CN207848966U - 一种船用三层盘管双管束气化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船用三层盘管双管束气化器，包括壳体和管束，所述壳体由筒体和两个封头组成；所述管束包括三层盘管，分别为外层盘管、中层盘管和内层盘管，外层盘管、中层盘管和内层盘管从外到内嵌套在中心管上；所述管束上沿轴向均布固定四个折流片。本实用新型采用三层盘管的双管束气化器，解决了为满足气化器对LNG气化量的提升，进而增加气化器的外形尺寸，造成系统布置空间不足的问题。本实用新型采用三层盘管的双管束气化器，可同时对两台用气设备供气，减少了气化器所占空间。本实用新型嵌套式的盘管结构既可减少管束中的气阻，又可以降低LNG的流动速度，使LNG充分气化，提高了LNG气化量，极大的提高了气化器的气化效果。

Description

一种船用三层盘管双管束气化器

技术领域

本实用新型涉及一种LNG气化器，特别是一种船用三层盘管双管束气化器。

背景技术

天然气主要用于发电、化工工业、城镇居民燃气和工业燃气、汽车燃料等，其他用途包括LNG的冷能利用、天然气战略储备安全供气的需要等。

LNG气化器是种专门用于液化天然气气化的换热器，主要应用于沿海大型LNG接收站、LNG液化工厂、LNG气化站、LNG加液站和LNG运输船等，是实现气化功能的关键设备。

现有的船用LNG气化器，一般采用两层盘管单管束气化器，但由于船舶容积有限，而现有的气化器管束体积过大，造成气化器占用空间太大，影响船舶动力系统的布局。另外，对于船舶上的两台用气设备需要两台气化器，再次增加了气化器所占空间。

实用新型内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种管束体积较小且换热效果显著的船用三层盘管双管束气化器。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种船用三层盘管双管束气化器，包括壳体和管束，所述的壳体由筒体和两个封头组成；所述的管束包括管束I和管束Ⅱ，所述的管束I和管束Ⅱ分别安装在中心管上；

所述的管束I包括三层盘管，分别为外层盘管I、中层盘管I和内层盘管I，外层盘管I、中层盘管I和内层盘管I从外到内嵌套在中心管上；外层盘管I、中层盘管I和内层盘管I的管道进口汇总后与壳体进口接口I连接，外层盘管I、中层盘管I和内层盘管I的管道出口汇总后与壳体出口接口I连接；

所述的管束Ⅱ包括三层盘管，分别为外层盘管Ⅱ、中层盘管Ⅱ和内层盘管Ⅱ，外层盘管Ⅱ、中层盘管Ⅱ和内层盘管Ⅱ从外到内嵌套在中心管上；外层盘管Ⅱ、中层盘管Ⅱ和内层盘管Ⅱ的管道进口汇总后与壳体进口接口Ⅱ连接，外层盘管Ⅱ、中层盘管Ⅱ和内层盘管Ⅱ的管道出口汇总后与壳体出口接口Ⅱ连接；

所述的管束上沿轴向均布固定四个折流片，四个折流片从左至右分别为折流片A、折流片B、折流片C和折流片D，所述的折流片沿中心管径向固定在中心管上。

进一步地，所述的折流片A、折流片B、折流片C和折流片D均为缺口环形片，折流片A的缺口位于中心轴径向平面的第一象限，折流片B的缺口位于中心轴径向平面的第二象限，折流片C的缺口位于中心轴径向平面的第三象限，折流片D的缺口位于中心轴径向平面的第四象限。

进一步地，沿所述的中心管轴向设置多组固定板，所述的固定板沿中心管径向固定在中心管上，位于盘管的轴向间隙中，用于防止盘管轴向窜动。

进一步地，沿所述的中心管轴向设置28组固定板。

进一步地，所述的壳体的筒体为不锈钢筒体，所述的筒体上设置两套独立进出口接口，分别为壳体进口接口I、壳体出口接口I、壳体进口接口Ⅱ和壳体出口接口Ⅱ；所述的筒体顶部设置排气口、底部设置排液口，壳体两端封头为标准椭圆封头。

