《液化天然气装备设计技术：LNG 板翅式换热器卷》包括上、下两卷，本书为下卷。内容主要涵盖基于板翅式换热器的 LNG 液化工艺及混合制冷剂换热用板翅式换热器运算法则，主要包括当前国际上流行的LNG 液化工艺流程用各类型板翅式换热设计计算过程，如30 万立方米每天两级氮膨胀LNG 低温液化三级板翅式换热器设计计算、60 万立方米每天MR 闭式LNG 液化四级板翅式换热器设计计算、30 万立方米每天混合制冷剂LNG 液化两级板翅式换热器设计计算、30 万立方米每天LNG 一级氮预冷膨胀液化两级板翅式换热器设计计算、30 万立方米每天天然气膨胀LNG 液化两级板翅式换热器设计计算、30 万立方米每天C1-C2-C3 级联式三级板翅式换热器设计计算、30 万立方米每天FLNG 五元混合制冷剂单级板翅式换热器设计计算、30 万立方米每天C3/MR+APX 三级LNG 板翅式换热器设计计算等内容。
本书不仅可供从事天然气、液化天然气（LNG）、新能源、化工机械、制冷及低温工程、石油化工、动力工程及工程热物理领域内的研究人员、设计人员、工程技术人员参考，还可供高等学校化工机械、能源化工、新能源、石油化工、低温与制冷工程、能源与系统工程等专业的师生参考。

张周卫，兰州交通大学，教授，男，国家“万人计划”领军人才，国家 级创新创业人才，国家科技专家库专家，环境科学博士后，动力工程及工程热物理博士，毕业于西安交通大学能源与动力工程学院制冷及低温工程系，高级工程师，教授，主要从事空间低温制冷技术、压缩机械、真空低温设备、LNG过程控制装备、多股流缠绕管式换热装备、螺旋压缩膨胀制冷机等研究，涉及系统耦合传热及传热数值模拟计算，低温节流减压装置、低温系统换热装备、低温冷屏蔽系统、高超声速飞行器空间低温制冷机理研究等；先后参与北京航空航天大学863系统项目子项目“天然气涡旋压缩机”、清华大学航天航空学院973系统子项目“空间气流组织测试模拟环境室”、总装备部“空间低温红外辐射冷屏蔽系统研究”、真空低温国防重点实验室“空间低温流体流动特性实验研究”、国家重点实验室“空间低温流体自密封加注系统研究”等，先后参与国家 级项目20多项，主持国家自然基金及国家创新基金等6项、甘肃省创新基金4项、甘肃省自然基金等项目4项，与企业合作4项等；主持申报发明专利46项，发表论文30多篇，出版学术专著3部等；带领创新创业团队获得省级二等以上奖励54人次，厅级以上奖励80多人次，2013年入选江苏省启东市“东疆英才扶持计划”，2014年入选“国家创新人才推进计划”，2016年入选国家“特殊人才支持计划”。

第1 章 绪论
1.1 板翅式换热器的发展概况 002
1.1.1 国外发展概况 002
1.1.2 国内发展概况 002
1.2 板翅式换热器的主要构造及特点 003
1.3 液化天然气（LNG）用板翅式换热器特点 004
1.3.1 PFHE 型LNG 液化工艺流程操控 005
1.3.2 LNG 板翅式换热器工艺设计 005
1.3.3 LNG 板翅式换热器结构设计 007
1.3.4 LNG 板翅式换热器板束排列 008
参考文献 008

第2 章 30 万立方米每天两级氮膨胀LNG 低温液化三级板翅式换热器设计计算
2.1 板翅式换热器的设计概述 010
2.1.1 板翅式换热器的设计目的及意义 010
2.1.2 板翅式换热器的应用 011
2.2 板翅式换热器的特点 012
2.2.1 板翅式换热器的优点 012
2.2.2 板翅式换热器的缺点 012
2.2.3 板翅式换热器整体结构 013
2.3 板翅式换热器的工艺计算 015
2.3.1 原料气与制冷剂 015
2.3.2 各级换热器进出口参数计算 015
2.3.3 制冷剂质量流量计算 018
2.3.4 计算表格汇总 019
2.4 板翅式换热器的设计计算 020
2.4.1 一级板翅式换热器的设计计算 020
2.4.2 二级板翅式换热器的设计计算 034
2.4.3 三级板翅式换热器的设计计算 045
2.5 板翅式换热器的结构计算 053
2.5.1 封头设计 053
2.5.2 封头校核 058
2.5.3 接管设计 060
2.5.4 补强 063
2.5.5 隔板设计 075
2.5.6 换热器计算结果汇总 078
2.6 板翅式换热器的制造与检验 079
2.6.1 板翅式换热器的制造与加工 079
2.6.2 板翅式换热器的检查与试验 080
2.7 板翅式换热器的运行 080
2.7.1 板翅式换热器的修补 080
2.7.2 板翅式换热器的使用 081
2.7.3 板翅式换热器的存放 081
2.7.4 板翅式换热器的绝热 081
本章小结 082
参考文献 082

