【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】中國科學院理化技術研究所低溫工程與系統(tǒng)應用中心研發(fā)團隊自2024年初成功研制出透平布雷頓循環(huán)再液化系統(tǒng)的核心裝備——壓縮膨脹一體機以來，針對國產(chǎn)化船用液化天然氣(LNG，Liquefied Natural Gas)-蒸發(fā)氣體(BOG，Boil-Off Gas)再液化裝置的迫切應用需求，依托團隊在超流氦冷壓縮機技術領域近十年的技術積累，繼續(xù)開發(fā)和研制BOG再液化系統(tǒng)。
研發(fā)團隊在理化所廊坊園區(qū)建造了一套“兩機一平臺”的測試系統(tǒng)。“兩機”指的是兩個動設備，包括一臺壓縮膨脹一體機和一臺增壓壓縮機(簡稱“1+1系統(tǒng)”)；“平臺”是指為“兩機”測試而配套的靜設備，包括換熱器、冷箱、負載、控制系統(tǒng)和管路系統(tǒng)等。該測試系統(tǒng)的集成難度較高，系統(tǒng)中的冷箱是理化所低溫工程與系統(tǒng)應用中心自2010年承擔國家級專項項目以來，規(guī)模最大的立式冷箱。
經(jīng)過半年多的研發(fā)攻關，團隊申請了多項技術專利，成功完成了測試系統(tǒng)的調試，并在多個核心技術領域取得突破，包括更大功率高轉速永磁同步電機技術、一體機與增壓機的耦合運行技術、高效通流部件的優(yōu)化設計技術(在設計工況下，壓縮端和膨脹端的等熵效率均達到并超過85%)，以及主軸的高可靠性集成技術等。此外，團隊還實現(xiàn)了高速大功率電機變頻器的國產(chǎn)化替代，大幅提升了系統(tǒng)的國產(chǎn)化率。
更大規(guī)模的BOG再液化裝置由多套“1+1系統(tǒng)”并聯(lián)組合而成，可實現(xiàn)不同規(guī)模的透平布雷頓再液化系統(tǒng)。因此“1+1系統(tǒng)”在平臺性能測試中成功達到了設計指標要求，這標志著理化所在船用BOG再液化裝置全流程技術上取得了重大進展，為國產(chǎn)BOG再液化裝置在船上的應用提供了堅實的技術支撐。
本次研發(fā)工作得到了廣東省中山先進低溫技術研究院(簡稱“中山低溫院”)的大力支持。未來，中國科學院理化技術研究所和中山低溫院將繼續(xù)深化合作，推動該項技術向更低溫區(qū)域的氫氣和氦氣再液化領域擴展應用。
1+1系統(tǒng)性能測試平臺流程簡圖
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