本發(fā)明涉及天然氣液化系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種雙膨脹制冷工藝的天然氣液化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
LNG(LiquefiedNaturalGas)，即液化天然氣，是將經(jīng)過處理后的常壓下氣態(tài)的天然氣冷卻至-162℃，使之凝結(jié)成液體。LNG的體積約為其氣態(tài)體積的1/625，大大節(jié)約了儲運空間和成本，而且具有熱值大、性能高等特點。因此，LNG是一種清潔、高效的能源。天然氣的液化工藝主要有三類，分別是階式液化工藝、混合制冷劑液化工藝和膨脹機制冷液化工藝。階式液化工藝采用多級制冷循環(huán)，不同制冷劑在不同溫度下蒸發(fā)以獲得不同溫度水平冷量，使得天然氣逐級冷卻，達到液化的目的；階式液化工藝的優(yōu)點是能耗低，但其工藝復雜，設備多，維護不便?；旌现评鋭┮夯に囀悄壳皣鴥?nèi)外LNG裝置最常采用的工藝，利用混合制冷劑在換熱器內(nèi)的變溫特性，使其能與混合組分的天然氣相匹配，從而達到降低冷熱流體間換熱溫差的目的；其缺點是混合制冷劑的準確配比較為困難，而且壓縮機等設備容易泄露，進而導致混合制冷劑組分偏離設計參數(shù)，造成系統(tǒng)效率下降。膨脹機制冷液化工藝相較前兩種液化工藝，能耗較高，但系統(tǒng)流程簡單、體積小、操作方便、投資成本低，對原料氣組分變化適應性強，在液化量較小的中小型天然氣液化工廠應用較為廣泛?，F(xiàn)有的天然氣的液化工藝，包括氮氣膨脹制冷液化工藝、丙烷預冷氮膨脹天然氣液化工藝、無預冷雙級氮膨脹天然氣液化工藝、帶預冷的氮甲烷單膨脹天然氣液化系統(tǒng)、膨脹式可燃氣體液化裝置及流程等，上述現(xiàn)有膨脹機制冷液化工藝存在靈活性差、能耗高、低負荷運行效率低，難于適用氣源參數(shù)波動大、操作彈性大的天然氣液化裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種靈活性強、能耗低、易于工程化的雙膨脹制冷工藝的天然氣液化系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種雙膨脹制冷工藝的天然氣液化系統(tǒng)，其特征在于：包括預冷模塊、液化模塊和過冷模塊；所述預冷模塊的天然氣出口連接所述液化模塊的天然氣入口，所述液化模塊的天然氣出口連接所述過冷模塊的天然氣入口；所述過冷模塊的過冷制冷劑出口連接所述液化模塊的過冷制冷劑入口，所述液化模塊的液化制冷劑出口連接所述預冷模塊的液化制冷劑入口。所述預冷模塊由預冷換熱器組成，所述預冷換熱器包括原料預冷段天然氣入口、預冷段天然氣出口、預冷段液化制冷劑入口、預冷段液化制冷劑出口、預冷制冷劑入口和預冷制冷劑出口；所述預冷段天然氣入口連接外部天然氣管路，所述預冷段天然氣出口連接所述液化模塊的入口，所述預冷段液化制冷劑入口連接所述液化模塊出口，所述預冷段液化制冷劑出口連接所述液化模塊中的入口，所述預冷制冷劑入口連接外部預冷制冷系統(tǒng)PCR的出口，所述預冷制冷劑出口連接所述預冷制冷系統(tǒng)PCR的入口。