第3 章 60 万立方米每天MR 闭式LNG 液化四级板翅式换热器设计计算
3.1 板翅式换热器的工艺设计过程 085
3.1.1 混合制冷剂参数确定 085
3.1.2 一级制冷设备参数 085
3.1.3 二级制冷设备参数 086
3.1.4 三级制冷设备参数 086
3.1.5 四级制冷设备参数 087
3.1.6 一级换热器流体参数计算（单层通道） 088
3.1.7 二级换热器流体参数计算（单层通道） 103
3.1.8 三级换热器流体参数计算（单层通道） 115
3.1.9 四级换热器流体参数计算（单层通道） 127
3.2 板翅式换热器结构设计 135
3.2.1 封头 135
3.2.2 换热器各个板侧封头壁厚计算 136
3.3 液压试验 137
3.3.1 液压试验目的 137
3.3.2 内压通道 137
3.4 接管 138
3.4.1 接管厚度计算 138
3.4.2 换热器接管壁厚 138
3.4.3 接管补强 138
本章小结 143
参考文献 143

第4 章 30 万立方米每天混合制冷剂LNG 液化两级板翅式换热器设计计算
4.1 板翅式换热器的特性及结构 145
4.1.1 板翅式换热器的特性 145
4.1.2 板翅式换热器的结构 145
4.2 板翅式换热器的工艺计算 146
4.2.1 混合制冷剂参数确定 146
4.2.2 一级设备预冷制冷过程 147
4.2.3 二级设备预冷制冷过程 148
4.3 板翅式换热器的设计计算 150
4.3.1 一级板翅式换热器的设计计算 150
4.3.2 二级板翅式换热器的设计计算 165
4.4 板翅式换热器的结构计算 175
4.4.1 封头设计 175
4.4.2 封头校核 179
4.5 接管设计 182
4.5.1 计算方法 182
4.5.2 一级换热器接管厚度校核 182
4.5.3 二级换热器接管厚度校核 183
4.6 隔板设计 184
4.6.1 计算方法 184
4.6.2 一级换热器隔板厚度计算 184
4.6.3 二级换热器隔板厚度计算 185
4.6.4 隔板计算结果汇总 186
本章小结 186
参考文献 187

第5 章 30 万立方米每天LNG 一级氮预冷膨胀液化两级板翅式换热器设计计算
5.1 LNG 工艺流程概述 189
5.2 板翅式换热器的工艺计算 189
5.2.1 换热器流量的计算 189
5.2.2 一级换热器流体参数计算 190
5.2.3 一级换热器压力损失计算 200
5.2.4 二级换热器流体参数计算 203
5.2.5 二级换热器压力损失计算 208
5.3 板翅式换热器结构设计 209
5.3.1 封头设计 209
5.3.2 一级换热器各个板侧封头壁厚计算 210
5.3.3 二级换热器各个板侧封头壁厚计算 211
5.4 液压试验 212
5.4.1 液压试验目的 212
5.4.2 内压通道 212
5.5 接管确定 213
5.5.1 接管尺寸确定 213
5.5.2 一级换热器接管壁厚 214
5.5.3 二级换热器接管壁厚 214
5.5.4 接管尺寸总结 214
5.6 接管补强 215
5.6.1 补强方式 215
5.6.2 补强计算 215
本章小结 220
参考文献 220

