绕管式换热器在大型天然气液化装置中的应用及国产化技术分析

介绍了大型绕管式换热器在天然气液化工业中的应用状况,并通过分析国外和国内绕管式换热器供货商的技术水平及研究现状,总结国内供货商在大型绕管式换热器设计和制造方面所存在的技术瓶颈,为实现大型LNG绕管式换热器国产化提出建议。     

大型FLNG绕管式换热器铝换热管与铝管板连接性能试验技术研究

国内绕管式换热器被广泛应用于低温甲醇洗、空气分离、LNG、煤基烯烃、炼油重整、加氢裂化及等领域,且材质均为不锈钢和碳钢。但在FLNG领域中尚未得到推广,长期以来被国外所垄断,在一定程度上制约了国内FLNG液化装置的发展。根据国际上FLNG绕管式换热器技术的发展情况,其壳程和管程材质均为铝制,而国内在铝制绕管式换热器关键技术的研究鲜见报道,尤其对铝换热管与铝管板连接性能的研究更少。因此,采用试验的方法对不同材质的铝换热管与铝管板的连接性能进行了研究,为大型FLNG绕管式换热器用铝换热管的选型提供依据。     

螺旋绕管式换热器的特点及其制造工艺研究

相对于传统换热器,缠绕换热器独特的换热结构,大幅度提升了换热效率,在节约资源、提升生产效率、降低生产成本等方向发挥着巨大优势。为企业的发展带来经济效益。因此,该文主要分析了螺旋绕管式换热器的结构及特点,并在此基础上对螺旋绕管式换热器的制造工艺进行了研究,从而为今后制造换热器提供一种新的想法和途径。     

开空承担工信部“大型LNG绕管式换热器研制”项目通过专家审查验收

正11月7日消息,开封空分集团有限公司承担的工信部"大型LNG绕管式换热器研制"项目——"LNG绕管式换热器设计、制造和检验技术研究"专题通过审查验收。来自中海油、中国船级社、大连船舶重工集团、中石油大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学等企业的专家,在开封空分听取了研发人员的专题汇报、审阅了专题研究报告及年产300万吨FLNG装置用大型绕管式换热器设计图纸等全部技术资料,现场察看了30万方/天FLNG绕管式换热器样     

铝管与不锈钢管板的胀接

在大型天然气液化装置中,热交换器是主要设备之一。鉴于绕管式换热器可能制造极大型换热单元,且由于板翅式热交换器通道容易堵塞和气流分配不均匀等问题还未很好解决,所以绕管式换热器仍然用得较为普遍。为了大量节省铜材而使设备轻便、廉价,同时又具有很好的低温性能和较好的抗腐蚀性,国内外都大量采用铝管来代替铜管。而铝管与管板的联接则是制造该热交换器的关键。     

绕管换热器壳侧气相流动实验与数值模拟

搭建了绕管换热器壳侧流动实验平台,并对一个竖直布置的4层绕管式换热器进行了壳侧空气流动实验。与关联式进行对比,包含换热器结构参数的Messa压降关联式,平均绝对偏差12.82%。同时,针对绕管式换热器壳侧几何结构的周期性,利用周期性边界条件,简化了绕管换热器壳侧的几何模型。并应用简化后的三维微元结构对绕管壳侧的传热和压降特性进行了数值模拟。模拟结果与实验较为吻合,压降的平均绝对偏差为16.81%。     

绕管式换热器在LNG-FPSO应用中存在的问题及其解决方案探讨

国内绕管式换热器被广泛应用于低温甲醇洗、空气分离、LNG、煤基烯烃、炼油重整、加氢裂化及等领域。而在LNG-FPSO领域中尚未得到推广,主要原因在于,与传统的绕管式换热器相比,该类绕管式换热器在材料的选择、结构设计、焊接工艺及计算方法等存在很大的不同点。国内很少开展在该领域的相关关键技术研究,长期以来被国外所垄断。开展相关的关键技术研究尤为迫切,本文对绕管式换热器在LNG-FPSO应用中存在的问题及其解决方案进行了初步探讨,以此来推动国内绕管式换热器在该领域的发展,实现绕管式换热器在LNG-FPSO领域中的国产化。     