进一步地，所述的壳体进口接口I、壳体出口接口I、壳体进口接口Ⅱ和壳体出口接口Ⅱ处设置加强气包。

进一步地，所述的管束设计压力1.0MPa，壳体设计压力0.5MPa。

进一步地，所述的外层盘管I和中层盘管I、中层盘管I和内层盘管I之间的径向间隙为10-20mm；所述的外层盘管Ⅱ和中层盘管Ⅱ、中层盘管Ⅱ和内层盘管Ⅱ之间的径向间隙为10-20mm。

进一步地，所述的管束两端设置挡板，所述的挡板沿中心管径向固定在壳体内壁上；所述的挡板为圆环形挡板。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型采用三层盘管的双管束气化器，解决了为满足气化器对LNG气化量的提升，进而增加气化器的外形尺寸，造成系统布置空间不足的问题。

2、本实用新型采用三层盘管的双管束气化器，可以同时对两台用气设备供气，进一步减少了气化器所占空间。

3、本实用新型嵌套式的盘管结构既可减少管束中的气阻，又可以降低LNG的流动速度，使LNG充分气化，提高了LNG气化量，极大的提高了气化器的气化效果。

附图说明

图1是本实用新型的管束结构示意图。

图2是单层盘管进出口方向布置示意图。

图3是固定板形状及布置示意图。

图4是折流板形状示意图。

图5是中心管两端挡板示意图。

图6是壳体气包布置图。

图中：1、外层盘管I，2、中层盘管I，3、内层盘管I，4、外层盘管Ⅱ，5、中层盘管Ⅱ，6、内层盘管Ⅱ，7、中心管，8、管束Ⅰ，9、管束Ⅱ，10、折流板，11、固定板，12、挡板，13、壳体，14、气包。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步地描述。如图1-6所示，一种船用三层盘管双管束气化器，包括壳体13和管束，所述的壳体13由筒体和两个封头组成；所述的管束包括管束I8和管束Ⅱ9，所述的管束I8和管束Ⅱ9分别安装在中心管7上；

所述的管束I8包括三层盘管，分别为外层盘管I1、中层盘管I2和内层盘管I3，外层盘管I1、中层盘管I2和内层盘管I3从外到内嵌套在中心管7上；外层盘管I1、中层盘管I2和内层盘管I3的管道进口汇总后与壳体进口接口I连接，外层盘管I1、中层盘管I2和内层盘管I3的管道出口汇总后与壳体出口接口I连接；

所述的管束Ⅱ9包括三层盘管，分别为外层盘管Ⅱ4、中层盘管Ⅱ5和内层盘管Ⅱ6，外层盘管Ⅱ4、中层盘管Ⅱ5和内层盘管Ⅱ6从外到内嵌套在中心管7上；外层盘管Ⅱ4、中层盘管Ⅱ5和内层盘管Ⅱ6的管道进口汇总后与壳体进口接口Ⅱ连接，外层盘管Ⅱ4、中层盘管Ⅱ5和内层盘管Ⅱ6的管道出口汇总后与壳体出口接口Ⅱ连接；

所述的管束上沿轴向均布固定四个折流片，四个折流片从左至右分别为折流片A、折流片B、折流片C和折流片D，所述的折流片沿中心管7径向固定在中心管7上。

进一步地，所述的折流片A、折流片B、折流片C和折流片D均为缺口环形片，折流片A的缺口位于中心轴径向平面的第一象限，折流片B的缺口位于中心轴径向平面的第二象限，折流片C的缺口位于中心轴径向平面的第三象限，折流片D的缺口位于中心轴径向平面的第四象限。

进一步地，沿所述的中心管7轴向设置多组固定板11，所述的固定板11沿中心管7径向固定在中心管7上，位于盘管的轴向间隙中，用于防止盘管轴向窜动。

进一步地，沿所述的中心管7轴向设置28组固定板11。

进一步地，所述的壳体13的筒体为不锈钢筒体，所述的筒体上设置两套独立进出口接口，分别为壳体进口接口I、壳体出口接口I、壳体进口接口Ⅱ和壳体出口接口Ⅱ；所述的筒体顶部设置排气口、底部设置排液口，壳体13两端封头为标准椭圆封头。

