CN1105848C - 中间流体型汽化器和使用汽化器提供的天然气的方法 - Google Patents

中间流体型汽化器和使用汽化器提供的天然气的方法 Download PDF

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Abstract

一种中间流体型汽化器具有一容纳中间流体的中间流体汽化器。中间流体汽化器包含蒸发中间流体的热源管，和一低温液体汽化部分，通过在低温液体和汽化的中间流体间进行热交换而使低温液体汽化。在中间流体汽化器中，设置有隔开中间流体的装置和从上面覆盖中间流体液面的盖板，从而防止由于中间流体汽化器自身摆动而使中间流体液面变化。汽化器和LNG箱固定在船上，在船内使LNG汽化并将LNG提供给岸上的用户。

Description

中间流体型汽化器和使用汽化器提供的天然气的方法
本发明涉及一种中间流体型汽化器，其通过使用诸如丙烷等中间流体加热和汽化诸如液化天然气(此后称为“LNG”)等低温液体。本发明同样涉及一种使用汽化器的天然气供给方法。
所公知的作为用于连续汽化低温液体(诸如LNG)的具有小巧结构的中间流体型汽化器除了使用热源流体外还使用中间流体(日本未审查专利公开No.53-5207等)。
图5示出了作为中间流体型汽化器的一个实例的LNG汽化器。LNG汽化器包含中间流体汽化器E1、LNG汽化器E2和天然气(此后称为“NG”)加热器E3。LNG汽化器还包含按如下顺序设置的一个入口通道10、多重热源管12、一个中间通道14、多重热源管16和出口管道18，从而形成在其中使热源流体(在此例中为海水)进行流动的路径。热源管12被设置在NG加热器E3中，而热源管16被设置在中间流体汽化器E1中。中间流体汽化器E1包含中间流体(例如丙烷)17，其沸点低于作为热源流体的海水的沸点。
LNG汽化器E2包含被隔板20隔开的入口通道22和出口通道24，和将通道22和24进行连通的多重热交换管23。热交换管23大致为U形，并在中间流体汽化器E1的上面突出。通过NG管26将出口通道24与NG加热器E3的内部相连。
在此种的汽化器中，作为热源流体的海水通过入口通道10、热源管12、中间通道14和热源管16，并到达出口通道18。在通过热源管16时，在中间流体汽化器E1中海水与中间流体17进行热交换，从而使中间流体17汽化。
另一方面，将被汽化的LNG从入口通道22引入到热交换管23中。热交换管23中的LNG和中间流体汽化器E1中的汽化的中间流体17彼此进行热交换，从而冷凝中间流体17。通过吸收冷凝热，在热交换管23中的LNG被汽化为NG。通过NG管道26将NG从出口管道24引入到NG加热器E3中，并进而通过与流过NG加热器E3中的热源管12的海水进行热交换而被加热，并被提供给用户。
因此，此中间流体型汽化器通过重复中间流体17的汽化和冷凝的过程而使LNG被连续的汽化。
上述的中间流体型汽化器更加紧凑，并具有比开架式汽化器更低的轮廓。从而，例如在即使当在陆地上无LNG供应设备时，通过将此汽化器和一个LNG箱安装在船上或浮在海上的驳船设备上也可使LNG进行汽化并提供给岸上的用户。当将上述的中间流体型汽化器安装在海上时，然而，由于波浪或其他的原因，整个的汽化器和船等会一起摆动，这样中间流体汽化器E1中的中间流体17的液面会发生大的变化，这样会对汽化的效果产生负效应。具体的负效应如下：
A)暴露出热源管16
在如图6A中所示，当中间流体汽化器E1在横向(几乎与热源管16的轴向正交的宽度方向)上摆动倾斜时，或如图6C中所示，当中间流体汽化器E1在纵向(几乎与热源管16的轴向平行的长度方向)上摆动倾斜时，中间流体液面17a相对汽化器E1严重倾斜，这样会产生使某些热源管16露出液面17a之上的危险。在此露出的部分中，无法进行中间流体17和热源流体之间的热交换，其会严重的损害汽化能力。
B)热交换管23的表面湿化
