[发明专利]原料气体液化装置及其控制方法

权利要求书

1.一种原料气体液化装置，其特征在于，具备：

供给沸点比氮气低温的原料气体的进给管路；

作为用于冷却所述原料气体的制冷剂进行循环的制冷剂循环管路，是具有使所述制冷剂膨胀并生成冷热的涡轮式膨胀机及设置于所述膨胀机的入口侧的膨胀机入口阀的制冷剂循环管路；

进行所述原料气体和所述制冷剂的热交换的热交换器；

利用与液氮的热交换进行所述原料气体及所述制冷剂的初期冷却的冷却器；

检测所述膨胀机的转速的膨胀机转速传感器； 以及

所述膨胀机启动时及停止时，利用使所述膨胀机的转速与规定的目标值一致的反馈控制来生成所述膨胀机入口阀的开度指令，将该开度指令向所述膨胀机入口阀输出的控制装置；

所述控制装置在所述膨胀机启动前，以使所述膨胀机入口阀打开而不使所述膨胀机转动的规定的初期冷却流量的初期冷却后的所述制冷剂导入所述膨胀机的形式生成所述膨胀机入口阀的开度指令，将该开度指令向所述膨胀机入口阀输出。

2.根据权利要求1所述的原料气体液化装置，其特征在于，

所述控制装置在所述膨胀机启动时，

基于使所述膨胀机的转速上升至比该膨胀机的危险速度区域小的规定的最大转速设定值的规定的阀开度计划，求得所述膨胀机入口阀的第一开度指令；

利用以所述目标值为所述最大转速设定值，使所述膨胀机的转速与所述最大转速设定值一致的反馈控制求得所述膨胀机入口阀的第二开度指令；

将所述第一开度指令及所述第二开度指令中的值较小的一方的开度指令向所述膨胀机入口阀输出。

3.根据权利要求1或2所述的原料气体液化装置，其特征在于，

在所述膨胀机启动时，且在使所述膨胀机的转速从超过所述膨胀机的危险速度区域的规定的升速前转速上升至所述膨胀机的定格转速时，

所述控制装置基于将伴随所述膨胀机的转速的变化而来的所述热交换器的温度变化抑制在规定的容许范围内的同时使所述膨胀机的转速上升的规定的转速升速计划，决定所述目标值。

4.根据权利要求1或2所述的原料气体液化装置，其特征在于，

在所述膨胀机停止时，且在使所述膨胀机的转速从所述膨胀机的定格转速下降至超过所述膨胀机的危险速度区域的规定的停止前转速时，

所述控制装置基于将伴随所述膨胀机的转速的变化而来的所述热交换器的温度变化抑制在规定的容许范围内的同时使所述膨胀机的转速下降的规定的转速减速计划，决定所述目标值。

5.根据权利要求1或2所述的原料气体液化装置，其特征在于，

所述膨胀机包括高压膨胀机和设置于该高压膨胀机的下游侧的低压膨胀机；

所述膨胀机入口阀包括设置于所述高压膨胀机的入口侧的高压膨胀机入口阀和设置于所述低压膨胀机的入口侧的低压膨胀机入口阀；

所述控制装置以如下形式控制所述低压膨胀机及所述高压膨胀机的转速：所述低压膨胀机的转速到达超过该低压膨胀机的危险速度区域的规定的升速前转速后，所述高压膨胀机的转速到达超过该高压膨胀机的危险速度区域的规定的升速前转速，所述高压膨胀机及所述低压膨胀机均到达各自的所述升速前转速后，使所述高压膨胀机及所述低压膨胀机的转速从各自的所述升速前转速上升至各自的定格转速。