[发明专利]多级压缩混合工质制冷/液化系统

摘要

本发明提供的多级压缩混合工质制冷/液化系统，提供一种多压力级混合工质深冷节流制冷系统，前级压缩冷却后经分离器分离的液相混合冷剂不再经过后级压缩，可减少整体压缩功耗，同时可大幅降低低温级换热器换热面积，能够实现回热换热器中热当量的匹配及更好利用多级压缩机提供的多个压力级，可满足各种深冷需求场合，如气体液化，特别是天然气液化、空气分离、化工尾气液化回收、煤层气液化等；本发明提供的多级压缩混合工质制冷/液化系统，采用普冷温区商业压缩机，相对于传统高压制冷循环，大幅降低成本，且相对于低压制冷循环，本发明提供的多级压缩混合工质制冷/液化系统，低温级蒸发器制冷剂压力提高，单位冷剂液化能力显著增强。

主权项

1.一种多级压缩混合工质制冷/液化系统，其特征在于，包括：多级压缩机单元、回热单元、蒸发器单元，所述多级压缩机单元的高压制冷剂出口连接所述回热单元的制冷剂高压入口，所述回热单元的制冷剂高压出口连接所述蒸发器单元的高压入口，所述蒸发器单元的低压出口连接所述回热单元的制冷剂低压入口，所述回热单元的制冷剂低压出口连接所述多级压缩机单元的低压制冷剂入口；其中：所述多级压缩机单元包括第一子压缩机模块、第二子压缩机模块……及第N子压缩机模块，N为大于或等于2的自然数，所述第一子压缩机模块包括第一级压缩机模块、第一级级间冷却器和第一级气液分离器，所述第二子压缩机模块包括第二级压缩机模块、第二级级间冷却器和第二级气液分离器，所述第N子压缩机模块包括第N级压缩机模块、第N级级间冷却器和第N级气液分离器，所述第一级压缩机模块的高压出口连接第一级级间冷却器的高压入口、所述第一级级间冷却器的高压出口连接第一级气液分离器的入口，所述第一级气液分离器的液相出口进入所述回热单元形成第一压力级高压液相入口，所述第一级气液分离器的气相出口连接所述第二级压缩机模块的吸气口；第二级压缩机模块的高压出口连接所述第二级级间冷却器的高压入口、所述第二级级间冷却器的高压出口连接所述第二级气液分离器的入口，所述第二级气液分离器的液相出口进入所述回热单元形成第二级高压液相入口，所述第二级气液分离器的气相出口连接下一级压缩机模块的吸气口；以此类推，第i级压缩机模块的高压出口连接第i级级间冷却器的高压入口，第i级级间冷却器的高压出口连接第i级气液分离器的入口，第i级气液分离器的液相出口进入所述回热单元形成第i压力级高压液相入口，第i级气液分离器的气相出口进入所述回热单元形成第i压力级高压气相入口；所述回热单元包括主换热器及N个压力级子模块构成，所述N＝1,2，···，i‑1，i,···，N；第i压力级子模块包括：一个第i级节流元件和一个第i级回热换热器，第i压力级子模块的出口连接第i‑1级回热换热器的第i压力级入口，第i‑1级回热换热器的第i压力级出口连接下一级压力级子模块的第i压力级入口；第i级压力级子模块中第N‑i级高压入口经第i级回热换热器的出口连接第i级节流元件并与第i‑1级回热换热器返流入口汇合，进入第i级回热换热器形成第i级回热换热器返流，形成上一级回热换热器返流入口；且相邻2级回热换热器第i级和第i‑1级，后一级回热换热器比前一级回热换热器的流道少一；所述蒸发器单元包括：主节流元件及蒸发器，所述回热单元的主换热器的出口连接所述主节流元件的高压入口，所述主节流元件的低压出口连接蒸发器的制冷剂入口，蒸发器的制冷剂出口连接所述回热单元的主换热器的入口。