Изготовление и проектирование вакуумно-изолированной трубопроводной системы для транспортировки жидкого азота является обязанностью поставщика. В рамках данного проекта, если у поставщика нет возможности проводить замеры на месте, чертежи направления трубопровода должны быть предоставлены заказчиком. Затем поставщик разработает вакуумно-изолированную трубопроводную систему для сценариев транспортировки жидкого азота.

Поставщик обязан завершить проектирование трубопроводной системы силами опытных проектировщиков в соответствии с чертежами, параметрами оборудования, условиями на площадке, характеристиками жидкого азота и другими факторами, предоставленными заказчиком.

В проектную документацию входят тип системных принадлежностей, определение материала и технических характеристик внутренних и наружных труб, проектирование схемы изоляции, схема сборных секций, форма соединения секций труб, внутренний кронштейн для труб, количество и расположение вакуумных клапанов, исключение газового уплотнения, требования к криогенной жидкости в конечном оборудовании и т. д. Данная схема должна быть проверена квалифицированным персоналом заказчика до начала изготовления.

Содержание проектирования вакуумно-изолированных трубопроводных систем весьма обширно, здесь мы кратко рассмотрим некоторые распространенные проблемы, возникающие при использовании высокопрочных изоляционных материалов и оборудования MBE.

VI Трубопроводы

Резервуар для хранения жидкого азота обычно имеет большую длину, чем оборудование HASS Application или MBE. Поскольку вакуумно-изолированная труба входит в здание, необходимо разумно избегать ее прокладки в соответствии с планировкой помещений и расположением полевых труб и воздуховодов. Поэтому для транспортировки жидкого азота к оборудованию требуется как минимум сотни метров трубы.

Поскольку сжатый жидкий азот сам по себе содержит большое количество газа, а также из-за расстояния транспортировки, даже в вакуумном адиабатическом трубопроводе в процессе транспортировки будет образовываться большое количество азота. Если азот не выводится или его выбросы слишком низки, чтобы соответствовать требованиям, это вызовет газовое сопротивление и приведет к плохому потоку жидкого азота, что значительно снизит скорость потока.

При недостаточной скорости потока невозможно контролировать температуру в камере с жидким азотом оборудования, что в конечном итоге может привести к повреждению оборудования или ухудшению качества продукции.

Следовательно, необходимо рассчитать количество жидкого азота, используемого терминальным оборудованием (оборудованием HASS или MBE). Одновременно определяются технические характеристики трубопровода в зависимости от его длины и направления.

Начиная от резервуара для хранения жидкого азота, если основной трубопровод вакуумной изолированной трубы/шланга имеет диаметр DN50 (внутренний диаметр φ50 мм), то его ответвление вакуумной изолированной трубы/шланга имеет диаметр DN25 (внутренний диаметр φ25 мм), а шланг между ответвлением и концевым оборудованием имеет диаметр DN15 (внутренний диаметр φ15 мм). Другие фитинги для вакуумной изолированной трубопроводной системы, включая фазоразделитель, дегазатор, автоматический газоотвод, вакуумный/криогенный (пневматический) запорный клапан, вакуумный регулирующий клапан потока, вакуумный/криогенный обратный клапан, вакуумный фильтр, предохранительный клапан, систему продувки и вакуумный насос и т. д.

Специальный фазовый сепаратор МБЭ

Каждый специальный сепаратор фаз нормального давления MBE выполняет следующие функции:

1. Датчик уровня жидкости и автоматическая система контроля уровня жидкости, показания которых оперативно отображаются на электрическом блоке управления.

2. Функция снижения давления: вход жидкости в сепаратор оборудован вспомогательной системой сепаратора, которая обеспечивает давление жидкого азота 3-4 бар в основном трубопроводе. При поступлении в фазовый сепаратор давление постепенно снижается до ≤ 1 бар.

3. Регулирование потока жидкости на входе: внутри фазоразделителя установлена ​​система контроля плавучести. Ее функция заключается в автоматической регулировке количества подаваемой жидкости при увеличении или уменьшении расхода жидкого азота. Это позволяет уменьшить резкие колебания давления, вызванные поступлением большого количества жидкого азота при открытии входного пневматического клапана, и предотвратить избыточное давление.

