理化所在低温压缩膨胀一体机样机研制方面取得重要进展

tianliang

天然气在世界能源结构中占据重要份额，通过船运输液化天然气（Liquefied Natural Gas, LNG）是天然气在全球流动分配的主要形式。LNG是温度为110 K左右的深冷流体，在运输途中高效绝热技术也无法避免生成蒸发气（Boil-Off Gas, BOG），输送过程中更是会产生大量的BOG。为了降低BOG排放造成的损失和安全隐患，国外公司利用再液化装置将BOG再液化为LNG，提高了LNG船的经济性和安全性。国外公司利用先发优势，垄断了LNG再液化装置和技术，对我国LNG储运和造船业发展造成了巨大的风险。

       面对我国LNG进口逐年增多，国产LNG船订单需求旺盛的态势，开展国产化船用BOG再液化装置技术研究迫在眉睫。
       理化所低温工程与系统应用中心研究团队和中山先进低温技术研究院与国内相关单位合作，针对应用需求，开发研制一套BOG再液化装置。所研制的装置本质上是一个透平布雷顿循环的制冷机，核心装备是压缩膨胀一体机。团队在近十年的超流氦冷压缩机技术研制基础上，经过一年多的研发攻关，取得了一系列核心技术突破，包括大轴向力磁悬浮轴承技术、大功率高转速电机散热技术、压缩膨胀叶轮参数匹配设计技术等，解决了全负荷轴向力失稳，电机高速下过热失磁，轴伸长补偿等诸多难题，成功研制出压缩膨胀一体机样机。样机完成了在用户测试平台上的性能测试，达到设计指标要求，打通了船用BOG再液化装置全流程，为国产LNG蒸发气再液化装置上船提供了坚实的支撑。
       所开发的压缩膨胀一体机也可应用于大型氢氦低温制冷机/液化器预冷级，取代液氮，具有高效率，高可靠性、低维护成本等巨大优势。此外压缩膨胀一体机具备向更低温区扩展的可能，可用于氢气/氦气的再液化，应用前景广阔。
       文章来源：理化所