[实用新型]一种多需求耦合精馏制冷系统

说明书

本实用新型适用于低温制冷技术领域，公开了多需求耦合精馏制冷系统，包括压缩机、一级换热器、二级换热器、膨胀机、降温换热器、复温换热器，采用一二级换热器间的冷流引出，经降温换热器换热实现冷量需求一，即冷屏处所要求的温度；进而将该股冷流分为两股流体，一股为冷屏提供制冷量，另一股流入再沸器实现低温加热器的功能，给精馏塔中的再沸液提供加热量，随后提供完加热量的这股流体流回二级换热器低压侧，并最终流回压缩机；在二级换热器高压侧流出的高压流流经膨胀机后实现降压降温，随后流入冷凝器提供制冷量；该制冷系统可对多种温区的冷量需求同时予以满足。

技术领域

本实用新型涉及低温制冷技术领域，尤其涉及一种多需求耦合精馏制冷系统。

背景技术

低温制冷系统在诸多领域如航空航天、核能利用、医疗诊疗、高能物理等都有着重要应用。其中低温精馏作为工业上获得纯气的重要途径，在气体获取纯化领域应用广泛。氢气作为洁净能源，在未来具有重要的应用前景。

精馏塔内部存在冷凝器和再沸器，在精馏塔外部存在冷屏阻断内部与外界的热辐射与导热。精馏塔内部的冷凝器对塔内气相混合工质提供冷量，将高沸点工质液化，实现不同工质的气液分离。精馏塔内部的再沸器对塔内液相混合工质进行加热，将低沸点的工质汽化，实现分离。现有冷凝器与冷屏采用制冷机提供冷量，再沸器采用加热器实现加热。低温下采用加热器相当于损失了低温下的冷量，从能源利用效率角度而言，效率较低。同时现有精馏系统常常应用在氮氧分离等空分领域，更低温度如20K温区的精馏系统较少。而20K温区精馏系统又有着广泛的用途，因此需要采用液氢温区的低温制冷机提供冷量，实现冷凝器和冷屏的冷量供给至关重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多需求耦合精馏制冷系统，其旨在解决现有的制冷系统不能对多种温区的冷量需求同时予以满足的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型提供的方案是：

一种多需求耦合精馏制冷系统，包括压缩机、一级换热器、二级换热器、膨胀机、降温换热器、复温换热器、第一支管、第二支管、第三支管、第四支管、第五支管、第六支管；所述一级换热器的高压侧入口与所述压缩机的出口连接，所述一级换热器的高压侧出口通过所述第一支管与所述二级换热器的高压侧入口连接，所述二级换热器的高压侧入口与所述膨胀机的入口连接，所述膨胀机的出口被配置为与冷凝器的入口连接，所述降温换热器的低压侧入口被配置为通过所述第三支管与所述冷凝器的出口连接，所述降温换热器的低压侧出口与所述复温换热器的冷侧入口连接，所述复温换热器的冷侧出口与所述压缩机连接；所述二级换热器的低压侧入口被配置为通过所述第四支管与所述冷凝器的出口连接，所述二级换热器的低压侧出口与所述一级换热器的低压侧入口连接，所述一级换热器的低压侧出口与所述压缩机的入口连接；所述一级换热器的高压侧入口通过所述第二支管与所述降温换热器的高压侧入口连接，所述降温换热器的高压侧出口被配置为通过所述第五支管与冷屏的入口连接，所述复温换热器的热侧入口被配置为与所述冷屏的出口连接，所述复温换热器的热侧出口与所述压缩机连接；所述降温换热器的高压侧出口被配置为通过所述第六支管与再沸器的入口连接，所述再沸器的出口与所述第四支管连接。

优选地，所述一级换热器与所述降温换热器之间依次设置有第一低温阀和第二低温阀。

优选地，所述降温换热器与所述再沸器之间设置有第六低温阀。

优选地，所述复温换热器的冷侧出口与所述压缩机之间设置有第三低温阀，所述复温换热器的热侧出口与所述压缩机之间设置有常温阀。

优选地，所述二级换热器与所述膨胀机之间设置有第四低温阀。

优选地，所述膨胀机与所述冷凝器之间设置有第五低温阀。

优选地，所述二级换热器与所述冷凝器之间设置有第七低温阀。

优选地，所述二级换热器与所述再沸器之间设置有第一加热器。