冷箱液化系统的制作方法

本技术涉及天然气深冷液化，特别涉及一种冷箱液化系统。

背景技术：

1、天然气液化流程核心设备为冷箱，而冷箱中核心设备为换热器。在采用混合制冷剂液化工艺中，换热器广泛采用的为绕管式和板翅式，而板翅换热器又因为其结构紧凑、质量轻、传热效率高而成为主流应用。

2、在传统的板翅换热器中，制冷剂穿过板式换热器，并吸收原料天然气的热量，使天然体液化；复热后的制冷剂返回制冷剂压缩机。

3、但行业内较成熟的板翅换热器中，制冷剂的返流时，均是从下方进入到板翅换热器中，然后从板翅换热器上方流出，以回到制冷剂压缩机中。其返流采用下进上出方式(即热端在上冷端在下)，从而造成制冷剂压缩机吸入时，需要额外做功抵消制冷剂由下至上的高差而产生的阻力，从而增加制冷剂压缩机的功率。

技术实现思路

1、本实用新型的一个目的在于解决现有的制冷剂压缩机需要额外做功导致功率大的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种冷箱液化系统，包括：换热器，所述换热器下部设有进气口、冷剂正流入口以及冷剂返流出口，所述换热器上部设有出液口、冷剂正流出口以及冷剂返流入口；所述进气口与所述出液口相互连通形成第一通道，所述冷剂正流入口与所述冷剂正流出口连通形成正流通道；所述冷剂返流入口和所述冷剂返流出口连通形成返流通道；所述第一通道用于通入原料气，并与所述正流通道和所述返流通道内流动的制冷剂进行热交换；节流降温阀，所述节流降温阀的进口与所述冷剂正流出口连通，所述节流降温阀的出口与所述冷剂返流入口连通；所述制冷剂从所述正流通道上的所述冷剂正流出口流至所述节流降温阀进行降温，再从所述冷剂返流入口进入所述返流通道；压缩机，所述压缩机的进口与所述冷剂返流出口连通，所述压缩机的出口与所述冷剂正流入口连通；所述制冷剂从上向下通过所述返流通道，并从所述冷剂返流出口回流至所述压缩机，通过所述压缩机压缩后，输送至所述冷剂正流入口，以回到所述正流通道。

3、可选地，所述冷箱液化系统还包括冷却器，所述冷却器设置在所述压缩机的下游，并与所述压缩机的出口连通，使所述制冷剂通过所述压缩机后，进入到所述冷却器进行降温。

4、可选地，所述冷箱液化系统还包括分离罐，所述分离罐设置在所述冷却器的下游且与所述冷却器的出口连通，制冷剂由所述冷却器流出后，能够进入所述分离罐进行气相和液相的分离，以形成气相制冷剂和液相制冷剂。

5、可选地，所述正流通道包括相互独立的第一正流通道和第二正流通道；所述冷剂正流入口包括正流气相入口和正流液相入口；所述冷剂正流出口包括正流气相出口和正流液相出口；所述正流气相入口与所述正流气相出口在所述换热器内连通以形成所述第一正流通道；所述正流液相入口与所述正流液相出口在所述换热器内连通形成所述第二正流通道；所述分离罐的出气端口与所述正流气相入口连通，使所述分离罐中的气相制冷剂从所述正流气相入口进入所述第一正流通道；所述分离罐的出液端口与所述正流液相入口连通，使所述分离罐中的液相制冷剂从所述正流液相入口进入所述第二正流通道。

6、可选地，所述节流降温阀包括气相节流阀和液相节流阀；所述冷剂返流入口包括返流气相入口和返流液相入口；所述气相节流阀的进口与所述正流气相出口连通，所述气相节流阀的出口与所述返流气相入口连通，使通过所述第一正流通道后的气相制冷剂进入所述气相节流阀降温后，再由所述返流气相入口进入所述返流通道。

7、可选地，所述液相节流阀的进口与所述正流液相出口连通，所述液相节流阀的出口与所述返流液相入口连通；使通过所述第二正流通道的液相制冷剂进入所述液相节流阀中降温后，再由所述返流液相入口汇入所述返流通道，并从所述冷剂返流出口回流至所述压缩机。

8、可选地，所述冷箱液化系统还包括集液罐，所述集液罐设置在所述换热器的底部，所述集液罐分别与所述冷剂正流入口和所述冷剂返流出口连通，用于收集液化的制冷剂。

9、可选地，所述冷箱液化系统还包括气化器，所述气化器设置在集液罐与所述压缩机之间，并与所述集液罐和所述压缩机连通；所述气化器可使所述集液罐中的液态制冷剂气化后，进入所述压缩机。

10、可选地，所述冷箱液化系统还包括原料储存装置和收集装置；所述原料储存装置与所述进气口连通，所述收集装置与所述出液口连通，所述原料储存装置内的原料气从所述进气口进入所述第一通道，并与所述正流通道和所述返流通道热交换后，从所述出液口流出至所述收集装置。

