了得網工業技術_低溫制冷裝備與技術

編輯推薦

目前，國家為加大對天然氣的開發，對LNG纏繞管式換熱器、LNG板翅式換熱器技術給予了大力的支持。作者所研究的多股流集約化換熱技術屬繫列化超低溫裝備產品開發過程，主要有8類共50多個低溫裝備產品，受到了多個央企的支持，已經具備了一定的研究開發及產業化基礎，具有很好的產業化發展勢頭，有助於突破國際流行的三大工藝繫統。本書涉及內容是多股流集約化換熱技術替代傳統的單股流換熱器技術的多股流低溫換熱技術，也是目前技術難道較大的多股流多相流低溫繫列換熱裝備及控制裝備的研發項目，屬大型換熱器發展的重要研究方向，可有效突破國外專利技術封鎖，代替成套工藝進口產品。本書的出版對從事制冷及低溫工程、天然氣、液化天然氣（LNG）等領域的研究人員的研究工作有著較高的參考價值。

內容簡介

本書主要介紹了低溫液氮用繫列裝備技術及專利、LNG繫列板翅式換熱器及專利技術、LNG繫列纏繞管式換熱器及專利技術、低溫甲醇用繫列纏繞管式換熱器及專利技術、螺旋壓縮膨脹制冷機繫列及專利技術、低溫過程控制閥門裝置及專利技術、LNG繫列閥門及專利技術、空間低溫制冷技術繫列及專利技術等內容，涉及40多種低溫制冷裝備的專利技術，能為行業內的人員提供有價值的參考。本書的主要研發項目涉及多股流低溫纏繞管式換熱裝備及過程控制裝備研究及產業化，屬換熱設備領域內技術難度*的多股流超低溫換熱裝備及過程控制裝備繫列化產品研發項目，主要應用於液化天然氣及煤化工等領域，涉及目前世界流行的大型LNG液化繫統、低溫甲醇洗、低溫液氮洗等重點工藝繫統中的核心技術設備，對100萬立方米以上的LNG繫統、100萬噸甲醇、100萬噸化肥三大工藝繫統裝備的研究與開發具有重要借鋻作用。本書不僅可供從事低溫與制冷工程、動力工程、新能源工程、液化天然氣、化工機械、石油化工等行業的科研人員、工程技術人員、設計人員參考，也可供高等學校相關專業的師生參考。

作者簡介

張周衛，蘭州交通大學，教授，男，國家“萬人計劃”領軍人纔，國家級創新創業人纔，國家科技專家庫專家，環境科學博士後，動力工程及工程熱物理博士，畢業於西安交通大學能源與動力工程學院制冷及低溫工程繫，高級工程師，教授，主要從事空間低溫制冷技術、壓縮機械、真空低溫設備、LNG過程控制裝備、多股流纏繞管式換熱裝備、螺旋壓縮膨脹制冷機等研究，涉及繫統耦合傳熱及傳熱數值模擬計算，低溫節流減壓裝置、低溫繫統換熱裝備、低溫冷屏蔽繫統、高超聲速飛行器空間低溫制冷機理研究等；先後參與北京航空航天大學863繫統項目子項目“天然氣渦旋壓縮機”、清華大學航天航空學院973繫統子項目“空間氣流組織測試模擬環境室”、總裝備部“空間低溫紅外輻射冷屏蔽繫統研究”、真空低溫國防重點實驗室“空間低溫流體流動特性實驗研究”、國家重點實驗室“空間低溫流體自密封加注繫統研究”等，先後參與國家級項目20多項，主持國家自然基金及國家創新基金等6項、甘肅省創新基金4項、甘肅省自然基金等項目4項，與企業合作4項等；主持申報發明專利46項，發表論文30多篇，出版學術專著3部等；帶領創新創業團隊獲得省級二等以上獎勵54人次，廳級以上獎勵80多人次，2013年入選江蘇省啟東市“東疆英纔扶持計劃”，2014年入選“國家創新人纔推進計劃”，2016年入選國家“特殊人纔支持計劃”。

