混合工質制冷機單元中冷卻至低溫并被液化的所述高壓原料氣被所述的分配器分為兩部分，一部分所述高壓液化原料氣進入所述過冷換熱器被低壓蒸氣過冷至-150℃～-190℃，過冷后的液化氣體被所述液化氣體節流元件節流進入所述儲液罐，得到過冷液體；另一部分所述高壓液化原料氣經所述主節流元件節流至接近常壓并降溫至-152℃～-192℃以下后進入所述過冷換熱器提供冷量并氣化后形成低壓蒸氣，然后再經所述混合工質制冷機單元復溫并回收冷量后返回至所述氣體壓縮機，繼續參與液化。

2.如權利要求1所述的混合工質高壓氣體液化與過冷系統，其特征在于，所述混合工質制冷機單元還包括預冷循環，對所述高壓原料氣和混合工質進行預冷；所述預冷循環采用蒸汽壓縮制冷循環、吸收式制冷循環以及商用冷水機組構型。

3.如權利要求1或2所述的混合工質高壓氣體液化與過冷系統，其特征在于，所述液化氣體先經過所述過冷換熱器再經過所述分配器，其中：

所述高壓原料氣經所述混合工質制冷機單元冷卻形成的液化氣體經所述過冷換熱器被所述低壓蒸氣過冷至-150℃～-190℃，再經氣體分配器分出一小股液化氣體，該小股液化氣體經所述主節流元件節流至接近常壓并降溫至-152℃～-192℃以下后進入所述過冷換熱器提供冷量并氣化后形成低壓蒸氣，然后再經所述混合工質制冷機單元復溫并回收冷量后返回至所述氣體壓縮機，繼續參與液化；

經所述分配器分出的剩余液化氣體經所述液化氣體節流元件節流進入所述儲液罐，得到過冷液體。

4.如權利要求1或2所述的混合工質高壓氣體液化與過冷系統，其特征在于，所述過冷單元還包括第一液化氣體節流元件；其中：

所述高壓原料氣經所述混合工質制冷機單元冷卻形成的液化氣體經所述過冷換熱器被所述低壓蒸氣過冷至-150℃～-190℃，再經所述第一液化氣體節流元件節流至某一優化的中間壓力后進入氣液分離器，分離出的氣相經所述主節流元件進一步節流至接近常壓并降溫至-152℃～-192℃以下后形成低壓蒸氣進入所述過冷換熱器提供冷量，然后再經所述混合工質制冷機單元復溫并回收冷量后返回至所述氣體壓縮機，繼續參與液化；

經所述氣液分離器分出的液相經所述液化氣體節流元件節流進入所述儲液罐，得到過冷液體。

5.根據權利要求1或2所述的一種混合工質高壓氣體液化與過冷系統，其特征在于，所述高壓原料氣經所述混合工質制冷機單元冷卻形成的液化氣體經所述過冷換熱器被所述低壓蒸氣過冷至-150℃～-190℃，然后直接被節流至儲存壓力后進入儲罐，得到過冷液體；分離出的閃蒸氣進入過冷換熱器提供冷量，最后在混合工質制冷機單元回收冷量后返回氣體增壓單元，繼續參與液化。