当在纵向或横向的摆动幅度变大时，会存在这样一个危险，即由于撞击LNG汽化器E2的中间流体17的波浪17b(如图6B所示)或由于LNG汽化器E2的端头被泡在中间流体17中(如图6C所示)会使LNG汽化器E2的热交换管23变湿。此种的表面湿化会严重损害热交换管23的表面上的中间流体17的冷凝能力。
针对此种情况，本发明的一个目的是提供一种中间流体型汽化器，其即使在当中间流体汽化器摆动的情况下进行安装时，也可维持好的汽化性能，即提供使用此汽化器的NG供给方法。
为了实现上述的目的，根据本发明的一个方面，其提供一种中间流体型汽化器，具有一个用于容纳中间流体的中间流体汽化器，中间流体汽化器包含一个热源管，用于通过热源流体和中间流体之间的热交换而蒸发中间流体，和一个低温液体汽化部分，用于通过在低温液体和汽化的中间流体之间的进行热交换而使低温液体汽化，其中中间流体汽化器还包含用于防止由于中间流体汽化器自身的摆动而使中间流体液面产生变化的装置。
通过使用此结构，即使当中间流体汽化器自身摆动时，其中的中间流体的液面也不会由于摆动而发生变化。因此，可防止露出热源管和低温液体汽化部分的表面湿化，其结果可防止液面的变化，从而维持好的汽化性能。
在中间流体汽化器种设置有用于将保存在中间流体汽化器中的中间流体隔开的隔离件。在此情况下，可限制中间流体由于中间流体汽化器的倾斜而在中间流体汽化器中流动。其结果，可防止中间流体的液面的变化。
最好将隔离件放置在至少包含中间流体汽化器中的中间流体的液面的高度范围内。这样可更有效的防止液面的变化。
隔离件最好在几乎与热源管的轴向正交的宽度的方向上将保存在中间流体汽化器中的中间流体隔开。在此情况下，可防止分隔方向上的液面的变化。因此，汽化器在分隔的方向上可更有效的抵制摆动和中间流体的倾斜。
可在隔开方向上的多个位置设置隔离件。这样可更加提高防止液面变换的效果。
隔离件最好在几乎与热源管的轴向平行的的长度的方向上将保存在中间流体汽化器中的中间流体隔开。在此情况下，同样可防止分隔方向上的液面的变化，因此，汽化器在分隔的方向上可更有效的抵制摆动和中间流体的倾斜。
可在隔开方向上的多个位置设置隔离件。这样可更加提高防止液面变化的效果。
在几乎与热源管的轴向平行的长度方向上的多个位置设置用于共同支撑多个平行热源管的支撑板，从而可延伸到高于中间流体汽化器中的中间流体的液面高度的位置。在此情况下，支撑板可被有效的用做防止液面变化的隔离件。
可在近似与热源管平行的长度方向和近似与轴向正交的宽度方向上提供一种网格状的隔离件用于分隔被保存在中间流体汽化器中的中间流体。在此情况下，所构成的汽化器可抵制不受放置方向限制的所有方向上的摆动。
隔离件最好被放置在至少包含中间流体汽化器中的中间流体液面的高度范围内。这样可进一步增强防止液面变化的效果。
在中间流体汽化器中可设置一个覆盖件，用于覆盖住保存在中间流体汽化器中的中间流体的两端液面。这样可防止波浪越过液面的两端，从而可防止由于波浪撞击热源管而使表面湿化。
如上所述，由于本发明的汽化器可在不受摆动影响的情况下维持好的汽化性，其特别的适用于安装在水上的船或驳船上。即使当在陆地上无液化天然气汽化设备时，通过船上或驳船板上固定此种的汽化器以及液化天然气箱也可将天然气快速的从船提供给用户，并在通过中间流体型汽化器将液化天然气汽化后，可将包含在液化天然气箱中的液化天然气提供到陆地。
通过下面结合相应附图的对本发明的最佳实施例的详细描述会对本发明的进一步的目的、特征和优点有更清楚的了解。
图1为示出了根据本发明的实施例的中间流体型汽化器的主要部分的正视截面图；
图2为沿图1的线II-II的截面图；
图3A、3B和3C是沿图1的线IIIA-IIIA的截面图，分别示出了如下的三种状态，即中间流体汽化器为静止的状态、中间流体汽化器为横向倾斜的状态和支撑板放置在中间流体汽化器中的比流体液面低的位置上的状态；
图4为示出了中间流体汽化器处于纵向倾斜状态的截面图；
图5示出了一般的中间流体型汽化器的总体结构的正视截面图图；
图6A、6B和6C为分别示出当图5中所示的汽化器被摇动时所造成的问题的截面图。
