CN106369272B - 液化天然气（lng）气化器用高效换热管及开架式气化器 - Google Patents

液化天然气（lng）气化器用高效换热管及开架式气化器 Download PDF

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Abstract

一种液化天然气气化器用高效换热管及开架式气化器，其特征在于所述的高效换热管包括加热段、气化段和过热段三部分；所述加热段的管内壁为梅花形结构；所述气化段的管内壁为光滑面或槽道结构，在所述的光滑面或槽道结构的气化段管内套装有螺纹或波纹管结构的气化段内管，所述气化段内管内再套装有扭曲管结构的气化段再内管；所述过热段的管内壁为光滑面或槽道结构，所述光滑面或槽道结构的过热段管内套装有波纹管或波节管结构的过热段内管。本发明高效换热管的气化段采用三层套管结构，过热段采用双层套管结构，换热管内就形成了内套管和环隙的多层结构，提高了热传导的效率，而且制造安装简单，降低了开架式气化器换热管内套管的制造成本。

Description

液化天然气（LNG）气化器用高效换热管及开架式气化器
技术领域
本发明涉及一种液化天然气（LNG）的气化装置，具体涉及一种开架式气化器的换热管，以及使用该换热管的开架式气化器。
背景技术
气态天然气（NG）在被冷却至-162℃后转变为液态天然气（LNG），同时体积缩小至1/620，便于运输和存储，但无法直接使用。在使用液化天然气前，必须先经过LNG接收站的LNG气化器转化为气态天然气（NG），才可以供用户使用。随着中国LNG接收站建设数量和建设规模的飞速发展，LNG气化器的市场需求也在不断扩大。
LNG气化器是整个LNG供应流程中的关键设备。LNG接收站大多靠海边建设，海水就成了气化LNG最经济、最便利的热源，加之，海水的温度比较稳定，热容量大，所以使用海水作为热源的开架式气化器就成了LNG接收站的主要气化器。开架式气化器适合于基本负荷型的大型气化供应***，气化LNG能力可达180t/h以上，气化量可以在0-100%的负荷范围内运行。
开架式气化器的基本单元为换热管，一般由翅片管、内套管、内插件三部分组成，功能上一般划分为气化段和加热段。作为实现高效换热的重要元件，内套管尺寸要求精度高，翅片管与内套管、翅片管与内插件的安装要求精准，如在使用过程中，内插件在螺旋上升的气体和液体的作用下位置发生变动，将直接影响开架式气化器运行的稳定性。
目前，国内外生产的开架式气化器，其换热管的气化段和加热段内部都装配有内插件、内肋片等，这样的设计增加了换热管的制造难度和制造成本，且换热效率不稳定。因此，设计一种简化易安装且换热效果更好的开架式气化器用换热管迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有液化天然气气化热管因结构设计不合理而易出现内管位移影响设备安全运行的问题，设计一种新型的高效换热管以及装配有这种高效换热管的开架式气化器，避免了换热管内件发生变形位移，影响传热效率和设备稳定运行的问题。
本发明的技术方案之一是：
一种液化天然气（LNG）气化器用高效换热管，其特征在于包括加热段、气化段和过热段三部分；所述加热段的管内壁为梅花形结构；所述气化段的管内壁为光滑面或槽道结构，在所述的光滑面或槽道结构的气化段管内套装有螺纹或波纹管结构的气化段内管，所述气化段内管内再套装有扭曲管结构的气化段再内管；所述过热段的管内壁为光滑面或槽道结构，所述光滑面或槽道结构的过热段管内套装有波纹管或波节管结构的过热段内管。
所述换热管外壁为直翅片结构，换热管同一截面上的翅片高度相同或不相同。
所述换热管外壁为螺旋翅片结构，换热管同一截面上的翅片高度可以不相同。
本发明的技术方案之二是：
一种装配有高效换热管的开架式气化器，包括若干组板型管束和海水喷淋***，其特征是每组板型管束由若干根高效换热管按照板状排列组成，每组管束中所有高效换热管的两端分别与同一根集气管及同一根集液管连通，所述高效换热管的数量可以根据开架式气化器不同工况下需要的换热面积来进行调节。
开架式气化器的换热面积能在1㎡-6000㎡范围内进行调节。
所述的连接高效换热管的集液管内设有节流孔喷嘴，以使每根换热管内液化天然气的流量均匀。
连接高效换热管的集液管内的节流孔喷嘴能使每根换热管内液化天然气的流量均匀率不小于95%。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明高效换热管的外壁为直翅片或螺旋翅片，且翅片高度可以不相同，有效增大了换热面积，形成了均匀的水膜分布，增强了海水与换热管外壁之间的热交换。
