披露了一种用于制冷或液化流体如天然气或氢气的装置，该装置包括用于待冷却流体的回路(3)并且具有连接到气态流体源(2)的上游端和连接到用于收集冷却或液化的流体的构件的下游端(23)，该装置(1)包括热交换器组件(6，10)，该热交换器组件与该待冷却流体的回路(3)进行热交换，该装置(1)包括与该热交换器组件(6，10)的至少一部分进行热交换的制冷器(20)，该制冷器(20)是具有用于制冷循环气体的循环的类型，该循环气体含有以下中的至少一种：氦气、氢气、氮气或氖气；所述制冷器(20)包括串联地布置在循环回路(14)中的：用于压缩该循环气体的机构(15)，至少一个用于冷却该循环气体的构件(7，6，10)，用于膨胀该循环气体的机构(17)和至少一个用于再加热膨胀的循环气体的构件(6，10)，其中该压缩机构包括由离心压缩机组件构成的串联的多个压缩级(15)，该压缩级(15)安装在由一个或多个马达(18)组件旋转的一组轴上，该至少一个用于冷却该循环气体的构件(7，6，10)包括至少一个布置在至少一个压缩级(15)的出口处的热交换器(7)，该热交换器与该循环回路(14)进行热交换，所述热交换器(7)由传热流体冷却，其特征在于，该压缩机构包括至少两个串联连续布置的压缩级(15)并且其间不包括任何用于冷却该循环气体的构件如热交换器(7)。(7)。(7)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制冷或液化流体的装置和方法
[0001]本专利技术涉及一种用于制冷或液化流体的装置和方法。
[0002]本专利技术更具体地涉及一种用于制冷或液化流体如天然气或氢气的装置，该装置包括用于待冷却流体的回路，该回路具有旨在连接到气态流体源的上游端和旨在连接到用于收集冷却或液化的流体的构件的下游端，该装置包括与用于待冷却流体的回路成热交换关系的热交换器组件，该装置包括与热交换器组件的至少一部分成热交换关系的制冷器，该制冷器是对循环气体进行制冷循环的类型，该循环气体包括以下中的至少一种：氦气、氢气、氮气或氖气，所述制冷器包括串联设置在循环回路中的以下部分：用于压缩循环气体的机构，至少一个用于冷却循环气体的构件，用于膨胀循环气体的机构和至少一个用于加热膨胀的循环气体的构件，其中该压缩机构包括由离心式压缩机组件构成的串联的多个压缩级，该压缩级安装在由马达组件驱动旋转的一组轴上，该至少一个用于冷却循环气体的构件包括至少一个设置在至少一个压缩级的出口处的热交换器，该热交换器与循环回路成热交换关系，所述热交换器由传热流体冷却。
[0003]增加低温制冷器/液化器的容量(也就是说，提供的制冷/液化功率)通常需要对制冷循环的结构进行显著修改并提供额外的设备(在出口处带有冷却器的额外压缩机)。
[0004]一个目的是限制这种设备的复杂性和成本，而不会显著影响系统的总体效率并且尤其是其压缩系统的总体效率。
[0005]本专利技术的一个目的是补救上文阐述的现有技术的所有或部分缺点。
[0006]为此，根据本专利技术的、在其他方面符合在上文前序部分中给出的其一般定义的装置的实质性特征在于，压缩机构包括至少两个串联连续设置的压缩级并且它们之间没有用于冷却循环气体的构件如热交换器来交换热量。
[0007]此外，本专利技术的实施例可以包括以下特征中的一个或多个：
[0008]‑
压缩机构包括串联的四个压缩级，用于冷却循环气体的构件包括三个冷却热交换器，该三个冷却热交换器分别设置在第一压缩级与第二压缩级之间、在第二压缩级与第三压缩级之间、以及在第四压缩级的出口处，
[0009]‑
装置包括仅每两个串联的压缩级设置的冷却热交换器，
[0010]‑
马达组件包括多个用于驱动压缩级的马达，
[0011]‑
马达组件包括用于每个压缩级的单独的相应马达，
[0012]‑
这些马达中的至少一个由循环气体流经由至少一个用于供应压缩机构的循环气体流的一部分的旁通管冷却，该旁通管包括附接到压缩级中的至少一个的出口的上游端以抽取循环气体流的一部分，
[0013]‑
至少一个旁通管的下游端在其通过并与至少一个马达交换热量后附接到压缩级的入口，
[0014]‑
至少一个旁通管在其上游端与其下游端之间包括分为至少两个单独分支的子区段，这些分支分别供应单独的马达以便将它们冷却，
[0015]‑
由旁通管的子区段形成的至少两个单独分支具有在同一个管部分内的下游交汇部，
[0016]‑
至少一个旁通管包括至少一个用于冷却循环气体的构件，
[0017]‑
至少一个旁通管的至少一个用于冷却循环气体的构件包括冷却热交换器。
[0018]此外：
[0019]‑
循环气体可以由氦气或包含至少50％氦气的混合物构成，
[0020]‑
循环气体可以由氢气或包含至少50％氢气的混合物构成，
[0021]‑
循环气体可以由氮气或包含至少50％氮气的混合物构成，
[0022]‑
压缩机构可以仅包括离心式压缩机，
[0023]‑
待冷却流体可以包括以下中的至少一种：氢气、天然气、沼气、甲烷、氦气。
[0024]本专利技术还涉及一种用于制冷或液化流体的方法，该方法使用根据上文或下文特征中的任一个的制冷装置并包括使流体在用于待冷却流体的回路中循环的步骤和经由由制冷器产生的冷量来冷却所述流体的步骤。
