CN211012611U - 适用于lng开架式气化器的换热管 - Google Patents
适用于lng开架式气化器的换热管 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于LNG开架式气化器的新型换热管，是LNG海水气化器上的核心部件，直接决定了气化器的换热效果，占地规模以及生产成本，属于液化天然气气化领域。与传统翅片管相比其特别之处在于，该换热管包含有内翅片和外翅片，外翅片大大增加了换热面积，内翅片不仅增大了换热面积，同时增强了管内流体扰动，换热效率大大提高，较之国内已有换热管，换热面积提高33.0％，换热效率提高45.5％。同时，结构简单，制作成本低，换热效率高，大大降低了使用过程中管外海水结冰导致传热恶化的现象，并且能承受12MPa的高压，安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及液化天然气气化领域，具体地，涉及一种适用于LNG开架式气化器的换热管。
背景技术
天然气作为一种优质清洁能源，越来越多的国家开始重视天然气资源的开发和利用。随着我国经济的不断发展，能源的需求量不断增长，为优化能源结构，减轻污染，我国大力推广天然气的利用，据估计在2020年天然气在一次能源消费中的占比将达到10％。
我国消耗的天然气有一半来自进口，因此我国在沿海省份建设了多座液化天然气(LNG)接收站，从海外进口大量LNG，而LNG需要被气化后才能进入管网以供使用。LNG气化器是LNG接收站的关键设备，在很大程度上决定了LNG接收站的成本。开架式气化器(ORV)是用于基本负荷型的大型气化装置，可在0～100％的负荷范围内安全运行，可以根据需求的变化遥控调整气化量。运行费用较低，操作和维护容易，对负荷波动反应灵敏，因此在LNG接收站中广为使用。
气化器的基本单元是传热管，由若干传热管组成板状排列，两端由集气管或集液管焊接形成一个板型管束，再由若干个板型管束组成气化器。气化器顶部有海水喷淋装置,海水喷淋在板型管束外表面上，依靠重力的作用自上而下流动。LNG在管内向上流动，流动过程中海水将热量传递给LNG，使其加热并气化。因此传热管的换热效率直接决定了气化器的气化能力以及占地规模。
目前，ORV在国际上由神户制钢KOBELCO、住友SUMITOMO垄断，不但价格昂贵而且生产周期长，不能满足国内对天然气需求量日益增长的需要。其中，住友SUMITOMO公司的专利《开架式气化器用翅片管》(专利公开号JPH05164496A)发布于1993年，具体公开了开架式气化器所用的翅片管形状以及材料，其中外翅片数量只有8个，是换热管设计的最初版本。专利《液化天然气开架式气化器》(专利公开号JPH08176563A)公开了开架式气化器具体结构构成以及设计原理，并给出了使用过程中LNG和海水的分布和流动形式。
国内，生产ORV的厂家非常少，并且换热管的换热效率都不高，造成了气化器占地面积大，成本高等问题，并且气化能力有限。中国船舶重工集团公司第七二五研究所撰写专利《一种开架式气化器用铝合金翅片管挤压模具》(专利公开号CN103658216A)公布了一种新型换热管的具体形状，并设计了一种开架式气化器用铝合金翅片管挤压模具；甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司撰写专利《海水开架式气化器用高效星形换热管》(专利授权号CN201903280U)公开了一种高效换热管，包括外部星型翅片、内管以及扰流杆。国内已有专利所设计的翅片管外翅的换热效率提高不大，并且大部分将对象设定为了Super-ORV的换热管，但受到技术限制，实际中我国LNG接收站中采用的几乎全部为传统的ORV，因此将目标设定为传统ORV换热管效率的提高，从而普遍应用于LNG接收站，是本实用新型的目的所在。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种适用于LNG开架式气化器的换热管。
根据本实用新型提供的一种适用于LNG开架式气化器的换热管，包括管体，
所述管体的外侧设置有多个外翅片，多个外翅片沿所述管体的周向分布在管体的外侧面上；
所述管体的内壁设置有内翅片。
优选地，所述管体采用铝合金材料挤压形成。
优选地，所述内翅片为纵向翅片，所述内翅片的横截面呈波浪状。
优选地，所述多个外翅片自管体的外侧面向外延伸形成。
优选地，所述多个外翅片关于所述管体对称分布。
优选地，所述多个外翅片围绕所述管体外侧面平均分布。
优选地，所述多个外翅片包括第一外翅片和第二外翅片，其中：
第一外翅片至少设置有两个，两个第一外翅片对称分布在所述管体的外侧面上；
所述第二外翅片设置在沿周向上相邻的第一外翅片之间。
优选地，所述第一外翅片的尺寸大于第二外翅片的尺寸。
优选地，所述第二外翅片的高度和所述管体的内径长度相同。
优选地，所述外翅片的数量为12个。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
1、本实用新型能够提高气化器的换热效率，节省占地规模，降低生产成本；