第1章緒論

第2章低溫液氮用繫列裝備技術專利

2.1 低溫液氮用多股流纏繞管式主回熱換熱裝備 / 5

2.1.1 技術領域 / 5

2.1.2 背景技術 / 5

2.1.3 發明內容 / 5

第1章緒論

第2章低溫液氮用繫列裝備技術專利

2.1 低溫液氮用多股流纏繞管式主回熱換熱裝備 / 5

2.1.1 技術領域 / 5

2.1.2 背景技術 / 5

2.1.3 發明內容 / 5

2.1.4 附圖說明 / 10

2.1.5 具體實施方式 / 10

2.2 低溫液氮用一級回熱多股流換熱裝備 / 12

2.2.1 技術領域 / 12

2.2.2 背景技術 / 13

2.2.3 發明內容 / 13

2.2.4 附圖說明 / 16

2.2.5 具體實施方式 / 17

2.3 低溫液氮用二級回熱多股流纏繞管式換熱裝備 / 19

2.3.1 技術領域 / 19

2.3.2 背景技術 / 19

2.3.3 發明內容 / 20

2.3.4 附圖說明 / 24

2.3.5 具體實施方式 / 24

2.4 低溫液氮用三級回熱多股流纏繞管式換熱裝備 / 27

2.4.1 技術領域 / 27

2.4.2 背景技術 / 27

2.4.3 發明內容 / 28

2.4.4 附圖說明 / 32

2.4.5 具體實施方式 / 32

2.5 擴散制冷型低溫液氮洗滌塔 / 34

2.5.1 技術領域 / 34

2.5.2 背景技術 / 35

2.5.3 發明內容 / 35

2.5.4 附圖說明 / 39

2.5.5 具體實施方式 / 39

2.6 低溫污氮用閃蒸氣液分離器 / 42

2.6.1 技術領域 / 42

2.6.2 背景技術 / 42

2.6.3 發明內容 / 42

2.6.4 附圖說明 / 44

2.6.5 具體實施方式 / 44

第3章 LNG繫列板翅式換熱器及專利技術

3.1 LNG混合制冷劑多股流板翅式換熱器 / 47

3.1.1 技術領域 / 47

3.1.2 背景技術 / 47

3.1.3 發明內容 / 48

3.1.4 附圖說明 / 57

3.1.5 具體實施方式 / 64

3.2 LNG低溫液化一級制冷五股流板翅式換熱器 / 66

3.2.1 技術領域 / 66

3.2.2 背景技術 / 66

3.2.3 發明內容 / 67

3.2.4 附圖說明 / 72

3.2.5 具體實施方式 / 77

3.3 LNG低溫液化二級制冷四股流板翅式換熱器 / 78

3.3.1 技術領域 / 78

3.3.2 背景技術 / 78

3.3.3 發明內容 / 79

3.3.4 附圖說明 / 82

3.3.5 具體實施方式 / 86

3.4 LNG低溫液化三級制冷三股流板翅式換熱器 / 87

3.4.1 技術領域 / 87

3.4.2 背景技術 / 87

3.4.3 發明內容 / 88

3.4.4 附圖說明 / 92

3.4.5 具體實施方式 / 95

第4章 LNG繫列纏繞管式換熱器及專利技術

4.1 LNG低溫液化混合制冷劑多股流螺旋纏繞管式主換熱裝備 / 98

4.1.1 技術領域 / 98

4.1.2 背景技術 / 98

4.1.3 發明內容 / 98

4.1.4 附圖說明 / 103

4.1.5 具體實施方式 / 103

4.2 LNG低溫液化一級制冷四股流螺旋纏繞管式換熱裝備 / 105

4.2.1 技術領域 / 105

4.2.2 背景技術 / 105

4.2.3 發明內容 / 105

4.2.4 附圖說明 / 109

4.2.5 具體實施方式 / 109

4.3 LNG低溫液化二級制冷三股流螺旋纏繞管式換熱裝備 / 110

4.3.1 技術領域 / 110

4.3.2 背景技術 / 110

4.3.3 發明內容 / 110

4.3.4 附圖說明 / 113

4.3.5 具體實施方式 / 113

4.4 LNG低溫液化三級制冷螺旋纏繞管式換熱裝備 / 114