4. Буферная функция: эффективный объем внутри сепаратора гарантирует максимальный мгновенный поток устройства.

5. Система продувки: поток воздуха и водяного пара в сепараторе перед прохождением жидкого азота и удаление жидкого азота из сепаратора после прохождения жидкого азота.

6. Функция автоматического сброса избыточного давления: При первоначальном прохождении через оборудование жидкого азота или в особых условиях происходит увеличение газификации жидкого азота, что приводит к мгновенному избыточному давлению во всей системе. Наш фазовый сепаратор оснащен предохранительным клапаном и группой предохранительных клапанов, что позволяет более эффективно обеспечивать стабильность давления в сепараторе и предотвращать повреждение оборудования МБЭ из-за чрезмерного давления.

7. Электрический блок управления, отображающий уровень жидкости и значение давления в реальном времени, позволяет устанавливать зависимость между уровнем жидкости в сепараторе и количеством жидкого азота. Одновременно, в аварийных ситуациях, предусмотрено ручное торможение газожидкостного сепаратора и управление клапаном подачи жидкости, что гарантирует безопасность персонала и оборудования на объекте.

Многоядерный дегазатор для применения в системах HASS.

Наружный резервуар для хранения жидкого азота содержит большое количество азота, поскольку он хранится и транспортируется под давлением. В этой системе протяженность трубопровода для транспортировки больше, имеется больше изгибов и большее сопротивление, что приводит к частичной газификации жидкого азота. Вакуумные изолированные трубы являются наилучшим способом транспортировки жидкого азота в настоящее время, но утечка тепла неизбежна, что также приводит к частичной газификации жидкого азота. В итоге, жидкий азот содержит большое количество азота, что приводит к возникновению газового сопротивления, в результате чего поток жидкого азота становится неплавным.

При отсутствии вытяжного устройства или недостаточном объеме отвода отработанного газа в вакуумно-изолированном трубопроводе возникает газовое сопротивление. Как только образуется газовое сопротивление, производительность по транспортировке жидкого азота значительно снижается.

Разработанный нашей компанией многоядерный дегазатор обеспечивает максимальный отвод азота из основного трубопровода жидкого азота и предотвращает образование газовой стойкости. Многоядерный дегазатор обладает достаточным внутренним объемом, может выполнять функцию буферного резервуара и эффективно удовлетворяет потребности в максимальном мгновенном потоке раствора по трубопроводу.

Уникальная запатентованная многоядерная конструкция, обеспечивающая более эффективную откачку по сравнению с другими типами наших сепараторов.

Продолжая тему предыдущей статьи, следует отметить ряд вопросов, которые необходимо учитывать при проектировании вакуумно-изолированных трубопроводных систем для криогенных применений в микросхемной промышленности.

Два типа вакуумно-изолированных трубопроводных систем

Существует два типа вакуумно-изолированных трубопроводных систем: статическая вакуумно-изолированная система и динамическая вакуумно-насосная система.

Система статического вакуумирования означает, что после изготовления каждой трубы на заводе она вакуумируется до заданной степени вакуумирования на насосном агрегате и герметизируется. При монтаже и вводе в эксплуатацию в течение определенного периода времени повторная откачка на объект не требуется.

Преимуществом статической вакуумной системы являются низкие затраты на техническое обслуживание. После ввода трубопроводной системы в эксплуатацию техническое обслуживание требуется через несколько лет. Эта вакуумная система подходит для систем, не требующих высоких затрат на охлаждение, и открытых площадок для проведения технического обслуживания на месте.

Недостатком статической системы вакуумной изоляции является то, что вакуум со временем уменьшается. Это происходит потому, что все материалы постоянно выделяют следы газов, что определяется их физическими свойствами. Материал в оболочке вакуумной трубы может уменьшить количество выделяемых в процессе газов, но не может обеспечить полную изоляцию. Это приведет к тому, что вакуум в герметичной вакуумной среде будет становиться все ниже и ниже, а охлаждающая способность вакуумной изоляции трубки будет постепенно снижаться.

