Lng混合制冷剂多股流板翅式换热器的制造方法

Lng混合制冷剂多股流板翅式换热器的制造方法
【专利摘要】本发明属天然气低温液化技术领域，涉及LNG低温液化多股流板翅式换热器及混合制冷剂制冷技术，应用N2、CH4、C2H4、C3H8、C4H10、异C4H10混合制冷剂在多股流板翅式换热器内将36℃、6.1MPa天然气通过三级制冷过程逐步冷却至－164℃液化并过冷；应用多股流板翅式换热器逐步预冷N2、CH4、C2H4、C3H8、C4H10、异C4H10，再分别节流并预冷天然气及混合制冷剂，达到一级天然气预冷、二级天然气液化及三级天然气过冷目的；其结构紧凑，换热效率高，可用于陆地LNG及海洋FLNG领域，实现36℃～－164℃天然气液化过程，解决LNG低温液化技术难题，提高LNG系统低温换热效率。
【专利说明】
LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器
技术领域
[0001]本发明属天然气低温液化技术领域，涉及LNG低温液化多股流板翅式换热器及混合制冷剂制冷技术，应用N2、CH4、C2H4, C3H8, C4H1。、异C4H1。混合制冷剂在多股流板翅式换热器内将36°C、6.1MPa天然气通过三级制冷过程逐步冷却至一 164°C液化并过冷；应用多股流板翅式换热器逐步预冷N2、CH4、C2H4, C3H8, C4H1。、异C4H1id,再分别节流并预冷天然气及混合制冷剂，达到一级天然气预冷、二级天然气液化及三级天然气过冷目的；其结构紧凑，换热效率高，可用于陆地LNG及海洋FLNG领域，实现36°C?一 164°C天然气液化过程，解决LNG低温液化技术难题，提高LNG系统低温换热效率。
【背景技术】
[0002]大型混合制冷剂天然气液化流程主要包括三个阶段，第一个阶段是将压缩后的天然气进行预冷，即将36°C天然气预冷至一 53°C，第二个阶段是将天然气从一 53°C冷却至一120°C，为低温液化做准备，第三个阶段是将一 120°C天然气冷却至一 164°C并液化，三个过程可采用不同制冷工艺、不同制冷剂及不同换热设备。目前，大多混合制冷剂天然气液化系统采用整体换热方式，将三段制冷过程连接为一整体，换热器高度可达60?80米，换热效率得到明显提高，但存在的问题是换热工艺流程过于复杂，换热设备体积过于庞大，给加工制造、现场安装及运输带来严重不便，且一旦出现管道泄漏等问题，难于检测，很容易造成整台换热器报废，成套工艺装备停产。另外，由于普通列管式换热器采用管板连接平行管束方式，结构简单，自收缩能力较差，一般为单股流换热，换热效率较低，体积较大，温差较小，难以将天然气在一个流程内冷却并液化。此外，以螺旋缠绕管式换热器为主液化设备的大型LNG液化系统，也具有三段式混合制冷剂制冷的特点，加上缠绕管式换热器具有自紧收缩的功能及单位体积换热面积大等优点，适用于大型LNG低温液化环境，具有很高的液化效率及经济性，一般适用于日产100万至500万方的LNG系统。由于天然气液化系统受气源产量的限制，大多数中小型气田的日产量多在60万至100万方之间，如使用大型缠绕管式换热器的液化系统就不经济，加工制造成本及投资太大。板翅式换热器相对于缠绕管式换热器同样具有很高的换热效率，多采用高强度铝合金材料后，导热系数大，单位体积换热面积大，且总体高度相当于缠绕管式换热器的三分之一，换热器总体尺寸较小，无管板，对换热器在低温工况下的自紧收缩要求较小，特别适用于60万至100万方之间的产量较小的LNG液化系统。近年来，随着海洋领域内的浮式FLNG液化船的发展，一般将海底开发出来的天然气直接在浮式FLNG液化船上液化，由于受LNG液化船晃动及空间小等问题的影响，主液化换热器不宜太高，如使用较高的缠绕管式换热器做为主液化设备，即便分段后其高度也会严重影响LNG船在海洋上的稳定性，而板翅式换热器在相同产量下较缠绕管式换热器具有较低的总体高度，更适用于FLNG浮式液化船等系统。本发明主要针对60万至100万方之间的陆地LNG及海洋用FLNG液化系统，根据LNG低温液化特点，采用多股流板翅式换热器做为主要换热器及分段独立制冷技术原理，重点针对N2、CH4、C2H4, C3H8, C4H1。、异C4Hiq混合制冷剂制冷工艺流程，研究开发温区介于36°C?一 164°C之间的混合制冷剂制冷工艺技术及装备，解决天然气低温液化核心技术问题，即三段重叠式LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器总体结构及换热工艺流程问题。

【发明内容】

[0003]本发明主要针对天然气一级36°C?一 164°C制冷问题，采用具有体积小、换热效率高、换热温差大的多股流板翅式换热器做为主换热设备，应用n2、CH4, C2H4, C3H8, C4H1。、异C4H1。混合制冷剂先预冷后节流的制冷工艺流程，控制相变制冷流程，进而控制天然气预冷温度及压力，提高换热效率，解决天然气低温液化问题。
[0004]本发明的技术解决方案:
LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器，包括一级天然气进口法兰1、一级天然气进口接管2、一级天然气进口管箱3、一级N2—CH4—C2H4—C3H8—C4H1。一异C4H1。出口法兰4、一级N2—CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。出口接管 5、一级 N 2—CH4-C2H4 — C3H8— C4H1。一异 C4H1。出口管箱6、一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口导流板7、一级折板8、一级左封条9、一级下封条10、一级C3H8出口 U型接管11、一级C3H8出口管箱12、一级C 4氏。一异C4H1。出口 U 型接管 13、一级 C4H1。一异 C4H1。出口管箱 14、一级 N2—CH4—C2H4出口接管 15、一级 N2+CH4-C2H4出口管箱16、一级C4H1。一异C4H1。节流阀17、一级C3H8节流阀18、气液分离器19、二级C2H4进口接管20、二级C 2H4进口管箱21、二级N -CH4S 口接管22、二级N 2— 014进口管箱23、二级上封条24、二级左封条25、二级N2—CH4—C2H4进口导流板26、二级N2—CH4—C2H4进口接管27、二级N2—CH4—C2H4进口管箱28、二级天然气出口接管29、二级天然气出口管箱30、二级C2H4节流阀31、三级天然气进口管箱32、三级节流后N2—CH4m 口管箱33、三级节流后N2-CH4出口导流板34、三级折板35、三级左封条36、三级节流后N 2—CH4进口导流板37、三级队一014出口 U型接管38、三级N 2—014出口管箱39、三级N 2—CH4节流阀40、三级天然气出口法兰41、三级天然气出口接管42、三级天然气出口管箱43、三级节流后队一014进口管箱44、三级下封条45、三级右封条46、三级上封条47、三级\一014进口管箱48、二级队一014出口接管49、二级N2—CH4m 口管箱50、二级C 2H4出口 U型接管51、二级C2H4出口管箱52、二级下封条53、二级右封条54、二级折板55、二级N2—CH4—C2H4出口导流板56、二级N2—CH4—C2H4出口管箱57、二级天然气进口管箱58、一级天然气出口接管59、一级天然气出口管箱 60、一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口接管 61、一级 N2+CH4-C2H4-C3H8-C4H10-1^ C4H1。进口管箱 62、一级 N 2—014—C2H4— C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口导流板63、一级右封条64、一级上封条65、一级C3H8进口法兰66、一级C 3HS进口接管67、一级C3H8进口管箱68、一级C巩。一异C4H1。进口法兰69、一级C巩。一异C4H1。进口接管70、一级 C4H1。一异 C4H1。进口管箱 71、一级 N 2— CH4-C2H4进口 法兰 72、一级 N 2— CH4-C2H4进口 接管73、一级N2—CH4—C2H4进口管箱74、一级天然气进口导流板75、一级天然气出口导流板76、二级天然气进口导流板77、二级天然气出口导流板78、三级天然气进口导流板79、三级天然气出口导流板80、一级N2—CH4—C2H4进口导流板81、一级N 2—CH4-C2H4出口导流板82、二级队一014进口导流板83、二级N2-CH4出口导流板84、三级N 2—CH4进口导流板85、三级N厂叫出口导流板86、二级C 2H4进口导流板87、二级C 2H4出口导流板88、一级C 4H10—异C4H1。进口导流板89、一级C 4氏。一异C4H1。出口导流板90、一级C 3HS进口导流板91、一级C3H8出口导流板92、一级前面板93、一级后面板94, 二级前面板95、二级后面板96,三级前面板97、三级后面板98、一级隔板99、二级隔板100、三级隔板101，
(一级)其特征在于:一级前面板93与一级后面板94之间依次相间连接一级折板8与一级隔板99 ;一级折板8上部依次连接一级N厂CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口导流板7、一级天然气进口导流板75、一级N2—CH4—C2H4进口导流板81、一级C 4氏。一异C4H10进口导流板89、一级C3H8进口导流板91,并形成多组连接；一级折板8下部依次连接一级N — CH4-C2H4-C3H8-C4H10-1^ C4H1。进口导流板 63、一级天然气出口导流板 76、一级 N2-CH4-C2H4出口导流板82、一级C巩。一异C4H1。出口导流板90、一级C 3HS出口导流板92，并形成多组连接；一级左封条9依次连接于换热器左侧一级隔板99之间；一级右封条64依次连接于换热器右侧一级隔板99之间；一级上封条65依次连接于换热器上侧一级隔板99之间，且依次开有一级各股流体进出通道；一级下封条10依次连接于换热器下侧一级隔板99之间，且依次开有一级各股流体进出通道；一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口通道与一级N2 —CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H1。进口通道位于同一层内，并形成一级N 2一CH4-C2H4-C3H8-C4H10-1^ C4H1。侧夹层；一级天然气进口通道与一级天然气出口通道位于同一层内，并形成一级天然气侧夹层；一级N2-CH4-C2H4进口通道与一级N2-CH4-C2H4出口通道位于同一层内，并形成一级N2—CH4—C2H4侧夹层；一级C 4氏。一异C4H1。进口通道与一级C4H1。一异C4H1。出口通道位于同一层内，并形成一级C巩。一异C4H1。侧夹层；一级C 3HS进口通道与一级C3H8出口通道位于同一层内，并形成一级C 3HS侧夹层；一级N -CH4-C2H4-C3H8一C4H10一异C4H1。侧夹层、一级N 2一CH4一C2HjIij夹层、一级天然气侧夹层、一级C 4H10一异C4H1。侧夹层、一级C 3HS侧夹层依次排列形成一组一级夹层，多组一级夹层依次排列组成整体一级换热器；每组一级夹层中的一级N2 —CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H1。出口、一级天然气进口、一级N2—CH4—C2H4进口、一级C巩。一异C4H1。进口、一级C 3HS进口在换热器顶部依次排成五列，并依次形成一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口列、一级天然气进口列、一级 N2 —CH4一C2H4进口 列、一级 C 4H10一异 C4H1。进口 列、一级 C 3H8进口 列；一级 N 2一CH4-C2H4-C3H8-C4H10-1^ C4H1。出口 列、一级天然气进口 列、一级 N 2—CH4—C2H4进口列、一级C4H1。一异C4H1。