2.本发明高效换热管的气化段采用三层套管结构，过热段采用双层套管结构，换热管内就形成了内套管和环隙的多层结构，提高了热传导的效率，而且制造安装简单，降低了开架式气化器换热管内套管的制造成本。
3.高效换热管内不设置内插肋片，避免了肋片发生变形位移的情况，保证了设备的稳定运行。
4.本发明的开架式气化器可通过调整换热管的数量来调整设备的换热面积，使设备能够适用于不同的工作负荷。
附图说明
图1是本发明高效换热管板状排管的结构示意图。
图2是本发明高效换热管加热段的端面剖视图。
图3是本发明高效换热管气化段内管为光滑面的端面剖视图。
图4是本发明高效换热管气化段内管为槽道结构的端面剖视图。
图5是本发明高效换热管过热段内管为光滑面的端面剖视图。
图6是本发明高效换热管过热段内管为槽道结构的端面剖视图。
图7是图3中A-A向的剖视图。
图8是图5中B-B向的剖视图。
图9是本发明开架式气化器板型管束结构示意图。
图中：1-高效换热管，2-集液管，3-集气管，11-加热段，12-气化段，13-过热段，121-气化段内管，122-气化段再内管，131-过热段内管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一
如图1-5所示，一种用于开架式气化器的高效换热管，高效换热管1外壁为直翅片结构，同一截面上的翅片高度可以相同也可以不相同。所述高效换热管1分为加热段11、气化段12、过热段13三部分；所述加热段11中，高效换热管1的内壁为梅花形翅片结构，管内不套装任何内管；所述气化段12中，高效换热管1的内壁为光滑面或者是槽道结构，管内套装有气化段内管121，所述气化段内管121为螺纹管结构，气化段内管121中还套装有气化段再内管122，所述气化段再内管122为扭曲管结构；所述过热段13中，高效换热管1的内壁为光滑面或者是槽道结构，管内套装有过热段内管131，所述过热段内管131为波纹管结构。
实施例二
一种用于开架式气化器的高效换热管，与实施例一不同之处在于，高效换热管1外壁为螺旋翅片结构，同一截面上的翅片高度可以相同也可以不相同。
实施例三
一种开架式气化器，包括若干组板型管束和海水喷淋***，每组板型管束由若干根高效换热管1按照板状排列（每根换热管平行排列），每根高效换热管1的两端分别与集气管3和集液管2相连通。开架式气化器工作时，海水喷淋***将海水喷淋在板型管束外表面上，依靠重力的作用，海水自上而下沿着高效换热管1的外壁流动，液态天然气（LNG）从集液管2中逐一流进每根高效换热管1内，在管内自下向上流动。海水将热量传递给液态天热气（LNG），LNG在经过了加热段11、气化段12、过热段13后，最终气化为气态天然气，并进入集气管3，然后进入用户端。
本发明可以根据开架式气化器不同工作负荷的需要，来调整换热管的数量，从而调整开架式气化器的换热面积，换热面积的调整范围在1㎡-6000㎡之间。
本发明开架式气化器，其连接高效换热管的集液管2内设有节流孔喷嘴，可使每根高效换热管内LNG的流量均匀，均匀率可达95%以上。
本发明未涉及部分与内管的具体结构、材料等均可采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种液化天然气气化器用高效换热管，其特征在于包括加热段、气化段和过热段三部分；所述加热段的管内壁为梅花形结构；所述气化段的管内壁为光滑面或槽道结构，在所述的光滑面或槽道结构的气化段管内套装有螺纹或波纹管结构的气化段内管，所述气化段内管内再套装有扭曲管结构的气化段再内管，形成三层套管结构；所述过热段的管内壁为光滑面或槽道结构，所述光滑面或槽道结构的过热段管内套装有波纹管或波节管结构的过热段内管形成双层套管结构，从而使换热管内形成了内套管和环隙的多层结构，提高了热传导效率，同时在换热管不设置内插肋条片，避免了肋片发生变形位移，保证了设备的稳定运行；所述的换热管外壁为直翅片结构或螺旋翅片结构，换热管同一截面上的翅片高度相同或不相同，有效增大了换热面积，形成了均匀的水膜分布，增强了海水与换热管外壁之间的热交换。
2.一种装配有权利要求1所述高效换热管的开架式气化器，包括若干组板型管束和海水喷淋***，其特征是每组板型管束由若干根高效换热管按照板状排列组成，每组管束中所有高效换热管的两端分别与同一根集气管及同一根集液管连通，所述高效换热管的数量可以根据开架式气化器不同工况下需要的换热面积来进行调节；连接高效换热管的集液管内的节流孔喷嘴能使每根换热管内液化天然气的流量均匀率不小于95%。
3.根据权利要求2所述的开架式气化器，其特征在于，开架式气化器的换热面积能在1㎡-6000㎡范围内进行调节。
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