CN115479209B - 一种高效节能的中间介质气化器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气化器技术领域，公开了一种高效节能的中间介质气化器，包括第一换热壳体、第二换热壳体和海水入口；第一换热壳体上设有第一海水出口，第一换热壳体内部设有海水流道和中间介质换热器；第二换热壳体内部设有换热器，中间介质换热器的被加热物质出口与换热器的被加热物质入口连接；第一换热壳体和第二换热壳体均单独与海水入口连通；在使用时，高温的海水通过海水入口可以同时流入到第一换热壳体和第二换热壳体中，与中间介质换热器和换热器进行充分换热，而不是将进行一次加热后的海水再引入到第二换热壳体内部进行二次加热，这样可以大大增加换热器加热的温差，从而可以增加换热器的换热效果、降低海水使用量和减小海水泵功率。

Description

一种高效节能的中间介质气化器
技术领域
本发明涉及气化器技术领域，具体涉及一种高效节能的中间介质气化器。
背景技术
随着全球经济的发展，全球性石油资源的紧缺以及环境污染问题的日益严重，使得燃烧性好、污染小的天然气的消费量急剧增长，天然气常温为气体，不便于贮存和远距离运输，因此一般采用先将其液化成为-162°C的低温液体LNG（LiquefiedNaturalGas，液化天然气），然后贮存和远距离运输。但在使用LNG之前，需要采用气化器实现将液化天然气转换为一定温度的气态天然气（NG，NaturalGas，天然气)。
目前，液态天然气在跨洋运输时都是存储在存储罐中，当轮船靠岸后，通过气化器将存储罐中液态天然气气化，使液态天然气变为气体，从而方便陆地上的管道进行天然气输送。另外，大多数LNG接收站都是建在海边或江边，由于气化器一般都邻江或者邻海，现有气化器会采用江水或海水作为热力源（若钢厂或电厂的循环水符合要求也可采用），通过江水或海水的热量将LNG气化。目前现有使用海水作为热力源的气化器包括壳体，壳体内设有海水流道、中间传热介质和换热管道，LNG从换热管道的入口流入，从换热管道的出口流出，当海水从海水流道流过时会对中间传热介质进行加热，然后中间传热介质再对上方的换热管道加热，从而使换热管道中的LNG气化，变为NG。然而这种结构的气化器在实际使用时存在以下不足：由于海水从海水流道流过时其温度变化小，会导致换热管道中的LNG气化效率较低。
为了提高LNG的气化效率，现有技术会在海水流道的出口增加一个换热装置，海水会从海水流道流入到换热装置中，换热装置内设有换热器道，换热器道的入口与换热管道的出口连接。例如如图1所示，图1所示的气化器是授权公开号为CN205048148U公开的一种分体式的中间介质气化器的结构示意图，在该气化器中，冷流体气化器E2通过管道18与冷流体调温器E3连接。在实际使用时，当海水流入到换热器道中后，会对换热器道中的LNG或者NG进行二次加热。然而这种结构的气化器在实际使用时存在以下不足，首先增加换热装置会增加整个气化设备的长度，导致其需要的长度空间变大；其次在现场二次装配时，由于需要让气化器与换热装置连接，因此需要对整个设备的气密性进行检查，增加了安装难度和工作量；最后由于换热装置使用的海水是从海水流道中流出的，其温度相对于流入到海水流道的温度会降低，因此换热装置的换热效率并不是很高，并不能很好地提升LNG的气化效率，而且海水使用量大，需要的海水泵的功率大。
发明内容
鉴于背景技术的不足，本发明是提供了一种高效节能的中间介质气化器，来提高气化器的LNG的气化效率。
为解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种高效节能的中间介质气化器，包括
第一换热壳体，所述第一换热壳体上设有第一海水出口，所述第一换热壳体内部设有海水流道和中间介质换热器，所述中间介质换热器在所述海水流道上方；
第二换热壳体，所述第二换热壳体上设有第二海水出口，所述第二换热壳体内部设有换热器，所述中间介质换热器的被加热物质出口与换热器的被加热物质入口连接，所述中间介质换热器的被加热物质出口与所述换热器的被加热物质入口上下对应设置或者左右对称设置；