进口列、一级C 3HS进口列顶部依次分别连接半圆柱型一级N -CH4-C2H4-C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口管箱6、一级天然气进口管箱3、一级N2-CH4-C2H4进口管箱74、一级 C4H1。一异 C4H1。进口管箱 71、一级 C 3HS进口 管箱 68 ;—级 N — CH4-C2H4-C3H8-C4H10-异C4H1。出口列、一级天然气进口列、一级N -CH4-C2H4S 口列、一级C 4氏。一异C4H1。进口列、一级C3H8进口列底部各口依次分别连接一级N -CH4-C2H4-C3H8-C4H10-1^ C4H1。出口导流板7、一级天然气进口导流板75、一级N2—CH4—C2H4进口导流板81、一级C 4氏。一异C4H1。进口导流板 89、一级 C3H8进口 导流板 91 ;一级 N — CH4-C2H4-C3H8-C4H10-^ C4H1。出口 导流板7、一级天然气进口导流板75、一级N2—CH4—C2H4进口导流板81、一级C 4氏。一异C4H1。进口导流板89、一级C3H8进口导流板91底部依次分别连接一级各夹层内一级折板8顶部；一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。出口管箱 6、一级天然气进口管箱 3、一级\一014—C2H4进口管箱74、一级C4H10—异C4H10进口管箱71、一级C 3HS进口管箱68五个管箱依次排列并分别连接于换热器顶部；一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口管箱6、一级天然气进口管箱3、一级N2— CH4-C2H4进口管箱74、一级C 4氏。一异C4H1。进口管箱71、一级C3H8进口管箱68顶部分别连接一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口接管5、一级天然气进口接管2、一级N2-CH4-C2H4进口接管73、一级C 4氏。一异C4H1。进口接管70、一级C3H8进口接管67 ;—级N 2—CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口接管5、一级天然气进口接管2、一级队一CH4—C2H4进口接管73、一级C 4氏。一异C4H1。进口接管70、一级C 3HS进口接管67顶部分别连接一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口法兰4、一级天然气进口法兰1、一级N厂CH4-C2H4进口法兰72、一级C 4氏。一异C4H1。进口法兰69、一级C 3HS进口法兰66 ;每组夹层中的一级C3H8出口、一级C巩。一异C4H1。出口、一级N 2—CH4—C2H4出口、一级天然气出口、一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口在一级换热器底部依次排成五列，并依次形成一级C3H8出口列、一级C巩。一异C4H1。出口列、一级N 2—CH4—C2H4出口列、一级天然气出口列、一级N2—CH4—C2H4—C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口列；一级C 3HS出口列、一级C4H1。一异C4H1。出口列、一级N 2—CH4—C2H4出口列、一级天然气出口列、一级N -CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口列底部依次分别连接半圆柱型一级C 3HS出口管箱12、一级C4H1。一异C4H1。出口管箱14、一级N2-CH4-C2H4出口管箱16、一级天然气出口管箱60、一级N2 — CH厂C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口管箱 62 ;—级 C 3HS出口列、一级 C 4氏。一异 C4H10dj口列、一级队一CH4-C2H4出口 列、一级天然气出口列、一级 N 2— CH4-C2H4-C3H8-C4H1。一异C4H1。进口列顶部依次分别连接一级N2-CH4-C2H4 — C3H8— C4H1。一异C4H1。进口导流板63、一级天然气出口导流板76、一级N2—CH4 — C2H4出口导流板82、一级C4H1。一异C4H1。出口导流板 90、一级 C3H8出口导流板 92 ;—级 N — CH4-C2H4- C3H8-C4H10-^ C4H1。进口导流板 63、一级天然气出口导流板76、一级N2—CH4—C2H4出口导流板82、一级C 4氏。一异C4H1。出口导流板90、一级C3H8出口导流板92顶部依次分别连接各夹层内一级折板8底部；一级C 3HS出口管箱12、一级C4H1。一异C4H1。出口管箱14、一级N2-CH4-C2H4出口管箱16、一级天然气出口管箱60、一级N厂CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口管箱62五个管箱依次排列并分别连接于一级换热器底部；一级C3H8出口管箱12、一级C4H1。一异C4H1。出口管箱14、一级N2—CH4—C2H4出口管箱 16、一级天然气出口管箱 60、一级 N 2—CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口管箱62底部分别连接一级C 3HS出口 U型接管11、一级C巩。一异C4H1。出口 U型接管 13、一级N2—CH4—C2H4出口接管 15、一级天然气出口接管 59、一级\一014—(:2!14—(:3!18—C4H1。一异C4H1。进口接管61 ;—级C3H8出口 U型接管11中部安装一级C3H8节流阀18，右侧连接一级 N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口管箱 62 ;—级 C 4氏。一异 C4H1。出口 U 型接管13中部安装一级C4H1。一异C4H1。节流阀17，右侧连接一级N P-CH4-C2H4-C3H8-C4H11^异C4H1。进口管箱62 ;—级N 2—CH4—C2H4出口接管15底部连接气液分离器19 ；
(二级)其特征在于:二级前面板95与二级后面板96之间依次相间连接二级折板55与二级隔板100 ;二级折板55上部依次连接二级N2—CH4—C2H4出口导流板56、二级天然气进口导流板77、二级队一叫进口导流板83、二级C 2H4进口导流板87，并形成多组连接；二级折板55下部依次连接二级N2—CH4—C2H4进口导流板26、二级天然气出口导流板78、二级队一014出口导流板84、二级C 2H4出口导流板88，并形成多组连接；二级左封条25依次连接于二级换热器左侧二级隔板100之间；二级右封条54依次连接于二级换热器右侧二级隔板100之间；二级上封条24依次连接于二级换热器上侧二级隔板100之间，且依次开有二级各股流体进出通道；二级下封条53依次连接于二级换热器下侧二级隔板100之间，且依次开有二级各股流体进出通道；二级N2—CH4一C2H4出口通道与二级N 2一CH4一C2H4进口通道位于同一层内，并形成二级N2-CH4-C2H4侧夹层；二级天然气进口通道与二级天然气出口通道位于同一层内，并形成二级天然气侧夹层；二级N2—CH4? 口通道与二级、一014出口通道位于同一层内，并形成二级N2-CHJU夹层；二级C 2H4进口通道与二级C 2H4出口通道位于同一层内，并形成二级C2H4侧夹层；二级N 2—CH4—C2H4侧夹层、二级天然气侧夹层、二级N2-CH4侧夹层、二级C 2H4侧夹层依次排列形成一组二级夹层，多组二级夹层依次排列组成整体二级换热器；二级每组夹层中的二级队一014—(:2!14出口、二级天然气进口、二级1一CH4S 口、二级C 2H4进口在二级换热器顶部依次排成四列，并依次形成二级N 2—CH4—C2H4出口列、二级天然气进口列、二级队一 CH4S 口列、二级C 2H4进口列；二级N — CH4- C2H4出口列、二级天然气进口列、二级队一014进口列、二级C 2H4进口列顶部依次分别连接半圆柱型二级N2—CH4—C2H4出口管箱57、二级天然气进口管箱58、二级N -CH4S 口管箱23、二级C 2H4进口管箱21 ;二级N2—CH4—C2H4出口管箱57、二级天然气进口管箱58、二级N 2—CH4进口管箱23、二级C2H4进口管箱21四个管箱依次排列并分别连接于二级换热器顶部；二级N2+CH4-C2H4出口管箱57、二级天然气进口管箱58、二级N 2—014进口管箱23、二级C 2H4进口管箱21顶部依次分别连接一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口接管61、一级天然气出口接管59、二级N2 — CH4进口接管22、二级C2H4进口接管20 ; 二级N -CH4S 口接管22连接气液分离器19气相出口端，二级C2H4进口接管20连接气液分离器19液相出口端；二级N2-CH4-C2H4出口列、二级天然气进口列、二级N -CH4S 口列、二级C 2H4进口列底部各口依次分别连接二级N2—CH4—C2H4出口导流板56、二级天然气进口导流板77、二级N2+CH4进口导流板83、二级C2H4进口导流板87 ;二级N 2—CH4—C2H4出口导流板56、二级天然气进口导流板77、二级N2—CH4? 口导流板83、二级C 2H4进口导流板87底部依次分别连接二级换热器各夹层内二级折板55顶部；二级换热器每组夹层中的二级C2H4出口、二级N 2—CH4出口、二级天然气出口、二级N2—CH4—C2H4进口在二级换热器底部依次排成四列，并依次形成二级C2H4出口列、二级N 2—014出口列、二级天然气出口列、二级N 2—CH4—C2H4进口列；二级C2H4出口列、二级N —CH4^j 口列、二级天然气出口列、二级N -CH4-C2H4S 口列底部依次分别连接半圆柱型二级C2H4出口管箱52、二级1一014出口管箱50、二级天然气出口管箱30、二级N2—CH4—C2H4进口管箱28 ;二级C2H4出口列、二级1一014出口列、二级天然气出口列、二级N2—CH4—C2H4进口列顶部依次分别连接二级N2—CH4—C2H4进口导流板26、二级天然气出口导流板78、二级队一014出口导流板84、二级C 2H4出口导流板88 ;二级N2+CH4-C2H4进口导流板26、二级天然气出口导流板78、二级N 2—014出口导流板84、二级C 2H4出口导流板88顶部依次分别连接二级换热器各夹层内二级折板55底部；二级C2H4出口管箱52、二级队一014出口管箱50、二级天然气出口管箱30、二级N2—CH4—C2H4进口管箱28四个管箱依次排列并分别连接于二级换热器底部；二级C2H4出口管箱52、二级1一014出口管箱50、二级天然气出口管箱30底部分别连接二级C2H4出口 U型接管51、二级N2—CH4m口接管49、二级天然气出口接管29、二级N2—CH4—C2H4进口接管27 ;二级C2H4出口 U型接管51中部安装二级C2H4节流阀31，左侧连接二级N2-CH4-C2H4进口管箱28 ；