所述液化模塊包括液化段壓縮機、液化段一級冷卻器、液化段二級冷卻器、液化段止回閥、液化段二級緩沖罐、液化段透平膨脹機、液化段三級冷卻器、分流器、液化段換熱器、混合器、液化段一級緩沖罐和重烴分離器；其中，所述液化段壓縮機設置有液化段一級壓縮機入口、液化段一級壓縮機出口、液化段二級壓縮機入口和液化段二級壓縮機出口；所述液化段透平膨脹機設置有液化段壓縮機入口、液化段壓縮機出口、液化段膨脹機入口和液化段膨脹機出口；所述液化段換熱器設置有液化段第一天然氣入口、液化段第一天然氣出口、液化段第二天然氣入口、液化段第二天然氣出口、液化段過冷制冷劑入口、液化段過冷制冷劑出口、液化段過冷制冷劑低壓入口、液化段過冷制冷劑低壓出口、液化段液化制冷劑入口、液化段液化制冷劑出口、液化段液化制冷劑低壓入口和液化段液化制冷劑低壓出口；所述液化段一級壓縮機入口連接所述液化段一級緩沖罐的出口，所述液化段一級壓縮機出口連接所述液化段一級冷卻器的入口，所述液化段二級壓縮機入口連接所述液化段一級冷卻器的出口，所述液化段二級壓縮機出口連接所述液化段二級冷卻器的入口；所述液化段二級冷卻器的出口通過所述液化段第一止回閥連接所述液化段二級緩沖罐的入口，所述液化段二級緩沖罐的出口連接所述液化段透平膨脹機的所述液化段壓縮機入口，所述液化段透平膨脹機的所述液化段壓縮機出口連接所述液化段三級冷卻器的入口，所述液化段三級冷卻器的出口連接所述分流器的入口，所述分流器的其中一出口為所述液化模塊的液化制冷劑高壓出口，連接所述預冷模塊的所述預冷段液化制冷劑入口，另一出口連接所述液化段換熱器的所述液化段液化制冷劑入口，所述液化段換熱器的所述液化段液化制冷劑出口連接所述混合器的入口，所述混合器的出口連接所述液化段透平膨脹機的所述液化段膨脹機入口，所述液化段透平膨脹機的所述液化段膨脹機出口連接所述液化段換熱器的所述液化段液化制冷劑低壓入口，所述液化段換熱器的所述液化段液化制冷劑低壓出口連接所述液化段一級緩沖罐的入口；所述液化段換熱器的所述液化段第一天然氣入口連接所述預冷模塊的所述預冷段天然氣出口；所述液化段換熱器的所述液化段第一天然氣出口連接所述重烴分離器的入口，所述重烴分離器的其中一出口與外界連通，另一出口連接所述液化段換熱器的所述液化段第二天然氣入口；所述液化段換熱器的所述液化段第二天然氣出口連接所述過冷模塊的所述過冷段天然氣入口；所述液化段換熱器的所述液化段過冷制冷劑入口為所述液化模塊的過冷制冷劑高壓入口，連接所述過冷模塊出口，所述液化段換熱器的所述液化段過冷制冷劑出口為所述液化模塊的過冷制冷劑高壓出口，連接所述過冷模塊入口；所述液化段換熱器的所述液化段過冷制冷劑低壓入口為所述液化模塊的過冷制冷劑低壓入口，連接所述過冷模塊的出口，所述液化段換熱器的所述液化段過冷制冷劑低壓出口為所述液化模塊的過冷制冷劑低壓出口連接所述過冷模塊。所述過冷模塊包括過冷段壓縮機、過冷段一級冷卻器、過冷段二級冷卻器、過冷段止回閥、過冷段二級緩沖罐、過冷段透平膨脹機、過冷段三級冷卻器、過冷段換熱器、過冷段第三控制閥門和過冷段一級緩沖罐；其中，所述過冷段壓縮機設置有過冷段一級壓縮機入口、過冷段一級壓縮機出口、過冷段二級壓縮機入口和過冷段二級壓縮機出口；所述過冷段透平膨脹機設置有過冷段壓縮機入口、過冷段壓縮機出口、過冷制冷劑高壓入口和過冷制冷劑低壓出口；所述過冷段換熱器設置有過冷段天然氣入口、過冷段天然氣出口、過冷段過冷制冷劑低壓入口和過冷段過冷制冷劑低壓出口；所述過冷段壓縮機的所述過冷段一級壓縮機入口連接所述過冷段一級緩沖罐的出口，所述過冷段壓縮機的所述過冷段一級壓縮機出口連接所述過冷段一級冷卻器的入口，所述過冷段壓縮機的所述過冷段二級壓縮機入口連接所述過冷段一級冷卻器的出口，所述過冷段壓縮機的所述過冷段二級壓縮機出口連接所述液化段二級冷卻器的入口，所述過冷段二級冷卻器的出口通過所述過冷段止回閥連接所述過冷段二級緩沖罐的入口，所述過冷段二級緩沖罐的出口連接所述過冷段透平膨脹機的所述過冷段壓縮機入口，所述過冷段透平膨脹機的所述過冷段壓縮機出口連接所述過冷段三級冷卻器的入口，所述過冷段三級冷卻器