强制通风液化天然气汽化器的研制

简单介绍强制通风LNG汽化器的技术参数及其应用,详细介绍其换热管结构、管束布置、气流方向、通风方式以及传热参数的设计和计算步骤,最后阐述元器件选择和制造工艺方面的经验。     

防冻堵的船用绕管式LNG气化器设计

绕管式气化器具有高效紧凑、机械强度高的优点,可作为船载LNG气化设备使用,但需要合理设计气化器结构来避免水介质发生冻堵。本文设计了一种水加热型绕管式LNG气化器,在满足气化工艺要求的同时可防止气化器出现冻堵。首先提出了基于防冻堵的气化器结构设计思路:在保证管侧水温高于冰点和管侧出口水温分布均匀的前提下,设计绕管式气化器的关键结构参数;然后通过三维分布参数模型对气化器换热、压降性能以及防冻堵性能进行校核,并提出结构参数优化调整的方法。采用本文提出的设计方法,对一台已知设计参数的LNG气化器进行算例分析,优化调整后的绕管式换热器热负荷和压降能够满足设计要求,且管侧壁面温度最低温度为7. 32℃,管侧出口平均温度为31. 42℃,达到防冻堵的效果。     

高压绕管式换热器中换热管漏气后的返修

从某套空分设备上卸下的DR87XX型高压绕管式换热器的换热管胀接部分焊缝出现漏气现象,原因是胀接压力过大。制定了详尽的返修方案,具体实施后高压绕管式换热器恢复正常运行。文章简介了DR87XX型高压绕管式换热器中管板与换热管的"胀接+强度焊"模式,详细叙述了返修前的胀接试验、检验和返修工艺过程,最后总结了返修中的注意事项。     

水平管降膜蒸发器的研究进展

介绍应用于制冷空调系统的水平管降膜蒸发器的基本原理与结构,给出管间流动模式及传热预测模型的研究现状,分析布液器及管阵布置方式对其性能的影响,为设计制造降膜蒸发器提供一定的参考。     

Liquid metal induced embrittlement in fuel line braze joints

This paper documents an instance of liquid metal induced embrittlement (LMIE) that occurred during the manufacture of automobile engine fuel lines. The fuel lines were constructed of low-carbon steel fittings press fit onto 304 stainless steel tube. The joints were subsequently furnace brazed with copper braze paste. The carbon steel fittings were occasionally observed lying separately as the part exited the brazing furnace. Failure analysis using metallographic techniques, scanning electron microscopy, and energy-dispersive spectroscopy indicated that the fractures were intergranular with no observable ductility. Copper from the braze filler metal was observed on the stainless steel tube fracture surfaces and within the tube wall grain boundaries. Copper and austenitic stainless steel are a well-known LMIE couple. Subsequent investigation indicated the stress required for rapid fracture was due to impacts of the parts against one another and the brazing furnace stationary components while the braze metal was liquid.     

环路热管钎焊制造技术及传热性能数值模拟

为解决环路热管中蒸发器结构连接难的问题,开展了1Cr18Ni9Ti不锈钢与LD10铝合金环路热管封闭结构的大面积软钎焊技术研究,研究了钎料添加方式和焊接温度对接头质量的影响,分析了接头微观组织,并且利用ANSYS有限元软件对蒸发器热传输性能进行了数值模拟,分析了不同程度的缺陷对蒸发器热传输性能的影响.结果表明:焊接温度220℃,采用方式B的焊接接头质量优异,钎着率达到100%,从而设计出一套完整环路热管蒸发器软钎焊的生产工艺流程.     