(三级)其特征在于:三级前面板97与三级后面板98之间依次相间连接三级折板35与三级隔板101 ;三级折板35上部依次连接三级节流后队一014出口导流板34、三级天然气进口导流板79、三级N2-CH4进口导流板85，并形成多组连接；三级折板35下部依次连接三级节流后N2-CH4进口导流板37、三级天然气出口导流板80、三级N2-CH4出口导流板86，并形成多组连接；三级左封条36依次连接于三级换热器左侧三级隔板101之间；三级右封条46依次连接于三级换热器右侧三级隔板101之间；三级上封条47依次连接于三级换热器上侧三级隔板101之间，且依次开有三级各股流体进出通道；三级下封条45依次连接于三级换热器下侧三级隔板101之间，且依次开有三级各股流体进出通道；三级节流后N2+014出口通道与三级节流后N2—CH4? 口通道位于同一层内，并形成三级节流后N2-CH4侧夹层；三级天然气进口通道与三级天然气出口通道位于同一层内，并形成三级天然气侧夹层；三级N2—CH4? 口通道与三级1一014出口通道位于同一层内，并形成三级N2-CH4侧夹层；三级节流后N2-CH4侧夹层、三级天然气侧夹层、三级N2-CHJU夹层依次排列形成一组三级夹层，多组二级夹层依次排列组成整体二级换热器；每组二级夹层中的二级节流后N2 —CH4出口、三级天然气进口、三级N2-CH4进口在三级换热器顶部依次排成三列，并依次形成三级节流后队一014出□列、三级天然气进□列、三级N2—014进□列；三级节流后N2—CH#口列、三级天然气进口列、三级N2-CH4进口列顶部依次分别连接半圆柱型三级节流后N2—叫出口管箱33、三级天然气进口管箱32、三级N厂014进口管箱48 ;三级节流后1一014出口管箱33、三级天然气进口管箱32、三级N2—CH4? 口管箱48顶部依次连接二级N 2—014—C2H4进口接管27、二级天然气出口接管29、二级、一014出口接管49 ;三级节流后N2-CH4出口列、三级天然气进口列、三级队一叫进口列底部各口依次分别连接三级节流后N -CH4出口导流板34、三级天然气进口导流板79、三级N2-CH4进口导流板85 ;三级节流后N2+CH4-C2H4出口导流板7、三级天然气进口导流板79、三级N2-CH4进口导流板85底部依次分别连接三级各夹层内三级折板35顶部；三级节流后队一014出口管箱33、三级天然气进口管箱32、三级N2—CH4? 口管箱48三个管箱依次排列并分别连接于三级换热器顶部；每组夹层中的三级N2-CH4出口、三级天然气出口、三级节流后N 2—014进口在三级换热器底部依次排成三列，并依次形成三级N2-CH4出口列、三级天然气出口列、三级节流后N2-CH4进口列；三级队一014出口列、三级天然气出口列、三级节流后N2-CH4进口列底部依次分别连接半圆柱型三级队一014出口管箱39、三级天然气出口管箱43、三级节流后N2-CH4进口管箱44 ;三级N2-CH4出口列、三级天然气出口列、三级节流后N2-CH4进口列顶部依次分别连接三级N2 — CH4出口导流板86、三级天然气出口导流板80、三级节流后N2-CH4进口导流板37 ;三级N2-CH4出口导流板86、三级天然气出口导流板80、三级节流后N2—CH4?口导流板37顶部依次分别连接三级各夹层内三级折板35底部；三级队一014出口管箱39、三级天然气出口管箱43、三级节流后队一014进口管箱44三个管箱依次排列并分别连接于三级换热器底部；三级天然气出口管箱43底部连接三级天然气出口接管42，三级天然气出口接管42底部连接三级天然气出口法兰41 ;三级队一014出口管箱39底部连接三级N —014出口 U型接管38 ;三级N 2—014出口 U型接管38中部安装三级N 2—CH4节流阀40，右侧连接三级节流后队一014进口管箱44。
[0005]一级折板8、二级折板55、三级折板35横向断面为矩齿形，整体为长方面形铝合金折板；一级隔板99、二级隔板100、三级隔板101、一级前面板93、二级前面板95、三级前面板97、一级后面板94、二级后面板96、三级后面板98为长方体形招合金薄板；一级折板8依次相间安装于一级隔板99之间，开口向上；二级折板55依次相间安装于二级隔板100之间，开口向上；三级折板35依次相间安装于三级隔板101之间，开口向上；一级N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口导流板7、一级天然气进口导流板75、一级N2-CH4-C2H4进口导流板81、一级C4H1。一异C4H1。进口导流板89、一级C 3HS进口导流板91、二级N -CH4-C2H4出口导流板56、二级天然气进口导流板77、二级N 2— CH4S 口导流板83、二级C 2H4进口导流板87、三级节流后N2-CH4出口导流板34、三级天然气进口导流板79、三级N -CH4S口导流板85横向断面均为矩齿形，上下两端横向断面矩齿高度相同，上下两端横向断面矩齿长度不同，上部横断面矩齿长度小于下部横断面矩齿长度；一级N2—CH4一C2H4一C3H8一C4H1。一异C4H1。进口导流板63、一级天然气出口导流板76、一级N 2—CH4—C2H4出口导流板82、一级 C4H1。一异 C4H1。出口 导流板 90、一级 C 3HS出口 导流板 92、二级 N -CH4-C2H4S 口导流板26、二级天然气出口导流板78、二级N2-CH4出口导流板84、二级C2H4出口导流板88、三级节流后N2-CH4进口导流板37、三级天然气出口导流板80、三级N2-CH4出口导流板86横向断面均为矩齿形，上下两端横向断面矩齿高度相同，上下两端横向断面矩齿长度不同；上部横断面矩齿长度大于下部横断面矩齿长度；所述各级导流板与各级折板均相间钎焊于各级隔板之间。
[0006]一级换热器应用C3H^C4H1。一异C4H1。制冷剂及LNG二级出口 0.3MPa、一 63°C的N2—CH4 一C2H4在一级五股流板翅式换热器内将36°C、6.1MPa天然气冷却至一 53°C以便进入二级预冷段；应用一级板翅式换热器首先过冷C3Hs、C4H1。一异C4H10,再节流至混合一级制冷剂侧与一级N2-CH4-C2H4混合后预冷一级天然气侧、一级N 2—CH4—C2H4侧、过冷一级C 3HS侧及一级C4H1。一异C4H1。侧，达到一级天然气预冷、N2-CH4-C2H4预冷及C 3HS、C4H1。一异C4H10节流前过冷目的。
[0007]二级换热器应用C2H4制冷剂及LNG三级出口 0.3MPa、一 130 °C的N 2—CH4混合制冷剂在二级四股流板翅式换热器内将5.8MPa,- 53°C天然气冷却至一 120°C并液化，以便进入三级过冷段；应用二级换热器首先过冷二级C2H4制冷剂，再节流至二级混合制冷剂侧与来自三级的N2-CH4混合后预冷一53 °C 二级天然气侧、二级N -CH4I1、二级C 2H4侧，达到二级天然气预冷、二级N2—CH4预冷及C 2H4节流前过冷目的。
[0008]三级换热器应用队一014混合制冷剂在三股流板翅式换热器内将6.0MPa, — 120 °C天然气冷却至一 164°C并液化，以便LNG过冷贮存及方便运输；应用三级换热器首先预冷并液化非共沸N2-CH4混合制冷剂，N 2—CH4液化后再节流至三级混合制冷剂侧冷却来自二级的出口温度为一120°C的天然气、N2-CH4混合制冷剂，使三级天然气侧天然气及三级N —014侧混合制冷剂均被液化，达到混合制冷剂节流前预冷及天然气低温液化目的。
[0009]C4H1。一异C4H1。混合制冷剂在36 °C、0.9MPa时进入一级C 4氏。一异C4H1。进口管箱71，在一级C4H1。一异C4H1。进口管箱71内分配于C 4氏。一异C4H1。进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的一级C4Hw—异C4H1。侧夹层,被一级N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H10侧夹层内的一 63°C、0.3MPa混合制冷剂过冷，温度降低至一 53°C、压力降低至0.6MPa，再经一级C4H1。一异C4H1。出口列各出口流至一级C巩。一异C4H1。出口管箱14，再经安装于一级C4H1。一异C4H1。出口 U型接管13上的一级C 4氏。一异C4H1。节流阀17节流为过冷液体，节流后压力降至 0.3MPa，温度变为一52.85 °C，再进入一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H10进口管箱62与节流后的C3Hs、自一级N厂CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口接管61进入一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口 管箱 62 的 N 2—CH4-C2H4混合制冷剂混合，混合后经一级N2 —CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H1。进口列各进口进入每组夹层中的一级 N2 —CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异 C4H1。侧夹层，向上流动冷却一级 N 2一CH4一C2HjIij夹层、一级天然气侧夹层、一级C4H1。一异C4H1。侧夹层、一级C 3HS侧夹层后，在26°C、0.3MPa时经一级 N2—CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异 C4H1。出口 列各出口，进入一级 N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H1。一异 C4H1。出口管箱 6 汇合，再经一级 N — CH4-C2H4-C3H8-C4H10-^ C4H1。出口接管 5流出一级制冷板翅式换热器并返回进气压缩机压缩。
[0010]C3H8制冷剂在36 V、2.18MPa时进入一级C 3HS进口管箱68，在一级C 3HS进口管箱68内分配于一级C3H8进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的一级C3H8侧夹层，被一级N厂CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。侧夹层内的一63°C、0.3MPa混合制冷剂过冷，温度降低至一 53°C、压力降至1.88MPa，再经一级C3H8出口列各出口流至一级C3H8出口管箱12，再经安装于C3H8出口 U型接管11中间的一级C 3HS节流阀18节流为过冷液体，节流后压力降至 0.3MPa，温度变为一52.29°C，再进入一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口 管箱 62 与节流后的 C4H1。一异 C4Hiq、自一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口接管 61进入一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口管箱 62 的 N 2—CH4-C2H4混合制冷剂混合，混合后经一级N2 —CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H1。进口列各进口进入每组夹层中的一级 N2 —CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异 C4H1。侧夹层，向上流动冷却一级 N 2一CH4一C2HjIij夹层、一级天然气侧夹层、一级C4H1。一异C4H1。侧夹层、一级C 3HS侧夹层后，在26°C、0.3MPa时经一级 N2—CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异 C4H1。出口 列各出口，进入一级 N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H1。一异 C4H1。出口管箱 6 汇合，再经一级 N — CH4-C2H4-C3H8-C4H10-^ C4H1。出口接管 5流出一级制冷板翅式换热器并返回进气压缩机压缩。
[0011]N2—CH4—C2H4混合制冷剂在 36°C、2.18MPa 时进入一级 N 2—CH4—C2H4进口 管箱74，在一级N2—CH4—C2H4进口管箱74内分配于N -CH4-C2H4S 口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的一级 N2 —CH4一C2HjjIij夹层,被一级 N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异 C4H10侧夹层内的一 63°C、0.3MPa混合制冷剂预冷，预冷后C2H4被液化并形成N2—CH4—C2H4气液两相流，温度降低至一 53°C、压力降低至1.88MPa，再经一级N2—CH4—C2H4出口列各出口流至一级N2—CH4—C2H4出口管箱16，经一级N 2—CH4—C2H4出口接管15后进入气液分离器，分离后的C2H4、N2 — CH4分别通过二级C2H4进口接管20、二级N2—CH4? 口接管22进入二级制冷板翅式换热器预冷。