海水入口，所述第一换热壳体和第二换热壳体均单独与所述海水入口连通。
在实际使用时，在第一换热壳体内部添加中间介质，中间介质可以是乙二醇或者丙烷等；
由于第一换热壳体和第二换热壳体均单独与海水入口连通，当高温的海水流入到海水入口时，可以分别同时流入到第一换热壳体内部和第二换热壳体内部，流入到第一换热壳体内部的海水流入到海水流道中，海水流道通过高温的海水对中间介质加热，使中间介质沸腾和气化，沸腾和气化的中间介质来加热海水流道上方的中间介质换热器，中间介质换热器通过充分换热使中间介质降温和液化并往下对流，液化的中间介质再被海水流道加热沸腾和气化，跟海水流道上方的中间介质换热器进行换热，如此循环，中间介质始终在第一换热壳体内上下对流传热；
另外，输入到中间介质换热器的液化天然气在被中间介质换热器换热加热后，其温度还达不到额定温度要求，所以让中间介质换热器的被加热物质出口与第二换热壳体内的换热器的被加热物质入口连接，通过换热器对液化天然气继续加热，需要注意的是，本发明中是直接将外部海水流入到第二换热壳体内，而不是将进行一次加热后的海水再引入到第二换热壳体内部进行二次加热，这样可以大大增加换热器加热的热量。
在某种实施方式中，所述海水入口和第一海水出口在所述海水流道两侧。
在某种实施方式中，所述第二换热壳体的内部腔体通过输送水管与所述海水入口的内部腔体连通。
作为进一步的技术方案，本发明还包括温度检测单元、中间介质液位检测单元、控制单元和控制阀，所述温度检测单元被配置于检测所述换热器的被加热物质出口处温度，所述中间介质液位检测单元被配置于检测第一换热壳体内部的中间介质液位，所述控制阀设置在所述输送水管上，所述控制单元分别与所述中间介质液位检测单元、温度检测单元和控制阀电连接，所述控制单元依据所述温度检测单元检测的温度大小调节所述控制阀的打开角度，所述控制单元在所述中间介质液位检测单元检测到的液位低于设定液位时输出中间介质补充信号。在实际使用时，中间介质补充信号用于控制外部的中间介质补充装置自动向第一换热壳体内部补充中间介质。
在某种实施方式中，所述第二换热壳体安装在所述第一换热壳体顶部，或者第二换热壳体在所述第一换热壳体左侧，或者第二换热壳体在所述第一换热壳体右侧。
在某种实施方式中，所述中间介质换热器的部分管体和/或所述海水流道的部分管体为螺旋状。
在某种实施方式中，所述第一换热壳体内部在所述中间介质换热器的两侧分别设有聚流板。
在某种实施方式中，所述海水入口的顶部设有第一温度计接口，所述海水入口的底部设有第一排污口。
在某种实施方式中，所述第一换热壳体的底部设有第二排污口、第一液位计接口和换热介质入口；所述第一换热壳体的顶部设有放空口、第一压力表接口、第二温度计接口、第一安全阀接口、第二液位计接口和换热介质出口；所述第一换热壳体上在所述中间介质换热器的被加热物质入口处设有第三温度计接口和第三排污口。
在某种实施方式中，所述第二换热壳体的顶部设有第二安全阀接口、第二压力表接口和第四温度计接口；所述第二换热壳体上在所述换热器的被加热物质出口处设有第四排污口。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：
首先在实际使用时，由于本发明是将外部海水分别单独、同时引入到第一换热壳体和第二换热壳体中，然后使用海水的热量分别对中间介质换热器和换热器加热，加热效率高，而且还会减少海水使用量、降低海水泵功率；
其次本发明的第二换热壳体设置在第一换热壳体上或者设置在第一换热壳体左侧或者设置在第一换热壳体右侧，安装时占用的长度空间变少；另外第二换热壳体通过输送水管与海水入口连接，在实际安装时只需检测输送水管与第一换热壳体和第二换热壳体的气密性即可，相对于现有技术减少了工作量；
另外通过聚流板可以将中间介质气化产生的加热气体聚集在中间介质换热器附近，从而可以进一步提高气化效率；
最后通过温度检测单元、控制单元和控制阀可以依据换热器的出口的温度来反馈调节流入到第二换热壳体中的海水流量。
