способ охлаждения масла в маслосистеме газоперекачивающего агрегата и газомаслянный теплообменник для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ охлаждения масла в маслосистеме газоперекачивающего агрегата, отличающийся тем, что в газомасляном теплообменнике газоперекачивающего агрегата в качестве охлаждающей среды используют перекачиваемый в магистрали природный газ, а в качестве промежуточного теплоносителя используют водный раствор нейтрального по отношению к маслу и газу вещества с низкой температурой замерзания, например водный раствор этиленгликоля.

2. Газомасляный теплообменник для охлаждения жидкости, образующей с газами пожаро- или взрывоопасную смесь, например масла, отличающийся тем, что он содержит первый контур, выполненный в виде пластинчатых каналов для охлаждаемой среды и второй контур, выполненный в виде трубчатых каналов для газа, соединенных между собой промежуточным контуром для нейтрального теплоносителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплотехнике и может найти применение в газотурбинных установках газоперекачивающих агрегатов.

Известен способ охлаждения масла в трубчатых теплообменных аппаратах, в которых масло охлаждается путем обтекания радиатора с трубками, в которых протекает масло, потоком воздуха, создаваемого электровентиляторами (П.И. Бажан и др. Справочник по теплообменным аппаратам. М.: Машиностроение, 1989, с. 60). Данный способ является ближайшим аналогом к заявляемому способу охлаждения масла.

Известны рекуперативные охладители, содержащие, по крайней мере, одну секцию, состоящую из поверхности теплообмена и примыкающих к ней с противоположных сторон раздающего и собирающего коллекторов для одной из сред, имеющих соответственно рабочие патрубки для входа и выхода среды (Газовая промышленность, 1, 1985, с. 22-23).

Однако в этом охладителе отсутствуют средства, обеспечивающие в условиях запуска при низких температурах окружающей среды гарантированный прогрев теплообменных секций, что на практике приводит к возникновению термических ударов, к значительному повышению сопротивления масляной полости и соответственно давления масла вследствие резкого его охлаждения при поступлении в холодные секции; в результате имеют место случаи разгерметизации секций и выхода их из строя.

Задачей создания изобретения является разработка простого и надежного способа охлаждения масла в маслосистеме газоперекачивающего агрегата и конструкции газомаслянного теплообменника для его осуществления.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в первом пункте формулы изобретения, таких как способ охлаждения масла в маслосистеме газоперекачивающего агрегата, и отличительных существенных признаков, таких как: в газомасляном теплообменнике газоперекачивающего агрегата в качестве охлаждающей среды используют перекачиваемый в магистрали природный газ, а в качестве промежуточного теплоносителя используют водный раствор нейтрального по отношению к маслу и газу вещества с низкой температурой замерзания, например водный раствор этиленгликоля.

Это позволяет снизить эксплуатационные расходы агрегата, обеспечить безопасную эксплуатацию за счет предотвращения прямого (возможного) контакта газа с маслом.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных во втором пункте формулы изобретения, таких как газомасляный теплообменник для охлаждения жидкости, образующей с газами пожаро- или взрывоопасную смесь, например масла, и отличительных существенных признаков, таких как: теплообменник содержит первый контур, выполненный в виде пластинчатых каналов для охлаждаемой среды, и второй контур, выполненный в виде трубчатых каналов для газа, соединенных между собой промежуточным контуром для нейтрального теплоносителя.

Это позволяет повысить эксплуатационную надежность газоперекачивающего агрегата и устранить проблемы многократного запуска в условиях низких температур окружающей среды, эффективно использовать агрегаты в регионах с высокой температурой атмосферного воздуха.

Указанные выше отличительные признаки (для способа и устройства) каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи и являются существенными. Использование предлагаемого сочетания существенных отличительных признаков в известном уровне техники не обнаружено, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "новизна".

Единая совокупность новых существенных признаков с общими, известными обеспечивает решение поставленной задачи, является неочевидной для специалистов в данной области техники и свидетельствует о соответствии заявленного технического решения (для способа и устройства) критерию патентоспособности "изобретательский уровень".

Объединение двух технических решений в одну заявку связано с тем, что устройство предназначено для осуществления способа и решают одну и ту же задачу - повысить эксплуатационную надежность агрегатов и упростить процесс охлаждения масла за счет совокупности признаков как известных, так и новых.

Настоящее изобретение конкретно иллюстрируется следующими примерами осуществления изобретения, которые иллюстрируют, но не ограничивают объем использования изобретения.

Изобретение поясняется чертежом, где изображена схема газомасляного теплообменника ГПА, реализующая предлагаемый способ.

Теплообменник содержит первый контур 1, выполненный в виде пластинчатых каналов для охлаждаемой среды - масла, и второй контур 2, выполненный в виде трубчатых каналов для газа, соединенных между собой промежуточным контуром 3 для нейтрального теплоносителя. Контур 3 снабжен насосом 4 для перекачивания промежуточного теплоносителя.

Первый, второй и промежуточный контур могут быть конструктивно выполнены, как описано в книге А.М. Бакластов. Проектирование, монтаж и эксплуатация теплоиспользуемых установок. М.: Энергия, 1970.

Теплообменник работает следующим образом.(в том числе пример реализации способа).

"Горячее масло" из системы смазки газоперекачивающего агрегата (ГПА) поступает на охлаждение до заданной температуры в пластинчатые каналы контура 1 газомасляного теплообменника, по которым с одной стороны протекает охлаждаемое масло, а с другой стороны - промежуточный теплоноситель - охлаждающая жидкость, например водный раствор этиленгликоля. Охлажденное масло из контура 1 теплообменника поступает в систему смазки ГПА, а нагретый промежуточный теплоноситель по контуру 3 насосом 4 подается во второй контур 2, представляющий собой трубчатые каналы, в которых проходит магистральный газ, например природный газ или конденсат, а трубчатые каналы омываются промежуточным теплоносителем, отдавая тепло газу. Нагретый газ используется для сжигания в энергетической установке, например газотурбинной, приводящей в движение нагнетатель транспортного газа. Таким образом, в газомасляном теплообменнике газоперекачивающего агрегата в качестве охлаждающей среды используют перекачиваемый в магистрали природный газ, а в качестве промежуточного теплоносителя используют водный раствор нейтрального по отношению к маслу и газу вещества с низкой температурой замерзания, например водный раствор этиленгликоля. (Вязкая бесцветная жидкость применяется в производстве полиуретанов, взрывчатых и душистых веществ. Сов. Энциклопед. словарь. М., 1982, с. 1573.)

Использование подогретого газа на сжигание в энергетической установке способствует повышению коэффициента полезного действия установки, что приводит к экономии газа-топлива.

Использование сочетания трубчатых каналов с пластинчатыми каналами в теплообменнике повышает эффективность теплообмена и уменьшает потери давления теплоносителя в теплообменнике, повышает пропускную способность газомаслянного теплообменника.