[0012]C2H4制冷剂在一53°C、1.88MPa时通过二级C 2H4进口接管20进入二级C2H4进口管箱21，在二级C2H4进口管箱21内分配于二级C 2H4进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的二级C2H4侧夹层，被二级N 2—CH4—C2H4侧夹层内的一 130°C、0.3MPa混合制冷剂过冷，温度降低至一 120°C、压力降至1.58MPa，再经二级C2H4出口列各出口流至二级C2H4出口管箱52，再经安装于二级C2H4出口接管51中间的二级C2H4节流阀31节流，节流后压力降至0.3MPa，温度变为一119.4°C，再进入二级N2—CH4—C2H4进口管箱28与自二级N -CH4-C2H4进口接管27进入二级N -CH4-C2H4S 口管箱28的N 2—014混合制冷剂混合，混合后经二级N2—CH4一C2H4进口列各进口进入每组夹层中的二级N2一CH4一C2HzJjIlJ夹层，向上流动冷却二级N2—CH4—C2H4侧夹层、二级天然气侧夹层、二级C 2H4侧夹层后，在一 63°C、0.3MPa时经二级N2—CH4—C2H4出口列各出口，进入二级N 2—CH4—C2H4出口管箱57汇合，再经一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口接管61流出二级制冷板翅式换热器并进入一级制冷板翅式换热器。
[0013]N2-CH4^- 53°C、1.88MPa 时通过二级 N 2—014进口接管 22 进入二级 1一014进口管箱23，在二级N厂014进口管箱23内分配于二级N -CH4S 口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的二级N厂CH4侧夹层，被二级N2-CH4-C2H4侧夹层内的一130°C、0.3MPa混合制冷剂预冷，预冷后CHjJ液化并形成N 2—CH4气液两相流，温度降低至一 120°C、压力降低至1.58MPa，再经二级队一014出口列各出口流至二级\一014出口管箱50，经二级N2+014出口接管49后再进入三级制冷板翅式换热器预冷。
[0014]N2-CH4^- 12Q°CR 1.58MPa 时通过二级 N -CH4^j 口接管 49 进入三级 N -CH4进口管箱48，在三级队一014进口管箱48内分配于三级N -CH4S 口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的三级N2-CH4侧夹层，被节流后的N 2—014混合制冷剂预冷液化，再经三级N2-CH4出口列各出口流至三级1一014出口管箱39，温度降低至一164°C、压力降低至1.38MPa，再经安装于三级队一014出口 U型接管38内的三级N 2—CH4节流阀40节流，节流后压力降低至0.3MPa，节流后氮温度变为一 185°C，处于气液两相状态，节流后甲烷温度变为一 163.5°C，处于液相过冷状态，节流后混合制冷剂为气液两相，再经三级队一014出口 U型接管38进入三级节流后队一014进口管箱44，经三级节流后N -CH4S 口列各进口进入每组夹层中的三级节流后队一014侧夹层，向上流动冷却三级N2-CH4侧夹层、三级天然气侧夹层后，在一 130°C、0.3MPa时，经三级节流后队一014出口列各出口，进入三级节流后队一叫出口管箱33汇合，再经二级N 2—CH4-C2H4进口接管27流出三级制冷板翅式换热器并进入二级制冷板翅式换热器。
[0015]天然气在36 °C、6.1MPa时进入一级天然气进口管箱3，在一级天然气进口管箱3内分配于天然气进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的一级天然气侧夹层，被一级N厂CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。侧夹层内的一63°C、0.3MPa混合制冷剂预冷，预冷后温度降低至一 53°C、压力降低至5.8MPa，再经一级天然气出口列各出口流至一级天然气出口管箱60，经一级天然气出口接管59流出一级制冷板翅式换热器并进入二级制冷板翅式换热器。
[0016]天然气在一 53°C、5.SMPa时进入二级天然气进口管箱58，在二级天然气进口管箱58内分配于二级天然气进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的二级天然气侧夹层，被二级N2—CH4—C2H4侧夹层内的一 130°C、0.3MPa混合制冷剂预冷，预冷后温度降至一120°C、压力降至5.5MPa时液化，液化后经二级天然气出口列流至二级天然气出口管箱30，再经二级天然气出口接管29流出二级制冷板翅式换热器并进入三级制冷板翅式换热器过冷。
[0017]天然气在一 120°C、5.5MPa时进入三级天然气进口管箱32，在三级天然气进口管箱32内分配于三级天然气进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的三级天然气侧夹层，被三级节流后N2-CH4侧夹层内的混合制冷剂预冷，预冷后温度降低至一 164°C、压力降低至5.3MPa时液化，液化后经三级天然气出口列流至三级天然气出口管箱43，再经三级天然气出口接管42流出三级制冷板翅式换热器，节流降压后送入LNG贮罐。
[0018]方案所涉及的原理问题:
首先，传统的LNG混合制冷剂天然气液化系统采用整体换热方式，换热效率较级联式LNG液化系统有了明显提高，使换热器数量减少，整体液化工艺流程得到简化，独立运行的制冷系统减少，管理方便，但存在的问题是液化工艺流程简化后，使LNG主换热器体积庞大，换热工艺复杂，加工制造、现场安装及运输难度增大，且一旦出现管道泄漏等问题，难于检测，容易造成整台换热器报废，成套工艺装备停产。为解决这一问题，本发明将主换热器内天然气温度变化过程分为36°C?一53°C、一 53°C?一120°C，一 120°C?一164°C三个级别，采用三个独立的换热器，完成三个温度区间由高至低的换热过程，重点研究开发36°C?一 164°C LNG低温液化过程及换热器总体结构及进出口参数，并采用N2—CH4—C2H4—C3H8—C4H1。一异C4H1。混合制冷剂制冷工艺，解决三段式LNG低温换热设备问题。然后，采用近1:1的C4H1。一异C4H1。混合制冷剂制冷工艺，节流前过冷至一 53°C，可使一级制冷温度低于其饱和蒸发温度26°C，产生较进口低10°C的传热温差推动力。C4H1。一异C4H1。冷剂进口为0.9MPa、36°C时，C2H4处于液相状态，当压力达到0.6MPa、温度达到一53°C时，C 4氏。一异C4H1。过冷并具有较大显热，再节流后可得到更大制冷量。另外，一级换热器还采用C3H8制冷剂制冷工艺，即C3H8节流前过冷至一 53°C，节流至0.3 MPa时饱和蒸发温度为一 14°C，使一级制冷过程中具有一 14°C与26°C两个蒸发温度，可降低传热过程熵增量。其次，二级换热器采用C2H4制冷剂制冷工艺后，节流前须对C2H4进行过冷。冷剂进口为1.88MPa、一 53°C时，C2H4处于液相状态，当压力达到1.58MPa、温度达到一 120°C时，C 2H4过冷并具有较大显热，再节流后可得到更大制冷量。节流后的C2H4的压力为0.3MPa，温度为一 119.4°C，再与来自三级的一130°C、0.3MPa队一014混合制冷剂在N2—CH4-C2H4进口管箱22内混合为N2+CH4-C2H4制冷剂，向上流动预冷向下流动的天然气、N 2—CH4、C2H4。最后，三级换热器采用N2-CH4制冷剂制冷工艺后，节流前须对N2-CH4进行过冷。冷剂进口为1.58MPa、一 120°C时，N2-CH4混合制冷剂中甲烷已经被液化，氮仍未达到饱和，处于气相状态，当压力达到1.38MPa、预冷温度达到一 164°C时，氮达到饱和并被液化，液化后再节流可得到更大的制冷量。预冷过程与天然气液化及过冷过程同时进行，所以，须采用三段式多股流板翅式换热器实现LNG低温液化。队一014混合制冷剂主要用于三级制冷过程，节流前须经一 53°C?一120 0C、一 120°C?一 164°C两段低温预冷过程，在二级制冷过程中，队一014混合制冷剂预冷过程与天然气液化及C2H4过冷过程同时进行。N2-CH4-C2H4混合制冷剂主要用于二、三级制冷过程，节流前须经36°C?一 53°C、一 53°C?一 120°C、一 120°C?一 164°C三段低温预冷过程，在一级制冷过程中，队一CH4—C2H4混合制冷剂预冷过程与天然气液化、C 3HS过冷、C4H1。一异C4H1。过冷同时进行。传统的列管式换热器由于采用了两块大管板连接平行管束结构，体积较大，换热温差较小，易分区，管间距较大，自收缩能力较差，一般适用于单股流换热，换热效率较低，难以将天然气在一个流程内冷却并液化，不易完成五股流均匀换热过程。此外，以缠绕管式换热器为主液化设备的大型LNG液化系统一般适用于每天100万至500万方的大型天然气液化系统。当产量介于60万至100万方之间时，板翅式换热器相对于缠绕管式换热器同样具有很高的换热效率，多采用高强度铝合金材料后，导热系数大，单位体积换热面积大，且总体高度相当于缠绕管式换热器的三分之一，无管板，对换热器在低温工况下的自紧收缩要求较小，特别适用于产量较小的LNG液化系统。近年来，随着海洋领域内的浮式LNG液化船的发展，一般将海底开发出来的天然气直接在浮式FLNG液化船上液化，由于受LNG液化船晃动及空间小等问题的影响，主液化换热器不宜太高，如使用较高的缠绕管式换热器做为主液化设备，即便分段后其高度也会严重影响LNG船在海洋上的稳定性，而板翅式换热器在相同产量下较缠绕管式换热器具有较低的总体高度，如再分三段处理后，可有效降低换热器高度，不但适用于陆地60万至100万方之间的天然气液化系统，更适用于浮式LNG液化船等系统。一级C4H1。一异C4H1。节流阀17、一级C 3HS节流阀18、二级C2H4节流阀31、三级N2-CH4节流阀40均为通用成熟设备，可根据实际情况进行选配。一级与二级中间的气液分离器19主要用于分离N2—CH4—C2H4混合制冷剂中已液化的C2H4,也为通用的气液两相分离设备，可根据实际情况进行选配。本发明主要以LNG低温液化制冷为基础，开发可承受压力6.1MPa、温度一 164°C的三段式多股流板翅式低温换热器，可完成高压低温工况下的陆地LNG及海洋FLNG低温液化多股流换热过程。
[0019]本发明的技术特点:
本发明主要针对每天60万至100万方之间的LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器，采用具有体积小、换热效率高、换热温差大的多股流板翅式换热器做为主换热设备。首先，应用C4H1。一异C4H10, C3H8两股制冷剂先预冷后节流的制冷工艺流程完成一级制冷过程。其次，应用C2H4先预冷后节流制冷的制冷工艺流程完成天然气在一 53°C?一 120°C的二级制冷过程。最后，应用队一014先预冷后节流制冷的制冷工艺流程，完成天然气在一 120°C?一164°C的三级制冷过程，最终实现36°C?一 164°C天然气液化过程。制冷过程中采用的多股流板翅式换热器具有结构紧凑，多种介质带相变传热，传热系数大，可解决大型LNG低温液化技术难题，提高系统换热及液化效率；应用三段式LNG低温液化工艺后，LNG主换热器还可分为三个独立的换热器，体积减小，可分段进行加工制造、运输及现场安装，一旦出现管道泄漏等问题，易于检测，不易造成整台换热器报废及成套工艺装备停产；LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器可合理分配液化段及过冷段的热负荷，使液化段和过冷段相对协调，可结合大型换热器的载荷分配以及换热管强度特性，从理论上保证液化工艺过程合理且总体热负荷符合设计要求；合理选择了换热器进出口位置及物料，可使换热器结构更加紧凑，换热过程得到优化；由于是多种介质带相变换热过程，对不同介质之间的压差和温差限制要求较小，生产装置操作难度降低，安全性得以提高。
