Жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүдө криогендик бөлүштүрүү системалары суюк азотту же аргонду жөн гана бир чекиттен экинчи чекитке өткөрүп берүүдөн да көптү аткарат деп күтүлүүдө. Суюктук колдонуу чекитине чейин туруктуу, таза жана бир фазалуу бойдон калышы керек. Атүгүл аз өлчөмдөгү жылуулуктун кириши процесстин туруктуулугуна таасир этүүчү жаркылдаган газды, басымдын өзгөрүшүн же нымдуулуктун булганышын пайда кылышы мүмкүн.

ОшондуктанВакуумдук изоляцияланган түтүксистемалар көбүнчө жарым өткөргүч фабрикаларында кадимки көбүк менен изоляцияланган түтүктөрдүн ордуна колдонулат. Туура башкарылуучу түтүктөр менен айкалышкандаДинамикалык вакуумдук насос системасы, жалпы жылуулук агып чыгышы 3 Вт/м төмөн бойдон калышы мүмкүн, ошол эле учурда бүтүндөй өткөрүп берүү линиясы боюнча узак мөөнөттүү вакуумдук туруктуулукту сактайт.

Жарым өткөргүч колдонмолор үчүн вакуумдук изоляцияны түтүктүн айланасындагы пассивдүү катмар катары кароого болбойт. Бул өлчөнө турган вакуумдук иштөөнү жана узак мөөнөттүү тейлөөнү талап кылган активдүү жылуулук системасы. Жогорку тактыктагы чип өндүрүш чөйрөлөрүндө суюктуктун каныккан температурасынын бир аз жогорулашы да муздатуу схемаларына, тазалоо системаларына же процессти башкаруу жабдууларына тоскоолдук кылган эки фазалуу агым шарттарына алып келиши мүмкүн.

Криогендик жарым өткөргүч системаларында жылуулуктун агып чыгышы эмне үчүн маанилүү?

Ар бир криогендик өткөргүч линия жылуулук өткөргүчтүктүн үч негизги түрүнө таасир этет:

• шакекче мейкиндиги аркылуу нурлануу
• калдык молекулалардан келип чыккан газ өткөрүмдүүлүгү
• тирөөчтөр жана аралыктар аркылуу катуу өткөрүмдүүлүк

Туура иштелип чыкканВакуумдук изоляцияланган түтүк, шакекче басымы адатта 1×10⁻⁴ Па дан төмөн төмөндөйт. Ал вакуум деңгээлинде калган газ молекулаларынын орточо эркин жолу шакекче боштугуна караганда бир топ чоң, бул газ түрүндөгү жылуулук өткөрүмдүүлүгүн бир топ төмөндөтөт.

Радиациялык жылуулук өткөрүмдүүлүгү көп катмарлуу изоляция (MLI) аркылуу башкарылат. Изоляция чагылдыруучу фольгадан жана өткөрүмдүүлүгү төмөн аралык материалдан турган кезектешип турган катмарлардан турат. Туура катмар тыгыздыгы жана орнотуу ыкмасы менен радиациялык жылуулук агымын чарчы метрге бир нече ватт гана чейин азайтууга болот.

Калган жылуулук жолу негизинен механикалык тирөөчтөрдөн келет. Бул таасирди азайтуу үчүн, адатта, G-10 айнек буласы же Torlon® сыяктуу аз өткөрүмдүүлүккө ээ материалдар колдонулат. Бул тирөөчтөр иштөө учурунда жылуулук жыйрылышына, титирөөгө жана сейсмикалык жүктөмгө туруштук берүү үчүн жетиштүү механикалык күчкө муктаж.

Узак аралыктарды которууда вакуумдук изоляция менен көбүктүү изоляциянын ортосундагы айырмачылык абдан байкаларлык болуп калат. Жакшы каралган вакуумдук система көп жылдар бою туруктуу жылуулук көрсөткүчтөрүн сактай алат, ал эми көбүктүү изоляция атмосферадан нымдуулукту акырындык менен сиңирип алат. Нымдуулук изоляциянын конструкциясына кирип, тоңгондон кийин, жылуулук эффективдүүлүгү убакыттын өтүшү менен төмөндөйт.

Практикалык жарым өткөргүч LN₂ бөлүштүрүү системаларында,вакуумдук изоляцияланган түтүктөрсалттуу көбүк менен изоляцияланган линияларга салыштырмалуу, айрыкча узак сырткы чуркоолордо же тынымсыз иштеп жаткан негизги коллекторлордо кайноону бир кыйла азайта алат.

Динамикалык вакуумдук насос системасы

Статикалык чаң соргучтардын бир көйгөйү, чаң соргучтун сапаты газдын бөлүнүп чыгышынан, гелийдин сиңишинен же микроскопиялык агып кетүүдөн улам жылдар өткөн сайын акырындык менен начарлашы мүмкүн.