4.4.1 技術領域 / 114

4.4.2 背景技術 / 114

4.4.3 發明內容 / 115

4.4.4 附圖說明 / 117

4.4.5 具體實施方式 / 117

4.5 一種帶真空絕熱的雙股流低溫螺旋纏繞管式換熱器 / 118

4.5.1 技術領域 / 118

4.5.2 背景技術 / 118

4.5.3 發明內容 / 118

4.5.4 附圖說明 / 123

4.5.5 具體實施方式 / 123

4.6 一種帶真空絕熱的單股流低溫螺旋纏繞管式換熱器 / 124

4.6.1 技術領域 / 124

4.6.2 背景技術 / 124

4.6.3 發明內容 / 125

4.6.4 附圖說明 / 127

4.6.5 具體實施方式 / 127

4.7 雙股流螺旋纏繞管式換熱器設計計算方法 / 128

4.7.1 技術領域 / 128

4.7.2 背景技術 / 128

4.7.3 發明內容 / 128

4.7.4 附圖說明 / 139

4.7.5 具體實施方式 / 140

4.8 單股流螺旋纏繞管式換熱器設計計算方法 / 140

4.8.1 技術領域 / 140

4.8.2 背景技術 / 140

4.8.3 發明內容 / 140

4.8.4 附圖說明 / 144

4.8.5 具體實施方式 / 144

第5章低溫甲醇用繫列纏繞管式換熱器及專利技術

5.1 低溫甲醇-甲醇纏繞管式換熱器設計計算方法 / 146

5.1.1 技術領域 / 146

5.1.2 背景技術 / 146

5.1.3 發明內容 / 146

5.1.4 附圖說明 / 151

5.1.5 具體實施方式 / 151

5.2 低溫循環甲醇冷卻器用纏繞管式換熱器 / 151

5.2.1 技術領域 / 151

5.2.2 背景技術 / 152

5.2.3 發明內容 / 153

5.2.4 附圖說明 / 156

5.2.5 具體實施方式 / 156

5.3 未變換氣冷卻器用低溫纏繞管式換熱器 / 157

5.3.1 技術領域 / 157

5.3.2 背景技術 / 157

5.3.3 發明內容 / 158

5.3.4 附圖說明 / 161

5.3.5 具體實施方式 / 161

5.4 變換氣冷卻器用低溫纏繞管式換熱器 / 162

5.4.1 技術領域 / 162

5.4.2 背景技術 / 163

5.4.3 發明內容 / 163

5.4.4 附圖說明 / 166

5.4.5 具體實施方式 / 166

5.5 原料氣冷卻器用三股流低溫纏繞管式換熱器 / 167

5.5.1 技術領域 / 167

5.5.2 背景技術 / 168

5.5.3 發明內容 / 168

5.5.4 附圖說明 / 172

5.5.5 具體實施方式 / 172

第6章螺旋壓縮膨脹制冷機繫列及專利技術

6.1 螺旋壓縮膨脹制冷機 / 176

6.1.1 技術領域 / 176

6.1.2 背景技術 / 176

6.1.3 發明內容 / 177

6.1.4 附圖說明 / 181

6.1.5 具體實施方式 / 181

6.2 螺旋壓縮膨脹制冷機用變螺距螺旋壓縮機頭 / 183

6.2.1 技術領域 / 183

6.2.2 背景技術 / 183

6.2.3 發明內容 / 184

6.2.4 附圖說明 / 186

6.2.5 具體實施方式 / 187

6.3 螺旋壓縮膨脹制冷機用徑軸流進氣增壓葉輪 / 189

6.3.1 技術領域 / 189

6.3.2 背景技術 / 189

6.3.3 發明內容 / 190

6.3.4 附圖說明 / 191

6.3.5 具體實施方式 / 192

第7章低溫過程控制閥門裝置及專利技術

7.1 管道內置多股流低溫減壓節流閥 / 194

7.1.1 技術領域 / 194

7.1.2 背景技術 / 194

7.1.3 發明內容 / 195

7.1.4 附圖說明 / 197

7.1.5 具體實施方式 / 197