【附图说明】
[0020]图1为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的一级N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。侧、二级N 2一CH4一C2H4侦彳、二级节流后N2 —CH4侧板翅流形图。
[0021]图2为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的一级天然气侧、二级天然气侧、三级天然气侧板翅流形图。
[0022]图3为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的一级N2-CH4-C2H4侧、二级N -CH4侧、三级队一014侧板翅流形图。
[0023]图4为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的一级N2—CH4—C2H4侧、二级C 2H4侧、三级队一014侧板翅流形图。
[0024]图5为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的一级C4H1。一异C4H1。侧、二级C2H4侧、三级队一014侧板翅流形图。
[0025]图6为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的一级C3Hj彳、二级C2H4侧、三级N 2—014侧板翅流形图。
[0026]图7为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的一级换热器顶部封条及进出口列下视意图。
[0027]图8为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的二级换热器顶部封条及进出口列下视意图。
[0028]图9为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的三级换热器顶部封条及进出口列下视意图。
[0029]图10为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的一级换热器底部封条及进出口列上视示意图。
[0030]图11为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的二级换热器底部封条及进出口列上视示意图。
[0031]图12为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的三级换热器底部封条及进出口列上视示意图。
[0032]图13为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的一级换热器板翅与隔板相间排板示意图。
[0033]图14为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的二级换热器板翅与隔板相间排板示意图。
[0034]图15为LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的三级换热器板翅与隔板相间排板示意图。
【具体实施方式】
[0035]将C4H1。一异C4H1。混合制冷剂在36°C、0.9MPa时打入一级C 4氏。一异C4H1。进口管箱71，在一级C4H1。一异C4H1。进口管箱71内分配于C 4氏。一异C4H1。进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的一级C4Hlti—异C4H1。侧夹层,被一级N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H1。侧夹层内的一 63°C、0.3MPa混合制冷剂过冷，温度降低至一 53°C、压力降低至0.6MPa，再经一级C4H1。一异C4H1。出口列各出口流至一级C巩。一异C4H1。出口管箱14，再经安装于一级C4H1。一异C4H1。出口 U型接管13上的一级C 4氏。一异C4H1。节流阀17节流为过冷液体，节流后压力降至 0.3MPa，温度变为一52.85 °C，再进入一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H10进口管箱62与节流后的C3Hs、自一级N厂CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口接管61进入一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口管箱 62 的 N 2—CH4-C2H4混合制冷剂混合，混合后经一级N2 —CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H1。进口列各进口进入每组夹层中的一级 N2 —CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异 C4H1。侧夹层，向上流动冷却一级 N 2一CH4一C2HjIij夹层、一级天然气侧夹层、一级C4H1。一异C4H1。侧夹层、一级C 3HS侧夹层后，在26°C、0.3MPa时经一级 N2—CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异 C4H1。出口 列各出口，进入一级 N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H1。一异 C4H1。出口管箱 6 汇合，再经一级 N — CH4-C2H4-C3H8-C4H10-^ C4H1。出口接管 5流出一级制冷板翅式换热器并返回进气压缩机压缩。
[0036]将C3H8制冷剂在36°C、2.18MPa时打入一级C 3HS进口管箱68，在一级C 3HS进口管箱68内分配于一级C3H8进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的一级C 3HS侧夹层，被一级N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。侧夹层内的一63°C、0.3MPa混合制冷剂过冷，温度降低至一53°C、压力降至1.88MPa，再经一级C3H8出口列各出口流至一级C3H8出口管箱12，再经安装于C3H8出口 U型接管11中间的一级C 3HS节流阀18节流为过冷液体，节流后压力降至 0.3MPa，温度变为一52.29 °C，再进入一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口管箱 62 与节流后的 C4H1。一异 C4H10,自一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口接管61 进入一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口管箱 62 的 N 2—CH4-C2H4混合制冷剂混合，混合后经一级N2 —CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H1。进口列各进口进入每组夹层中的一级 N2 —CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异 C4H1。侧夹层，向上流动冷却一级 N2一CH4一C2HjjIlj夹层、一级天然气侧夹层、一级C4H1。一异C4H1。侧夹层、一级C3HS侧夹层后，在26 °C、0.3MPa时经一级 N2—CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异 C4H1。出口 列各出口，进入一级 N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H1。一异 C4H1。出口管箱 6 汇合，再经一级 N — CH4-C2H4-C3H8-C4H10-^ C4H1。出口接管 5流出一级制冷板翅式换热器并返回进气压缩机压缩。
[0037]将N2—CH4—C2H4混合制冷剂在 36°C、2.18MPa 时打入一级 N 2—CH4—C2H4进口 管箱74，在一级N2-CH4-C2H4进口管箱74内分配于N -CH4-C2H4S 口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的一级N2 —CH4一C2HjjIlj夹层,被一级N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H1。侧夹层内的一 63°C、0.3MPa混合制冷剂预冷，预冷后C 2H4被液化并形成N -CH4-C2H4气液两相流，温度降低至一 53°C、压力降低至1.88MPa，再经一级N2—CH4—C2H4出口列各出口流至一级N2-CH4-C2H4出口管箱16，经一级N2-CH4-C2H4出口接管15后进入气液分离器，分离后的C2H4、N厂014分别通过二级C 2H4进口接管20、二级N 2—014进口接管22进入二级制冷板翅式换热器预冷。
[0038]将C2H4制冷剂在一53°C、1.88MPa时通过二级C 2H4进口接管20打入二级C 2H4进口管箱21，在二级C2H4进口管箱21内分配于二级C 2H4进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的二级C2H4侧夹层，被二级N 2—CH4-C2H4侧夹层内的一 130°C、0.3MPa混合制冷剂过冷，温度降低至一 120°C、压力降至1.58MPa，再经二级C2H4出口列各出口流至二级C2H4出口管箱52，再经安装于二级C2H4出口接管51中间的二级C2H4节流阀31节流，节流后压力降至0.3MPa，温度变为一119.4°C，再进入二级N2—CH4—C2H4进口管箱28与自二级N —CH4-C2H4S 口接管27进入二级N 2—CH4—C2H4进口管箱28的N 2—014混合制冷剂混合，混合后经二级N2 —CH4一C2H4进口列各进口进入每组夹层中的二级N2 —CH4一C2HjjIlj夹层，向上流动冷却二级N2—CH4—C2H4侧夹层、二级天然气侧夹层、二级C 2H4侧夹层后，在一 63°C、0.3MPa时经二级N2—CH4—C2H4出口列各出口，进入二级N 2—CH4—C2H4出口管箱57汇合，再经一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口接管61流出二级制冷板翅式换热器并进入一级制冷板翅式换热器。
[0039]将队一014在一53°C、1.88MPa 时通过二级 1一014进口接管 22 打入二级 N2—CH4?口管箱23，在二级N厂014进口管箱23内分配于二级N -CH4S 口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的二级N厂CH4侧夹层，被二级N2-CH4-C2H4侧夹层内的一130°C、0.3MPa混合制冷剂预冷，预冷后CHjJ液化并形成N 2—CH4气液两相流，温度降低至一 120°C、压力降低至1.58MPa，再经二级队一014出口列各出口流至二级\一014出口管箱50，经二级N2+014出口接管49后再进入三级制冷板翅式换热器预冷。
