单级大功率斯特林型脉管制冷机模拟与实验研究

为了研究大功率斯特林型脉管制冷机中存在的流动的不均匀性、回热器和脉管内的温度不均匀性、制冷机与压缩机的阻抗匹配等问题,本文基于模拟软件Sage设计制造了一台单级大功率斯特林型脉管制冷机并对其进行了初步试验研究。在60 Hz工作频率,充气压力为1.9 MPa时,800 W输入功率下达到最低无负荷制冷温度56.9 K;充气压力为2.0MPa,输入功率为4 kW时制冷量为41.2 W@77 K,与理论模拟结果存在较大差距。实验发现回热器存在严重的温度不均匀性,中部最大温差高达120 K。

大功率回热器中高热导率复合填料的实验研究

本文对一台单级直线型大功率脉管制冷机在8()K温区进行优化研究。该制冷机由一台10kW线性压缩机驱动,采用小长径比的回热器。本文采用不锈钢丝网和具有更高热导率的紫铜及黄铜丝网混合填充增加径向导热,以降低温度不均匀性带来的损失。通过调整不同的复合填料组合,大幅减少了由环流造成的损失,该制冷机的最低制冷温度由54 K降至47.5 K。同时通过对充气压力和工作频率的优化,在8.9 kW输入功率下,该制冷机在71K可提供298W制冷量。

LNG加气站用小型撬装式BOG再液化装置的研制开发

针对陆上LNG加气站和LNG运输槽车的BOG放散所造成的燃料损失和环境污染等问题,以大功率脉管制冷机为冷源研发了一套小型撬装式BOG再液化装置。在LNG加气站对该小型撬装式BOG再液化装置进行了试运行实验,装置具有较好的稳定性、可靠性和安全性。实验结果表明:装置的净制冷功率至少达到550 W@120K,BOG的液化能力达到106kg·d-1。

小型撬装式BOG再液化装置的研发及性能测试

以最新研制的大功率回热式脉管制冷机为核心,建立了一台小型撬装式BOG(Boiled off Gas)再液化实验装置。与传统的BOG再液化装置相比,该装置具有结构紧凑、操作简单、经济效益好等优点。通过测试实验,0.4MPa时,在9400W的电机功率下,该装置制冷功率达到267W@86K;对制冷机冷头和冷屏进行改进后,在8450W的电机功率下,该装置在0.3MPa时的制冷功率达到430W@83K。实验结果表明:对制冷机冷头和冷屏进行优化后,装置的有效制冷功率大幅提高。