RU2301939C2

RU2301939C2 - Autonomous apparatus for regasification

Info

Publication number: RU2301939C2
Application number: RU2005126584/06A
Authority: RU
Inventors: Юрий Михайлович Ануров (RU); Юрий Михайлович Ануров; Валерий Герцович Генделев (RU); Валерий Герцович Генделев; ков Игорь Николаевич Коб (RU); Игорь Николаевич Кобяков; Александр Юрьевич Степанов (RU); Александр Юрьевич Степанов; Антон Владимирович Яринко (RU); Антон Владимирович Яринко
Original assignee: Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация"
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2005-08-22
Publication date: 2007-06-27
Also published as: RU2005126584A

Abstract

FIELD: heat engineering.

SUBSTANCE: apparatus comprises heater composed of fire pipe and burner and evaporator provided with branch pipe for supplying liquefied hydrocarbon gas and branch pipe for discharging vapor. The evaporator is made of a pressure-tight unit that receives heating pipes, and the heater is provided with water space. The heating pipes of the evaporator are connected with the water space of the heater through the supplying and discharging pipes of circulation pump. The water space of the heater receives flame pipes connected with the fire pipe through the duct for flue gases.

EFFECT: enhanced reliability and efficiency.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике, предназначено для преобразования жидкой фазы сжиженного углеводородного газа (СУГ) в паровую и может быть использовано, например, в качестве элемента блока топливоподающего транспортного, при аварийном обеспечении резервным топливом газотурбинных теплоэлектроцентралейThe invention relates to heat engineering, is intended to convert the liquid phase of liquefied petroleum gas (LHG) into steam and can be used, for example, as an element of a fuel-supplying transport unit, in case of emergency provision with reserve fuel of gas-turbine cogeneration plants

Известна мобильная заправочная станция по патенту РФ №2065547, содержащая сосуд, разделенный герметичной перегородкой на неравные по объему части, соединенные между собой, а также испаритель, который представляет собой два соосно расположенных цилиндра с винтообразной перегородкой в зазоре между ними. Внутри меньшего цилиндра по его окружности расположены нагреватели. Меньшая по объему часть сосуда соединена в нижней и верхней части соответственно с нижней и верхней частью испарителя.Known mobile gas station according to the patent of Russian Federation No. 2065547, containing a vessel divided by a sealed partition into unequal in volume parts connected to each other, as well as an evaporator, which is two coaxially arranged cylinders with a helical partition in the gap between them. Heaters are located inside the smaller cylinder around its circumference. The smaller part of the vessel is connected in the lower and upper parts, respectively, with the lower and upper part of the evaporator.

Указанная конструкция не обеспечивает автономности станции, так как для работы испарителя требуется подключение к сети электроэнергии.The specified design does not provide autonomy of the station, since the operation of the evaporator requires a connection to the electricity network.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является автономный регазификатор (Справочник по газоснабжению и использованию газа. Л., «Недра», 1990, с.475-477), основными преимуществами которого являются полная независимость от внешних источников энергии и сравнительно небольшая металлоемкость. Устройство содержит нагреватель, состоящий из жаровой трубы и горелки, и испаритель, выполненный в виде змеевика, расположенного на внешней поверхности жаровой трубы и имеющего подвод жидкой фазы СУГ и отвод паровой фазы.The closest in technical essence to the claimed one is an autonomous regasifier (Handbook of gas supply and gas use. L., "Nedra", 1990, p. 475-477), the main advantages of which are complete independence from external energy sources and relatively small metal consumption. The device contains a heater consisting of a flame tube and a burner, and an evaporator made in the form of a coil located on the outer surface of the flame tube and having a liquid phase supply of LPG and a vapor phase discharge.

К недостаткам этого устройства следует отнести низкую эксплуатационную надежность устройства из-за прямого огневого обогрева испарителя и низкую удельную производительность по паровой фазе, так как теплопередача осуществляется контактным способом.The disadvantages of this device include the low operational reliability of the device due to direct fire heating of the evaporator and the low specific productivity in the vapor phase, since heat transfer is carried out by contact method.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности и увеличение удельной производительности регазификатора по паровой фазе.The technical result of the claimed invention is to increase the reliability and increase the specific productivity of the regasifier in the vapor phase.

Это достигается тем, что в автономном регазификаторе, содержащем нагреватель, состоящий из жаровой трубы и горелки, и испаритель, имеющий подвод жидкой фазы СУГ и отвод паровой фазы, в соответствии с изобретением испаритель выполнен в виде герметичного блока, в котором установлены греющие трубы, а нагреватель снабжен водяным объемом, причем греющие трубы испарителя соединены подводящими и отводящими трубами циркуляционного насоса с водяным объемом нагревателя.This is achieved by the fact that in an autonomous regasifier containing a heater consisting of a flame tube and a burner, and an evaporator having an LPG liquid phase inlet and a vapor phase outlet, in accordance with the invention, the evaporator is made in the form of a sealed unit in which heating pipes are installed, and the heater is provided with a water volume, and the heating pipes of the evaporator are connected to the inlet and outlet pipes of the circulation pump with the water volume of the heater.