[0040]将N厂014在一120°C及1.58MPa时通过二级N -CH4^j 口接管49打入三级N —CH4S 口管箱48，在三级N -CH4S 口管箱48内分配于三级N -CH4S 口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的三级N2-CH4侧夹层，被节流后的N2—014混合制冷剂预冷液化，再经三级队一014出口列各出口流至三级N2—CH4m 口管箱39，温度降低至一 164°C、压力降低至1.38MPa，再经安装于三级队一014出口 U型接管38内的三级N 2—CH4节流阀40节流，节流后压力降低至0.3MPa，节流后氮温度变为一 185°C，处于气液两相状态，节流后甲烷温度变为一 163.5°C，处于液相过冷状态，节流后混合制冷剂为气液两相，再经三级队一014出口 U型接管38进入三级节流后队一014进口管箱44，经三级节流后N -CH4S 口列各进口进入每组夹层中的三级节流后队一014侧夹层，向上流动冷却三级N2-CH4侧夹层、三级天然气侧夹层后，在一 130°C、0.3MPa时，经三级节流后队一014出口列各出口，进入三级节流后队一叫出口管箱33汇合，再经二级N 2—CH4-C2H4进口接管27流出三级制冷板翅式换热器并进入二级制冷板翅式换热器。
[0041]将天然气在36°C、6.1MPa时打入一级天然气进口管箱3，在一级天然气进口管箱3内分配于天然气进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的一级天然气侧夹层，被一级N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。侧夹层内的一63°C、0.3MPa混合制冷剂预冷，预冷后温度降低至一 53°C、压力降低至5.8MPa，再经一级天然气出口列各出口流至一级天然气出口管箱60，经一级天然气出口接管59流出一级制冷板翅式换热器并进入二级制冷板翅式换热器。
[0042]天然气在一 53°C、5.SMPa时进入二级天然气进口管箱58，在二级天然气进口管箱58内分配于二级天然气进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的二级天然气侧夹层，被二级N2—CH4—C2H4侧夹层内的一 130°C、0.3MPa混合制冷剂预冷，预冷后温度降至一120°C、压力降至5.5MPa时液化，液化后经二级天然气出口列流至二级天然气出口管箱30，再经二级天然气出口接管29流出二级制冷板翅式换热器并进入三级制冷板翅式换热器过冷。
[0043]天然气在一 120°C、5.5MPa时进入三级天然气进口管箱32，在三级天然气进口管箱32内分配于三级天然气进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的三级天然气侧夹层，被三级节流后N2-CH4侧夹层内的混合制冷剂预冷，预冷后温度降低至一 164°C、压力降低至5.3MPa时液化，液化后经三级天然气出口列流至三级天然气出口管箱43，再经三级天然气出口接管42流出三级制冷板翅式换热器，节流降压后送入LNG贮罐。
【主权项】
1.LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器，包括一级天然气进口法兰1、一级天然气进口接管2、一级天然气进口管箱3、一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口法兰4、一级N2-CH4-C2H4-C3H8-C4H10-1^ C4H1。出 口接管 5、一级 N 2—CH4—C2H4-C3H8-C4H1。一异 C4H10出口管箱6、一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口导流板7、一级折板8、一级左封条9、一级下封条10、一级C3H8出口 U型接管11、一级C3H8出口管箱12、一级C 4氏。一异C4H10出口 U型接管13、一级C4H1。一异C4H1。出口管箱14、一级N2—CH4—C2H4出口接管15、一级N2—CH4—C2H4出口管箱16、一级C4H1。一异C4H1。节流阀17、一级C3H8节流阀18、气液分离器19、二级 C2H4进 口 接管 20、二级 C 2H4进 口管箱 21、二级 N -CH4S 口 接管 22、二级 N -CH4S口管箱23、二级上封条24、二级左封条25、二级N2—CH4—C2H4进口导流板26、二级N -CH4-C2H4进口接管27、二级N2—CH4—C2H4进口管箱28、二级天然气出口接管29、二级天然气出口管箱30、二级C2H4节流阀31、三级天然气进口管箱32、三级节流后N2—CH4m 口管箱33、三级节流后N2-CH4出口导流板34、三级折板35、三级左封条36、三级节流后N 2—CH4进口导流板37、三级队一014出口 U型接管38、三级N 2—014出口管箱39、三级N 2—CH4节流阀40、三级天然气出口法兰41、三级天然气出口接管42、三级天然气出口管箱43、三级节流后队一014进口管箱44、三级下封条45、三级右封条46、三级上封条47、三级\一014进口管箱48、二级队一014出口接管49、二级N2—CH4m 口管箱50、二级C 2H4出口 U型接管51、二级C2H4出口管箱52、二级下封条53、二级右封条54、二级折板55、二级N2—CH4—C2H4出口导流板56、二级N2—CH4—C2H4出口管箱57、二级天然气进口管箱58、一级天然气出口接管59、一级天然气出 口管箱 60、一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进 口接管 61、一级 N2+CH4-C2H4-C3H8-C4H10-1^ C4H1。进 口管箱 62、一级 N 2—014—C2H4— C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口导流板63、一级右封条64、一级上封条65、一级C3H8进口法兰66、一级C 3HS进口接管67、一级C3H8进口管箱68、一级C巩。一异C4H1。进口法兰69、一级C巩。一异C4H1。进口接管70、一级 C4H1。一异 C4H1。进 口管箱 71、一级 N 2— CH4-C2H4进 口 法兰 72、一级 N 2— CH4-C2H4进 口接管73、一级N2—CH4—C2H4进口管箱74、一级天然气进口导流板75、一级天然气出口导流板76、二级天然气进口导流板77、二级天然气出口导流板78、三级天然气进口导流板79、三级天然气出口导流板80、一级N2—CH4—C2H4进口导流板81、一级N 2—CH4—C2H4出口导流板82、二级N2—CH4? 口导流板83、二级N 2—014出口导流板84、三级N -CH4S 口导流板85、三级队一叫出口导流板86、二级C 2H4进口导流板87、二级C 2H4出口导流板88、一级C4H1。一异C4H1。进口导流板89、一级C巩。一异C4H10出口导流板90、一级C 3HS进口导流板91、一级C3H8出口导流板92、一级前面板93、一级后面板94, 二级前面板95、二级后面板96,三级前面板97、三级后面板98、一级隔板99、二级隔板100、三级隔板101，其特征在于:一级前面板93与一级后面板94之间依次相间连接一级折板8与一级隔板99 ;一级折板8上部依次连接一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口导流板7、一级天然气进口导流板75、一级N2—CH4—C2H4进口导流板81、一级C 4氏。一异C4H1。进口导流板89、一级C 3HS进口导流板91，并形成多组连接；一级折板8下部依次连接一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口导流板63、一级天然气出口导流板76、一级N2—CH4—C2H4出口导流板82、一级C4H1。一异C4H1。出口导流板90、一级C 3HS出口导流板92，并形成多组连接；一级左封条9依次连接于换热器左侧一级隔板99之间；一级右封条64依次连接于换热器右侧一级隔板99之间；一级上封条65依次连接于换热器上侧一级隔板99之间，且依次开有一级各股流体进出通道；一级下封条10依次连接于换热器下侧一级隔板99之间，且依次开有一级各股流体进出通道；一级 N2一CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异 C4H1。出 口通道与一级 N2一CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H1。进口通道位于同一层内，并形成一级N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H1。侧夹层；一级天然气进口通道与一级天然气出口通道位于同一层内，并形成一级天然气侧夹层；一级N2-CH4-C2H4进口通道与一级N2-CH4-C2H4出口通道位于同一层内，并形成一级N2—CH4—C2H4侧夹层；一级C巩。一异C4H1。进口通道与一级C巩。一异C4H1。出口通道位于同一层内，并形成一级C4H1。一异C4H1。侧夹层；一级C3H8进口通道与一级C3H8出口通道位于同一层内，并形成一级C3H8侧夹层；一级N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H1。侧夹层、一级N2—CH4—C2H4侧夹层、一级天然气侧夹层、一级C4H1。一异C4H1。侧夹层、一级C3H8侧夹层依次排列形成一组一级夹层，多组一级夹层依次排列组成整体一级换热器；每组一级夹层中的一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。出 口、一级天然气进 口、一级 N -CH4-C2H4S 口、一级C4H1。一异C4H1。进口、一级C 3HS进口在换热器顶部依次排成五列，并依次形成一级N —CH4-C2H4-C3H8-C4H10-1^ C4H1。出 口 列、一级天然气进 口 列、一级 N 2—CH4—C2H4进 口列、一级 C4H1。一异 C4H1。进口列、一级 C 3HS进口列；一级 N2-CH4-C2H4 — C3H8— C4H1。一异 C4H1。出 口列、一级天然气进口列、一级N2-CH4-C2H4进口列、一级C 4氏。一异C4H1。进口列、一级C 3HS进口列顶部依次分别连接半圆柱型一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口管箱6、一级天然气进口管箱3、一级N2— CH4-C2H4进口管箱74、一级C 4氏。一异C4H1。进口管箱71、一级 C3H8进 口 管箱 68 ;—级 N -CH4-C2H4-C3H8-C4H10-1^ C4H1。出 口 列、一级天然气进 口 列、一级N2-CH4-C2H4进口列、一级C 4氏。一异C4H1。进口列、一级C 3HS进口列底部各口依次分别连接一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口导流板7、一级天然气进口导流板75、一级N2—CH4—C2H4进口导流板81、一级C 4氏。一异C4H1。进口导流板89、一级C 3HS进口导流板91 ;一级N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口导流板7、一级天然气进口导流板75、一级N2—CH4—C2H4进口导流板81、一级C 4氏。一异C4H1。进口导流板89、一级C 3HS进口导流板91底部依次分别连接一级各夹层内一级折板8顶部；一级N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口管箱6、一级天然气进口管箱3、一级N2-CH4-C2H4进口管箱74、一级C4H10—异C4H10进口管箱71、一级C3H8进口管箱68五个管箱依次排列并分别连接于换热器顶部；一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。出 口管箱 6、一级天然气进 口管箱 3、一级\一014—C2H4进口管箱74、一级C4H1。一异C4H1。进口管箱71、一级C3H8进口管箱68顶部分别连接一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。出 口接管 5、一级天然气进 口接管 2、一级\一014—C2H4进口接管 73、一级 C4H1。一异 C4H1。