的出口連接所述液化模塊的所述液化段過冷制冷劑入口；所述過冷段換熱器的所述過冷段天然氣入口為所述過冷模塊的天然氣高壓入口，連接所述液化模塊的所述液化段第二天然氣出口，所述過冷段換熱器的所述過冷段天然氣出口通過所述過冷段第三控制閥門連接LNG儲罐；所述過冷段透平膨脹機的所述過冷制冷劑高壓入口為所述過冷模塊的過冷制冷劑高壓入口，連接所述液化模塊的所述液化段過冷制冷劑出口；所述過冷段透平膨脹機的所述過冷制冷劑低壓出口連接所述過冷段換熱器的所述過冷段過冷制冷劑低壓入口，所述過冷段換熱器的所述過冷段過冷制冷劑低壓出口為所述過冷模塊的過冷制冷劑低壓出口，連接所述液化段換熱器的所述液化段過冷制冷劑低壓入口，所述液化段換熱器的所述液化段過冷制冷劑低壓出口連接所述過冷段一級緩沖罐的入口。所述預冷制冷系統(tǒng)PCR采用丙烷、氨、二氧化碳或氟利昂制冷系統(tǒng)。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明包括預冷模塊、液化模塊和過冷模塊，采用液化模塊和過冷模塊兩套獨立膨脹制冷系統(tǒng)，液化模塊膨脹制冷系統(tǒng)提供液化冷量，過冷模塊膨脹制冷系統(tǒng)提供過冷冷量；兩套膨脹制冷系統(tǒng)可以在低負荷或一套故障時只開啟一套制冷系統(tǒng)，增大裝置的連續(xù)運行能力，也提高裝置的操作彈性；雙膨脹制冷的天然氣液化系統(tǒng)增加預冷模塊后，增大裝置的處理能力，降低能耗。2、本發(fā)明由于液化系統(tǒng)流程精簡、結(jié)構(gòu)緊湊，模塊化設計，因此易于工程化，施工現(xiàn)場安裝時只需對預留管路進行連接，大大降低了系統(tǒng)的投資成本和維護費用。本發(fā)明可以廣泛應用于制冷及低溫中的天然氣液化過程中。附圖說明圖1是本發(fā)明模塊化結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的預冷模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的液化模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的過冷模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。如圖1所示，本發(fā)明的雙氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)包括預冷模塊1、液化模塊2和過冷模塊3；預冷模塊1的天然氣出口連接液化模塊2的天然氣入口，液化模塊2的天然氣出口連接過冷模塊3的天然氣入口；過冷模塊3的過冷制冷劑出口連接液化模塊2的過冷制冷劑入口，液化模塊2的液化制冷劑出口連接預冷模塊1的液化制冷劑入口；其中，預冷模塊1用于為液化模塊2中的制冷劑和天然氣進行預冷，并分擔一部分液化負荷；液化模塊2用于為天然氣進行冷卻和液化，并為過冷模塊3中的制冷劑提供冷量；過冷模塊3為液化模塊2液化后的天然氣進行繼續(xù)冷卻。在一個優(yōu)選的實施例中，如圖2所示，預冷模塊1由預冷換熱器1-1組成，預冷換熱器1-1包括原料預冷段天然氣入口A1、預冷段天然氣出口A2、預冷段液化制冷劑入口B1、預冷段液化制冷劑出口B2、預冷制冷劑入口C1和預冷制冷劑出口C2；預冷段天然氣入口A1連接外部天然氣管路，預冷段天然氣出口A2連接液化模塊2的入口，預冷段液化制冷劑入口B1連接液化模塊2出口，預冷段液化制冷劑出口B2連接液化模塊2中的入口，預冷制冷劑入口C1連接外部預冷制冷系統(tǒng)PCR的出口，預冷制冷劑出口C2連接預冷制冷系統(tǒng)PCR的入口；其中，預冷制冷系統(tǒng)PCR為外部系統(tǒng)，用于為預冷換熱器1-1提供冷量，可以采用丙烷、氨、二氧化碳或氟利昂制冷系統(tǒng)。