Notranja porazdelitev temperature ploščatega rebrnega toplotnega izmenjevalnika v sistemu za utekočinjanje

Porazdelitev notranje temperature ploščatega rebrastega toplotnega izmenjevalnika v sistemu za utekočinjanje:
1) Širitev dušika: temperaturna razlika v izmenjavi toplote na obeh koncih in srednjih delih toplotnega izmenjevalnika je zelo majhna, temperaturna razlika v izmenjavi toplote na drugih delih pa je velika. Vendar pa obstajajo določene zahteve glede minimalne temperaturne razlike v izmenjavi toplote pri zasnovi toplotnega izmenjevalnika, ki ne sme biti premajhna. Na splošno je porazdelitev temperaturne razlike v izmenjavi toplote neenakomerna, temperaturna razlika velika in nepovratne izgube velike, zato bo potrebna moč gredi ustreznega kompresorja večja;
2) Širitev dušika in metana v ciklu: hladilno zmogljivost v nizkotemperaturnem delu toplotnega izmenjevalnika zagotavlja dušilna loputa. Mešalnik dušika in metana se duši in ohlaja. Zaradi visoke vsebnosti metana je temperaturna razlika na hladnem koncu po dušitvi majhna. Ko se temperatura dvigne, metan in dušik hitro izhlapevata, kar zagotavlja veliko hladilno zmogljivost, kar povzroči veliko temperaturno razliko v toplotnem izmenjevalniku, uparjeni mešani plin pa še naprej narašča. Za zagotavljanje hladilne zmogljivosti visokotlačnega utekočinjenega zemeljskega plina se uporablja občutna toplota, temperaturna razlika pa začne učinkovati. Ko se zniža na določeno vrednost, se hladna tekočina na izhodu ekspanzijskega izmenjevalnika zmeša z nizkotemperaturnim plinom, da se še naprej zagotavlja hladilna zmogljivost sistema. Najmanjša temperaturna razlika v hladilni škatle je na najbolj vročem in najhladnejšem koncu ter na stičišču dušika in ekspanzijske tekočine. Poleg tega je povprečna temperaturna razlika v toplotnem izmenjevalniku manjša kot pri ciklu utekočinjanja z ekspanzijo dušika;
3) MRC: temperaturna razlika v izmenjavi toplote na nizkotemperaturnem koncu znotraj toplotnega izmenjevalnika je majhna, temperaturna razlika pa je velika, ko je temperatura blizu normalne. To je predvsem zato, ker se izopentan uporablja kot nadomestek za butan v hladilnem sredstvu. Ko se stisnjeno mešano hladilno sredstvo ohladi z morsko vodo, se izopentan v hladilnem sredstvu kondenzira v tekočino. V dušenem mešanem hladilnem sredstvu začne izopentan uparjati pri višji temperaturi z veliko latentno toploto uparjanja. Ta del hladilne zmogljivosti se ne more porabiti, ko se v toplotnem toku ohladita zemeljski plin in visokotlačno mešano hladilno sredstvo, zato je temperaturna razlika v izmenjavi toplote v tem delu velika. Vendar pa lahko uporaba izopentana namesto butana kot hladilnega sredstva z visokim vreliščem ne le zmanjša porabo energije, temveč tudi poveča temperaturno razliko v izmenjavi toplote, kar je zelo koristno za celoten sistem;
Z naraščanjem števila stopenj hladilnega cikla se poraba energije hladilnega sistema zmanjša, hladilni koeficient in eksergijski izkoristek pa se povečata, vendar se vpliv povečanja števila stopenj na hladilno zmogljivost zmanjša. Povečanje števila stopenj hladilnega cikla bo povečalo kompleksnost procesa in zmanjšalo operativnost. Optimalne stopnje hladilnih sistemov različnih obsegov so različne. Večji kot je obseg, več je optimalnih stopenj;

MRC vključuje cikel s predhlajenjem in cikel brez predhlajenja. Cikel predhlajenja vključuje tudi predhlajenje s čistim hladilnim sredstvom in predhlajenje z mešanim hladilnim sredstvom. Mešana hladilna sredstva v teh ciklih so razdeljena v različne stopnje. Tekočina, ločena iz vsake stopnje, se podhlaja in duši za hlajenje, ločeni plin pa se še naprej hladi in ločuje. Stopnje ločevanja so različne, kompleksnost procesa je različna in učinkovitost hladilnega cikla je različna;
37. Pri načrtovanju procesa MRC je treba optimizirati strukturo procesa in izbrati ustrezno število ciklov. MRC vključuje enostopenjski MRC, dvostopenjski MRC, tristopenjski MRC in večstopenjski MRC. Ti hladilni cikli se trenutno uporabljajo. Glede na različen obseg obdelave je treba izbrati različne faze hladilnega cikla, različno porabo hladilne energije in različno kompleksnost procesa. Optimizacija MRC vključuje optimizacijo strukture in optimizacijo procesnih parametrov;