[0025]根据进一步可能的特定特征：该方法包括根据独立速度控制压缩级的转速的步骤，其中，在至少一个确定的操作阶段期间，它们之间没有用于冷却循环气体的构件如热交换器来交换热量的串联的压缩级的转速保持在低于在它们的出口处设置有用于冷却循环气体的构件的压缩级的转速的速度。
[0026]本专利技术还可以涉及包括权利要求范围内的上文或下文特征的任何组合的任何替代性的装置或方法。
[0027]通过阅读以下参考附图提供的描述，进一步的特定特征和优点将变得显而易见，在附图中：
[0028][图1]是展示根据本专利技术的装置的结构和操作的一个示例的示意性和部分描述。
[0029]装置1被配置用于流体(例如天然气、生物甲烷或氢气，但不限于此)的低温制冷和/或液化。装置1包括用于待冷却/液化的流体的回路3，该回路具有旨在连接到(例如气态)流体源2的上游端和旨在连接到用于收集冷却或液化的流体的构件(例如储存器)的下游端23。
[0030]装置1包括与用于待冷却流体的回路3成热交换关系的热交换器6、10组件。
[0031]装置1包括冷源，该冷源具有与热交换器6、10组件的至少一部分成热交换关系的制冷器20。
[0032]制冷器20是低温的并且是对主要包括氦气和/或氢气和/或氮气和/或氖气的循环气体进行制冷循环的类型。
[0033]例如，循环气体由纯氦气或包含至少50％氦气的混合物构成。
[0034]类似地，循环气体可以由纯氢气或包含至少50％氢气的混合物构成。
[0035]类似地，循环气体可以由氮气或包含至少50％氮气的混合物构成。
[0036]作为替代方案，循环气体可以由氖气或包含至少50％氖气的混合物构成。
[0037]当然，可以设想任何其他合适的混合物或循环气体，例如包括以下中的至少一种：氦气、氢气、氮气、氖气、甲烷。
[0038]典型地，制冷器20包括串联设置在循环回路14中的：用于压缩循环气体的机构15，至少一个用于冷却循环气体的构件7、6、10，用于膨胀循环气体的机构17以及至少一个用于加热膨胀的循环气体的构件6、10。
[0039]压缩机构包括由离心式压缩机组件构成的串联的多个压缩级15，压缩级安装在由
马达18组件驱动旋转的轴组件上。
[0040]至少一个用于冷却循环气体的构件包括至少一个设置在至少一个压缩级15的出口处的热交换器7，该热交换器与循环回路14成热交换关系。该至少一个热交换器7可以由传热流体(例如水或空气)冷却。
[0041]热交换器组件可以包括一个或多个热交换器6、10，这些热交换器串联设置，并且在这些热交换器中，循环回路14的两个单独部分呈现出同时逆流循环，分别用于循环气体的冷却和加热。因此，多个热交换器可以既形成用于冷却循环气体的构件，又形成用于加热循环气体的构件。
[0042]根据有利的特定特征，压缩机构包括至少两个串联连续设置的压缩级15并且它本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制冷或液化流体如天然气或氢气的装置，该装置包括用于待冷却流体的回路(3)，该回路具有旨在连接到气态流体源(2)的上游端和旨在连接到用于收集冷却或液化的流体的构件的下游端(23)，该装置(1)包括与该用于待冷却流体的回路(3)成热交换关系的热交换器(6，10)组件，该装置(1)包括与该热交换器(6，10)组件的至少一部分成热交换关系的制冷器(20)，该制冷器(20)是对循环气体进行制冷循环的类型，该循环气体包括以下中的至少一种：氦气、氢气、氮气或氖气，所述制冷器(20)包括串联设置在循环回路(14)中的以下部分：用于压缩该循环气体的机构(15)，至少一个用于冷却该循环气体的构件(7，6，10)，用于膨胀该循环气体的机构(17)和至少一个用于加热膨胀的循环气体的构件(6，10)，其中该压缩机构包括由离心式压缩机组件构成的串联的至少三个压缩级(15)，该压缩级(15)安装在由马达(18)组件驱动旋转的一组轴上，该至少一个用于冷却该循环气体的构件(7，6，10)包括至少一个设置在至少一个压缩级(15)的出口处的热交换器(7)，该热交换器与该循环回路(14)成热交换关系，所述热交换器(7)由传热流体冷却，其特征在于，该压缩机构包括至少两个串联连续设置的压缩级(15)并且它们之间没有用于冷却该循环气体的构件如热交换器(7)来交换热量。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该压缩机构包括串联的四个压缩级(15)，该用于冷却该循环气体的构件包括三个冷却热交换器(7)，该三个冷却热交换器分别设置在这四个压缩级(15)中的三个压缩级的出口处，例如在第一压缩级与第二压缩级(15)之间、在第二压缩级与第三压缩级(15)之间、以及在第四压缩级(15)的出口处。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其包括仅每两个串联的压缩级(15)设置的冷却热交换器(7)。4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，该马达(18)组件包括多个用于驱...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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