进一步地，所述的壳体进口接口I、壳体出口接口I、壳体进口接口Ⅱ和壳体出口接口Ⅱ处设置气包14。

进一步地，所述的管束设计压力1.0MPa，壳体13设计压力0.5MPa。

进一步地，所述的外层盘管I1和中层盘管I2、中层盘管I2和内层盘管I3之间的径向间隙为10-20mm；所述的外层盘管Ⅱ4和中层盘管Ⅱ5、中层盘管Ⅱ5和内层盘管Ⅱ6之间的径向间隙为10-20mm。

进一步地，所述的管束两端设置挡板12，所述的挡板12沿中心管7径向固定在壳体13内壁上；所述的挡板12为圆环形挡板12。

本实用新型的工作原理如下：

本实用新型由管束和壳体13共同组成一个整体压力容器，管束分为独立的两个管束Ⅰ8和管束Ⅱ9。

气化时，LNG分两路进入管束，一路LNG介质经壳体进口接口I进入管束I8的三层盘管中，在压力挤压下，沿着管束I8的三层盘管方向流动，与盘管外的壳体13介质水乙二醇进行冷热交换，LNG被大量气化，变成NG从壳体出口接口I溢出。另一路LNG介质经壳体进口接口Ⅱ进入管束Ⅱ9的三层盘管中，在压力挤压下，沿着管束Ⅱ9三层盘管方向流动，与盘管外的壳体13介质水乙二醇进行冷热交换，LNG被大量气化，变成NG从壳体出口接口Ⅱ溢出。

本实用新型的设计方法如下：

1、根据设计条件计算出盘管的总长度，进而计算出所需每层盘管的圈数。

2、为使气化器换热效果更充分，则需要尽可能使每层盘管的长度大致相等，且每根盘管不允许拼接，盘管采用规格为φ32X2.5的316L不锈钢换热管。

3、为了使换热器的换热效果进一步提升，需要在管束上焊接等距离的折流板10对壳体13中的介质进行导流，这样既可以提升换热效果也可以防止出现壳体13中的水乙二醇从管束与壳体13中的缝隙流走发生短路。

4、两个管束的的盘管进出口方向需一致，盘管接口等距离分布，避免焊缝引起的应力集中。

5、盘管盘制结束后，需在管束两端各组装一个圆形挡板12，挡板12与壳体13内壁相焊接，以防止管束在壳体13中移动造成设备安全隐患。

本实用新型的制造方法，包括以下步骤：

A、盘第一层盘管：用特制盘管机按顺时针方形进行盘管，第一层盘管盘完后，需在盘管与中心管7间隙处焊接4块固定板11，固定板11形状和方向如图3所示；

B、盘第二层盘管：用特制盘管机按顺时针方形进行盘管，且与第一层盘管起点间距65mm，对应气包14上的壳体进口接口位置；

C、盘第三层盘管：用特制盘管机按顺时针方形进行盘管，且与第二层盘管起点间距65mm，对应气包14上的壳体进口接口位置，第三层盘管盘完后，需在盘管与中心管7间隙处焊接折流板10，折流板10形状如图4所示，沿中心管7等距安装；

D、焊接挡板12：盘管盘制结束后，在管束两端按图1位置焊接两块挡板12，挡板12开孔形状如图5所示；

E、焊接堵板：如图1所示，在中心管7端口焊接一块堵板，防止介质从中心管7流走造成介质短路；

F、焊接挡板12：管束制造完毕后，将管束插入壳体13筒体中，将中心管7两端挡板12与壳体13相焊固定管束；

G、壳体13上的气包14采用接管与管帽组件，管帽上盘管开孔方向与盘管出口一致，接管内径流通面积与3根盘管面积大致相等，气包14上壳体进口接口和壳体出口接口如图6所示。