小型太阳能无泵溴化锂制冷机的试验研究

在前人工作的基础上对太阳能无泵溴化锂制冷机的结构进行改进，试验取得了突破性进展。弦月形的热虹吸提升管由原来的1根增加到3根，增大了溶液提升量，降低了热源启动温度。蒸发器和吸收器采用叉排蛇形管的结构，应用垂直降膜蒸发和吸收的原理，分别在铜管上包一层铜丝网和不锈钢丝网，实现一次蒸发，完全吸收，从而提高了系统性能。系统可持续稳定运行，并对数据进行了分析。     

Simulation of a continuous multiple-bed regenerative adsorption cycle

A refrigeration/heat-pump system based on a number of simple tubular adsorption modules is described. A single module is comprised of a generator and a receiver/condenser/evaporator. A single generator consisting of a 12.7 mm stainless steel tube lined with 3 mm of monolithic active carbon has been manufactured. A complete module has been tested in a simple rig, which subjects it to alternating hot and cold airstreams, desorbing and adsorbing ammonia. A complete system, consisting of 32 modules has been modelled in detail and its predicted performance is presented. Key parameters have been varied and their effect on the performance discussed.     

一种手动盘旋管成形装置的研制

针对盘旋管加工成形问题而设计的一种成形装置,该装置采用螺旋槽、靠模杆、滚轮、手柄施压等方式,通过更换螺旋杆、滚轮等部件,可以在成形装置上完成小管径导管加工不同直径的盘旋管,有效解决不同管径导管成形不同直径盘旋管的加工问题.这种成形装置结构简单,制造方便,适应性强,工作效率高,加工盘旋管的成本低.     

增量成形内凸螺旋波纹管研究

目的 研究增量成形螺旋波纹管过程中,工具头的单次压下量与摩擦因数对成形质量和极限的影响规律,优化成形工艺参数。方法 通过ABAQUS有限元模拟和实验相结合,对各个成形工艺参数进行有限元模拟;使用前端直径为8 mm的成形工具头对外径40 mm、壁厚0.8 mm的304不锈钢进行增量成形螺旋波纹管实验研究。结果 不同摩擦因数对成形极限影响较小,对成形质量有较大影响。单次进给量为0.1 mm,摩擦因数为0.02时,螺纹深度极限可以提高10.5%。模拟和实验都验证了工艺参数的合理性。结论 摩擦因数一定的情况下,单次压下量越小,成形力越小,螺纹深度极限越大。     

不锈钢的同步辐射光致脱附

电子储存环真空室壁及相连光束线的同步辐射光致脱附 (PSD)严重影响着束流质量和寿命。不锈钢是加速器真空室最常用的材料 ,合肥光源的真空系统即为不锈钢结构。合肥光源在B6a光出口建立了PSD光束线 ,选用长 12 1cm ,内径8 6cm的 30 4L不锈钢真空室作为首件样品 ,用于测试不锈钢不同表面状态的脱附情况 ,结果表明经辉光放电处理的表面脱附系数最低。     

TP304不锈钢薄壁管的表面残余应力

利用X射线应力测试仪分别测定了TP304不锈钢无缝薄壁管管身的表面轴向和切向残余应力,并分析了表面残余应力的形成原因。结果表明:该不锈钢管表面存在较大的残余应力,且分布极不均匀;另管表面的切向残余应力大于轴向残余应力,前者为后者的1.5~2.5倍;该不锈钢管生产过程中的冷拔、冷矫直等工艺、固溶保温时间不足以及钢管表面存在局部缺陷等都是导致其表面残余应力较大的原因。     

Finite element analysis of the effect of welding heat input and layer number on residual stress in repair welds for a stainless steel clad plate

Stainless steel clad plate is widely used in petroleum, chemical and medicine industries due to its good corrosion resistance and high strength. But cracks are often formed in clad layer during the manufacture or service, which are often repaired by repair welding. In order to ensure the structure integrity, the effects of residual stress need to be considered. The objective of this paper is to estimate the residual stress and deformation in the repair weld of a stainless steel clad plate by finite element method. The effects of heat input and welding layer number on residual stresses and deformation have been studied. The results show that large residual stresses have been generated in the repair weld. The heat input and layer number have great effects on residual stress distribution. With the heat input and welding layer number increasing, the residual stresses are decreased. Using multiple-layer welding and higher heat input can be useful to decrease the residual stress, which provides a reference for optimizing the repair welding technology of this stainless steel clad plate.