Бул маселени чечүү үчүн, чоң диаметрдегиВакуумдук изоляцияланган түтүксистемалар менен жабдылышы мүмкүнДинамикалык вакуумдук насос системасыСистема, адатта, шакекче сымал вакуумду баштапкы долбоордук абалына мезгил-мезгили менен калыбына келтирип турган компакттуу турбомолекулярдык же спираль насостук түзүлүштү камтыйт.

Вакуумдун деңгээли муздак катоддук өлчөгүчтөрдү колдонуу менен үзгүлтүксүз көзөмөлдөнүп турат. Насос басым максаттуу коюлган чекиттен ашып кеткенде гана иштейт, ошондуктан энергияны керектөө жана техникалык тейлөө талаптары салыштырмалуу төмөн бойдон калууда.

Тайвандын Синьчу шаарындагы бир жарым өткөргүч заводду жаңыртуу долбоорунун алкагында активдүү башкарылуучу вакуумдук насостук система эскирген LN₂ өткөргүч коллекторунун өндүрүш линиясын өчүрбөстөн, баштапкы иштөө абалына жакын жылуулук көрсөткүчтөрүн калыбына келтирүүгө мүмкүндүк берди. Жаңы долбоорлор үчүн активдүү вакуумдук тейлөө операторлорго системанын кызмат мөөнөтү бою узак мөөнөттүү изоляциянын туруктуулугуна болгон ишенимди жакшыртат.

Материалдар жана системанын дизайны

Жарым өткөргүч жана өтө жогорку тазалыктагы колдонмолор үчүн ички технологиялык түтүк, адатта, 304L же 316L дат баспас болоттон жасалат. Ички беттер кычкылтек менен тазалануу талаптарына жооп берүү жана булгануу коркунучун азайтуу үчүн тазаланат, тазаланат жана пассивдештирилет.

Орнотуу чөйрөсүнө жараша сырткы кабык боёлгон көмүртек болоттон же дат баспас болоттон жасалышы мүмкүн. Таза бөлмөгө жанаша жайгашкан жерлерде дат баспас болоттон жасалган сырткы кабыктар көбүнчө коррозияны же беттин булганышын болтурбоо үчүн артыкчылыктуу.

Жылуулуктун кыскарышын да кылдаттык менен карап чыгуу керек. LN₂ өткөргүч линиясы айлана-чөйрөнүн температурасы менен иштөө температурасынын ортосунда метрине болжол менен 2,5–3 мм кыскарышы мүмкүн. Бул кыймылды сиңирүү үчүн, адатта, түтүк тармагы боюнча эсептелген анкердик жерлерге сильфон тибиндеги кеңейүү компенсаторлору орнотулат.

Кыймыл же ийкемдүүлүк талап кылынган жерде,Вакуумдук изоляцияланган ийкемдүү шлангчогултуулар кеңири колдонулат. Типтүү жайгашкан жерлерге резервуарлардын туташуулары, жабдуулардын туташтыргычтары, коллектордун бутактары жана мобилдик технологиялык тайгактар ​​кирет.

Бул ийкемдүү шлангдар катуу вакуумдук түтүккө окшош вакуумдук кабык жана MLI түзүлүшү менен бирге гофрленген ички өзөктү колдонот. Туура иштелип чыккан түзүлүштөр кайталанган криогендик термикалык циклден кийин вакуумдун бүтүндүгүн сактап калуу менен бирге изоляцияланбаган өрүлгөн шлангдарда көп кездешүүчү тышкы муздун пайда болушунун алдын алат.

Вакуумдук изоляцияланган клапандаржанаФазалык бөлгүчтөр

Жылуулуктун агып кетишин башкаруу түз түтүк бөлүктөр менен гана чектелбейт. Клапандар жанафазалык бөлгүчтөрошондой эле криогендик агымдын туруктуу шарттарын сактоодо чоң роль ойнойт.

A Вакуумдук изоляцияланган клапанадатта, маанилүү пломбалоочу жерлерди өтө төмөн температурадан алыс кармоо үчүн узартылган капотту жана вакуум менен капталган корпусту колдонот. Бул өзөктүн каптамасынын айланасында тоңуунун алдын алууга жардам берет жана клапан конструкциясынын ичиндеги керексиз конденсацияны азайтат.

Вакуумдук изоляциясыз клапандар системанын ичиндеги концентрацияланган жылуулук агып кетүүчү чекиттерге айланышы мүмкүн. Суюк криогендик кызматта бул локалдашкан буу чөнтөктөрүн, туруксуз агым шарттарын же суу балкасынын окуяларын жаратышы мүмкүн.

Жарым өткөргүчтүү процесстик системалар үчүн ASME B31.3 жана EN 13480 талаптарына ылайык, кеңейтилген капоттуу шар клапандар жана үстүнкү кирүүчү шар клапандар кеңири колдонулат.