附图说明
图1为现有气化器的一种结构示意图；
图2为实施例中的本发明的结构示意图；
图3为实施例中的聚流板与中间介质换热器的安装位置示意图；
图4为实施例中的海水流道的主视图；
图5为实施例中的海水流道的一个海水管道的结构示意图；
图6为实施例中的海水流道的左视图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图2所示，一种高效节能的中间介质气化器，包括
第一换热壳体1，第一换热壳体1上设有第一海水出口13，第一换热壳体内部设有海水流道10和中间介质换热器11，中间介质换热器11在海水流道10上方；
第二换热壳体2，第二换热壳体2上设有第二海水出口21，第二换热壳体内部设有换热器20，中间介质换热器11的被加热物质出口111与换热器20的被加热物质入口200连接；
海水入口3，第一换热壳体1和第二换热壳体2均单独与海水入口3连通。
在实际使用时，在第一换热壳体1内部添加中间介质，中间介质可以是乙二醇或者丙烷等；
由于第一换热壳体1和第二换热壳体2均单独与海水入口3连通，当高温的海水流入到海水入口3时，可以分别同时流入到第一换热壳体1内部和第二换热壳体2内部，流入到第一换热壳体1内部的海水流入到海水流道10中，海水流道10通过高温的海水对海水流道10和中间介质换热器11之间的中间介质加热，使中间介质沸腾和气化，沸腾和气化的中间介质来加热海水流道10上方的中间介质换热器11，中间介质换热器11通过充分换热使中间介质降温和液化并往下对流，液化的中间介质再被海水流道10加热沸腾和气化，进而跟上方的中间介质换热器11换热，如此循环，中间介质始终上下对流传热；
另外，液化天然气从中间介质换热器11的被加热物质入口110流入，输入到中间介质换热器11的液化天然气在被中间介质换热器11换热加热后，其温度还达不到额定温度要求，所以让中间介质换热器11的被加热物质出口111与第二换热壳体2内的换热器20的被加热物质入口200连接，通过换热器20对液化天然气继续加热，液化天然气再被换热器20二次加热后，最后从换热器20的被加热物质出口201流出。需要注意的是，本发明中是直接将外部海水流入到第二换热壳体2内，而不是将进行一次加热后的海水再引入到第二换热壳体2内部进行二次加热，这样可以大大增加换热器20加热的热量，提高加热效率。
本实施例中，中间介质换热器11的部分管体和海水流道10的部分管体为螺旋状。具体地，中间介质换热器11的中间管体和海水流道10的中间管体为螺旋状，其中海水流道10的结构示意图如图4-5所示，海水流道10包括多个海水管道100，每个海水管道100的中间部分为螺旋状。通过将中间介质换热器11的部分管体和海水流道10的部分管体设置为螺旋状可以增加中间介质换热器11的管壁和和海水流道10的管壁面积，提高加热效率，另外对于海水流道10，由于海水流过海水流道10，通过将海水流道10的部分管体设置为螺旋状还可以降低海水流速，增加海水对海水流道10的加热时间。
为了进一步提高热能的利用效率，如图3所示，本实施例中，第一换热壳体1内部在中间介质换热器11两侧分别设有聚流板18，通过聚流板18可以将中间介质气化产生的加热气体聚集在中间介质换热器11附近。在实际安装时，聚流板18可按照图3的安装位置示意通过连接杆固定在第一换热壳体1上。
为便于添加中间介质，第一换热壳体1的底部设有换热介质入口H1，第一换热壳体1的顶部设有换热介质出口H2。
本实施例中，为了减小本发明安装所需要的长度空间，第二换热壳体2安装在第一换热壳体1顶部。在某种实施方式中，第二换热壳体2安装在第一换热壳体1左侧。在某种实施方式中，第二换热壳体2安装在第一换热壳体1右侧。
本实施例中，为了提高海水的热能利用效率，海水入口3和第一海水出口13在海水流道10两侧。
本实施例中，第二换热壳体2的内部腔体通过输送水管4与海水入口3的内部腔体连通。另外，海水入口3的顶部设有第一温度计接口T1，海水入口3的底部设有第一排污口P1。在实际使用时，通过在第一温度计接口T1安装温度计可以检测海水入口3中海水的温度，海水入口3中的异物可以从第一排污口P1中排出。