在一個優(yōu)選的實施例中，如圖3所示，液化模塊2包括液化段壓縮機2-1、液化段一級冷卻器2-2、液化段二級冷卻器2-3、液化段止回閥2-4、液化段二級緩沖罐2-5、液化段透平膨脹機2-6、液化段三級冷卻器2-7、分流器2-8、液化段換熱器2-9、混合器2-10、液化段一級緩沖罐2-11和重烴分離器2-12；其中，液化段壓縮機2-1設置有液化段一級壓縮機入口E1、液化段一級壓縮機出口E2、液化段二級壓縮機入口E3和液化段二級壓縮機出口E4；液化段透平膨脹機2-6設置有液化段壓縮機入口E5、液化段壓縮機出口E6、液化段膨脹機入口E7和液化段膨脹機出口E8；液化段換熱器2-9設置有液化段第一天然氣入口A3、液化段第一天然氣出口A4、液化段第二天然氣入口A5、液化段第二天然氣出口A6、液化段過冷制冷劑入口D1、液化段過冷制冷劑出口D2、液化段過冷制冷劑低壓入口D5、液化段過冷制冷劑低壓出口D6、液化段液化制冷劑入口B3、液化段液化制冷劑出口B4、液化段液化制冷劑低壓入口B5和液化段液化制冷劑低壓出口B6；液化段一級壓縮機入口E1連接液化段一級緩沖罐2-11的出口，液化段一級壓縮機出口E2連接液化段一級冷卻器2-2的入口，液化段二級壓縮機入口E3連接液化段一級冷卻器2-2的出口，液化段二級壓縮機出口E4連接液化段二級冷卻器2-3的入口；液化段二級冷卻器2-3的出口通過液化段第一止回閥2-4連接液化段二級緩沖罐2-5的入口，液化段二級緩沖罐2-5的出口連接液化段透平膨脹機2-6的液化段壓縮機入口E5，液化段透平膨脹機2-6的液化段壓縮機出口E6連接液化段三級冷卻器2-7的入口，液化段三級冷卻器2-7的出口連接分流器2-8的入口，分流器2-8的其中一出口為液化模塊2的液化制冷劑高壓出口，連接預冷模塊1的預冷段液化制冷劑入口B1，另一出口連接液化段換熱器2-9的液化段液化制冷劑入口B3，液化段換熱器2-9的液化段液化制冷劑出口B4連接混合器2-10的入口，混合器2-10的出口連接液化段透平膨脹機2-6的液化段膨脹機入口E7，液化段透平膨脹機2-6的液化段膨脹機出口E8連接液化段換熱器2-9的液化段液化制冷劑低壓入口B5，液化段換熱器2-9的液化段液化制冷劑低壓出口B6連接液化段一級緩沖罐2-11的入口；液化段換熱器2-9的液化段第一天然氣入口A3連接預冷模塊1的預冷段天然氣出口A2；液化段換熱器2-9的液化段第一天然氣出口A4連接重烴分離器2-12的入口，重烴分離器2-12的其中一出口與外界連通，另一出口連接液化段換熱器2-9的液化段第二天然氣入口A5；液化段換熱器2-9的液化段第二天然氣出口A6連接過冷模塊3的過冷段天然氣入口A7；液化段換熱器2-9的液化段過冷制冷劑入口D1為液化模塊2的過冷制冷劑高壓入口，連接過冷模塊3出口，液化段換熱器2-9的液化段過冷制冷劑出口D2為液化模塊2的過冷制冷劑高壓出口，連接過冷模塊3入口；液化段換熱器2-9的液化段過冷制冷劑低壓入口D5為液化模塊2的過冷制冷劑低壓入口，連接過冷模塊3的出口，液化段換熱器2-9的液化段過冷制冷劑低壓出口D6為液化模塊2的過冷制冷劑低壓出口連接過冷模塊3。