Turbomaschinen - Linde Kryotechnik AG

A Member of
The Linde Group
KRYOTECHNIK
Turbomaschinen.
Schlüsselkomponenten kryogener
Verflüssigungs- und Kälteanlagen.

Turbomaschinen
Expansionsturbine mit dynamischer Gaslagerung.
Zuverlässigkeit, die zählt.
Die Linde Kryotechnik AG hat mehr als
30 Jahre Erfahrung in der Entwicklung, in
der Fertigung und im Betrieb von Expansionsturbinen
mit dynamischer Gaslagerung
für den Einsatz in tiefkalten Gasen.
Die Turbinen dienen zur Erzeugung von
Prozesskälte in Gasen wie Helium, Wasserstoff,
Stickstoff und Neon.
Weltweit sind mehr als 1000 Expansionsturbinen
der Linde Kryotechnik AG in Kälte­
und Verflüssigungsanlagen erfolgreich im
Einsatz. Zum Anwenderkreis zählen Industriebetriebe,
Universitäten und Forschungseinrichtungen
wie z.B. CERN, DESY, ORNL,
JLab and Fermilab.
Die Expansionsturbinen einer Kälte- bzw.
Gasverflüssigungsanlage werden von komprimiertem
Prozessgas angetrieben.
Das Prozessgas leistet an der Turbine Arbeit
und verliert dadurch Energie, wobei es abkühlt.
Die Turbine wandelt Gasdruck in mechanische
Leistung um und wirkt somit als Kältemaschine.
Die mechanische Leistung wird im Turbinenbremskreislauf
vollständig dissipiert. Die so
erzeugte Bremswärme wird bei Umgebungstemperatur
an das Kühlwasser im Gaskühler
abgeführt. Die Expansionsturbine von Linde ist
eine einstufige Radialturbine. Sie ist über die
Turbinenwelle direkt mit einem Radialbremsverdichter
verbunden. Durch Variieren des
Bremsverdichterbetriebspunkts wird die Drehzahl
der Turbine gesteuert.
Eine Besonderheit stellt das innovative dynamische
Gaslagersystem der Expansionsturbine
dar. Im Gegensatz zur statischen Gaslagerung
ist die dynamische Gaslagerung selbst tragend,
d.h. eine externe Lagergaszuspeisung ist nicht
erforderlich. Die Turbine arbeitet mit hoher
Effizienz, da
der gesamte
Gasstrom dem
eigentlichen Kälteprozess
zur Verfügung
steht. Des Weiteren
entfällt im Vergleich zur
statischen Gaslagerung 1
der Leckagestrom warmen
Gases in die Expan sionsstufe
der Radialturbine. Die dynamisch
gasgelagerte Turbine
zeichnet sich somit durch einen
besonders niedrigen Wärme einfall
aus. Im Vergleich zur Öllagerung
besteht bei der dynamischen
Gas lagerung keine Gefahr einer
Verun reinigung des Prozessgases mit Öl.
Eine Turbinenlogik überwacht permanent den
Betriebszustand der Turbine und stellt deren
optimalen Betriebspunkt bzw. ihre optimale
Drehzahl über ein Regelventil im Bremsverdichterkreislauf
ein. Die Turbinenlogik ist in
der Anlagenregelung integriert und übernimmt
die Sicherheitsfunktionen zum Schutz der
Expan sionsturbine z.B. vor Überdrehzahl.
Aufgrund des modularen Aufbaus sind sowohl
die Montage und Demontage der Expansionsturbine
als auch der Austausch des Turbineneintrittsfilters
ohne Brechen des Isolationsvakuums
der Coldbox möglich.
Die Linde-Expansionsturbinen mit dynamischer
Gaslagerung zeichnen sich durch ein einfaches
und robustes Design, hohen Wirkungsgrad,
grosse Betriebssicherheit und Verfügbarkeit
sowie sehr lange Lebensdauer aus.
Aufgrund des verschleissfreien Betriebs sind
periodische Inspektionen nicht erforderlich.
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Aufbaukühler
Drehzahlsensor
Turbinenpatrone
Bremsrad
Turbinenrad
Gaseintritt
Gasaustritt
Regelventil
Tieftemperaturgehäuse
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Kalte Kompressoren
Kaltkompressoren
Leistung maximieren.
Kaltverdichter der Linde Kryotechnik AG
sind in einer Vielzahl von Anlagen
erfolgreich eingesetzt.
Kaltverdichter komprimieren Gasströme im
tiefkalten Zustand. Je nach gefordertem
Enddruck können mehrere Kaltverdichter
in Serie betrieben werden. Mit Kaltverdichtern
lassen sich ferner subatmosphärische
Prozess bedingungen z.B. zur Erzeugung
tiefstkalten superfluiden Heliums (< 4,2 K)
herstellen.
Der Einsatz von Kaltverdichtern in mittleren
Kälteanlagen ist sehr wirtschaftlich, in
grösseren Kälteanlagen unabdingbar.
Der entscheidende Vorteil liegt, aufgrund
der Verdichtung von subatmosphärischem
Prozessgas, in der drastischen Reduzierung der
Baugrössen von nachgeschalteten Anlagenkomponenten
wie z.B. Vakuumpumpen bzw.
Kompressoren und Wärmetauschern.
Die Kaltverdichter bestehen aus einer Radialverdichterstufe,
einem Tieftemperatur gehäuse
und einer elektrischen Antriebseinheit mit
integrierter Lagerung. Zur Optimierung des
Betriebs der Radialverdichterstufe arbeitet die
elektrische Antriebseinheit drehzahlgesteuert.
Der Kaltverdichter zeichnet sich durch einen
modularen Aufbau aus. Montage und Demontage
des Kaltverdichters sind ohne Brechen des
Isolationsvakuums der Coldbox möglich.
Die von der Linde Kryotechnik AG entwickelten
Maschinen werden anhand der individuellen
Prozessbedingungen der Anlage ausgelegt.
Die Kaltverdichter von Linde Kryotechnik zeichnen sich durch folgende Eigenschaften aus:
• hoher thermodynamischer (polytroper) Wirkungsgrad
• hohes Verdichtungsverhältnis
• breites Betriebsfeld
• minimierter Wärmeeinfall, optional mit Helium- oder Stickstoffschild
• betriebssicher durch fortschrittliches Steuerungskonzept
• präziser drehzahlgeregelter Hochleistungsmotor zum Einstellen verschiedener Betriebszustände
• standardisierte Komponenten für einfachen Austausch
• extrem wartungsarm

