Turbomaschinen - Linde Kryotechnik AG
Turbomaschinen - Linde Kryotechnik AG
Turbomaschinen - Linde Kryotechnik AG
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A Member of<br />
The <strong>Linde</strong> Group<br />
KRYOTECHNIK<br />
<strong>Turbomaschinen</strong>.<br />
Schlüsselkomponenten kryogener<br />
Verflüssigungs- und Kälteanlagen.
<strong>Turbomaschinen</strong><br />
Expansionsturbine mit dynamischer Gaslagerung.<br />
Zuverlässigkeit, die zählt.<br />
Die <strong>Linde</strong> <strong>Kryotechnik</strong> <strong>AG</strong> hat mehr als<br />
30 Jahre Erfahrung in der Entwicklung, in<br />
der Fertigung und im Betrieb von Expansionsturbinen<br />
mit dynamischer Gaslagerung<br />
für den Einsatz in tiefkalten Gasen.<br />
Die Turbinen dienen zur Erzeugung von<br />
Prozesskälte in Gasen wie Helium, Wasserstoff,<br />
Stickstoff und Neon.<br />
Weltweit sind mehr als 1000 Expansionsturbinen<br />
der <strong>Linde</strong> <strong>Kryotechnik</strong> <strong>AG</strong> in Kälte<br />
und Verflüssigungsanlagen erfolgreich im<br />
Einsatz. Zum Anwenderkreis zählen Industriebetriebe,<br />
Universitäten und Forschungseinrichtungen<br />
wie z.B. CERN, DESY, ORNL,<br />
JLab and Fermilab.<br />
Die Expansionsturbinen einer Kälte- bzw.<br />
Gasverflüssigungsanlage werden von komprimiertem<br />
Prozessgas angetrieben.<br />
Das Prozessgas leistet an der Turbine Arbeit<br />
und verliert dadurch Energie, wobei es abkühlt.<br />
Die Turbine wandelt Gasdruck in mechanische<br />
Leistung um und wirkt somit als Kältemaschine.<br />
Die mechanische Leistung wird im Turbinenbremskreislauf<br />
vollständig dissipiert. Die so<br />
erzeugte Bremswärme wird bei Umgebungstemperatur<br />
an das Kühlwasser im Gaskühler<br />
abgeführt. Die Expansionsturbine von <strong>Linde</strong> ist<br />
eine einstufige Radialturbine. Sie ist über die<br />
Turbinenwelle direkt mit einem Radialbremsverdichter<br />
verbunden. Durch Variieren des<br />
Bremsverdichterbetriebspunkts wird die Drehzahl<br />
der Turbine gesteuert.<br />
Eine Besonderheit stellt das innovative dynamische<br />
Gaslagersystem der Expansionsturbine<br />
dar. Im Gegensatz zur statischen Gaslagerung<br />
ist die dynamische Gaslagerung selbst tragend,<br />
d.h. eine externe Lagergaszuspeisung ist nicht<br />
erforderlich. Die Turbine arbeitet mit hoher<br />
Effizienz, da<br />
der gesamte<br />
Gasstrom dem<br />
eigentlichen Kälteprozess<br />
zur Verfügung<br />
steht. Des Weiteren<br />
entfällt im Vergleich zur<br />
statischen Gaslagerung 1<br />
der Leckagestrom warmen<br />
Gases in die Expan sionsstufe<br />
der Radialturbine. Die dynamisch<br />
gasgelagerte Turbine<br />
zeichnet sich somit durch einen<br />
besonders niedrigen Wärme einfall<br />
aus. Im Vergleich zur Öllagerung<br />
besteht bei der dynamischen<br />
Gas lagerung keine Gefahr einer<br />
Verun reinigung des Prozessgases mit Öl.<br />
Eine Turbinenlogik überwacht permanent den<br />
Betriebszustand der Turbine und stellt deren<br />
optimalen Betriebspunkt bzw. ihre optimale<br />
Drehzahl über ein Regelventil im Bremsverdichterkreislauf<br />
ein. Die Turbinenlogik ist in<br />
der Anlagenregelung integriert und übernimmt<br />
die Sicherheitsfunktionen zum Schutz der<br />
Expan sionsturbine z.B. vor Überdrehzahl.<br />
Aufgrund des modularen Aufbaus sind sowohl<br />
die Montage und Demontage der Expansionsturbine<br />
als auch der Austausch des Turbineneintrittsfilters<br />
ohne Brechen des Isolationsvakuums<br />
der Coldbox möglich.<br />
Die <strong>Linde</strong>-Expansionsturbinen mit dynamischer<br />
Gaslagerung zeichnen sich durch ein einfaches<br />
und robustes Design, hohen Wirkungsgrad,<br />
grosse Betriebssicherheit und Verfügbarkeit<br />
sowie sehr lange Lebensdauer aus.<br />
Aufgrund des verschleissfreien Betriebs sind<br />
periodische Inspektionen nicht erforderlich.<br />