7.2 中流式低溫過程控制減壓節流閥 / 197

7.2.1 技術領域 / 197

7.2.2 背景技術 / 197

7.2.3 發明內容 / 198

7.2.4 附圖說明 / 200

7.2.5 具體實施方式 / 200

7.3 低溫繫統管道內置減壓節流閥 / 200

7.3.1 技術領域 / 200

7.3.2 背景技術 / 201

7.3.3 發明內容 / 201

7.3.4 附圖說明 / 203

7.3.5 具體實施方式 / 203

7.4 低溫繫統減壓安全閥 / 203

7.4.1 技術領域 / 203

7.4.2 背景技術 / 204

7.4.3 發明內容 / 204

7.4.4 附圖說明 / 205

7.4.5 具體實施方式 / 205

7.5 低溫繫統溫度控制節流閥 / 206

7.5.1 技術領域 / 206

7.5.2 背景技術 / 206

7.5.3 發明內容 / 206

7.5.4 附圖說明 / 207

7.5.5 具體實施方式 / 207

7.6 雙壓控制減壓節流閥 / 208

7.6.1 技術領域 / 208

7.6.2 背景技術 / 208

7.6.3 發明內容 / 208

7.6.4 附圖說明 / 210

7.6.5 具體實施方式 / 210

7.7 低溫液氮用氣動控制快速自密封加注閥 / 211

7.7.1 技術領域 / 211

7.7.2 背景技術 / 211

7.7.3 發明內容 / 211

7.7.4 附圖說明 / 214

7.7.5 具體實施方式 / 214

第8章 LNG繫列閥門及專利技術

8.1 LNG截止閥 / 218

8.1.1 技術領域 / 218

8.1.2 背景技術 / 218

8.1.3 發明內容 / 219

8.1.4 附圖說明 / 221

8.1.5 具體實施方式 / 221

8.2 LNG閘閥 / 222

8.2.1 技術領域 / 222

8.2.2 背景技術 / 223

8.2.3 發明內容 / 224

8.2.4 附圖說明 / 228

8.2.5 具體實施方式 / 229

8.3 LNG蝶閥 / 230

8.3.1 技術領域 / 230

8.3.2 背景技術 / 230

8.3.3 發明內容 / 232

8.3.4 附圖說明 / 235

8.3.5 具體實施方式 / 237

8.4 LNG球閥 / 238

8.4.1 技術領域 / 238

8.4.2 背景技術 / 238

8.4.3 發明內容 / 240

8.4.4 附圖說明 / 244

8.4.5 具體實施方式 / 246

8.5 LNG止回閥 / 247

8.5.1 技術領域 / 247

8.5.2 背景技術 / 247

8.5.3 發明內容 / 248

8.5.4 附圖說明 / 250

8.5.5 具體實施方式 / 251

8.6 LNG低溫過程控制安全閥 / 252

8.6.1 技術領域 / 252

8.6.2 背景技術 / 252

8.6.3 發明內容 / 252

8.6.4 附圖說明 / 254

8.6.5 具體實施方式 / 254

第9章空間低溫制冷技術繫列及專利技術

9.1 自增壓空間低紅外輻射冷屏蔽繫統裝置 / 256

9.1.1 技術領域 / 256

9.1.2 背景技術 / 257

9.1.3 發明內容 / 257

9.1.4 附圖說明 / 262

9.1.5 具體實施方式 / 262

9.2 空間冷屏蔽繫統分層蓄液制冷裝置 / 264

9.2.1 技術領域 / 264

9.2.2 背景技術 / 264

9.2.3 發明內容 / 265

9.2.4 附圖說明 / 266

9.2.5 具體實施方式 / 268

9.3 空間冷屏蔽繫統冷蒸氣排放控制裝置 / 269

9.3.1 技術領域 / 269

9.3.2 背景技術 / 269

9.3.3 發明內容 / 269

9.3.4 附圖說明 / 272