进口接管 70、一级 C3H8进口接管 67 ;— 级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口接管5、一级天然气进口接管2、一级N2—CH4-C2H4进口接管73、一级C4H1。一异C4H1。进口接管70、一级C 3HS进口接管67顶部分别连接一级N -CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口法兰4、一级天然气进口法兰1、一级N2—CH4-C2H4进口法兰72、一级C4H1。一异C4H1。进口法兰69、一级C 3HS进口法兰66 ;每组夹层中的一级C 3HS出口、一级 C4H1。一异 C4H1。出 口、一级 N 2—CH4—C2H4出 口、一级天然气出 口、一级 N -CH4-C2H4-C3H8—C4H1。一异C4H1。进口在一级换热器底部依次排成五列，并依次形成一级C 3HS出口列、一级C4H1。一异C4H1。出口列、一级N 2—CH4—C2H4出口列、一级天然气出口列、一级N -CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口列；一级 C3H8出 口列、一级 C4H1。一异 C4H1。出 口列、一级 N2-CH4-C2H4出口列、一级天然气出口列、一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口列底部依次分别连接半圆柱型一级C3H8出口管箱12、一级C4H1。一异C4H1。出口管箱14、一级N2+CH4-C2H4出 口管箱 16、一级天然气出 口管箱 60、一级 N2-CH4-C2H4 — C3H8— C4H1。一异 C4H10进口管箱62 ;—级C3H8出口列、一级C 4氏。一异C4H1。出口列、一级N2—CH4—C2H4出口列、一级天然气出口列、一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口列顶部依次分别连接一级N — CH4-C2H4- C3H8-C4H10-1^ C4H1。进口 导流板 63、一级天然气出口 导流板 76、一级 N2—CH4—C2H4出口导流板82、一级C4H1。一异C4H1。出口导流板90、一级C 3HS出口导流板92 ; —级N2—CH4—C2H4—C3H8—C4H1。一异C4H1。进口导流板63、一级天然气出口导流板76、一级N2—CH4-C2H4出口导流板82、一级C巩。一异C4H1。出口导流板90、一级C 3HS出口导流板92顶部依次分别连接各夹层内一级折板8底部；一级C3H8出口管箱12、一级C 4氏。一异C4H1。出口管箱 14、一级N2—CH4—C2H4出 口管箱 16、一级天然气出 口管箱60、一级N2—CH4—C2H4—C3H8—C4H10一异C4H1。进口管箱62五个管箱依次排列并分别连接于一级换热器底部；一级C3H8出口管箱12、一级C4H1。一异C4H1。出口管箱14、一级N2—CH4—C2H4出口管箱16、一级天然气出口管箱60、一级N厂CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口管箱62底部分别连接一级C 3H8出口 U型接管11、一级C4H1。一异C4H1。出口 U型接管13、一级N2—CH4—C2H4出口接管15、一级天然气出口接管59、一级N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口接管61 ;—级C 3HS出口 U型接管11中部安装一级C3H8节流阀18，右侧连接一级N2-CH4-C2H4 — C3H8— C4H1。一异C4H1。进口管箱62 ;—级C巩。一异C4H1。出口 U型接管13中部安装一级C 4氏。一异C4H1。节流阀 17，右侧连接一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进 口管箱 62 ;—级 N 2—CH4-C2H4出口接管15底部连接气液分离器19 ;二级前面板95与二级后面板96之间依次相间连接二级折板55与二级隔板100 ;二级折板55上部依次连接二级N2—CH4—C2H4出口导流板56、二级天然气进口导流板77、二级N2—CH4? 口导流板83、二级C 2H4进口导流板87，并形成多组连接；二级折板55下部依次连接二级N2—CH4—C2H4进口导流板26、二级天然气出口导流板78、二级N2-CH4出口导流板84、二级C 2H4出口导流板88，并形成多组连接；二级左封条25依次连接于二级换热器左侧二级隔板100之间；二级右封条54依次连接于二级换热器右侧二级隔板100之间；二级上封条24依次连接于二级换热器上侧二级隔板100之间，且依次开有二级各股流体进出通道；二级下封条53依次连接于二级换热器下侧二级隔板100之间，且依次开有二级各股流体进出通道；二级N2—CH4—C2H4出口通道与二级N 2—CH4-C2H4进口通道位于同一层内，并形成二级N2-CH4-C2H4侧夹层；二级天然气进口通道与二级天然气出口通道位于同一层内，并形成二级天然气侧夹层；二级队一014进口通道与二级队一014出口通道位于同一层内，并形成二级N 2—014侦彳夹层；二级C 2H4进口通道与二级C2H4出口通道位于同一层内，并形成二级C2H4侧夹层；二级N「CH4—C2H4侧夹层、二级天然气侧夹层、二级N2-CH4侧夹层、二级C 2H4侧夹层依次排列形成一组二级夹层，多组二级夹层依次排列组成整体二级换热器；二级每组夹层中的二级N2—CH4—C2H4出口、二级天然气进口、二级N2+ (:!14进口、二级C 2H4进口在二级换热器顶部依次排成四列，并依次形成二级N2-CH4-C2H4出口列、二级天然气进口列、二级N -CH4S 口列、二级C 2H4进口列；二级N2—CH4—C2H4出口列、二级天然气进口列、二级N -CH4S 口列、二级C 2H4进口列顶部依次分别连接半圆柱型二级N2—CH4—C2H4出口管箱57、二级天然气进口管箱58、二级N2-CH4进口管箱23、二级C2H4进口管箱21 ;二级N2—CH4—C2H4出口管箱57、二级天然气进口管箱58、二级N2—CH4? 口管箱23、二级C 2H4进口管箱21四个管箱依次排列并分别连接于二级换热器顶部；二级N2—CH4—C2H4出口管箱57、二级天然气进口管箱58、二级N2-CH4进口管箱23、二级C2H4进□管箱21顶部依次分别连接一级N2-CH厂C2H4— C3H8 — C4H1。一异C4H10进口接管61、一级天然气出口接管59、二级N2—CH4进口接管22、二级C2H4进口接管20 ;二级N2—CH4? 口接管22连接气液分离器19气相出口端，二级C 2H4进口接管20连接气液分离器19液相出口端；二级N2—CH4—C2H4出口列、二级天然气进口列、二级N2—CH4? 口列、二级C2H4进口列底部各口依次分别连接二级N2—CH4—C2H4出口导流板56、二级天然气进口导流板77、二级N2-CH4进口导流板83、二级C2H4进口导流板87 ;二级N 2—CH4-C2H4出口导流板56、二级天然气进口导流板77、二级N2—CH4? 口导流板83、二级C 2H4进口导流板87底部依次分别连接二级换热器各夹层内二级折板55顶部；二级换热器每组夹层中的二级C2H4出口、二级N 2—014出口、二级天然气出口、二级N 2—CH4—C2H4进口在二级换热器底部依次排成四列，并依次形成二级C2H4出口列、二级~2—014出口列、二级天然气出口列、二级N2-CH4-C2H4S 口列；二级C 2H4出口列、二级N —CH4^j 口列、二级天然气出口列、二级N —CH4-C2H4进口列底部依次分别连接半圆柱型二级C 2H4出口管箱52、二级1一014出口管箱50、二级天然气出口管箱30、二级N2—CH4—C2H4进口管箱28 ; 二级C 2H4出口列、二级N 2—014出口列、二级天然气出口列、二级N2—CH4—C2H4进口列顶部依次分别连接二级N -CH4-C2H4进口导流板26、二级天然气出口导流板78、二级N2-CH4出口导流板84、二级C2H4出口导流板88 ;二级N厂CH4-C2H4进口导流板26、二级天然气出口导流板78、二级N「CH#口导流板84、二级C2H4出口导流板88顶部依次分别连接二级换热器各夹层内二级折板55底部；二级C2H4出口管箱52、二级1^一014出口管箱50、二级天然气出口管箱30、二级N2+CH4-C2H4进口管箱28四个管箱依次排列并分别连接于二级换热器底部；二级C2H4出口管箱52、二级队一014出口管箱50、二级天然气出口管箱30底部分别连接二级C 2H4出口 U型接管51、二级队一014出口接管49、二级天然气出口接管29、二级N2—CH4—C2H4进口接管27 ;二级C2H4出口 U型接管51中部安装二级C 2H4节流阀31，左侧连接二级N -CH4-C2H4进口管箱28 ;三级前面板97与三级后面板98之间依次相间连接三级折板35与三级隔板101 ;三级折板35上部依次连接三级节流后队一014出口导流板34、三级天然气进口导流板79、三级N2-CH4进口导流板85，并形成多组连接；三级折板35下部依次连接三级节流后N2-CH4进口导流板37、三级天然气出口导流板80、三级N「CH4出口导流板86，并形成多组连接；三级左封条36依次连接于三级换热器左侧三级隔板101之间；三级右封条46依次连接于三级换热器右侧三级隔板101之间；三级上封条47依次连接于三级换热器上侧三级隔板101之间，且依次开有三级各股流体进出通道；三级下封条45依次连接于三级换热器下侧三级隔板101之间，且依次开有三级各股流体进出通道；三级节流后队一014出口通道与三级节流后N2—CH4?口通道位于同一层内，并形成三级节流后N2-CH4侧夹层；三级天然气进口通道与三级天然气出口通道位于同一层内，并形成三级天然气侧夹层；三级N2+014进口通道与三级1一014出口通道位于同一层内，并形成三级N2-CH4侧夹层；三级节流后N2-CH4侧夹层、三级天然气侧夹层、三级N2-CHJU夹层依次排列形成一组三级夹层，多组三级夹层依次排列组成整体三级换热器；每组三级夹层中的三级节流后N2-CH4出口、三级天然气进口、三级队一014进口在三级换热器顶部依次排成三列，并依次形成三级节流后队一014出口列、三级天然气进口列、三级N2-CH4进口列；三级节流后1一014出口列、三级天然气进口列、三级N2-CH4进口列顶部依次分别连接半圆柱型三级节流后N2—014出口管箱33、三级天然气进口管箱32、三级队一014进口管箱48 ;三级节流后N2—CH# 口管箱33、三级天然气进口管箱32、三级队一014进口管箱48顶部依次连接二级N -CH4-C2H4S 口接管27、二级天然气出口接管29、二级队一014出口接管49 ;三级节流后N 2—014出口列、三级天然气进口列、三级N2-CH4进口列底部各口依次分别连接三级节流后N2-CH4出口导流板34、三级天然气进口导流板79、三级N2—CH4? 口导流板85 ;三级节流后N -CH4-C2H4出口导流板7、三级天然气进口导流板79、三级N2—CH4? 口导流板85底部依次分别连接三级各夹层内三级折板35顶部；三级节流后队一014出口管箱33、三级天然气进口管箱32、三级队一014进口管箱48三个管箱依次排列并分别连接于三级换热器顶部；每组夹层中的三级N2-CH4出口、三级天然气出口、三级节流后N 2—014进口在三级换热器底部依次排成三列，并依次形成三级队一014出口列、三级天然气出口列、三级节流后N 2—CH4进口列；三级N2+CH4出口列、三级天然气出口列、三级节流后~2—014进口列底部依次分别连接半圆柱型三级队一014出口管箱39、三级天然气出口管箱43、三级节流后N2-CH4? 口管箱44 ；三级队一014出口列、三级天然气出口列、三级节流后N2-CH4进口列顶部依次分别连接三级N2 — CH4出口导流板86、三级天然气出口导流板80、三级节流后N2—CH4? 