下面将参考图1到图4对本发明的最佳实施例进行描述。本实施例中的汽化器的总的基本结构与图5中所示的相同，因此，略去了对其的描述。将主要针对中间流体汽化器E1的内部结构进行描述。
如图1、2、3A、3B和3C中所示，本实施例的中间流体汽化器包含与热源管16平行延伸的柱状罩30、和固定到罩30的两端的管片32，在其中容纳有中间流体17。热源管16的两端被固定到两个管片32并穿过其间。
在中间流体汽化器E1的下部，在近似与热源管16的轴向平行的长度方向上的多个位置设置支撑板34。通过支撑板34支撑热源管16的中部并穿过其间。
此种汽化器的特征在于支撑板34的高度被设置的较高，从而在液面17a处于静止的状态时(即汽化器自身虽然被推动，但不摇动而保持静止的状态，如图1和3A所示)支撑板的顶端高于中间流体17的液面17a的高度。形成在支撑板34中的通孔和穿过通孔的热源管16之间存在小的空隙，这样可使中间流体17通过支撑板34缓慢的前后移动。
在此汽化器中，同样在与上述的轴向正交的宽度方向上的多个位置(示出了三个位置)设置图2、3A和3B中所示的挡板(隔离件)36。挡板36在与轴向平行的长度方向上延伸，并与支撑板34近似直角相交，从而形成网格。同样将这些挡板36的高度设置的较大，从而其顶端高于静止的液面17a。挡板36具有小的通孔，这样可使中间流体17通过它流到挡板36的左右两侧。
将盖板(覆盖件)38固定到罩30的左右内侧面上，从而向内突出。这些盖板38被设置的高于中间流体17的静止液面17a，从而其从上面覆盖住液面17a的左右两端。
通过使用此汽化器，由于通过支撑板34和挡板36将中间流体汽化器E1的下部中的中间流体17在长度方向和宽度方向上进行分隔，即使当汽化器由于摇动而在横向上倾斜(图3B)或在纵向上倾斜(图4)时，支撑板34和挡板36也可防止液面17a由于摇动而发生变化(相对于汽化器E1自身而发生的变化)。另外，由于液面17a的左右两侧被盖板38盖住，可阻止中间流体17的波浪从两侧上升，这样可防止热交换管23被波浪冲刷。通过此种的防止液面变化的方法，可避免由于液面的变化而造成露出部分的热源管16(图6A和6C)及热交换管23的表面湿化(图6B和6C)，从而维持优良的汽化器性能。
相应的，此种的汽化器特别的适合安装在海上的船或驳船板上。例如，即使当陆地上无LNG汽化设备时，通过在船或驳船板上安装汽化器和LNG箱以将LNG汽化为NG，也可快速的提供NG，并将NG输送到岸上的用户。
本发明并不限于上述的实施例，例如可做如下的修改。
在本发明中，放置隔离件高度的范围可任意的设定，只要隔离件可与中间流体接触就可。例如，在中间流体的液面下的区域(即，只在罩30的下面)设置挡板36。然而当在包含中间流体液面的高度范围内设置隔离件时，可更有效的限定液面的变化。例如，当如图3A中所示，支撑板34高于流体液面时，其自然比如图3C中所示只设置低的支撑板34’时可更有效的限制液面的变化。与此支撑板34分开，隔离件也可只被提供用于限制液面变化的目的。
虽然上述实施例的汽化器包含所有的用于纵向分隔中间流体17的部件(支撑板34)、用于横向分隔中间流体17的部件(挡板36)和盖板38，即使其只具有其中的一种，所获得的效果仍然优于传统的汽化器。可适当的确定隔离件的具体的形状和数量。
在本发明中，被设置的热源管16和热交换管23的形状和数量并不确定。例如，热交换管23可为线形，从一个管片32延伸到另外一个管片，用于代替上述的U形。另外，除了安装中间流体汽化器E1外，还可考虑是否安装其他的设备，例如图5中所示的加热器E3。
虽然在支撑板34和热源管16间的空隙和形成在挡板36中的通孔被用做使中间流体17一点一点通过隔离件(即在液面下用于移动中间流体的装置)的部件，例如也可在隔离件的底部形成开口，或将隔离件固定到罩30的底部以上的位置。
虽然已经结合最佳实施例对本发明进行了详细描述，需明确的是，本发明并不限于上述的实施例。相反的，本发明包含在权利要求范围内的所有的修改和变化。下面所附的权利要求所限定的本发明的范围包含所有的等同的替代和变化。

