Компрессорное устройство и используемый с ним охладитель - RU2016149465A

1. Компрессорное устройство (19) для сжатия газа в двух или более ступенях, содержащее по меньшей мере два компрессорных элемента (2), соединенных последовательно, и по меньшей мере два охладителя (12) для охлаждения сжатого газа, т.е. промежуточный охладитель (12а, 12b) между каждыми двумя следующими друг за другом компрессорными элементами (2), и, при необходимости, в зависимости от конструкции, концевой охладитель (12c) ниже по потоку от последнего компрессорного элемента (2), причем каждый охладитель (12) содержит первичную секцию (13), через которую направляется сжатый газ, подлежащий охлаждению, и вторичную секцию (16), которая находится в теплообменном контакте с первичной секцией (13) и через которую направляется хладоноситель, отличающееся тем, что по меньшей мере два из вышеупомянутых охладителей (12) являются охладителями с разделенными секциями, в которых вторичная секция (16) разделена на по меньшей мере две отдельных ступени (16', 16ʺ) для охлаждения газа, который направляется через первичную секцию (13), в следующих друг за другом ступенях, соответственно, по меньшей мере, горячей ступени (16') для первого охлаждения горячего газа, который течет в первичную секцию (13) охладителя (12), и холодной ступени (16ʺ) для дополнительного охлаждения этого газа, причем ступени (16', 16ʺ) вторичных секций (16) охладителей (12) соединены в одном или более отдельных контурах (20) охлаждения, так что сжатый газ между компрессорными элементами (2) достаточно охлаждается при минимальном расходе хладоносителя через контуры (20) охлаждения для поддержания температуры охлажденного газа на выходе (15) каждого охладителя (12) ниже максимально допустимого значения и, таким образом, достижения необходимого повышения температуры хладоносителя в по меньшей мере одном из вышеупомянутых контуров (20) охлаждения, причем по меньшей мере две, предпочтительно по меньшей мере три, горячих ступени (16ʺ) вторичных секций (16) охладителей (12) соединены последовательно в контуре (20) охлаждения, через который направляется хладоноситель, все ступени (16', 16ʺ) вторичных секций (16) охладителей (12) соединены в одном отдельном контуре (20) охлаждения, при этом по меньшей мере две горячие ступени (16') соединены параллельно, и хладоноситель в этом контуре (20) охлаждения сначала направляется через холодные ступени (16ʺ) и затем через другие ступени (16', 16ʺ).

2. Компрессорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что необходимое увеличение температуры составляет по меньшей мере порядка величины 30°C, еще лучше порядка величины 40°C и предпочтительно порядка величины 50°C.

3. Компрессорное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что хладоноситель сначала направляется через холодную ступень (16ʺ) охладителя (12) непосредственно перед компрессорным элементом (2), который выполнен так, что имеет температуру на выходе, которая наиболее близка к максимально допустимой температуре на выходе.

4. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что хладоноситель сначала направляется через холодную ступень (16ʺ) охладителя (12), для которого согласно конструкции температура сжатого газа на выходе (15) соответствующего охладителя (12) наиболее близка к максимально допустимой температуре на входе компрессного элемента (2), непосредственно следующего за этим охладителем.

5. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что по меньшей мере две, предпочтительно по меньшей мере три, горячие ступени (16') вторичных секций (16) охладителей (12) соединены последовательно в контуре (20) охлаждения, через который направляется хладоноситель.

6. Компрессорное устройство по п. 5, отличающееся тем, что хладоноситель в конце направляется через горячую ступень (16') охладителя (12), непосредственно следующего за компрессорным элементом (2), который выполнен так, что имеет наибольшую температуру на выходе.

7. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что по меньшей мере две, предпочтительно по меньшей мере три, холодные ступени (16ʺ) вторичных секций (16) охладителей (12) и, по меньшей мере две, предпочтительно по меньшей мере три, горячие ступени (16') вторичных секций (16) охладителей (12) соединены последовательно в контуре (20) охлаждения, через который направляется хладоноситель, причем хладоноситель в этом контуре (20) охлаждения сначала направляется через холодные ступени (16ʺ) и затем через горячие ступени (16').

8. Компрессорное устройство по п. 7, отличающееся тем, что все ступени (16', 16ʺ) вторичных секций (16) охладителей (12) соединены последовательно в отдельном контуре (20) охлаждения с одним отдельным хладоносителем, причем хладоноситель в этом контуре (20) охлаждения сначала направляется через холодные ступени (16ʺ) и затем через горячие ступени (16').

9. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что все ступени (16', 16ʺ) вторичных секций (16) охладителей (12) соединены в одном отдельном контуре (20) охлаждения с одним отдельным хладоносителем, причем по меньшей мере две холодные ступени (16ʺ) соединены параллельно.

10. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что по меньшей мере две холодные ступени (16ʺ), которые соединены последовательно, встроены в первый контур (20ʺ) охлаждения, и другие ступени (16' и 16ʺ), которые соединены последовательно или полностью или частично параллельны, встроены во второй контур (20') охлаждения, который отделен от первого контура (20ʺ) охлаждения.

11. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что по меньшей мере две холодные ступени (16ʺ) вторичных секций (16) охладителей (12) соединены параллельно в первом контуре (20ʺ) охлаждения, и другие ступени (16' и 16ʺ) вторичных секций (16) охладителей (12) соединены последовательно или полностью или частично параллельно во втором контуре (20') охлаждения, который отделен от первого контура (20ʺ) охлаждения.

12. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-11, отличающееся тем, что по меньшей мере две холодные ступени (16ʺ) соединены параллельно, и по меньшей мере одна холодная ступень (16ʺ) соединена последовательно с предыдущей ступенью в первом контуре (20ʺ) охлаждения, и другие ступени (16', 16ʺ) вторичных секций (16) охладителей (12) соединены последовательно или полностью или частично параллельно во втором контуре (20') охлаждения, который отделен от первого контура (20ʺ) охлаждения.

13. Охладитель для использования в компрессорном устройстве по любому из пп. 1-12, причем он имеет модульную конструкцию такую, чтобы он мог быть выполнен в виде охладителя (12) с разделенными секциями или в виде охладителя (6) без разделенных секций, отличающийся тем, что является трубчатым охладителем с пучком (25) труб с трубами (26) для направления через него хладоносителя, причем этот пучок (25) труб закреплен в корпусе с кожухом (27), который закрыт на концах пучка (25) труб концевыми пластинами (28), через которые выступают трубы (26), и этот корпус образует канал для направления газа, подлежащего охлаждению, поверх и вокруг труб (26), причем пучок (25) труб закрыт с концов крышкой (29, 30) с перегородками (31), которые разделяют крышку (29, 30) на отсеки (32), закрывающие один или более концов труб (26) для транспортирования хладоносителя через эти трубы (26), и эти перегородки (31) снабжены уплотнением (34) между перегородкой (31) и вышеупомянутой концевой пластиной (28) для разделения транспортирования потока в соседних отсеках, причем по меньшей мере две разделительные перегородки (31') могут быть снабжены таким уплотнением, которое является съемным и которое при его наличии разделяет пучок (25) труб на два канала для хладоносителя для образования охладителя (12) с разделенными секциями и при его отсутствии образует соединение между этими двумя каналами для образования одного непрерывного канала для образования отдельного охладителя (6) без разделенных секций.

14. Охладитель по п. 13, отличающийся тем, что трубы (26) пучка (25) труб сгруппированы в по меньшей мере два подпучка (25', 25ʺ), которые расположены на расстоянии (L) друг о друга, и обеспечены по меньшей мере две разделительные перегородки (31'), которые при наличии вышеуказанных уплотнений (34) в этих разделительных перегородках (31') отделяют два подпучка (25', 25ʺ) друг от друга.

15. Охладитель по п. 14, отличающийся тем, что перегородки (31 и 31') прилегают достаточно плотно к концевым пластинам (28) так, что не требуются никакие физические уплотнения (34), и исключением или удалением перегородок (31') посредством механической обработки образуется отдельный охладитель без разделенных секций.

16. Охладитель по любому из пп. 13-15, отличающийся тем, что разделительные перегородки (31') являются прямыми перегородками.

17. Охладитель по любому из пп. 13-15, отличающийся тем, что перегородки (31) являются прямыми параллельными перегородками.

18. Охладитель по любому из пп. 14-17, отличающийся тем, что каждая крышка (29, 30) содержит один или более впусков (17', 17ʺ) и один или более выпусков (18', 18ʺ) для хладоносителя, причем в каждом случае обеспечен один впуск или выпуск или один впуск и один выпуск напротив каждого подпучка (25', 25ʺ).

19. Охладитель по любому из пп. 14-17, отличающийся тем, что каждая крышка (29, соответственно 30) содержит два или более впусков, соответственно два или более выпусков, причем в каждом случае обеспечен один впуск или выпуск напротив каждого подпучка (25', 25ʺ).

20. Охладитель по любому из пп. 14-17, отличающийся тем, что все соединения для хладоносителя обеспечены на одной из двух крышек (29, 30).

21. Охладитель по любому из пп. 18-20, отличающийся тем, что впуск (17') и выпуск (18') расположены напротив одного подпучка (25'), в то время как впуск (17ʺ) и выпуск (18ʺ) расположены напротив другого подпучка (25ʺ).

22. Охладитель по любому из пп. 14-17, отличающийся тем, что в случае охладителя (12) с разделенными секциями оба впуска (17', 17ʺ) и выпуска (18', 18ʺ) используются соответственно для отдельного транспортирования двух хладоносителей через подпучки (25', 25ʺ), в то время как в случае одного отдельного охладителя (6) без разделенных секций один из впусков (17', 17ʺ) и один из выпусков (18', 18ʺ) закрыты, и уплотнения (34) в разделительных перегородках (31') не установлены.