本实施例中，本发明还包括温度检测单元、中间介质液位检测单元、控制单元和控制阀，温度检测单元被配置于检测换热器20的被加热物质出口201处温度，中间介质液位检测单元被配置于检测第一换热壳体1内部的中间介质液位，控制阀设置在输送水管4上，控制单元分别与中间介质液位检测单元、温度检测单元和控制阀电连接，控制单元依据温度检测单元检测的温度大小调节控制阀的打开角度，控制单元在中间介质液位检测单元检测到的液位低于设定液位时输出中间介质补充信号，中间介质补充信号用于控制外部的中间介质补充装置自动向第一换热壳体1内部补充中间介质。在图2中，温度检测单元为温度计，安装在第五温度计接口T5。
本实施例中，控制单元依据温度检测单元检测的温度大小调节控制阀的打开角度的方式如下：
控制单元在温度检测单元检测的温度大于设定温度时降低控制阀的打开角度，在温度检测单元检测的温度小于设定温度时增大控制阀的打开角度；或者提前在控制单元中设置多个温度判断阈值，每个温度判断阈值对应一个控制阀打开角度值，当温度检测单元检测的温度达到某个温度判断阈值时，控制单元将控制阀的打开角度设置为提前设定好的控制阀打开角度值。
本实施例中，为便于检修和维护，海水入口3上开设有第一人工检修入口16，第一换热壳体1上开设有第二人工检修入口17。
本实施例中，为了提高第二换热壳体2内的海水的热能利用效率，输送水管4的第二管口和第二海水出口21分别在第二换热壳体2两端，这样能增加海水流动距离。其中输送水管4的第二管口是指输送水管4与第二换热壳体2连接的管口。
本实施例中，第一换热壳体1的底部设有第二排污口P2和第一液位计接口YW1；第一换热壳体1的顶部设有放空口F1、第一压力表接口Y1、第二温度计接口T2、第一安全阀接口A1和第二液位计接口YW2；第一换热壳体1上在中间介质换热器11的被加热物质入口处110设有第三温度计接口T3和第三排污口P3。
在实际使用时，通过在第一液位计接口YW1和第二液位计接口YW2安装液位计可以检测第一换热壳体1内的中间介质液位；
通过放空口F1可以便于第一次向第一换热壳体1内添加中间介质。在第一次向第一换热壳体1内添加中间介质时，第一换热壳体1内的气压会上升，如果不将第一换热壳体1的气压排出，则第一换热壳体1内的高气压会影响中间介质的加入，而通过放空口F1则可以排出第一换热壳体1内的气体。
通过在第一压力表接口Y1安装压力表可以检测第一换热壳体1内的压力；
通过在第二温度计接口T2安装温度计可以检测第一换热壳体1内的温度；通在第三温度计接口T3安装温度计可以检测中间介质换热器11的管口处的温度；
在实际使用时，中间介质换热器11可能因意外情况出现泄露，如果不及时将天然气排出，则第一换热壳体1内的压强会上升，严重的话会出现爆炸，而通过第一安全阀接口A1可以排出第一换热壳体1中的中间介质换热器11因意外情况泄露的天然气。其中第一换热壳体1内的气压大小可以由第一压力表接口Y1安装的压力表来检测。
通过第二排污口P2和第三排污口P3可以将第一换热壳体1的对应区域的异物排出。
本实施例中，第二换热壳体2的顶部设有第二安全阀接口A2、第二压力表接口Y2和第四温度计接口T4；第二换热壳体2上在换热器20的被加热物质出口201处设有第四排污口P4。
通过在第二压力表接口Y2安装压力表可以检测第二换热壳体2内的压力；
同样地，通过第二安全阀接口A2可以排出第二换热壳体2中的换热器20因意外情况泄露的天然气；其中第二换热壳体2内的气压大小可以由第二压力表接口Y2安装的压力表进行检测；
通过在第四温度计接口T4安装温度计可以检测第二换热壳体2内的温度；
通过第四排污口P4可以将第二换热壳体2中异物排出。
综上，本发明在实际使用时由于是将外部海水分别单独、同时引入到第一换热壳体1和第二换热壳体2中，然后使用海水的热量分别对中间介质换热器11和换热器20加热，加热效率高，而且还会减少海水使用量、降低海水泵功率；
