一种超大型卧式冷箱的制作方法

本发明涉及低温装置，特别涉及一种超大型卧式冷箱。

背景技术：

1、随着技术发展和场景需要，低温装置逐步向大型发展。根据调研，目前国外已有万瓦级的氦液化器/制冷机落地使用，而国内仍属于空白区。超大型液化器/制冷机主要涉及压缩机、滤油器、冷箱和杜瓦等课题需要攻克；其中冷箱部分为低温系统中最为复杂的模块，其为整个低温系统提供低温环境，是介质由常温转化为低温，进而产液或制冷的场所。而对于超大型液化器/制冷机而言，冷箱集成必然涉及更交错的流程管理、更多的低温部件、更复杂的管件布局，其在结构布局会面临更多的技术难题和突破。

2、现有技术中，卧式冷箱结构，如图4所示，采用两段式连接，中间采用螺栓固定，这种方案可以使冷箱便于拆卸移动；但对于超大型卧式冷箱，涉及零部件众多，特别是很多管道、顶部很多温度传感器和压力传感器的电缆线、透平膨胀机冷水管路等需要贯通整个冷箱内部或外部，这种“抽拉”的拆卸方案，必须将上述这些部件切割或拆除，之后再复位，过程非常麻烦。

3、现有方案未提及冷箱内部元件的布局方式，对于超大型冷箱，内部零部件众多，必须提供一种合理的排布方案，使得冷箱结构紧凑、成本低、便于集成安装、便于拆卸维护等；卧式冷箱是提供低温环境的直接场所，气源由常温降低至20k或4.5k甚至更低，对冷箱的热管理非常严格，不同温区的低温元件的布局要有合理的设计方案，这在现有方案中并未提及。

4、因此，由于超大型冷箱内部零部件众多，必须提供一种合理的排布方案，使得冷箱结构紧凑、成本低、便于集成安装、便于拆卸维护等。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中的超大型冷箱内部零部件众多，不便于拆卸和维护的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种超大型卧式冷箱，其包括：卧式布局的一段式冷箱筒体，相对设置在冷箱筒体两端配合冷箱筒体使用的封头，沿冷箱筒体轴线依次可拆卸设置在冷箱筒体内且通过管路依次连接的第一、第二、第三、第四温区单元，原料气体依次经过第一、第二、第三、第四温区单元；冷箱筒体的上部沿其轴向排列设置有第一立式法兰和第二立式法兰，以便温区单元进出冷箱筒体。

3、进一步，各个温度单元按照体积大小分为若干个撬装，多个撬装沿着冷箱筒体的轴线排列设置在冷箱筒体内。

4、进一步，第一温区单元按照体积大小分为第一撬装和第二撬装，第一撬装和第二撬装管路连接，第一撬装包括第一低温换热器，第二撬装包括第二低温换热器、第一吸附器、液氮罐及置于罐内的虹吸式换热器，第一低温换热器的体积大于第二低温换热器。

5、进一步，第二温区单元包括第三低温换热器，第三低温换热器组成第三撬装。

6、进一步，第三温区单元包括运动部件和固定部件，运动部件包括第一冷压缩机，固定部件包括第四低温换热器和第二吸附器，运动部件单独组成第四撬装，固定部件按体积分为第五撬装和第六撬装。

7、进一步，第四撬装可拆卸的吊装在第一立式法兰上，第四撬装可通过第一立式法兰进入或吊出冷箱筒体。

8、进一步，第六撬装可拆卸的吊装在第二立式法兰上，第六撬装可通过第一立式法兰进入或吊出冷箱筒体。

9、进一步，第四温区单元包括液氦缓冲罐，液氦缓冲罐单独组成第七撬装。

10、进一步，第一温区单元可将原料气体温度降低至80k以下，第二温区单元可将原料气体的温度降至80k—20k，第三温区单元可将原料气体的温度降至20k—5k，第四温区单元可将原料气体的温度降至5k—4.5k。