本实用新型不局限于本实施例，任何在本实用新型披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种船用三层盘管双管束气化器，其特征在于：包括壳体(13)和管束，所述的壳体(13)由筒体和两个封头组成；所述的管束包括管束I(8)和管束Ⅱ(9)，所述的管束I(8)和管束Ⅱ(9)分别安装在中心管(7)上；

所述的管束I(8)包括三层盘管，分别为外层盘管I(1)、中层盘管I(2)和内层盘管I(3)，外层盘管I(1)、中层盘管I(2)和内层盘管I(3)从外到内嵌套在中心管(7)上；外层盘管I(1)、中层盘管I(2)和内层盘管I(3)的管道进口汇总后与壳体进口接口I连接，外层盘管I(1)、中层盘管I(2)和内层盘管I(3)的管道出口汇总后与壳体出口接口I连接；

所述的管束Ⅱ(9)包括三层盘管，分别为外层盘管Ⅱ(4)、中层盘管Ⅱ(5)和内层盘管Ⅱ(6)，外层盘管Ⅱ(4)、中层盘管Ⅱ(5)和内层盘管Ⅱ(6)从外到内嵌套在中心管(7)上；外层盘管Ⅱ(4)、中层盘管Ⅱ(5)和内层盘管Ⅱ(6)的管道进口汇总后与壳体进口接口Ⅱ连接，外层盘管Ⅱ(4)、中层盘管Ⅱ(5)和内层盘管Ⅱ(6)的管道出口汇总后与壳体出口接口Ⅱ连接；

所述的管束上沿轴向均布固定四个折流片，四个折流片从左至右分别为折流片A、折流片B、折流片C和折流片D，所述的折流片沿中心管(7)径向固定在中心管(7)上。

2.根据权利要求1所述的一种船用三层盘管双管束气化器，其特征在于：所述的折流片A、折流片B、折流片C和折流片D均为缺口环形片，折流片A的缺口位于中心轴径向平面的第一象限，折流片B的缺口位于中心轴径向平面的第二象限，折流片C的缺口位于中心轴径向平面的第三象限，折流片D的缺口位于中心轴径向平面的第四象限。

3.根据权利要求1所述的一种船用三层盘管双管束气化器，其特征在于：沿所述的中心管(7)轴向设置多组固定板(11)，所述的固定板(11)沿中心管(7)径向固定在中心管(7)上，位于盘管的轴向间隙中，用于防止盘管轴向窜动。

4.根据权利要求1所述的一种船用三层盘管双管束气化器，其特征在于：沿所述的中心管(7)轴向设置28组固定板(11)。

5.根据权利要求1所述的一种船用三层盘管双管束气化器，其特征在于：所述的壳体(13)的筒体为不锈钢筒体，所述的筒体上设置两套独立进出口接口，分别为壳体进口接口I、壳体出口接口I、壳体进口接口Ⅱ和壳体出口接口Ⅱ；所述的筒体顶部设置排气口、底部设置排液口，壳体(13)两端封头为标准椭圆封头。

6.根据权利要求1所述的一种船用三层盘管双管束气化器，其特征在于：所述的壳体进口接口I、壳体出口接口I、壳体进口接口Ⅱ和壳体出口接口Ⅱ处设置气包(14)。

7.根据权利要求1所述的一种船用三层盘管双管束气化器，其特征在于：所述的管束设计压力1.0MPa，壳体(13)设计压力0.5MPa。

8.根据权利要求1所述的一种船用三层盘管双管束气化器，其特征在于：所述的外层盘管I(1)和中层盘管I(2)、中层盘管I(2)和内层盘管I(3)之间的径向间隙为10-20mm；所述的外层盘管Ⅱ(4)和中层盘管Ⅱ(5)、中层盘管Ⅱ(5)和内层盘管Ⅱ(6)之间的径向间隙为10-20mm。

9.根据权利要求1所述的一种船用三层盘管双管束气化器，其特征在于：所述的管束两端设置挡板(12)，所述的挡板(12)沿中心管(7)径向固定在壳体(13)内壁上；所述的挡板(12)为圆环形挡板(12)。