2、本实用新型通过对传统ORV的换热管的结构上进行改进，包括外翅片的形状、位置分布等，外翅片大大增加了换热面积，内翅片不仅增大了换热面积，同时增强了管内流体扰动，换热效率大大提高；
3、本实用新型的换热管具有结构简单，制作成本低，换热效率高的优点，大大降低了使用过程中管外海水结冰导致传热恶化的现象，并且能承受12MPa的高压，安全可靠。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为适用于LNG开架式气化器的换热管的横截面剖视图。
图中示出：
管体1
第一外翅片2
第二外翅片3
内翅片4
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
如图1所示，根据本实用新型提供的适用于LNG开架式气化器的换热管，换热管采用具有高效导热率的铝合金6063材料挤压而成。换热管优选为轴对称结构。换热管包括管体，管体包含有内翅片和外翅片，外翅片大大增加了换热面积，内翅片不仅增大了换热面积，同时增强了管内流体扰动，换热效率大大提高，较之国内已有换热管，换热面积提高33.0％，换热效率提高45.5％。
下面对外翅片进一步说明：外翅片呈星型放射状，围绕换热管外管平均布置，本实施例中，外翅片数量为12个，包括两个第一外翅片和十个第二外翅片。两个第一外翅片的尺寸大于十个第二外翅片的尺寸，两个第一外翅片对称分布在换热管外周。十个第二外翅片分布在沿换热管周向的第一外翅片之间。第二外翅片的高度与换热管内径长度相当，形式为平直翅片。外翅片的密度既能保证最大程度上增大换热面积，又能保证压降在可控范围内，
内翅片管的形式为纵向翅片，且呈波浪状。内翅片的设计，不仅增大了换热面积，同时增强了管内LNG扰流，从而提高了换热管的换热效率和换热量。
本实用新型的高效换热管采用具有高导热率的铝合金6063挤压成型，并且将长度6600mm的翅片管进行实验和数值模拟研究，均表明，此种挤压成型的换热管不仅能承受十几兆帕的高压和-196℃的低温，并且换热效果较之光管和国内已有翅片管大大提高。
经过低温流体换热实验对比，表明本实用新型的换热管与普通光管相比，换热面积为光管的2.58倍，换热系数为光管的1.95倍。经过数值模拟验证，表明本实用新型的换热管与国内ORV翅片管相比，换热面积为普通翅片管的1.33倍，换热系数为国内翅片管的1.46倍。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种适用于LNG开架式气化器的换热管，其特征在于：包括管体，
所述管体的外侧设置有多个外翅片，多个外翅片沿所述管体的周向分布在管体的外侧面上；
所述管体的内壁设置有内翅片。
2.根据权利要求1所述的适用于LNG开架式气化器的换热管，其特征在于，所述管体采用铝合金材料挤压形成。
3.根据权利要求1所述的适用于LNG开架式气化器的换热管，其特征在于，所述内翅片为纵向翅片，所述内翅片的横截面呈波浪状。
4.根据权利要求1所述的适用于LNG开架式气化器的换热管，其特征在于，所述多个外翅片自管体的外侧面向外延伸形成。
5.根据权利要求1所述的适用于LNG开架式气化器的换热管，其特征在于，所述多个外翅片关于所述管体对称分布。
6.根据权利要求1所述的适用于LNG开架式气化器的换热管，其特征在于，所述多个外翅片围绕所述管体外侧面平均分布。
7.根据权利要求1所述的适用于LNG开架式气化器的换热管，其特征在于，所述多个外翅片包括第一外翅片和第二外翅片，其中：
第一外翅片至少设置有两个，两个第一外翅片对称分布在所述管体的外侧面上；
所述第二外翅片设置在沿周向上相邻的第一外翅片之间。
8.根据权利要求7所述的适用于LNG开架式气化器的换热管，其特征在于，所述第一外翅片的尺寸大于第二外翅片的尺寸。
9.根据权利要求7所述的适用于LNG开架式气化器的换热管，其特征在于，所述第二外翅片的高度和所述管体的内径长度相同。
10.根据权利要求1所述的适用于LNG开架式气化器的换热管，其特征在于，所述外翅片的数量为12个。
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| CN201921729800.1U CN211012611U (zh) | 2019-10-12 | 2019-10-12 | 适用于lng开架式气化器的换热管 |
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| CN201921729800.1U CN211012611U (zh) | 2019-10-12 | 2019-10-12 | 适用于lng开架式气化器的换热管 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110715573A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-01-21 | 上海交通大学 | 适用于lng开架式气化器的换热管 |
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2019
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