8<br />
4<br />
9<br />
6<br />
1.<br />
2.<br />
3.<br />
4.<br />
5.<br />
6.<br />
7.<br />
8.<br />
9.<br />
5<br />
3<br />
7<br />
Aufbaukühler<br />
Drehzahlsensor<br />
Turbinenpatrone<br />
Bremsrad<br />
Turbinenrad<br />
Gaseintritt<br />
Gasaustritt<br />
Regelventil<br />
Tieftemperaturgehäuse<br />
2
Kalte Kompressoren<br />
Kaltkompressoren<br />
Leistung maximieren.<br />
Kaltverdichter der <strong>Linde</strong> <strong>Kryotechnik</strong> <strong>AG</strong><br />
sind in einer Vielzahl von Anlagen<br />
erfolgreich eingesetzt.<br />
Kaltverdichter komprimieren Gasströme im<br />
tiefkalten Zustand. Je nach gefordertem<br />
Enddruck können mehrere Kaltverdichter<br />
in Serie betrieben werden. Mit Kaltverdichtern<br />
lassen sich ferner subatmosphärische<br />
Prozess bedingungen z.B. zur Erzeugung<br />
tiefstkalten superfluiden Heliums (< 4,2 K)<br />
herstellen.<br />
Der Einsatz von Kaltverdichtern in mittleren<br />
Kälteanlagen ist sehr wirtschaftlich, in<br />
grösseren Kälteanlagen unabdingbar.<br />
Der entscheidende Vorteil liegt, aufgrund<br />
der Verdichtung von subatmosphärischem<br />
Prozessgas, in der drastischen Reduzierung der<br />
Baugrössen von nachgeschalteten Anlagenkomponenten<br />
wie z.B. Vakuumpumpen bzw.<br />
Kompressoren und Wärmetauschern.<br />
Die Kaltverdichter bestehen aus einer Radialverdichterstufe,<br />
einem Tieftemperatur gehäuse<br />
und einer elektrischen Antriebseinheit mit<br />
integrierter Lagerung. Zur Optimierung des<br />
Betriebs der Radialverdichterstufe arbeitet die<br />
elektrische Antriebseinheit drehzahlgesteuert.<br />
Der Kaltverdichter zeichnet sich durch einen<br />
modularen Aufbau aus. Montage und Demontage<br />
des Kaltverdichters sind ohne Brechen des<br />
Isolationsvakuums der Coldbox möglich.<br />
Die von der <strong>Linde</strong> <strong>Kryotechnik</strong> <strong>AG</strong> entwickelten<br />
Maschinen werden anhand der individuellen<br />
Prozessbedingungen der Anlage ausgelegt.<br />
Die Kaltverdichter von <strong>Linde</strong> <strong>Kryotechnik</strong> zeichnen sich durch folgende Eigenschaften aus:<br />
• hoher thermodynamischer (polytroper) Wirkungsgrad<br />
• hohes Verdichtungsverhältnis<br />
• breites Betriebsfeld<br />
• minimierter Wärmeeinfall, optional mit Helium- oder Stickstoffschild<br />
• betriebssicher durch fortschrittliches Steuerungskonzept<br />
• präziser drehzahlgeregelter Hochleistungsmotor zum Einstellen verschiedener Betriebszustände<br />
• standardisierte Komponenten für einfachen Austausch<br />
• extrem wartungsarm
Kaltzirkulatoren<br />
Kälte effizient verteilen.<br />
Für die Kühlung von Anlagenteilen, die<br />
räumlich von der Kälteanlage getrennt<br />
sind, werden Kaltzirkulatoren eingesetzt.<br />
1 Liquefier<br />
2 Compressor<br />
3 Oil Removal System<br />
4 Buffer Tank<br />
5 Pressure Control Panel<br />
6 Dewar<br />
Für die Kühlung von Anlagenteilen, die<br />
räumlich von der Kälteanlage getrennt sind,<br />
werden Kaltzirkulatoren eingesetzt.<br />
Kalt zirkulatoren fördern das tiefkalte Helium<br />
von der Kälteanlage zum Verbraucher.<br />
Kaltzirkulatoren werden typischerweise immer<br />
dort eingesetzt, wo grosse Kühlmassenströme<br />
zur Kälteversorgung von Experimenten notwendig<br />
sind.<br />
Eine besondere Anwendung ist auch die<br />
T rennung von Primär- und Sekundärkühlkreisen<br />
in kerntechnischen Anlagen wie z.B. in einer<br />
kalten Neutronenquelle (CNS, UCN).<br />
7 Mobile Dewar<br />
8 Line Drier<br />
9 Stand-alone Control Panel<br />
10 H.P. Recovery Compressor<br />
11 Cylinder Bundle<br />
12 Gas Bag<br />
Kaltzirkulatoren bestehen aus einer Pumpenstufe,<br />
einem Tieftemperaturgehäuse und einer<br />
Antriebseinheit mit integrierter Lagerung.<br />
Das Pumpenrad wird über einen drehzahlgeregelten<br />
Elektromotor angetrieben. Der Kaltzirkulator<br />