Claims (22)

1.一种中间流体型汽化器，具有一个用于容纳中间流体的中间流体汽化器，所述中间流体汽化器包含一个热源管，用于通过热源流体和中间流体之间的热交换而蒸发中间流体，和一个低温液体汽化部分，用于通过在低温液体和汽化的中间流体之间进行热交换而使低温液体汽化，其中所述中间流体汽化器还包含用于防止由于所述中间流体汽化器自身的摆动而使所述中间流体汽化器中的中间流体液面产生变化的装置。
2.根据权利要求1所述的中间流体型汽化器，其特征在于在所述中间流体汽化器中设置有用于将保存在所述中间流体汽化器中的中间流体隔开的隔离件。
3.根据权利要求2所述的中间流体型汽化器，其特征在于将所述隔离件放置在至少包含所述中间流体汽化器中的中间流体的液面的高度范围内。
4.根据权利要求2或3所述的中间流体型汽化器，其特征在于所述隔离件在几乎与所述热源管的轴向正交的宽度的方向上将保存在所述中间流体汽化器中的中间流体隔开。
5.根据权利要求4所述的中间流体型汽化器，其特征在于可在近似与所述热源管的轴向正交的宽度方向上的多个位置设置所述隔离件。
6.根据权利要求3所述的中间流体型汽化器，其特征在于所述隔离件在几乎与所述热源管的轴向平行的的长度的方向上将保存在所述中间流体汽化器中的中间流体隔开。
7.根据权利要求6所述的中间流体型汽化器，其特征在于可在近似与所述热源管的轴向平行的长度方向上的多个位置设置所述隔离件。
8.根据权利要求7所述的中间流体型汽化器，其特征在于在几乎与所述热源管的轴向平行的长度方向上的多个位置设置用于共同支撑多个平行热源管的支撑板，从而所述支撑板可延伸到高于所述中间流体汽化器中的中间流体的液面高度的位置。
9.根据权利要求1所述的中间流体型汽化器，其特征在于可在近似与所述热源管平行的长度方向和近似与轴向正交的宽度方向上提供一种网格状的隔离件用于分隔被保存在所述中间流体汽化器中的中间流体。
10.根据权利要求9所述的中间流体型汽化器，其特征在于隔离件被放置在至少包含所述中间流体汽化器中的中间流体液面的高度范围内。
11.根据权利要求1所述的中间流体型汽化器，其特征在于在所述中间流体汽化器中可设置一个覆盖件，用于覆盖住保存在所述中间流体汽化器中的中间流体的两端液面。
12.一种使用中间流体型汽化器的天然气供应方法，其特征在于液化天然气箱和中间流体型汽化器被固定在船或驳船板上，储存在所述液化天然气箱中的液化天然气在被所述中间流体型汽化器汽化后提供给陆地，其中所述中间流体型汽化器具有用于容纳中间流体的中间流体汽化器，所述中间流体汽化器包含一个热源管，用于通过热源流体和中间流体之间的热交换而蒸发中间流体，和一个低温液体汽化部分，用于通过在低温液体和汽化的中间流体之间进行热交换而使低温液体汽化，其中所述中间流体汽化器还包含用于防止由于所述中间流体汽化器自身的摆动而使所述中间流体汽化器中的中间流体液面产生变化的装置。
13.根据权利要求12所述的天然气供给方法，其特征在于在所述中间流体汽化器中设置有用于将保存在所述中间流体汽化器中的中间流体隔开的隔离件。
14.根据权利要求13所述的天然气供给方法，其特征在于将所述隔离件放置在至少包含所述中间流体汽化器中的中间流体的液面的高度范围内。
15.根据权利要求13或14所述的天然气供给方法，其特征在于所述隔离件在几乎与所述热源管的轴向正交的宽度的方向上将保存在所述中间流体汽化器中的中间流体隔开。
16.根据权利要求15所述的天然气供给方法，其特征在于可在近似与所述热源管的轴向正交的宽度方向上的多个位置设置所述隔离件。
17.根据权利要求14所述的天然气供给方法，其特征在于所述隔离件在几乎与所述热源管的轴向平行的长度的方向上将保存在所述中间流体汽化器中的中间流体隔开。
18.根据权利要求17所述的天然气供给方法，其特征在于可在近似与所述热源管的轴向平行的长度方向上的多个位置设置所述隔离件。
19.根据权利要求18所述的天然气供给方法，其特征在于在几乎与所述热源管的轴向平行的长度方向上的多个位置设置用于共同支撑多个平行热源管的支撑板，从而所述支撑板可延伸到高于所述中间流体汽化器中的中间流体的液面高度的位置。
20.根据权利要求12所述的天然气供给方法，其特征在于可在近似与所述热源管平行的长度方向和近似与轴向正交的宽度方向上提供一种网格状的隔离件用于分隔被保存在所述中间流体汽化器中的中间流体。
21.根据权利要求20所述的天然气供给方法，其特征在于所述隔离件被放置在至少包含所述中间流体汽化器中的中间流体液面的高度范围内。
22.根据权利要求12所述的天然气供给方法，其特征在于在所述中间流体汽化器中可设置一个覆盖件，用于覆盖住保存在所述中间流体汽化器中的中间流体的两端液面。
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