第6 章 30 万立方米每天天然气膨胀LNG 液化两级板翅式换热器设计计算
6.1 板翅式换热器的工艺计算 222
6.1.1 本设计的设计目的 222
6.1.2 混合制冷剂参数确定 222
6.1.3 LNG 膨胀液化流程 222
6.1.4 工艺计算过程 222
6.2 板翅式换热器翅片 224
6.2.1 翅片特点 224
6.2.2 板翅式换热器流体参数和传热面积的计算 225
6.2.3 一级板侧的排列及组数 232
6.2.4 二级板侧的排列及组数 232
6.3 一级换热器压力损失计算 232
6.3.1 天然气侧压力损失的计算 233
6.3.2 膨胀天然气侧压力损失的计算 233
6.3.3 节流天然气侧压力损失计算 234
6.4 二级换热器压力损失计算 234
6.4.1 天然气侧压力损失的计算 234
6.4.2 节流天然气侧压力损失的计算 235
6.5 板翅式换热器结构设计 235
6.5.1 封头设计 235
6.5.2 液压试验 238
6.6 接管确定 240
6.6.1 接管尺寸确定 240
6.6.2 一级换热器接管壁厚 241
6.6.3 二级换热器接管壁厚 241
6.7 接管补强 242
6.7.1 补强方式 242
6.7.2 补强面积的计算 243
本章小结 248
参考文献 248

第7 章 30 万立方米每天C1-C2-C3 级联式三级板翅式换热器设计计算
7.1 板翅式换热器的工艺计算 251
7.1.1 计算过程 251
7.1.2 板翅式换热器流体参数计算 254
7.1.3 一级换热器设计计算（单层流道） 254
7.1.4 一级换热器压力损失计算 264
7.1.5 二级换热器设计计算（单层流道） 266
7.1.6 二级换热器压力损失计算 273
7.1.7 三级换热器设计计算（单层流道） 276
7.1.8 三级换热器压力损失计算 280
7.2 封头设计 282
7.2.1 封头选择 282
7.2.2 一级换热器各个板侧封头壁厚计算 282
7.2.3 二级换热器各个板侧封头壁厚计算 284
7.2.4 三级换热器各个板侧封头壁厚计算 285
7.3 液压试验 285
7.3.1 液压试验目的 285
7.3.2 内压通道 286
7.4 接管确定 287
7.4.1 接管厚度计算 287
7.4.2 一级换热器接管壁厚 287
7.4.3 二级换热器接管壁厚 288
7.4.4 三级换热器接管壁厚 288
7.5 接管补强 288
7.5.1 补强方式 288
7.5.2 补强计算 288
本章小结 297
参考文献 297

第8 章 30 万立方米每天FLNG 五元混合制冷剂单级板翅式换热器设计计算
8.1 板翅式换热器的工艺计算 298
8.1.1 混合制冷剂参数确定 298
8.1.2 LNG 液化流程 299
8.1.3 温熵图 300
8.1.4 工艺计算过程 300
8.1.5 板翅式换热器流体参数计算 304
8.2 板翅式换热器结构设计 314
8.2.1 封头设计 314
8.2.2 液压试验 316
8.3 接管确定 317
8.3.1 接管尺寸确定 317
8.3.2 换热器接管壁厚 318
8.4 接管补强 319
8.4.1 补强方式 319
8.4.2 补强计算 319
本章小结 323
参考文献 324

第9 章 30 万立方米每天C3/MR+APX 三级LNG 板翅式换热器设计计算
9.1 板翅式换热器的工艺计算 325
9.1.1 混合制冷剂参数确定 325
9.1.2 LNG 液化流程 327
9.1.3 天然气液化过程温熵图及压焓图绘制 327
9.1.4 设备设计工艺计算过程 328
9.2 一级和二级换热器流体参数计算及板侧排列 333
9.2.1 一级换热器流体参数计算（单层流道） 333
9.2.2 一级板翅式换热器传热面积计算 337
9.2.3 一级换热器板侧的排列及组数 338
9.2.4 一级换热器压力损失计算 338
9.2.5 二级换热器流体参数计算（单层流道） 341
9.2.6 二级板翅式换热器传热面积计算 343
9.2.7 二级换热器板侧的排列及组数 343
9.3 三级换热器流体参数计算及板侧排列 344
9.3.1 三级换热器流体参数计算（单层流道） 344
9.3.2 三级板翅式换热器传热面积计算 345
9.3.3 三级换热器板侧的排列及组数 346
9.3.4 三级换热器压力损失计算 346
9.4 板翅式换热器结构设计 347
9.4.1 一级换热器 347
9.4.2 二级换热器 356
9.4.3 三级换热器 363
本章小结 366
参考文献 367

附录
附表1 乙烯的物性参数 368
附表2 丙烷的物性参数 369
附表3 正丁烷的物性参数 370
附表4 异丁烷的物性参数 372
附表5 甲烷的物性参数 374
附表6 氮气的物性参数 375
附表7 甲烷-氮气的物性参数 375
附表8 甲烷-乙烯的物性参数 376
附表9 丙烷-异丁烷的物性参数 377
附表10 双曲函数表 379
附图 平板式通道进出口阻力系数值 381

致谢