[发明专利]制冷装置和设施

说明书

披露了一种低温制冷装置，该装置布置在框架(100)中并且包括工作回路(10)，该工作回路形成环路并且装有工作流体，该工作回路(10)形成循环，该循环串联地包括：压缩机构(2，3)、冷却机构(4，5，6)、膨胀机构(7)、以及加热机构(6，8)；该装置(1)包括制冷热交换器(8)，该制冷热交换器旨在通过与该工作流体进行热交换而从至少一个构件(125)中提取热量；用于冷却该工作流体的该机构和用于加热该工作流体的该机构包括共用热交换器(6)，该工作流体在该工作回路(10)的两个单独运送部分中逆流运送到该共用热交换器中；该压缩机构包括至少两个压缩机(2，3)和用于驱动这些压缩机(2，3)的至少一个驱动马达(14，15)；该工作流体膨胀机构包括至少一个旋转涡轮机(7)；该装置包括至少一个驱动马达(14，15)，该至少一个驱动马达包括驱动轴，该驱动轴的一个端部驱动压缩机(2)并且该驱动轴的另一端部联接至涡轮机(7)；该马达(14)在至少一个固定点(104)处附接至该框架(100)；该共用热交换器(6)在至少一个固定点(106)处附接至该框架(100)；该共用热交换器(6)的两个逆流运送部分沿该框架(100)的纵向方向(A)定向；该驱动马达(14，15)的驱动轴沿与该纵向方向(A)平行或基本上平行的方向定向；并且该涡轮机(7)和该压缩机(2)相对纵向地布置，使得该涡轮机(7)在该装置正在运行时纵向地定位于与该共用热交换器(6)的相对较冷的端部相对应的一侧上，并且该压缩机(2)在该装置正在运行时纵向地定位于与该共用热交换器(6)的相对较热的端部相对应的一侧上。

本发明涉及一种用于制冷的装置和系统。

本发明更具体地涉及一种低温制冷装置，即在-100摄氏度与-273摄氏度之间的温度下制冷，该装置设置在框架中并且包括工作回路，该工作回路形成环路并且装有工作流体，该工作回路形成循环，该循环串联地包括：用于压缩该工作流体的机构、用于冷却该工作流体的机构、用于使该工作流体膨胀的机构、以及用于加热该工作流体的机构；该装置包括制冷热交换器，该制冷热交换器旨在通过与在该工作回路中循环的该工作流体进行热交换而在至少一个构件处提取热量；用于冷却该工作流体的该机构和用于加热该工作流体的该机构包括共用热交换器，该工作流体根据其要被冷却还是加热而在该工作回路的两个单独通路部分中逆流穿过该共用热交换器；该压缩机构包括至少两个压缩机和用于这些压缩机的至少一个驱动马达；用于使该工作流体膨胀的该机构包括至少一个旋转涡轮机；该装置包括至少一个驱动马达，该至少一个驱动马达包括驱动轴，该驱动轴的一个端部驱动至少一个压缩机并且该驱动轴的另一端部联接至涡轮机；所述马达在至少一个固定点处固定至该框架；该共用热交换器在至少一个固定点处固定至该框架；该共用热交换器的两个逆流通路部分沿该框架的纵向方向定向。

术语“低温制冷装置”表示在-100摄氏度与-273摄氏度之间、尤其在-100摄氏度与-253摄氏度之间的温度下制冷。

本发明尤其涉及低温制冷机和/或液化器，例如具有“涡轮布雷顿”循环或“涡轮布雷顿冷却器”的类型，其中工作气体、还被称为循环气体(氦气、氮气、氢气或另一纯气体或混合物)经过产生冷量的热力循环，该冷量可以传递到要冷却的构件或气体。

这些装置用于多种多样的应用，特别是用于冷却储箱中的天然气(例如在船舶中)。液化天然气例如被过冷以避免其汽化，或者气态部分被冷却以便再液化。

例如，可以使天然气流在由制冷机/液化器的循环气体冷却的热交换器中循环。

这些装置可以包括插在压缩级的出口处的多个热交换器。这些装置结合在框架或周围物体中，该框架或周围物体的体积是有限的。因此，难以结合各种交换器和相关联的管道。在一些情况下，工作气体的冷却可能出现问题。

此外，装置的各个部件可能会经历介于环境温度与低温(具体地低至25K)之间的显著温度变化。因此，这些温度变化有可能引起可能会对装置的整体性有负面影响的尺寸变化。

本发明的目的是克服上述现有技术的所有或部分缺点。