Динамическая вакуумная насосная система означает, что после изготовления и формовки трубы на заводе производится вакуумирование в соответствии с процедурой обнаружения утечек, но вакуум не герметизируется до отгрузки. После завершения монтажа на месте вакуумные промежуточные слои всех труб соединяются в один или несколько блоков с помощью шлангов из нержавеющей стали, и для вакуумирования труб на месте используется небольшой специализированный вакуумный насос. Специальный вакуумный насос имеет автоматическую систему для постоянного контроля вакуума и откачки по мере необходимости. Система работает круглосуточно.

Недостатком динамической вакуумной насосной системы является необходимость поддержания вакуума с помощью электричества.

Преимуществом динамической вакуумной насосной системы является высокая стабильность степени вакуума. Она предпочтительно используется в помещениях и при высоких требованиях к вакуумной производительности в масштабных проектах.

Наша динамическая вакуумная насосная система представляет собой полностью мобильную интегрированную систему специальных вакуумных насосов, обеспечивающую вакуумирование оборудования, удобную и рациональную компоновку для гарантирования эффективности вакуумирования, а также высокое качество вакуумных комплектующих для обеспечения высокого уровня вакуума.

В проекте МБЭ, поскольку оборудование находится в чистом помещении и работает длительное время, большая часть вакуумно-изолированной трубопроводной системы расположена в закрытом пространстве на межслойной границе чистого помещения. В будущем невозможно будет проводить вакуумное обслуживание трубопроводной системы. Это серьезно повлияет на долгосрочную эксплуатацию системы. В результате в проекте МБЭ почти все оборудование использует динамическую вакуумную насосную систему.

Система сброса давления

В системе сброса давления магистрального трубопровода используется группа предохранительных клапанов. Группа предохранительных клапанов используется в качестве системы защиты от избыточного давления, когда регулировка трубопровода VI в нормальных условиях эксплуатации становится невозможной.

Предохранительный клапан является ключевым компонентом, обеспечивающим отсутствие избыточного давления в трубопроводной системе и безопасную эксплуатацию, поэтому он необходим для работы трубопровода. Однако, согласно правилам, предохранительный клапан должен проходить проверку ежегодно. Если один предохранительный клапан используется, а другой подготовлен, то при снятии одного предохранительного клапана другой остается в трубопроводной системе, обеспечивая нормальную работу трубопровода.

Группа предохранительных клапанов содержит два предохранительных клапана DN15: один рабочий и один резервный. В нормальном режиме работы к системе трубопроводов VI подключен только один предохранительный клапан, который функционирует исправно. Другой предохранительный клапан отсоединен от внутренней трубы и может быть заменен в любое время. Два предохранительных клапана соединены и отключаются при переключении бокового клапана.

Группа предохранительных клапанов оснащена манометром для проверки давления в трубопроводной системе в любое время.

Группа предохранительных клапанов снабжена выпускным клапаном. Он может использоваться для удаления воздуха из трубы при продувке, а также для выпуска азота при работе системы с жидким азотом.

Криогенное оборудование HL

Компания HL Cryogenic Equipment, основанная в 1992 году, является подразделением китайской компании Chengdu Holy Cryogenic Equipment Company. HL Cryogenic Equipment специализируется на проектировании и производстве высоковакуумных изолированных криогенных трубопроводных систем и сопутствующего вспомогательного оборудования.

В современном быстро меняющемся мире предоставление передовых технологий при одновременной максимальной экономии затрат для клиентов является сложной задачей. За 30 лет компания HL Cryogenic Equipment Company глубоко погрузилась в сферу применения практически всего криогенного оборудования и отрасли, накопила богатый опыт и надежность, постоянно исследует и стремится идти в ногу с последними разработками во всех областях, предоставляя клиентам новые, практичные и эффективные решения, что делает их более конкурентоспособными на рынке.

For more information, please visit the official website www.hlcryo.com, or email to info@cdholy.com .