9.3.5 具體實施方式 / 274

後記

參考文獻

前言

《低溫制冷裝備與技術》共收集張周衛、汪雅紅等主持研發的低溫制冷裝備產品40多項，主要包括低溫液氮用繫列換熱裝備、液化天然氣（LNG）板翅式繫列換熱裝備、LNG纏繞管式繫列換熱裝備、低溫甲醇用纏繞管式繫列換熱裝備、螺旋壓縮膨脹制冷機繫列裝備、低溫過程控制繫列閥門裝備、LNG繫列閥門裝備、空間低溫制冷技術繫列裝備等8個類別，涉及50多種低溫制冷裝備研發技術，內含基礎研究與產品設計計算過程。研發產品可應用於石油化工、煤化工、液化天然氣、空氣液化與分離、制冷及低溫工程等領域。本書共分9章，其中，第2章、第4章、第5章所列研發產品主要涉及多股流低溫纏繞管式換熱裝備及過程控制裝備研究及產業化內容，屬換熱設備領域內技術難度的多股流低溫換熱裝備及過程控制裝備繫列化產品研發項目，主要應用於液化天然氣（LNG）、煤化工、石油化工、低溫制冷、空間技術、裝備制造等多個領域，涉及目前世界流行的大型LNG液化繫統、低溫甲醇洗、低溫液氮洗等重點工藝繫統中的核心技術設備，對100萬立方米以上的LNG液化繫統、100萬噸甲醇、100萬噸化肥三大工藝繫統核心裝備的研究與開發具有重要推動作用。從基礎研發到設計技術等均已成熟，從裝備設計制造層面來講，已能夠推進涉及各大工藝繫統繫列裝備的國產化及產業化進程。此外，第3章所列的LNG板翅式繫列換熱裝備主要應用於對60萬立方米以下LNG繫統，為60萬立方米LNG液化繫統的核心主設備，目前已具備液化繫統工藝技術及裝備的總體研究及開發能力，有助於推進60萬立方米及30萬立方米以下LNG液化繫統核心工藝技術及核心裝備的國產化及產業化進程。本書第2章、第3章、第4章、第5章研發項目涉及多股流低溫換熱裝備核心技術，主要依托多股流集約化換熱技術替代傳統的單股流換熱器技術，也是目前技術難度較大的多股流多相流低溫繫列換熱裝備及控制裝備的研發項目，屬大型換熱器發展的重要研究方向，可有效突破國外專利技術封鎖，代替成套工藝進口產品。目前，國家為開發南海天然氣資源，已針對其兩項重要專利技術——LNG纏繞管式換熱器、LNG板翅式換熱器立項研究。研究項目曾倍受中石油、中海油、昆侖燃氣、中國寰球、中國神華、中國華能等企業關注與支持，也曾得到國家及地方創新基金及其他研發經費大力支持，已經具備了一定的研究開發及產業化基礎，屬繫列化超低溫裝備產品開發過程，主要有8類共50多個低溫裝備產品，具有很好的產業化發展勢頭，有助於突破國際流行的三大工藝繫統——“大型MCHE型LNG液化繫統工藝及核心主液化裝備設計計算技術”“低溫液氮洗工藝及核心主設備設計計算技術”“低溫甲醇洗工藝及核心主設備設計計算技術”，為繫列化超低溫過程裝備國產化研究開發提供研究基礎。與文中相關的研發項目內含基礎研究及產業化技術開發過程，主要針對50多項核心裝備技術及所涉及的6大工藝技術，包括：MCHE大型LNG液化繫統工藝技術、低溫甲醇洗工藝技術、低溫液氮洗工藝技術、MPFHE型中型60萬立方米LNG液化工藝技術、螺旋壓縮膨脹制冷繫統工藝技術、空間低溫制冷工藝技術等，主要包含43項發明專利、5項實用專利、2項標準、2部專著、1套軟件、30多篇論文，共開發50多種低溫制冷繫統裝備或產品。按照目前項目開發現狀，書中重點列出多項專利產品工藝及裝備設計計算技術，與相關行業內的研究人員共同分享，以期全力推進相關領域內技術裝備的創新研究及產業化進程。本書第1章、第2章、第3章、第4章、第5章由張周衛、郭舜之負責撰寫並編輯整理；第6章、第7章、第8章、第9章由汪雅紅、趙麗負責撰寫並編輯整理；全書後由張周衛統稿。本書受國家自然科學基金（編號：51666008）、甘肅省財政廳基本科研業務費（編號：214137）、甘肅省自然科學基金（編號：1208RJZA234）等支持。限於著者時間及水平，本書中部分內容難免存在疏漏之處，希望同行及廣大讀者批評指正。蘭州交通大學甘肅中遠能源動力工程有限公司張周衛汪雅紅2017年12月1日

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