CN218600352U - 并联管式换热装置、液氢lng合建站换热系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种并联管式换热装置、液氢LNG合建站换热系统，旨在解决换热器中冷能易损耗及换热效率低的技术问题本装置包括LNG储罐及依次通过输氢管路连通的液氢储罐、柱塞泵、底座、安装在该底座上的保温箱体、真空泵及换热器；所述换热器安装在所述保温箱体内部，且所述换热器内并联设有若干换热管；所述保温箱体上开设有与所述真空泵连接的接口，以使所述保温箱体内保持真空；本实用新型降低了热交换器中的冷能损耗，增大了换热管与BOG气体热交换的接触面积，进一步提升了BOG气体液化的效率。

Description

并联管式换热装置、液氢LNG合建站换热系统

技术领域

本实用新型涉及液氢、LNG合建站技术领域，具体涉及一种并联管式换热装置、液氢LNG合建站换热系统。

背景技术

近年来汽车带来的能源紧张和环境污染问题逐渐突出，目前加氢站的推广是缓解燃油供求矛盾，减少尾气排放，改善大气环境，促进汽车产业技术进步升级的重要举措。加氢站建设是保障氢能源供应至关重要的一环，国内加氢站稀缺的主要原因是建设加氢站所需的关键部件没有量产的成熟产品，大多依靠进口，加之建设用地、规划等原因，使其建设成本较高。加氢站依靠已有加气站而建，被认为是目前比较好的建设方式，因为很多既有的加气站具备合建加氢站的基本条件：有足量的土地、跟周边设施的距离满足加氢站技术规范的要求。

合建站中加氢的气源设备的压力通常为45MPa及以上，由气源设备输出的氢气通过加氢设备为客户储氢容器充装加注的压力一般为35MPa及以上，氢气充装加注过程是氢气的压缩过程，气体在客户接收容器内压缩会产生热量，为了保证充装加注的安全，在氢气充装加注过程中需要对氢气进行预冷却，确保充装加注过程中客户储氢容器内的氢气温度不能大于85℃；合建站中液化天然气加气站的液化天然气（英文缩写LNG），是天然气经压缩、冷却至其凝点温度-161.5℃后变成的液体，通常液化天然气储存在-162℃、0.1～1.0MPa左右的低温储存罐内。然而即使液化天然气储存在低温状态的储罐内，但是在储罐内和通过管道输送过程中，都会因外界环境热量的入侵使LNG气化产生闪蒸气（英文缩写BOG），并且在LNG储罐内泵运行时部分机械能转化为热能，也会使罐内LNG气化产生闪蒸气，这些闪蒸气在常温下形成天然气，如果任其排入空气中，不但危险，会对大气环境造成污染，并且在经济上也有相当损失。

现有利用液氢、LNG合建站回收BOG气体通常是将BOG气体与液氢通入换热器中，使液氢自身的物理特性为BOG气体液化提供所需要的冷能；但现有技术中的换热器保温效果差，造成液氢释放的冷能大量损失；同时，换热器内部换热管与BOG气体接触面积小，导致热交换效率低，影响BOG气体液化效率。

公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种并联管式换热装置、液氢LNG合建站换热系统，减少换热器的能量损失，同时加大换热器内部换热管与BOG气体的接触面积，增大热交换效率。

根据本公开的一个方面，提供一种并联管式换热装置，包括底座、安装在该底座上的保温箱体、真空泵及换热器；所述换热器设置于所述保温箱体内部，且所述换热器内并联设有若干换热管；所述保温箱体上开设有与所述真空泵连通的接口，以使所述保温箱体内保持真空。

在本公开的一些实施例中，所述换热器内还设有支撑架，所述支撑架安装在所述换热器的内壁上，用于支撑所述换热管。

在本公开的一些实施例中，所述换热器为304L材质件。

在本公开的一些实施例中，所述保温箱体的两端开口处分别设有连接法兰。

根据本公开的另一个方面，提供一种液氢LNG合建站换热系统，包括LNG储罐及依次通过输氢管路连通的液氢储罐、柱塞泵、上述并联管式换热装置；所述并联管式换热装置通过管路与所述LNG储罐连通。

在本公开的一些实施例中，在所述LNG储罐与并联管式换热装置之间设有输出管线和回收管线；所述输出管线中设有循环泵、所述回收管线中设有气液分离罐。

在本公开的一些实施例中，在所述输出管线和回收管线中分别对应设有BOG阀门、温度变送器及压力变送器。

在本公开的一些实施例中，在所述输出管线中设有放散管路，所述放散管路中设有安全阀。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：

1.在换热器内部设置真空保温箱，减少了换热器的冷能损失。

2.针对液氢和BOG/LNG的特性，换热器换热管内为液氢，换热器采用并联管式换热器，增大换热面积，减小换热器体积，同时在换热器底部开设BOG气体/LNG出口，保证冷凝后的LNG不会在换热器内聚集。