11、可选地，所述压缩机与所述换热器之间通过奥氏体不锈钢管连通。

12、可选地，所述换热器为板翅换热器，所述板翅换热器上部的所述冷剂返流入口与所述板翅换热器下部的所述冷剂返流出口的高度差大于十米。

13、由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果为：

14、本申请提供了一种冷箱液化系统，包括相互连通的换热器、节流降温阀和压缩机，其构成循环制冷回路?；芈纺诘闹评浼镣ü顾趸顾鹾?，从冷剂正流入口进入正流通道，沿正流通道进入节流降温阀降温后，流入返流通道，并从冷剂返流出口回流到压缩机内。由于冷剂返流入口位于换热器上部，冷剂返流出口位于换热器下部，其具有的高度差，制冷剂在返流通道内从上至下流动，使制冷剂可在自身重力的作用下返流至压缩机内，其可有效的减少了压缩机的功率，实现了至少10％的节能目标。

技术特征：

1.一种冷箱液化系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的冷箱液化系统，其特征在于，所述冷箱液化系统还包括冷却器，所述冷却器设置在所述压缩机的下游，并与所述压缩机的出口连通，使所述制冷剂通过所述压缩机后，进入到所述冷却器进行降温。

3.根据权利要求2所述的冷箱液化系统，其特征在于，所述冷箱液化系统还包括分离罐，所述分离罐设置在所述冷却器的下游且与所述冷却器的出口连通，制冷剂由所述冷却器流出后，能够进入所述分离罐进行气相和液相的分离，以形成气相制冷剂和液相制冷剂。

4.根据权利要求3所述的冷箱液化系统，其特征在于，所述正流通道包括相互独立的第一正流通道和第二正流通道；所述冷剂正流入口包括正流气相入口和正流液相入口；所述冷剂正流出口包括正流气相出口和正流液相出口；

5.根据权利要求4所述的冷箱液化系统，其特征在于，所述节流降温阀包括气相节流阀和液相节流阀；所述冷剂返流入口包括返流气相入口和返流液相入口；

6.根据权利要求5所述的冷箱液化系统，其特征在于，所述液相节流阀的进口与所述正流液相出口连通，所述液相节流阀的出口与所述返流液相入口连通；使通过所述第二正流通道的液相制冷剂进入所述液相节流阀中降温后，再由所述返流液相入口汇入所述返流通道，并从所述冷剂返流出口回流至所述压缩机。

7.根据权利要求1所述的冷箱液化系统，其特征在于，所述冷箱液化系统还包括集液罐，所述集液罐设置在所述换热器的底部，所述集液罐分别与所述冷剂正流入口和所述冷剂返流出口连通，用于收集液化的制冷剂。

8.根据权利要求7所述的冷箱液化系统，其特征在于，所述冷箱液化系统还包括气化器，所述气化器设置在集液罐与所述压缩机之间，并与所述集液罐和所述压缩机连通；所述气化器可使所述集液罐中的液态制冷剂气化后，进入所述压缩机。

9.根据权利要求1所述的冷箱液化系统，其特征在于，所述冷箱液化系统还包括原料储存装置和收集装置；所述原料储存装置与所述进气口连通，所述收集装置与所述出液口连通，所述原料储存装置内的原料气从所述进气口进入所述第一通道，并与所述正流通道和所述返流通道热交换后，从所述出液口流出至所述收集装置。

10.根据权利要求1所述的冷箱液化系统，其特征在于，所述压缩机与所述换热器之间通过奥氏体不锈钢管连通。

11.根据权利要求1所述的冷箱液化系统，其特征在于，所述换热器为板翅换热器，所述板翅换热器上部的所述冷剂返流入口与所述板翅换热器下部的所述冷剂返流出口的高度差大于十米。

技术总结
本技术涉及了一种冷箱液化系统，包括相互连通的换热器、节流降温阀和压缩机，换热器下部设有进气口、冷剂正流入口和冷剂返流出口，换热器上部设有出液口、冷剂正流出口和冷剂返流入口；进气口与出液口相互连通形成第一通道，冷剂正流入口与冷剂正流出口连通形成正流通道；冷剂返流入口和冷剂返流出口连通形成返流通道；第一通道用于通入原料气，并与正流通道和返流通道内流动的制冷剂进行热交换。制冷剂从冷剂正流入口进入正流通道，沿正流通道进入节流降温阀降温后，流入返流通道，并从冷剂返流出口回流到压缩机内。由于制冷剂在返流通道内从上至下流动，使制冷剂可在自身重力的作用下返流至压缩机内，可有效的减少了压缩机的功率。

技术研发人员：李富强,马林,孟繁宇,杨威
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>辽宁中集哈深冷气体液化设备有限公司
技术研发日：20230925
技术公布日：2024/4/24