其次本发明的第二换热壳体2设置在第一换热壳体1上或者设置在第一换热壳体1左侧或者设置在第一换热壳体1右侧，安装时占用的长度空间变少；另外第二换热壳体2和第一换热壳体1之间通过输送水管4连接，在实际安装时只需检测输送水管4与第一换热壳体1和第二换热壳体2的气密性即可，相对于现有技术减少了工作量；
另外通过聚流板18可以将换热介质气化产生的加热气体聚集在中间介质换热器11附近，从而可以进一步提高气化效率；
最后通过温度检测单元、控制单元和控制阀可以依据换热器20的出口的温度来反馈调节流入到第二换热壳体2中的海水流量。
上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种高效节能的中间介质气化器，其特征在于，包括
第一换热壳体，所述第一换热壳体上设有第一海水出口，所述第一换热壳体内部设有海水流道和中间介质换热器，所述中间介质换热器在所述海水流道上方；所述第一换热壳体内部在所述中间介质换热器的两侧分别设有聚流板；所述中间介质换热器的中间管体和/或所述海水流道的中间管体为螺旋状；
第二换热壳体，所述第二换热壳体上设有第二海水出口，所述第二换热壳体内部设有换热器，所述中间介质换热器的被加热物质出口与换热器的被加热物质入口连接，所述中间介质换热器的被加热物质出口和所述换热器的被加热物质入口上下对应设置或者左右对应设置；
海水入口，所述第一换热壳体和第二换热壳体均单独与所述海水入口连通；所述第二换热壳体的左端通过输送水管与所述海水入口的内部腔体连通；所述换热器的被加热物质入口和换热器的被加热物质出口设置在第二换热壳体的右端；
还包括温度检测单元、中间介质液位检测单元、控制单元和控制阀，所述温度检测单元被配置于检测所述换热器的介质出口处温度，所述中间介质液位检测单元被配置于检测第一换热壳体内部的中间介质液位，所述控制阀设置在所述输送水管上，所述控制单元分别与所述温度检测单元和控制阀电连接，所述控制单元依据所述温度检测单元检测的温度大小调节所述控制阀的打开角度，所述控制单元在所述中间介质液位检测单元检测到的液位低于设定液位时输出中间介质补充信号。
2.根据权利要求1所述的高效节能的中间介质气化器，其特征在于，所述海水入口和第一海水出口在所述海水流道两侧。
3.根据权利要求1所述的高效节能的中间介质气化器，其特征在于，所述第二换热壳体安装在所述第一换热壳体顶部，或者所述第二换热壳体在所述第一换热壳体左侧，或者所述第二换热壳体在所述第一换热壳体右侧。
4.根据权利要求1所述的高效节能的中间介质气化器，其特征在于，所述海水入口的顶部设有第一温度计接口，所述海水入口的底部设有第一排污口。
5.根据权利要求1所述的高效节能的中间介质气化器，其特征在于，所述第一换热壳体的底部设有第二排污口、第一液位计接口和换热介质入口；所述第一换热壳体的顶部设有放空口、第一压力表接口、第二温度计接口、第一安全阀接口、第二液位计接口和换热介质出口；所述第一换热壳体上在所述中间介质换热器的入口处设有第三温度计接口和第三排污口。
6.根据权利要求1所述的高效节能的中间介质气化器，其特征在于，所述第二换热壳体的顶部设有第二安全阀接口、第二压力表接口和第四温度计接口；所述第二换热壳体上在所述换热器的出口处设有第四排污口。
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Denomination of invention: An efficient and energy-saving intermediate medium gasifier

Granted publication date: 20230310

Pledgee: Bank of China Wuxi Binhu sub branch

Pledgor: WUXI TRIUMPH GASES EQUIPMENT Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980014779