3.换热器内换热管采用适应低温高压的304L材质，减少或消除高压泄漏点。

4.换热器两端采用法兰连接形式，便于拆卸，方便换热器维修。

附图说明

图1为本申请一实施例中并联管式换热装置的结构示意图。

图2为本申请一实施例中并联管式换热装置的断面结构示意图。

图3为本申请另一实施例中液氢LNG合建站换热系统结构原理图。

以上各图中，1、底座；2、保温箱体；3、真空泵；4、换热器；5、支撑架；6、换热管；7、法兰；8、LNG储罐；9、液氢储罐；10、柱塞泵；11、输出管线、12、回收管线；13、温度传感器；14、压力传感器；15、安全阀；16、循环泵；17、气液分离罐；18、BOG阀门。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。本申请所涉及“第一”、“第二”等是用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所涉及“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

本申请实施例通过提供一种并联管式换热装置、液氢LNG合建站换热系统，解决了现有技术中换热器保温性差，易造成冷能损失的问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述换热器冷能易损耗的问题，总体思路如下：

通过将换热器置于一保温箱体内部，通过保温箱体外接一真空泵，将换热器与保温箱体之间的气体抽出，使之保持真空状态，减少换热器中冷能散发。

所述换热器内部设置支架，用于支撑换热管，且所述换热管设置为并联式管，在换热器内部分为上下三层，每层设置三根换热管，并通过对应的换热管将几根换热管并联串通为一体，在换热管与换热管连接的接口处使用304L阀块连接，保证换热管适应液氢使用条件，保证使用安全。

为了更好的理解本申请技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

本例公开一种并联管式换热装置，参见图1至图3，包括底座1、安装在该底座1上的保温箱体2、真空泵3及换热器4。

所述换热器4安装在所述保温箱体2内部，所述保温箱体2采用304L材质，满足低温高压的使用环境，在所述换热器4右上方设有BOG气体进口，在所述换热器4左下方设有BOG气体出口，而液氢的输送方向由左至右，使得BOG气体与液氢采用逆流的方式进行换热；所述换热器4内部设有换热管6支架，所述换热管6支架与换热器4内壁通过焊接固定，用于支撑换热器4内部的换热管6，所述换热管6共三层，每层三路，共计9支管，通过换热管6将9个支管连通，液氢进入各个支管后充分与BOG气体进行热交换；增大了热交换的效率；所述换热器4内部的换热管6也采用304L材质，换热管6接头采用304L阀块连接，连接方式为C&T螺纹连接，以适应低温高压环境，并消除或减少泄漏点。

所述保温箱体2上开设有开口，用于与真空泵3连接，以抽取保温箱体2与换热器4之间的空气，使两者之间的空间为真空状态，从而减少了液氢进入换热器4后损耗的冷能，所述底座1安装在所述保温箱体2的底部，用以支撑；所述保温箱体2的两端分别对应设有法兰7，用于和输送液氢的管路进行法兰7连接，便于换热器4拆卸，利于维修方便。

实施例二

本例公开一种液氢、LNG合建站换热系统，参见图3，包括LNG储罐8及依次通过输氢管路连通的液氢储罐9、柱塞泵10、上述并联管式换热装置；所述并联管式换热装置与LNG储罐8之间设置有BOG输出管线11和BOG/液氢回收管线12；在所述输出管线11中设有循环泵16，用于将LNG储罐8内的BOG气体输送至并联管式换热装置中，在所述回收管线12中设有气液分离罐17，所述气液分离罐17与所述LNG储罐8分别通过两路支管进行联通，以使得吸收冷能液化为LNG及未完全液化的BOG气体分管线进入LNG储罐8中；在所述输出管线11和回收管线12中分别设有对应的温度变送器和压力变送器，用以实时监测所对应管线内的气体压力，并在所述回收管线12和输出管线11中分别设置独立的阀门，用以控制BOG气体进出换热器4的通断，在所述回收管线12中还设有放散支路，所述放散支路中设有安全阀15，当回收管线12中压力达到安全阀15设定临界压力值时，安全阀15阀门打开，进行自动泄压保护。

尽管已描述了本申请的一些优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请保护范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种并联管式换热装置，其特征在于，包括底座、安装在该底座上的保温箱体、真空泵及换热器；所述换热器设置于所述保温箱体内部，且所述换热器内并联设有若干换热管；所述保温箱体上开设有与所述真空泵连通的接口，以使所述保温箱体内保持真空。

2.根据权利要求1所述的并联管式换热装置，其特征在于，所述换热器内还设有支撑架，所述支撑架安装在所述换热器的内壁上，用于支撑所述换热管。

3.根据权利要求1所述的并联管式换热装置，其特征在于，所述换热器为304L材质件。

4.根据权利要求1所述的并联管式换热装置，其特征在于，所述保温箱体的两端开口处分别设有连接法兰。

5.一种液氢LNG合建站换热系统，其特征在于，包括LNG储罐及依次通过输氢管路连通的液氢储罐、柱塞泵、权利要求1所述的并联管式换热装置；所述并联管式换热装置通过管路与所述LNG储罐连通。

6.根据权利要求5所述的液氢LNG合建站换热系统，其特征在于，在所述LNG储罐与并联管式换热装置之间设有输出管线和回收管线；所述输出管线中设有循环泵、所述回收管线中设有气液分离罐。

7.根据权利要求6所述的液氢LNG合建站换热系统，其特征在于，在所述输出管线和回收管线中分别对应设有BOG阀门、温度变送器及压力变送器。

8.根据权利要求6所述的液氢LNG合建站换热系统，其特征在于，在所述输出管线中设有放散管路，所述放散管路中设有安全阀。

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