Kaltzirkulatoren
Kälte effizient verteilen.
Für die Kühlung von Anlagenteilen, die
räumlich von der Kälteanlage getrennt
sind, werden Kaltzirkulatoren eingesetzt.
1 Liquefier
2 Compressor
3 Oil Removal System
4 Buffer Tank
5 Pressure Control Panel
6 Dewar
Für die Kühlung von Anlagenteilen, die
räumlich von der Kälteanlage getrennt sind,
werden Kaltzirkulatoren eingesetzt.
Kalt zirkulatoren fördern das tiefkalte Helium
von der Kälteanlage zum Verbraucher.
Kaltzirkulatoren werden typischerweise immer
dort eingesetzt, wo grosse Kühlmassenströme
zur Kälteversorgung von Experimenten notwendig
sind.
Eine besondere Anwendung ist auch die
T rennung von Primär- und Sekundärkühlkreisen
in kerntechnischen Anlagen wie z.B. in einer
kalten Neutronenquelle (CNS, UCN).
7 Mobile Dewar
8 Line Drier
9 Stand-alone Control Panel
10 H.P. Recovery Compressor
11 Cylinder Bundle
12 Gas Bag
Kaltzirkulatoren bestehen aus einer Pumpenstufe,
einem Tieftemperaturgehäuse und einer
Antriebseinheit mit integrierter Lagerung.
Das Pumpenrad wird über einen drehzahlgeregelten
Elektromotor angetrieben. Der Kaltzirkulator
zeichnet sich durch seinen modularen
Aufbau aus. Montage und Demontage des Kaltzirkulators
sind ohne Brechen des Isolationsvakuums
der Coldbox möglich.
Die von der Linde Kryotechnik AG entwickelten
Maschinen werden anhand der individuellen
Prozessbedingungen der Anlage ausgelegt.
Die Kaltzirkulatoren der Linde Kryotechnik AG zeichnen sich durch folgende Eigenschaften aus.
• hoher thermodynamischer (polytroper) Wirkungsgrad
• breites Betriebsfeld
• minimierter Wärmeeinfall, optional mit Stickstoff oder Helium-Schild
• kompaktes Design, hohe Standfestigkeit und lange Betriebszeiten
• präziser drehzahlgeregelter Hochleistungsmotor zum Einstellen verschiedener Betriebszustände
• standardisierte Komponenten für einfachen Austausch
• extrem wartungsarm

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www.linde­kryotechnik.ch info@linde-kryotechnik.ch

Linde Kryotechnik AG
Daettlikonerstrasse 5
CH-8422 Pfungen
Switzerland
Phone: +41.52.304 05 55
Fax: +41.52.304 05 50
info@linde-kryotechnik.ch
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Technische Charakteristik.
Turbinentypen
Turbinentyp TED16 TED22 TED32 TED45
max. Prozessleistung 5 kW 10 kW 25 kW 50 kW
Kaltkompressoren und Kaltzirkulatoren
Die Linde Kryotechnik behält sich das Recht vor, Änderungen ohne vorhergehende Bekanntgabe vorzunehmen, insbesondere falls technische
Änderungen zur Verbesserung gemacht wurden oder Fehler in Beschreibung und Darstellung aufgetreten sind.
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KRYOTECHNIK
Kaltkompressoren Kaltzirkulatoren
Min. Förderleistung 10 g/s 100 g/s
Max. Förderleistung auf Anfrage auf Anfrage
Saugdruck 15 mbar > 3 bar
Erreichbarer Differenzdruck — 2.5 bar
Verdichtungsverhältnis pro Verdichterstufe bis zu 4 fach —
Polytroper Wirkungsgrad an der Welle 70% – 85% * 70% – 85% *
Schildkühlung / Thermische Anbindung optional optional
Ausführungsstandard ASME, AD 2000 und andere ASME, AD 2000 und andere
* in Abhängigkeit vom Auslegungspunkt
Japan
Taiyo Nippon Sanso Corporation
Plant Engineering Center
Space & Cryogenic Equipment
6-2 Kojima-Cho,
Kawasaki-Ku Kanagawa Pref.
210-0861 Kawasaki-City, Japan
Phone +81.442.88 53 06
Fax +81.442.88 27 27
takashi.fukano@tn-sanso.co.jp
www.tn-sanso.co.jp
Koike Sanso Kogyo Co.
3-1 Shinden 2 Chome
272 Ichikawa City, Chiba, Japan
Phone +81.473.76 36 33
Fax +81.473.76 70 20
t.fushimi@koikeox.co.jp
www.koikeox.co.jp
Mexico, USA and Canada
Linde Cryogenics
Division of Linde Process Plants, Inc.
6100 South Yale Avenue
Suite 1200
Tulsa, Oklahoma 74136, USA
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Fax +1.918.477 1100
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