CN105190151A - 中间介质式气化器 - Google Patents

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Abstract

中间介质式气化器(10)具备中间介质蒸发器(E1)和LNG蒸发器(E2)，其中，中间介质蒸发器(E1)具有供海水流动的传热管(20)，通过该传热管(20)内的海水与该传热管(20)外的液态的中间介质(M)之间的热交换，使中间介质(M)的至少一部分蒸发，LNG蒸发器(E2)具有供LNG流动的传热管(40)，通过将在中间介质蒸发器(E1)蒸发的中间介质(M)在传热管(40)外冷凝，使传热管(40)内的LNG气化。中间介质蒸发器(E1)的传热管(20)为钛制或钛合金制，在传热管(20)的外周面形成有槽，该槽具有通过外表面的间隙与外部连通的空洞部分。

Description

中间介质式气化器
技术领域
本发明涉及一种使用丙烷等中间介质对液化天然气(以下称为LNG)等低温液体进行加温并使其气化的中间介质式气化器。
背景技术
以往，如下述专利文献1以及2所公开，作为用小型的结构使LNG等低温液体连续气化的装置，已知有除了使用热源流体以外还使用中间介质的中间介质式气化器。如图5所示，专利文献1公开的中间介质式气化器具备中间介质蒸发器E1、LNG蒸发器E2以及NG(天然气)加温器E3。此外，在气化器中依次设有入口室50、多个传热管52、中间室54、多个传热管56以及出口室58来用作作为热源流体的海水通过的路径。传热管52配置在NG加温器E3内，传热管56配置在中间介质蒸发器E1内。在中间介质蒸发器E1内收容有沸点低于海水的温度的中间介质(例如丙烷)M。
LNG蒸发器E2具备入口室62和出口室64、以及将两室62、64连通的多个传热管63。各传热管63呈大致U字状，且突出于中间介质蒸发器E1内的上部。出口室64通过NG导管66连通于NG加温器E3内。
在此种气化器中，热源流体即海水通过出口室50、传热管52、中间室54以及传热管56到达出口室58。此时，通过传热管56的海水与中间介质蒸发器E1内的液态中间介质M热交换，据此，中间介质M蒸发。
另一方面，气化对象即LNG从入口室62被导入至传热管63。通过该传热管63内的LNG与中间介质蒸发器E1内的蒸发中间介质M之间的热交换，该中间介质M冷凝。LNG受中间介质M的冷凝热，在传热管63内蒸发而成为NG。该NG从出口室64通过NG导管66被导入NG加温器E3内。NG通过与在NG加温器E3内的传热管52流动的海水之间的热交换进一步被加热后，被供给至利用侧。
下述专利文献3公开了以海水作为热源，并用于使管外的制冷剂沸腾的沸腾用传热管。该专利文献3公开的沸腾用传热管由双重管构成，其具有钛制或不锈钢制的内管和铜制或铝制的外管。在外管的外周面通过滚压加工形成有突起部。在该结构中，由于内管为钛制或不锈钢制，因此，耐海水性优良。而且，外管为铜制或铝制，因此，滚压加工性优良。
专利文献1以及2中无任何关于中间介质蒸发器的传热管的材质的记载。然而，对于如该传热管那样海水在内部流动的传热管，考虑到耐海水性，一般采用钛制或不锈钢制的传热管。关于钛制或不锈钢制的传热管，由于加工成本高，因此，采用裸管(无翅片管)。但是，裸管的传热性能并不高，因此，作为中间介质蒸发器的传热管，考虑采用具有与专利文献3公开的传热管同样的结构的传热管。专利文献3公开的传热管由具有钛制或不锈钢制的内管和铜制或铝制的外管的双重管构成，并且，在外管形成有突起部。据此，能够确保滚压加工性并保证耐海水性。然而，在专利文献3公开的双重管结构的传热管中，内管和外管由不同的金属构成，因此，内管和外管具有不同的线膨胀系数。因此，当在内管内流动的海水与外管的外侧的热介质之间进行热交换时，内管与外管之间产生剥离，存在传热性能不能提高至所期待的程度的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2000-227200号