zeichnet sich durch seinen modularen<br />
Aufbau aus. Montage und Demontage des Kaltzirkulators<br />
sind ohne Brechen des Isolationsvakuums<br />
der Coldbox möglich.<br />
Die von der <strong>Linde</strong> <strong>Kryotechnik</strong> <strong>AG</strong> entwickelten<br />
Maschinen werden anhand der individuellen<br />
Prozessbedingungen der Anlage ausgelegt.<br />
Die Kaltzirkulatoren der <strong>Linde</strong> <strong>Kryotechnik</strong> <strong>AG</strong> zeichnen sich durch folgende Eigenschaften aus.<br />
• hoher thermodynamischer (polytroper) Wirkungsgrad<br />
• breites Betriebsfeld<br />
• minimierter Wärmeeinfall, optional mit Stickstoff oder Helium-Schild<br />
• kompaktes Design, hohe Standfestigkeit und lange Betriebszeiten<br />
• präziser drehzahlgeregelter Hochleistungsmotor zum Einstellen verschiedener Betriebszustände<br />
• standardisierte Komponenten für einfachen Austausch<br />
• extrem wartungsarm
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www.lindekryotechnik.ch info@linde-kryotechnik.ch
<strong>Linde</strong> <strong>Kryotechnik</strong> <strong>AG</strong><br />
Daettlikonerstrasse 5<br />
CH-8422 Pfungen<br />
Switzerland<br />
Phone: +41.52.304 05 55<br />
Fax: +41.52.304 05 50<br />
info@linde-kryotechnik.ch<br />
www.linde-kryotechnik.ch<br />
A Member of<br />
The <strong>Linde</strong> Group<br />
Technische Charakteristik.<br />
Turbinentypen<br />
Turbinentyp TED16 TED22 TED32 TED45<br />
max. Prozessleistung 5 kW 10 kW 25 kW 50 kW<br />
Kaltkompressoren und Kaltzirkulatoren<br />
Die <strong>Linde</strong> <strong>Kryotechnik</strong> behält sich das Recht vor, Änderungen ohne vorhergehende Bekanntgabe vorzunehmen, insbesondere falls technische<br />
Änderungen zur Verbesserung gemacht wurden oder Fehler in Beschreibung und Darstellung aufgetreten sind.<br />
Service and Sales Partners<br />
China<br />
<strong>Linde</strong> <strong>AG</strong>, LE Division<br />
Beijing Representative Office<br />
Room 401, Lido Commercial Building<br />
Jichang Road, Beijing 100 004, China<br />
Phone +86.10.6437 67 22<br />
+86.10.6437 66 34<br />
Fax +86.10.6437 67 18<br />
<strong>Linde</strong>China@vip.163.com<br />
India<br />
<strong>Linde</strong> Engineering India Pvt. Ltd.<br />
38, Nutan Bharat Society, Alkapuri,<br />
Vadodara - 390007, Gujarat, India<br />
Phone +91.265.305 67 89<br />
Fax +91.265.233 52 13<br />
sales@linde-le.com<br />
www.linde-india.com<br />
KRYOTECHNIK<br />
Kaltkompressoren Kaltzirkulatoren<br />
Min. Förderleistung 10 g/s 100 g/s<br />
Max. Förderleistung auf Anfrage auf Anfrage<br />
Saugdruck 15 mbar > 3 bar<br />
Erreichbarer Differenzdruck — 2.5 bar<br />
Verdichtungsverhältnis pro Verdichterstufe bis zu 4 fach —<br />
Polytroper Wirkungsgrad an der Welle 70% – 85% * 70% – 85% *<br />
Schildkühlung / Thermische Anbindung optional optional<br />
Ausführungsstandard ASME, AD 2000 und andere ASME, AD 2000 und andere<br />
* in Abhängigkeit vom Auslegungspunkt<br />
Japan<br />
Taiyo Nippon Sanso Corporation<br />
Plant Engineering Center<br />
Space & Cryogenic Equipment<br />
6-2 Kojima-Cho,<br />
Kawasaki-Ku Kanagawa Pref.<br />
210-0861 Kawasaki-City, Japan<br />
Phone +81.442.88 53 06<br />
Fax +81.442.88 27 27<br />
takashi.fukano@tn-sanso.co.jp<br />
www.tn-sanso.co.jp<br />
Koike Sanso Kogyo Co.<br />
3-1 Shinden 2 Chome<br />
272 Ichikawa City, Chiba, Japan<br />
Phone +81.473.76 36 33<br />
Fax +81.473.76 70 20<br />
t.fushimi@koikeox.co.jp<br />
www.koikeox.co.jp<br />
Mexico, USA and Canada<br />
<strong>Linde</strong> Cryogenics<br />
Division of <strong>Linde</strong> Process Plants, Inc.<br />
6100 South Yale Avenue<br />
Suite 1200<br />
Tulsa, Oklahoma 74136, USA<br />
Phone +1.918.477 1200<br />
Fax +1.918.477 1100<br />
lindecryogenics@lppusa.com<br />
www.lppusa.com<br />
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