在一個優(yōu)選的實施例中，如圖4所示，過冷模塊3包括過冷段壓縮機3-1、過冷段一級冷卻器3-2、過冷段二級冷卻器3-3、過冷段止回閥3-4、過冷段二級緩沖罐3-5、過冷段透平膨脹機3-6、過冷段三級冷卻器3-7、過冷段換熱器3-8、過冷段第三控制閥門3-9和過冷段一級緩沖罐3-10；其中，過冷段壓縮機3-1設置有過冷段一級壓縮機入口F1、過冷段一級壓縮機出口F2、過冷段二級壓縮機入口F3和過冷段二級壓縮機出口F4；過冷段透平膨脹機3-6設置有過冷段壓縮機入口F5、過冷段壓縮機出口F6、過冷制冷劑高壓入口F7和過冷制冷劑低壓出口F8；過冷段換熱器3-8設置有過冷段天然氣入口A7、過冷段天然氣出口A8、過冷段過冷制冷劑低壓入口D3和過冷段過冷制冷劑低壓出口D4；過冷段壓縮機3-1的過冷段一級壓縮機入口F1連接過冷段一級緩沖罐3-10的出口，過冷段壓縮機3-1的過冷段一級壓縮機出口F2連接過冷段一級冷卻器3-2的入口，過冷段壓縮機3-1的過冷段二級壓縮機入口F3連接過冷段一級冷卻器3-2的出口，過冷段壓縮機3-1的過冷段二級壓縮機出口F4連接液化段二級冷卻器3-3的入口，過冷段二級冷卻器3-3的出口通過過冷段止回閥3-4連接過冷段二級緩沖罐3-5的入口，過冷段二級緩沖罐3-5的出口連接過冷段透平膨脹機3-6的過冷段壓縮機入口F5，過冷段透平膨脹機3-6的過冷段壓縮機出口F6連接過冷段三級冷卻器3-7的入口，過冷段三級冷卻器3-7的出口連接液化模塊2的液化段過冷制冷劑入口D1；過冷段換熱器3-8的過冷段天然氣入口A7為過冷模塊3的天然氣高壓入口，連接液化模塊2的液化段第二天然氣出口A6，過冷段換熱器3-8的過冷段天然氣出口A8通過過冷段第三控制閥門3-9連接LNG儲罐；過冷段透平膨脹機3-6的過冷制冷劑高壓入口F7為過冷模塊3的過冷制冷劑高壓入口，連接液化模塊2的液化段過冷制冷劑出口D2；過冷段透平膨脹機3-6的過冷制冷劑低壓出口F8連接過冷段換熱器3-8的過冷段過冷制冷劑低壓入口D3，過冷段換熱器3-8的過冷段過冷制冷劑低壓出口D4為過冷模塊3的過冷制冷劑低壓出口，連接液化段換熱器2-9的液化段過冷制冷劑低壓入口D5，液化段換熱器2-9的液化段過冷制冷劑低壓出口D6連接過冷段一級緩沖罐3-10的入口。如圖5所示，下面對本發(fā)明的雙膨脹制冷工藝的的天然氣液化系統(tǒng)工作原理進行詳細說明，具體過程為：凈化處理后的原料天然氣進入預冷換熱器1-1內(nèi)冷卻后，輸送到液化段換熱器2-9進一步冷卻，冷卻后的天然氣輸送到重烴分離器2-12進行重烴分離，其中，將分離出的液相重烴排至外界，分離后的氣相天然氣經(jīng)液化段換熱器2-9繼續(xù)冷卻和液化后輸送到過冷段換熱器3-8進行繼續(xù)冷卻，液化后的天然氣進行調(diào)壓后得到液化天然氣產(chǎn)品(LNG)，并將得到的液化天然氣產(chǎn)品輸送至外界LNG儲罐。液化模塊2為天然氣進行冷卻和液化，并為過冷模塊3的制冷劑提供冷量；液化制冷劑在液化段壓縮機2-1內(nèi)進行一級壓縮后進入液化段一級冷卻器2-2冷卻，冷卻后回到液化段壓縮機2-1進行二級壓縮，二級壓縮后進入液化段二級冷卻器2-3再次冷卻，冷卻后的制冷劑通過液化段二級緩沖罐2-5進入液化段透平膨脹機2-6的增壓機進行壓縮，并將壓縮后的制冷劑輸送到液化段三級冷卻器2-7冷卻，冷卻后的制冷劑進入分流器2-8進行分流；分流后的一部分制冷劑進入預冷換熱器1-1中進行冷卻，另一部分制冷劑進入液化段換熱器2-9進行冷卻降溫，經(jīng)預冷換熱器1-1和液化段換熱器2-9輸出的制冷劑進入混合器2-10進行混合，混合后的制冷劑進入液化段透平膨脹機2-6進行膨脹降壓制冷，膨脹降壓后的制冷劑進入液化段換熱器2-9，為液化段換熱器2-9提供冷量，溫度升高后的制冷劑經(jīng)液化段二級緩沖罐2-5重新回到液化段壓縮機2-1，完成液化模塊2的循環(huán)。