专利文献2：日本专利公开公报特开2001-200995号
专利文献3：日本专利公开公报特开2012-2374号
发明内容
本发明的目的在于：使中间介质式气化器保证耐海水性且提高传热性能。
本发明一方面的中间介质式气化器包括：中间介质蒸发部，具有供海水流动的传热管，通过该传热管内的海水与该传热管外的液态的中间介质之间的热交换，使所述中间介质的至少一部分蒸发；以及液化气体气化部，具有供低温液化气体流动的传热管，通过使在所述中间介质蒸发部蒸发的中间介质冷凝，使该传热管内的低温液化气体气化。所述中间介质蒸发部的所述传热管为钛制或钛合金制。在该传热管的外周面形成有槽，该槽具有通过外表面的间隙与外部连通的空洞部分。
附图说明
图1是概略地表示本发明的实施方式所涉及的中间介质式气化器的结构的图。
图2是示意性地表示设置在所述气化器中的中间介质蒸发器的传热管的外观的一部分的图。
图3是局部地表示所述传热管的剖视图。
图4是示意性地表示设置在所述气化器中的LNG蒸发器的传热管的剖视图。
图5是概略地表示以往的中间介质式气化器的结构的图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本实施方式所涉及的中间介质式气化器(以下简称为气化器)10是通过中间介质将热源流体即海水的热传递至低温液化气体即LNG(液化天然气)，来使LNG气化的装置。气化器10具备作为中间介质蒸发部的中间介质蒸发器E1和作为液化气体气化部的LNG蒸发器E2。气化器10具备中空状的主体部11，该主体部11作为中间介质蒸发器E1的壳体而发挥作用。
在中间介质蒸发器E1的其中一方邻接有入口室(水室)14，在另一方的下侧部邻接有出口室18。在中间介质蒸发器E1设有多个传热管20。传热管20被配置在主体部11的下侧部内。传热管20被架设在入口侧壁(入口侧管板)11a与出口侧壁(出口侧管板)11b之间，入口侧壁11a在主体部11的侧壁中作为与入口室14之间的分隔壁而发挥作用，出口侧壁11b在主体部11的侧壁中作为与出口室18之间的分隔壁而发挥作用。该传热管20具有在一方向上呈直线状延伸的形状，但并不限定于该形状。
入口室14具备在与入口侧管板11a之间空开间隔而配置的外侧壁14a和将入口侧管板11a以及外侧壁14a连接的连接壁14d。在外侧壁14a连接有导入海水的导入管22。在导入管22设有图略的泵等，从大海中抽取的海水被导入入口室14内。即，在本实施方式的气化器10与图5所示的以往的中间介质式气化器不同，由于没有设置NG加温器，因此，被导入入口室14之前的海水不会使用于对NG的加温。此外，导入管22并不限定于连接于外侧壁14a的结构。
出口室18具备在与出口侧管板11b之间空开间隔而配置的外侧壁18a和将出口侧管板11b以及外侧壁18a连接的连接壁18d。在连接壁18d连接有排出海水的排出管24。此外，排出管24并不限定于连接于连接壁18d的结构，也可以为连接于外侧壁18a的结构。
在主体部11中的中间介质蒸发器E1内收容有沸点低于海水的温度的中间介质(例如丙烷)M。中间介质M被收容成液面位于所有的传热管(海水流动的传热管)20的上侧的程度。
在出口室18的上方设有LNG的入口室32和导出NG的出口室34。入口室32以及出口室34通过与出口侧管板11b一起构成主体部11的另一侧的侧壁的管板11c而邻接于中间介质蒸发器E1的上侧部。出口室34以邻接于入口室32的上侧的方式形成。在入口室32连接有用于导入LNG的供给管36。在出口室34连接有用于导出NG的导出管38。NG通过导出管38供给至利用侧。
LNG蒸发器E2具备所述入口室32、所述出口室34以及将入口室32与出口室34连通的多个传热管40。传热管40被配置在主体部11内的上侧部。各传热管40呈大致U字状，在传热管40突出于主体部11内的上侧部的状态下，传热管40的两端部被固定于管板11c。传热管40被配置在中间介质M的液面的上方。