口导流板37 ；三级N2-CH4出口导流板86、三级天然气出口导流板80、三级节流后N2-CH4进口导流板37顶部依次分别连接三级各夹层内三级折板35底部；三级队一014出口管箱39、三级天然气出口管箱43、三级节流后队一014进口管箱44三个管箱依次排列并分别连接于三级换热器底部；三级天然气出口管箱43底部连接三级天然气出口接管42，三级天然气出口接管42底部连接三级天然气出口法兰41 ;三级N厂014出口管箱39底部连接三级N — CH4^j 口 U型接管38 ;三级队一014出口 U型接管38中部安装三级N2-CH4节流阀40，右侧连接三级节流后队一014进口管箱44。2.根据权利要求1所述的LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的换热工艺方法，其特征在于=C4H1。一异C4H1。混合制冷剂在36°C、0.9MPa时进入一级C 4氏。一异C4H1。进口管箱71，在一级C4H1。一异C4H1。进口管箱71内分配于C 4氏。一异C4H1。进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的一级C4Hw—异C4H1。侧夹层,被一级N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H10侧夹层内的一 63°C、0.3MPa混合制冷剂过冷，温度降低至一 53°C、压力降低至0.6MPa，再经一级C4H1。一异C4H1。出口列各出口流至一级C巩。一异C4H1。出口管箱14，再经安装于一级C4H1。一异C4H1。出口 U型接管13上的一级C 4氏。一异C4H1。节流阀17节流为过冷液体，节流后压力降至 0.3MPa，温度变为一52.85 °C，再进入一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H10进口管箱62与节流后的C3Hs、自一级N厂CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口接管61进入一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进 口 管箱 62 的 N 2—CH4-C2H4混合制冷剂混合，混合后经一级N2 —CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H1。进口列各进口进入每组夹层中的一级 N2 —CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异 C4H1。侧夹层，向上流动冷却一级 N 2一CH4一C2HjIij夹层、一级天然气侧夹层、一级C4H1。一异C4H1。侧夹层、一级C 3HS侧夹层后，在26°C、0.3MPa时经一级 N2—CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异 C4H1。出 口 列各出 口，进入一级 N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H1。一异 C4H1。出 口管箱 6 汇合，再经一级 N — CH4-C2H4-C3H8-C4H10-^ C4H1。出 口接管 5流出一级制冷板翅式换热器并返回进气压缩机压缩；(^8制冷剂在36°C、2.1SMPa时进入一级C3H8进口管箱68，在一级C 3HS进口管箱68内分配于一级C 3HS进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的一级C3H8侧夹层,被一级N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H1。侧夹层内的一 63°C、0.3MPa混合制冷剂过冷，温度降低至一 53°C、压力降至1.88MPa，再经一级C3H8出口列各出口流至一级C3H8出口管箱12，再经安装于C 3HS出口 U型接管11中间的一级C 3H8节流阀18节流为过冷液体，节流后压力降至0.3MPa，温度变为一 52.29°C，再进入一级N2+CH4-C2H4-C3H8-C4H10-1^ C4H1。进 口管箱 62 与节流后的 C A。一异 C4H10,自一级 N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进 口接管 61 进入一级 N 2—014—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。进口管箱62的N2—CH4—C2H4混合制冷剂混合，混合后经一级N2—CH4—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口列各进口进入每组夹层中的一级N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异C4H1。侧夹层，向上流动冷却一级N2-CH4-C2H4侧夹层、一级天然气侧夹层、一级C巩。一异C4H1。侧夹层、一级 C3H8侧夹层后，在 26°C、0.3MPa 时经一级 N2—014—C2H4 — C3H8 — C4H1。一异 C4H1。出 口列各出口，进入一级N2—CH厂C2H4-C3H8 — C4H1。一异C4H1。出口管箱6汇合，再经一级N -CH4-C2H4 — C3H8—C4H1。一异C4H1。出口接管5流出一级制冷板翅式换热器并返回进气压缩机压缩。3.根据权利要求1所述的LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的换热工艺方法，其特征在于:队一CH4-C2H4混合制冷剂在36°C、2.18MPa时进入一级N2—CH4-C2H4进口管箱74，在一级N2—CH4—C2H4进口管箱74内分配于N 2—CH4—C2H4进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的一级 N2 —CH4一C2HjjIij夹层,被一级 N 2一CH4一C2H4一C3H8一C4H10一异 C4H1。侧夹层内的一 63°C、0.3MPa混合制冷剂预冷，预冷后C2H4被液化并形成N2—CH4—C2H4气液两相流，温度降低至一 53°C、压力降低至1.88MPa，再经一级N2—CH4—C2H4出口列各出口流至一级N2-CH4-C2H4出口管箱16，经一级N 2—CH4—C2H4出口接管15后进入气液分离器，分离后的C2H4、N厂014分别通过二级C2H4进口接管20、二级N2—CH4? 口接管22进入二级制冷板翅式换热器预冷；C2H4制冷剂在一 53°C、1.88MPa时通过二级C 2H4进口接管20进入二级C2H4进口管箱21，在二级C 2H4进口管箱21内分配于二级C 2H4进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的二级C2H4侧夹层，被二级N2—CH4—C2H4侧夹层内的一130°C、0.3MPa混合制冷剂过冷，温度降低至一 120°C、压力降至1.58MPa，再经二级C2H4出口列各出口流至二级C2H4出口管箱52，再经安装于二级C2H4出口接管51中间的二级C2H4节流阀31节流，节流后压力降至0.3MPa，温度变为一119.4°C，再进入二级N2—CH4—C2H4进口管箱28与自二级N2-CH4-C2H4进口接管27进入二级N -CH4-C2H4S 口管箱28的N 2—014混合制冷剂混合，混合后经二级N2—CH4一C2H4进口列各进口进入每组夹层中的二级N2一CH4一C2HjjIlj夹层，向上流动冷却二级N2—CH4—C2H4侧夹层、二级天然气侧夹层、二级C 2H4侧夹层后，在一630C >0.3MPa 时经二级 N2—CH4-C2H4出 口 列各出 口，进入二级 N -CH4-C2H4dj 口 管箱 57汇合，再经一级N2-CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。进口接管61流出二级制冷板翅式换热器并进入一级制冷板翅式换热器；N2 — CH4在一 530CU.88MPa时通过二级N 2—CH4进口接管22进入二级N2—CH4? □管箱23，在二级1一014进口管箱23内分配于二级N 2—014进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的二级N2-CH4侧夹层，被二级N 2—CH4—C2H4侧夹层内的一 130°C、0.3MPa混合制冷剂预冷，预冷后CH4被液化并形成N2-CH4气液两相流，温度降低至一 120°C、压力降低至1.58MPa，再经二级N2-CH4出口列各出口流至二级N 2—叫出□管箱50，经二级N2—CH# □接管49后再进入三级制冷板翅式换热器预冷；N2—CH4在一 120°C及1.58MPa时通过二级队一014出口接管49进入三级N 2—014进口管箱48，在三级N2—CH4? 口管箱48内分配于三级N -CH4S 口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的三级N2-CH4侧夹层，被节流后的N 2—014混合制冷剂预冷液化，再经三级N 2—014出口列各出口流至三级队一014出口管箱39，温度降低至一 164°C、压力降低至1.38MPa，再经安装于三级队一014出口 U型接管38内的三级N 2—CH4节流阀40节流，节流后压力降低至0.3MPa，节流后氮温度变为一 185°C，处于气液两相状态，节流后甲烷温度变为一 163.5°C，处于液相过冷状态，节流后混合制冷剂为气液两相，再经三级队一014出口 U型接管38进入二级节流后N2—CH4S 口管箱44,经二级节流后N2一CH4S 口列各进口进入每组夹层中的三级节流后队一014侧夹层，向上流动冷却三级N2-CH4侧夹层、三级天然气侧夹层后，在一130°C、0.3MPa时，经三级节流后N2-CH4出口列各出口，进入三级节流后N 2—014出口管箱33汇合，再经二级N2—CH4—C2H4进口接管27流出三级制冷板翅式换热器并进入二级制冷板翅式换热器。4.根据权利要求1所述的LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器的换热工艺方法，其特征在于:天然气在36°C、6.1MPa时进入一级天然气进口管箱3，在一级天然气进口管箱3内分配于天然气进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的一级天然气侧夹层，被一级N厂CH4-C2H4 — C3H8 — C4H1。一异C4H1。侧夹层内的一63°C、0.3MPa混合制冷剂预冷，预冷后温度降低至一 53°C、压力降低至5.8MPa，再经一级天然气出口列各出口流至一级天然气出口管箱60，经一级天然气出口接管59流出一级制冷板翅式换热器并进入二级制冷板翅式换热器；天然气在一 53°C、5.8MPa时进入二级天然气进口管箱58，在二级天然气进口管箱58内分配于二级天然气进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的二级天然气侧夹层，被二级N2—CH4—C2H4侧夹层内的一 130°C、0.3MPa混合制冷剂预冷，预冷后温度降至一120°C、压力降至5.5MPa时液化，液化后经二级天然气出口列流至二级天然气出口管箱30，再经二级天然气出口接管29流出二级制冷板翅式换热器并进入三级制冷板翅式换热器过冷；天然气在一 120°C、5.5MPa时进入三级天然气进口管箱32，在三级天然气进口管箱32内分配于三级天然气进口列各进口，通过各进口再进入每组夹层中的三级天然气侧夹层，被三级节流后N2-CH4侧夹层内的混合制冷剂预冷，预冷后温度降低至一 164°C、压力降低至5.3MPa时液化，液化后经三级天然气出口列流至三级天然气出口管箱43，再经三级天然气出口接管42流出三级制冷板翅式换热器，节流降压后送入LNG贮罐。
【文档编号】F25J5/00GK105987581SQ201510051091
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月2日
【发明人】张周卫, 汪雅红, 张小卫, 李跃, 李河, 薛佳幸
【申请人】张周卫