過冷模塊3為液化模塊2液化后的天然氣進行繼續(xù)冷卻，過冷段制冷劑在過冷段壓縮機3-1內(nèi)進行一級壓縮后，進入過冷段一級冷卻器3-2冷卻，冷卻后回到過冷段壓縮機3-1進行二級壓縮，完成二級壓縮后進入過冷段二級冷卻器3-3進行冷卻，冷卻后的制冷劑通過過冷段二級緩沖罐3-5進入過冷段透平膨脹機3-6的增壓端進行增壓，再進入過冷段三級冷卻器3-7進行冷卻，冷卻后的制冷劑進入液化段換熱器2-9中繼續(xù)冷卻后，輸送回到過冷段透平膨脹機3-6的膨脹入口，制冷劑在過冷段膨脹機3-6內(nèi)膨脹后進入過冷段換熱器3-8，為過冷段換熱器3-8提供冷量，溫度升高后的制冷劑進入液化段換熱器2-9，經(jīng)過在液化段換熱器2-9內(nèi)換熱后的制冷劑通過一級緩沖罐3-10重新回到過冷段壓縮機3-1，完成過冷模塊3的循環(huán)。其中，原料天然氣和液化模塊2制冷劑采用獨立制冷循環(huán)預冷，液化模塊2和過冷模塊3采用獨立膨脹制冷循環(huán)。當系統(tǒng)低負荷或一套制冷模塊發(fā)生故障時，系統(tǒng)的運行方式可以組合為預冷模塊1+液化模塊2+過冷模塊3，或預冷模塊1+液化模塊2，或預冷模塊1+過冷模塊3，或液化模塊2+過冷模塊3，或獨立液化模塊2，或獨立過冷模塊3。下面通過具體實施例對本發(fā)明的雙膨脹制冷工藝的天然氣液化系統(tǒng)的工作過程進行詳細說明。本實施中所采用的天然氣摩爾組分為0.41％N2+89.39％CH4+10.07％C2H6+0.13％C3H8，壓力為3.9MPa，溫度為45.0℃，流量為50000Nm3/h，制冷劑采用氮氣，天然氣的液化流程的具體步驟如下：1)將凈化處理后的天然氣輸送預冷換熱器1-1，被預冷制冷劑丙烷預冷至-34.0℃；2)將經(jīng)過步驟1)冷卻后的天然氣進入液化段換熱器2-9，冷卻至-50℃后進入重烴分離器2-12進行分離，將分離得到的重烴排除到外界，并將分離得到的氣相天然氣再次輸送到液化段換熱器2-9冷卻至-120℃；3)將經(jīng)過步驟2)得到的天然氣輸送到過冷段換熱器3-8冷卻至-155℃，并將壓力降為0.12MPa，溫度降為-158.8℃，得到液化天然氣產(chǎn)品，并將液化天然氣產(chǎn)品輸送到LNG儲罐。4)液化段氮氣經(jīng)過液化段壓縮機2-1兩級壓縮增壓至2.79MPa，被液化段一級冷卻器2-2和液化段二級冷卻器2-3冷卻后，經(jīng)過液化段透平膨脹機2-6增壓至3.95MPa，被液化段三級冷卻器2-7冷后進入分流器2-8分流，一部分氮氣進入預冷換熱器1-1進行冷卻，冷卻至-34.0℃，另一部分氮氣進入液化段換熱器2-9中進行冷卻，冷卻至-52℃；預冷后的兩部分氮氣經(jīng)混合器2-10混合后，進入液化段透平膨脹機2-6膨脹降壓至0.72MPa，溫度降為-115.8℃后返回液化段換熱器2-9提供冷量，并使自身溫度升高至34.2℃后的氮氣重新進入液化段壓縮機2-1完成液化段氮氣循環(huán)。5)過冷段氮氣經(jīng)過過冷段壓縮機3-1兩級壓縮增壓至22.5MPa，被過冷段一級冷卻器3-2和過冷段二級冷卻器3-3冷卻后，經(jīng)過過冷段透平膨脹機3-6增壓至24.5MPa，被過冷段三級冷卻器3-7冷卻至后，進入過冷段換熱器3-8冷卻至-120℃；進入過冷段透平膨脹機3-6膨脹降壓至0.72MPa，溫度降為-158.1℃后，返回過冷段換熱器3-8和液化段換熱器2-9提供冷量，溫度升高至34.5℃后的氮氣重新進入過冷段氮壓縮機3-1完成過冷段氮氣循環(huán)。上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。