A Вакуумдук изоляцияланган фазалык бөлгүчсуюктук сезгич ылдыйкы агымды жабдууларга кире электе жаркылдаган газды жок кылуу үчүн колдонулат. Жарым өткөргүч колдонмолордо туруксуз эки фазалуу агым процесстик сигнализацияны же жабдуулардын блокировкасын иштетүүгө жетиштүү чоң басым өзгөрүүлөрүн жаратышы мүмкүн.

Көпчүлүк сепаратор конструкцияларында буу-суюктук бөлүү натыйжалуулугун жогорулатуу үчүн ички демистер структурасы менен бирге тангенциалдык кирүүчү жер колдонулат. Көптөгөн долбоорлордо сепаратор процесстин полуна жакын орнотулган мини-цистерна менен айкалыштырылат. Мини-цистерна жергиликтүү буфердик көлөм катары иштейт, ал кошумча кошумча жылуулук жүктөмүн киргизбестен, кыска мөөнөттүү суроо-талаптын өзгөрүшүн турукташтырууга жардам берет.

Жарым өткөргүч долбоорунун мисалы

Түштүк Кореядагы DRAM имаратын кеңейтүү долбоору үчүн иммерсиялык муздатуу менен сыноо жабдууларын жана пластиналарды иштетүүчү шаймандарды тейлеген жаңы LN₂ бөлүштүрүү тармагы талап кылынган.

Орнотуу иштерине вакуумдук изоляцияланган ийкемдүү шлангдын жыйындылары аркылуу бир нече шайман бутактарына туташтырылган болжол менен 180 метр катуу вакуумдук изоляцияланган түтүк кирген. Көп көлөмдүү сактоочу жайдын жанына вакуумдук изоляцияланган фазалык бөлгүч жана 2 м³ мини резервуар орнотулган.

Динамикалык вакуум насосу системасы негизги 6 дюймдук өткөрүү линияларында шакекче басымын 5 × 10⁻⁶ мбардан төмөн кармап турган.

Ишке киргизүү учурунда, туруктуу иштөө шарттарында баштапкы коллектордогу өлчөнгөн жылуулук агып чыгышы орточо эсеп менен 1,3 Вт/м түзгөн. Бир жылдык үзгүлтүксүз тейлөөдөн кийин, мезгилдүү вакуумдук калыбына келтирүү циклдери изоляциянын иштешин баштапкы баштапкы абалына жакын кармап турган.

Мурунку көбүк менен изоляцияланган концепцияга салыштырмалуу, объект суюк азоттун жоготууларынын бир топ азайганын жана иштөө туруктуулугунун жакшырганын билдирди. Ошондой эле, технологиялык процесстердин журналдарында изоляциянын бузулушу менен байланышкан нымдуулукка байланыштуу булгануу окуялары катталган жок.

Колдонмолор

Вакуумдук изоляцияланган криогендик өткөрүп берүү системалары жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүдө, LNG инфраструктурасында, өнөр жайлык газ бөлүштүрүүдө жана суюк суутек колдонууда кеңири колдонулат.

Иштөө чөйрөлөрү ар башка болгону менен, инженердик максат ошол бойдон калат:

• вакуумдук туруктуулукту сактоо
• жылуулуктун киришин минималдаштыруу
• өткөрүп берүү процессинде фазанын туруктуулугун сактоо

Системанын дизайны, адатта, долбоордун көлөмүнө жана аймактык талаптарга жараша ASME B31.3, EN 13480 жана ISO 21029 сыяктуу эл аралык стандарттарга ылайык жүргүзүлөт.

Жарым өткөргүчтүү жабдуулар үчүн криогендик бөлүштүрүү системасынын иштеши иштөө натыйжалуулугуна, суюктукту керектөөгө жана узак мөөнөттүү процесстин ишенимдүүлүгүнө түздөн-түз таасир этет. Ошондуктан, түтүктөр, клапандар, сепараторлор жана вакуумдук тейлөө системалары көз карандысыз компоненттер катары эмес, бирдиктүү интеграцияланган жылуулук системасы катары иштелип чыгышы керек.

At HL криогеникалары, биз EPC подрядчылары, газ компаниялары жана жарым өткөргүч объектилери менен биргеликте стандарттуу каталог конфигурацияларынын ордуна, иш жүзүндөгү иштөө шарттарына, жылуулук жүктөмүнүн максаттарына жана орнотуу талаптарына негизделген криогендик которуу чечимдерин иштеп чыгуу үчүн иштейбиз.

Эгер сиз жаңы жарым өткөргүч завод долбоорун пландаштырып жатсаңыз же бар болгон LN₂ бөлүштүрүү тармагын жаңыртууну пландап жатсаңыз, биздин инженердик командабыз жылуулуктун агып кетүү көрсөткүчүн, вакуумдук стратегияны жана системанын узак мөөнөттүү иштеши үчүн конфигурациясын баалоого жардам бере алат.