在本实施方式的气化器10中，海水通过导入管22被导入入口室14。该海水流入中间介质蒸发器E1的传热管20内。在传热管20内流动的海水与液态的中间介质M进行热交换。通过该热交换，液态的中间介质M沸腾，中间介质M气化。
另一方面，作为气化对象的LNG通过供给管36被导入入口室32。该LNG从入口室32流入LNG蒸发器E2的传热管40。通过传热管40内的LNG与中间介质蒸发器E1内(主体部11内)的气态的中间介质M之间的热交换，该中间介质M在传热管40外冷凝。LNG受该冷凝热而在传热管40内气化而成为NG。该NG从出口室34通过导出管38被供给至利用侧。即，在LNG蒸发器E2气化的NG不被加热而以其温度被供给至利用侧。在LNG蒸发器E2中，NG例如被加热至0℃以上的温度。此外，在LNG蒸发器E2中，NG并不限定于被加热至0℃以上的温度。从LNG蒸发器E2排出的NG的温度可根据利用侧的要求而适当变更，也可为低于0℃。在此情况下，可以不对从LNG蒸发器E2导出的NG进一步加热而供给至利用侧。
在此，说明设置在中间介质蒸发器E1的传热管20的结构。传热管20为钛制或钛合金制，如图2所示，在外周面形成有网眼状的槽20a、20b。即，在传热管20的外周面形成有沿传热管20的长度方向(轴向)延伸的多个槽20a和沿周向延伸的多个槽20b。并且，相邻的槽间的部位作为凸部20c而形成。多个凸部20c在轴向以及周向被排列。此外，在本实施方式中，采用了形成有长度方向的槽20a和周向的槽20b的结构，但并不限定于此。例如，也可为只设置沿长度方向延伸的多个槽20a而不设置周向的槽20b的结构。此外，也可为只设置沿周向延伸的多个槽20b而不设置长度方向的槽20a的结构。即，槽20a、20b也可以不形成为网眼状。
此种凸部20c能够在滚压加工后压扁外表面而形成。因此，如图3所示，凸部20c的外端面为大致平坦的形状，相邻的凸部20c之间的槽20a、20b容易成为进深侧的空洞部分20e的宽度比外表面侧的间隙20d的宽度大的形状。因此，凸部20c间的槽20a、20b成为向外部开口的隧道结构的槽。即，在凸部20c之间设有具有通过外表面的间隙20d与外部连通的空洞部分20e的槽20a、20b。通过形成为此种形状，能够促进沸腾。
此外，在本实施方式中，相邻的凸部20c间的槽20a、20b被形成为进深侧的空洞部分20e的宽度比外表面侧的间隙20d的宽度大的形状。但是，传热管20的外周面的槽20a、20b的形状并不限定于此。
如图4所示，设置在LNG蒸发器E2的传热管40采用带翅片的管。该传热管40被形成为U字状，因此，成为多个翅片40a以沿轴向排列的方式设置在直线部的结构。在中间介质蒸发器E1的传热管20的外周面形成有凸部20c，而且，LNG蒸发器E2的传热管40采用带翅片的管，因此，与以往相比，能够获得例如约两倍的传热性能。
另外，传热管40为在内表面没有形成凹凸的形状，但并不限定于此。也可以在传热管40的内表面形成有凹凸。在该结构中，能够进一步提高热交换性能。此外，在传热管40内也可以配置图略的传热促进体。该传热促进体例如为形成为螺旋状的带(双绞带)、排列弯曲的多个板状体的结构、线插入件、编入线状体的结构等，促进在传热管40内的液化天然气的紊流。
如以上说明，在本实施方式中，由于中间介质蒸发器E1的传热管20为钛制或钛合金制，因此，即使海水在传热管20内流动，也难以腐蚀。因此，能够保证耐海水性。而且，该传热管20与作为一体形成品的以往的双重管不同，所以不会在内管与外管之间产生剥离。因此，在传热管壁的传热性能也不会变差。此外，在中间介质蒸发器E1的传热管20的外周面，具有空洞部分20e的槽20a、20b以连通于外部的方式形成。因此，能够提高在中间介质蒸发器E1的传热性能。
而且，在本实施方式中，LNG蒸发器E2的传热管40采用带翅片的管，因此，在传热管40能够增大中间介质M的接触面积。因此，在LNG蒸发器E2也能提高传热性能。