11、进一步，还包括开设在冷箱筒体上的人孔。

12、由上述技术方案可知，本发明的有益效果为：通过第一、第二、第三、第四温区单元沿冷箱筒体1轴线依次设置在冷箱筒体1内且通过管路依次连接的布局方式，使得冷箱结构紧凑，便于集成安装，温区单元之间没有管路迂回，便于拆卸和维护，并且冷箱筒体1为一段式结构，没有采用现有的抽拉的拆卸方案，在拆卸时不需要因抽拉筒体切割和拆除冷箱筒体1上的管路和传感器，提高了拆卸和安装的效率。

技术特征：

1.一种超大型卧式冷箱，其特征在于，包括卧式布局的一段式冷箱筒体，相对设置在冷箱筒体两端配合冷箱筒体使用的封头，沿冷箱筒体轴线依次可拆卸设置在冷箱筒体内且通过管路依次连接的第一、第二、第三、第四温区单元，原料气体依次经过第一、第二、第三、第四温区单元；冷箱筒体的上部沿其轴向排列设置有第一立式法兰和第二立式法兰，以便温区单元进出冷箱筒体。

2.根据权利要求1所述的超大型卧式冷箱，其特征在于，各个温度单元按照体积大小分为若干个撬装，多个撬装沿着冷箱筒体的轴线排列设置在冷箱筒体内。

3.根据权利要求2所述的超大型卧式冷箱，其特征在于，第一温区单元按照体积大小分为第一撬装和第二撬装，第一撬装和第二撬装管路连接，第一撬装包括第一低温换热器，第二撬装包括第二低温换热器、第一吸附器、液氮罐及置于罐内的虹吸式换热器，第一低温换热器的体积大于第二低温换热器。

4.根据权利要求2所述的超大型卧式冷箱，其特征在于，第二温区单元包括第三低温换热器，第三低温换热器组成第三撬装。

5.根据权利要求2所述的超大型卧式冷箱，其特征在于，第三温区单元包括运动部件和固定部件，运动部件包括第一冷压缩机，固定部件包括第四低温换热器和第二吸附器，运动部件单独组成第四撬装，固定部件按体积分为第五撬装和第六撬装。

6.根据权利要求5所述的超大型卧式冷箱，其特征在于，第四撬装可拆卸的吊装在第一立式法兰上，第四撬装可通过第一立式法兰进入或吊出冷箱筒体。

7.根据权利要求6所述的超大型卧式冷箱，其特征在于，第六撬装可拆卸的吊装在第二立式法兰上，第六撬装可通过第一立式法兰进入或吊出冷箱筒体。

8.根据权利要求2所述的超大型卧式冷箱，其特征在于，第四温区单元包括液氦缓冲罐，液氦缓冲罐单独组成第七撬装。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的超大型卧式冷箱，其特征在于，第一温区单元可将原料气体温度降低至80k以下，第二温区单元可将原料气体的温度降至80k—20k，第三温区单元可将原料气体的温度降至20k—5k，第四温区单元可将原料气体的温度降至5k—4.5k。

10.根据权利要求4所述的超大型卧式冷箱，其特征在于，还包括开设在冷箱筒体侧壁上的人孔。

技术总结本发明提供一种超大型卧式冷箱，其包括卧式布局的一段式冷箱筒体，相对设置在冷箱筒体两端配合冷箱筒体使用的封头，沿冷箱筒体轴线依次可拆卸设置在冷箱筒体内且通过管路依次连接的第一、第二、第三、第四温区单元，原料气体依次经过第一、第二、第三、第四温区单元；冷箱筒体的上部沿其轴向排列设置有第一立式法兰和第二立式法兰，以便温区单元进出冷箱筒体；通过第一、第二、第三、第四温区单元沿冷箱筒体1轴线依次设置在冷箱筒体1内且通过管路依次连接的布局方式，使得冷箱结构紧凑，便于集成安装，温区单元之间没有管路迂回，便于拆卸和维护，并且冷箱筒体1为一段式结构，没有采用现有的抽拉的拆卸方案，在拆卸时不需要因抽拉筒体切割和拆除冷箱筒体1上的管路和传感器，提高了拆卸和安装的效率。技术研发人员：任志文,黄桂朝,刘具龙,田洪海,杜军军,王倩,王少刚,李正宇,刘立强,龚领会受保护的技术使用者：中山先进低温技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/18