一种分级LNG气化器结构

一种分级lng气化器结构
技术领域
1.本发明涉及lng气化器的技术领域，具体涉及一种高效换热的新型分级lng气化器。


背景技术：

2.随着社会的发展进步，我国对天然气能源的需求不断增长，我国的天然气供应系统也越来越完善。对液化天然气(lng)的需求不断增长的同时，也推动了人们对lng冷能回收利用的研究，其中利用有机朗肯循环发电是一种高效的回收利用方式。其中lng气化器是在循环过程中将液化天然气加热气化至指定条件的设备，广泛应用于lng接收站中，是lng气化过程中不可或缺的设备。现有的lng气化器多为空温式气化器和浸没燃烧式气化器。空温式气化器以空气作为热源，换热系数小，如果要满足大流量lng的气化工作，则需要的换热面积较大，气化器占地面积大，lng气化成本较高。浸没燃烧式气化器以燃料气为热源，运行成本较高，安全性较差，并且助燃空气供应和燃料气供应存在波动的问题，严重时会影响气化器的正常运行。


技术实现要素：

3.针对上述换热器存在的问题，本发明提供了一种新型分级lng气化器，其结构紧凑、换热效率高，能够大大提高lng的气化效率。
4.本发明的技术方案是：其包括一级气化器和二级气化器。本发明所述一级气化器结构，由外部壳体和内部的双层套管组成。其内部双层套管的内管道采用喷淋管道，其内径为10mm，管道表面均匀排布若干喷淋孔；双层套管的外管采用截面形状为花瓣状的管道，其中每一片花瓣状管道采用直径为15mm、角度为45
°
的圆弧。双层套管的一端内管开口，外管封闭，为管道的入口；另一端外管开口，内管封闭，为管道的出口。
5.本发明所述二级气化器结构，由外部壳体和内部管道组成，内部管道的内径为10mm。在气化器的壳体的内表面和内部管道的外表面均匀交叉排布有若干环肋。
6.本发明所述一级气化器和二级气化器，壳体的左右两端分别设置有lng的进口和出口；壳体的上下两侧分别设置有有机工质的进口和出口。
7.本发明与现有的用于有机朗肯循环的lng气化器相比，有如下优势：
8.本发明采用分级气化的技术，对于换热的不同阶段，热流体和冷流体所处的状态不同，换热器存在换热较弱的一侧，针对性地设计出两级气化器，分别对换热不同阶段的换热弱侧进行强化。本发明采取两级气化的措施，提高了换热效率，节省了换热器成本。
附图说明
9.图1示出了本发明一级气化器的结构示意图。
10.图2示出了本发明二级气化器的结构示意图。
11.图3示出了本发明一级气化器的截面图。
12.图4示出了本发明一级气化器的内部管道结构示意图。
13.图5示出了本发明二级气化器的内部管道结构示意图。
14.图中，1、一级气化器lng进口；2、一级气化器lng出口；3、一级气化器有机工质出口；4、一级气化器有机工质出进口；5、lng喷淋管道；6、一级气化器lng管道；7、一级气化器有机工质管道；8、二级气化器lng管道；9、二级气化器有机工质管道；10、环肋；11、二级气化器lng进口；12、二级气化器lng出口；13、二级气化器有机工质出口；14、二级气化器有机工质出进口；15、二级气化器有机工质管道内肋片；16、二级气化器lng管道外肋片。
具体实施方式
15.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面结合附图对本发明做进一步说明。
16.如图1、图2所示，本发明提供了一种分级lng气化器结构，包括一级lng气化器和二级lng气化器。
17.本方案设计的分级lng气化器的具体工作流程如下：
18.lng由一级气化器一端的进口1进入到一级气化器中的内部双层套管中，在流体压力的作用下，lng由套管中的内层喷淋管道5的喷淋孔中喷出，进入到双层套管的外管lng管道6中；有机工质蒸汽由一级气化器上方的有机工质进口4进入一级换热器的壳体7中。lng管道中的lng通过套管管壁与一级换热器壳体中的有机工质进行换热，经过一级气化器换热后，lng由液态变为天然气湿蒸汽，有机工质蒸汽变为液态。
19.经一级气化器换热后，天然气湿蒸汽通过管道流入二级气化器内部的lng管道8，有机工质通过管道流入二级气化器的壳体9，内部管道中的天然气湿蒸汽与壳体中的有机工质进行换热，分布在管道外表面和壳体内表面的肋片增大了换热面积，同时加强了壳体中有机工质的扰动。经过二级换热器换热后，lng变为常温气态天然气，有机工质蒸汽成为饱和液态。
20.以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为限定本发明创造的实施范围。


技术特征：
1.一种分级lng气化器结构，包括通过管道相连一级气化器结构和二级气化器结构，其特征在于，所述一级气化器结构，由外部壳体和内部的双层套管组成；其内部双层套管的内管道采用喷淋管道，管道表面均匀排布若干喷淋孔；双层套管的外管采用截面形状为花瓣状的管道，其中每一片花瓣状管道圆心角为45
°
的圆弧；双层套管的一端内管开口，外管封闭，为管道的入口；另一端外管开口，内管封闭，为管道的出口；所述二级气化器结构，由外部壳体和内部管道组成，在气化器的壳体的内表面和内部管道的外表面均匀交叉排布有若干环肋。2.根据权利要求1所述的一种分级lng气化器结构，其特征在于，所述一级气化器和二级气化器，壳体的左右两端分别设置有lng的进口和出口；壳体的上下两侧分别设置有有机工质的进口和出口。

技术总结
本发明提供了一种分级LNG气化器结构，该气化器主要应用于LNG有机朗肯循环发电过程中，其主要由一级气化器和二级气化器组合而成。根据气化器内LNG与有机工质所处的不同状态，分别对两级气化器的结构进行设计，一级气化器由壳体和内部的套管组成，内部套管的内管采用喷淋管道，套管的外管采用花瓣状管道；二级气化器由壳体和内部管道组成，在壳体内表面和管道外表面均匀布置有环状肋片。该气化器的优势在于，根据LNG和有机工质所处的不同换热阶段，对不同的换热侧进行强化，通过这种方式来提高气化器的气化效率，具有结构简单、换热效率高的特点。本发明的LNG气化器的结构提高了换热效率，节省占地面积。节省占地面积。节省占地面积。


技术研发人员：王景甫 王苡帆
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2022.09.07
技术公布日：2022/12/5