此外，在本实施方式中，在LNG蒸发器E2气化的气体无需进行进一步的加热而通过导出管38被供给至利用侧。即，作为中间介质蒸发器E1的传热管20采用在外周面形成有具有空洞部分20e的槽20a、20b的结构的传热管20，并且，作为LNG蒸发器E2的传热管40采用带翅片的管。据此，能够在LNG蒸发器E2中将LNG(低温液化气体)加热至无需在导出管38进一步加温的程度的温度。因此，无需像以往那样设置加温器(NG加温器)。由此，能够吸收中间介质蒸发器E1的传热管20所需的成本以及LNG蒸发器E2的传热管40所需的成分的上升，与以往的装置相比，整体上能够削减成本。此外，在本实施方式中，由于采用省略NG加温器的结构，因此，气化器10的设置面积小于以往的结构。因此，例如在空间有限的船上设置时也有效。
另外，本发明并不限定于所述实施方式，可在不脱离其主旨的范围内进行各种变更、改良等。例如，在所述实施方式中，设置在LNG蒸发器E2的传热管40采用了带翅片的管，但并不限定于此。LNG蒸发器E2的传热管40也可以采用裸管(无翅片管)。
此外，在所述实施方式中，采用了省略NG加温器的结构，但并不限定于此。也可为在导出管38设置NG加温器，NG在导出管38进一步被加温的结构。
在此，概括说明所述实施方式。
(1)在所述实施方式中，中间介质蒸发部的传热管为钛制或者钛合金制。因此，即使海水在传热管内流动，也难以腐蚀。由此，能够保证耐海水性。而且，该传热管与作为一体形成品的以往的双重管不同，所以不会在内管与外管之间产生剥离。因此，在传热管壁的传热性能也不会变差。此外，在中间介质蒸发部的传热管的外周面形成有具有通过外表面的间隙与外部连通的空洞部分的槽。因此，能够提高在中间介质蒸发部的传热性能。
(2)所述液化气体气化部的所述传热管也可采用不锈钢制的带翅片的管。在该方式中，由于液化气体气化部的传热管采用带翅片的管，因此，能够在传热管中增大中间介质的接触面积。因此，在液化气体气化部也能提高传热性能。
(3)所述液化气体气化部也可以具有在所述传热管内气化的气体流入的出口室。在所述出口室也可以连接有导出管，该导出管对从该出口室流出的气体不进行加热而将该气体供给至利用侧。在该方式中，在液化气体气化部气化的气体通过导出管被供给至利用侧。即，作为中间介质蒸发部的传热管采用了在外周面形成有具有通过外表面的间隙与外部连通的空洞部分的槽的结构的传热管，并且，作为液化气体气化部的传热管采用了带翅片的管。据此，能够在液化气体气化部将低温液化气体加热至无需在导出管进一步加温的程度的温度。因此，无需像以往那样设置加温器(NG加温器)。因此，能够吸收中间介质蒸发部的传热管所需的成本以及液化气体气化部的传热管所需的成本的上升，与以往的装置相比，总体上能够削减成本。
如以上说明，根据所述实施方式，能够保证耐海水性且提高传热性能。

Claims (3)

1.一种中间介质式气化器，其特征在于包括：
中间介质蒸发部，具有供海水流动的传热管，通过该传热管内的海水与该传热管外的液态的中间介质之间的热交换，使所述中间介质的至少一部分蒸发；以及
液化气体气化部，具有供低温液化气体流动的传热管，通过使在所述中间介质蒸发部蒸发的中间介质冷凝，使该传热管内的低温液化气体气化，其中，
所述中间介质蒸发部的所述传热管为钛制或钛合金制，在该传热管的外周面形成有槽，该槽具有通过外表面的间隙与外部连通的空洞部分。
2.根据权利要求1所述的中间介质式气化器，其特征在于：
所述液化气体气化部的所述传热管采用不锈钢制的带翅片的管。
3.根据权利要求2所述的中间介质式气化器，其特征在于：
所述液化气体气化部具有在所述传热管内气化的气体流入的出口室，
在所述出口室连接有导出管，该导出管对从该出口室流出的气体不进行加热而将该气体供给至利用侧。
CN201480025691.9A 2013-05-08 2014-04-18 中间介质式气化器 Pending CN105190151A (zh)

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