Газоперекачувальна установка магістрального трубопроводу

Газоперекачувальна установка магістрального трубопроводу, що містить лінію для підведення газу низького тиску, лінію для відведення газу високого тиску, пристрій для стиснення і розширення робочих тіл з каналом для відведення розширеного газу і каналом для підведення робочого тіла, що 3 Поставлена задача вирішується тим, що у газоперекачувальній установці магістрального трубопроводу, що містить лінію для підведення газу низького тиску, лінію для відведення газу високого тиску, пристрій для стиснення і розширення робочих тіл з каналом для відведення розширеного газу, і каналом для підведення робочого тіла, що розширюється, який містить джерело підведення теплоти, згідно з винаходом пристрій для стиснення і розширення робочих тіл виконано у вигляді каскадного обмінника тиску, оснащеного патрубком для відведення стисненого газу, підключеним до лінії для відведення газу високого тиску, патрубком для підведення стискаючого середовища, сполученим за допомогою каналу для підведення робочого тіла, що розширюється, який містить джерело підведення теплоти, з лінією для відведення газу високого тиску, патрубком для підведення стискуваного середовища, підключеним до лінії для підведення газу низького тиску, патрубком для відведення стискаючих газів, з'єднаним каналом для відведення розширеного робочого тіла, який містить охолоджувач, з лінією для підведення газу низького тиску. Виконання пристрою для стиснення і розширення робочих тіл у вигляді каскадного обмінника тиску, оснащеного патрубком для відведення стисненого газу, підключеним до лінії для відведення газу високого тиску, дозволить здійснити в одному агрегаті пряме перетворення теплової енергії у роботу стисненого газу в результаті безпосередньої взаємодії частини стисненого газу, що перекачується, попередньо підігрітого у джерелі підведення теплоти, і стискуваних газів у процесі каскадного енергообміну, що сприяє значному підвищенню к.к.д. пристрою для перетворення вихідної теплової енергії у роботу стисненого газу. Невисока частота обертання ротора спричиняє високу надійність і менш жорсткі технологічні вимоги до точності виготовлення і балансуванню роторів каскадних обмінників відносно лопаткових машин і, як наслідок, - низьку собівартість виробництва і обслуговування установки. Сполучення патрубка для підведення стискаючого середовища за допомогою каналу для підведення робочого тіла, що розширюється, який містить джерело підведення теплоти, з лінією для відведення газу високого тиску дозволить використовувати як стискаюче середовище в каскадному обміннику тиску частину стисненого газу, що перекачується, нагрітого в джерелі підведення теплоти, що усуває необхідність застосування окремого агрегату стискування робочого тіла (компресора), що споживає механічну енергію, і агрегату розширення робочого тіла (газової турбіни) як основного джерела механічної енергії. Відзначене забезпечить значне спрощення конструкції установки, зниження її вартості і підвищення ресурсу роботи. З'єднання патрубка для відведення стискаючих газів за допомогою каналу для відведення розширеного робочого тіла, який містить охолоджувач, з лінією для підведення газу низького тиску, забезпечить можливість повторного використання газу, що розширився, як стискуваного середовища, що, у свою чергу, дозволить спростити і здешеви 96702 4 ти конструкцію пропонованого пристрою, а також підвищити її надійність завдяки однорідності робочого тіла у всіх контурах газоперекачувальної установки. Причому охолодження робочого тіла в охолоджувачі каналу для відведення розширеного робочого тіла, забезпечить зменшення витрат енергії на стиснення цього тіла в каскадному обміннику тиску, що також сприятиме підвищенню к.к.д. установки в цілому. Суть винаходу пояснюється кресленням, де зображена газоперекачувальна установка магістрального трубопроводу, що містить лінію 1 для підведення газу низького тиску, лінію 2 для відведення газу високого тиску, каскадний обмінник тиску 3 (КОТ), що містить ротор 4 з комірками 5 і статор 6, оснащений патрубком 7 для відведення стисненого газу з циркуляційним вентилятором 8, підключеним до лінії 2 для відведення газу високого тиску, патрубком 9 для підведення стискаючого середовища, сполученим за допомогою каналу 10 для підведення робочого тіла, що розширюється, що містить джерело підведення теплоти 11, з лінією 2 для відведення газу високого тиску, патрубком 12 для підведення стискуваного середовища з продувним вентилятором 13, підключеним до лінії 1 для підведення газу низького тиску, патрубком 14 для відведення стискаючих газів, з'єднаним каналом 15 для відведення розширеного робочого тіла, що містить охолоджувач 16, з лінією 1 для підведення газу низького тиску. Газоперекачувальна установка магістрального трубопроводу працює наступним чином. Газ, що перекачується, з лінії 1 для підведення газу низького тиску подається продувним вентилятором 13 через патрубок 12 для підведення стискуваного середовища у комірки 5 ротора 4, що обертається в статорі 6, де в результаті робочого процесу КОТ 3 здійснюється його стиснення і витиснення у патрубок 7 для відведення стисненого газу гарячим газом, який підводиться у комірки 5 через патрубок 9 для підведення стискаючого середовища. Віддавши значну частину потенційної енергії, гарячий газ через патрубок 14 для відведення стискаючих газів і канал 15 для відведення розширеного робочого тіла надходить у охолоджувач 16, де прохолоджується, і далі вертається у лінію 1 для підведення газу низького тиску. З патрубка 7 для відведення стисненого газу газ, що перекачується, проштовхується циркуляційним вентилятором 8 у лінію 2 для відведення газу високого тиску, звідки одна його частина направляється до споживача (у магістральний трубопровід), інша - перепускається у канал 10 для підведення робочого тіла, що розширюється, де підігрівається джерелом підведення теплоти 11 до максимальної температури робочого циклу, і далі направляється у патрубок 9 для підведення стискаючого середовища. Таким чином, частина стисненого в КОТ 3 газу використовується як активне середовище, безпосередньо стискаюче магістральний газ, що надходить у комірки 5 ротора 4 з лінії 1 для підведення газу низького тиску газоперекачувальної установки. У результаті прямого перетворення теплової енергії джерела підведення теплоти у роботу сти 5 сненого газу здійснюється високоефективне стиснення газу, що перекачується, зі значно більш високим загальним к.к.д. відносно показників відомих газоперекачувальних установок з газотурбінним двигуном. Процес стиснення і розширення робочих середовищ здійснюється в одному агрегаті (каскадному обміннику тиску) з незначними витратами механічної енергії, що витрачається на привод циркуляційних вентиляторів. Завдяки цьому Комп’ютерна верстка А. Рябко 96702 6 помітно спрощується конструкція і знижується собівартість газоперекачувальної установки, а з урахуванням невисокої частоти обертання ротора каскадного обмінника тиску, що не перевищує -1 2000…2500 мін , забезпечується помітне збільшення ресурсу її роботи. Основним енергетичним джерелом робочого циклу установки є теплова енергія будь-якого походження. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601