混合冷剂换热器作为天然气液化流程中的关键设备,主要用于冷却/冷凝多级压缩介质(混合冷剂),然而由于换热过程混合冷剂部分冷凝与全部冷凝的机理尚未明晰,该产品的研发在国内尚属空白。为了研究混合冷剂换热器冷凝机理,本文提出了一种可以再现混合冷剂换热器实际工况的试验方法,并完成了试验台的设计、搭建及调试工作。采用氮气作为试验介质进行循环试验,验证了试验系统的稳定性,为混合冷剂换热器传热与流动特性的深入研究奠定了基础。

PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger)型混合工质冷凝器是浮式液化天然气装置中冷凝器的首选型式。本文通过构建混合工质冷凝试验系统,完成了PCHE混合工质冷凝器冷凝试验。以混合工质冷凝平衡模型理论为基础,采用Bell-Ghaly方法与Shah冷凝准则方程进行微通道内混合工质冷凝计算。对比分析理论计算与试验结果表明:在高雷诺数情况下,Bell-Ghaly-Shah方法计算的混合工质冷凝传热系数与试验结果偏差为3.11%。本文研究内容对PCHE型混合工质冷凝器热力设计具有重要借鉴意义。