¿El mismo avión y el mismo número de vuelo en el trayecto nacional de un vuelo internacional puede ser objeto de un tránsito sin visado de 72 horas en China?

Deberías considerar una serie de vuelos diferentes porque no parece que tu itinerario sea elegible para el tránsito libre de visado de 72 horas.

No puedo encontrar directrices oficiales chinas, pero múltiples fuentes en Internet nos permiten hacer un resumen. Fuentes Guía de viajes de China , Viajar a China más barato y una entrada del blog . El consenso de todos ellos es que para que un visitante pueda hacer uso de las 72 horas de tránsito sin visado debe cumplirse lo siguiente (el énfasis es mío)

• Debe tener la nacionalidad de uno de los 53 países calificados. Estados Unidos, Schengen, Reino Unido, Rusia, Canadá, Brasil, México, Australia y Nueva Zelanda están incluidos en esta lista.
• Debe transitar por una de las siguientes ciudades: Pekín, Chengdu, Chongqing, Dalian, Guangzhou, Guilin, Hangzhou, Kunming, Nanjing, Shanghai, Shenyang, Tianjin, Wuhan, Xiamen , Xian
• No puede salir de los límites de la ciudad durante este periodo. Hay algunas excepciones a esta norma: por ejemplo, los pasajeros que transitan por Guangzhou, Chengdu, Qingdao o Changsha pueden viajar por toda la provincia.
• Su itinerario debe consistir en vuelos desde el país A a la ciudad china designada y a continuación a otro país/región C (en un plazo de 72 horas) . A estos efectos, Hongkong, Macao y Taiwán se consideran terceras regiones, por lo que sus vuelos están autorizados a ir allí.
• Sólo puede utilizar los vuelos para entrar y salir de China.
• Los vuelos de entrada y salida no deben transitar por otros aeropuertos chinos .

Este último punto se ve acentuado por la informe de prensa sobre dos ciudadanos kiwis que pasaron un mal trago porque su vuelo de ida tenía una escala (¿no anunciada?) en otra ciudad china.

Para responder a sus preguntas concretas:

• ¿Cómo se cuentan los vuelos con el mismo número de avión y de vuelo como el MF857?

Hay un artículo de asesoramiento de un bufete de abogados de inmigración estadounidense que establece explícitamente

Su transporte de salida no debe hacer otra parada en China, aunque no tenga que cambiar de avión. Por ejemplo, Pekín -> Kunming -> Hanoi no cumple los requisitos.

por lo que diría que dicho vuelo no se contabilizará como válido.

• ¿Realiza China controles de salida en esos vuelos?

Creo que la cuestión más amplia aquí es si se le expedirá el sello de exención de visado cuando tierra en China? Si presentas este itinerario y los funcionarios determinan que no es válido (ya que el avión de salida tiene escala en otra ciudad), es muy probable que te denieguen la entrada y te deporten a Taipei.

Para estar seguro, coge un vuelo directo desde Xiamen a una tercera región (¿Japón?) y luego al aeropuerto de Los Ángeles si no puedes encontrar un vuelo directo al aeropuerto.