Дополнительно, для увеличения удельной производительности регазификатора по паровой фазе, в водяном объеме нагревателя могут быть установлены дымогарные трубы, соединенные с жаровой трубой по тракту дымовых газов.Additionally, to increase the specific productivity of the regasifier in the vapor phase, smoke tubes connected to the flame tube through the flue gas path can be installed in the water volume of the heater.

При этом нагреватель и испаритель могут иметь цилиндрическую форму и располагаться концентрично относительно друг друга.In this case, the heater and the evaporator can be cylindrical and arranged concentrically relative to each other.

Для увеличения поверхности теплообмена испаритель и нагреватель могут быть установлены друг относительно друга с зазором, который по тракту дымовых газов сообщается с жаровой трубой.To increase the heat exchange surface, the evaporator and the heater can be installed relative to each other with a gap that communicates with the flue pipe along the flue gas path.

Дополнение конструкции нагревателя водяным объемом и организация циркуляции теплоносителя через греющие трубы испарителя, передающие свое тепло омывающему их СУГ, обеспечивают повышение надежности работы регазификатора, так как исключается прямой обогрев труб испарителя, а следовательно, - возможность их пережога. При этом, поскольку происходит смывание СУГ всей поверхности греющих труб, увеличивается поверхность теплообмена, а следовательно, повышается удельная производительность регазификатора по паровой фазе.Complementing the design of the heater with a water volume and organizing the circulation of the coolant through the heating pipes of the evaporator, transferring their heat to the LPG washing them, increase the reliability of the regasifier, since direct heating of the evaporator pipes is excluded, and therefore the possibility of burning them out. Moreover, since the LHG is washed off over the entire surface of the heating pipes, the heat transfer surface increases, and therefore, the specific productivity of the regasifier in the vapor phase increases.

Прилагаемые иллюстрации поясняют суть предлагаемого изобретения. На фиг.1 представлена общая функциональная схема регазификатора. На фиг.2 показан вариант выполнения функциональной схемы, а на фиг.3 - вариант конструктивного выполнения устройства (поперечный разрез).The accompanying illustrations explain the essence of the invention. Figure 1 presents the General functional diagram of the regasifier. Figure 2 shows an embodiment of the functional diagram, and figure 3 is a variant of the structural embodiment of the device (cross section).

Автономный регазификатор (фиг.1) содержит нагреватель 1 и испаритель 2.Autonomous regasifier (figure 1) contains a heater 1 and an evaporator 2.

Нагреватель 1 состоит из жаровой трубы 4, в которой установлена горелка 3, и водяного объема 6. Жаровая труба 4 соединена с дымовой трубой 5.The heater 1 consists of a flame tube 4, in which a burner 3 is installed, and a water volume 6. The flame tube 4 is connected to the chimney 5.

Испаритель 2, в котором установлены греющие трубы 7, выполнен в виде герметичного блока, имеющего штуцера для подвода жидкой фазы СУГ и отвода паровой фазы. Греющие трубы 7 испарителя 2 соединены подводящими и отводящими трубами циркуляционного насоса 8 с водяным объемом 6 нагревателя 1.The evaporator 2, in which the heating pipes 7 are installed, is made in the form of a sealed unit having a fitting for supplying the liquid phase of the LPG and venting the vapor phase. The heating pipes 7 of the evaporator 2 are connected to the inlet and outlet pipes of the circulation pump 8 with the water volume 6 of the heater 1.

Автономный регазификатор оснащается необходимой запорно-регулирующей, предохранительной арматурой и КИП, размещается в контейнере и может быть установлен на автомобильном прицепе топливозаправщика СУГ. При этом привод циркуляционного насоса 8 осуществляется от электрической сети топливозаправщика СУГ. Топливом для блочной горелки является паровая фаза СУГ содержащаяся в емкости заправленного СУГ топливозаправщика.The autonomous regasifier is equipped with the necessary shut-off, safety valves and instrumentation, is located in the container and can be installed on the car trailer of the SUG tanker. The drive of the circulation pump 8 is carried out from the electric network of the LPG tanker. The fuel for the block burner is the vapor phase of the LPG contained in the tank of the refueling LPG of the tanker.

Работает устройство при включенной газовой горелке 3. Продукты сгорания нагревают стенки жаровой трубы 4 и отводятся через дымовую трубу 5, тепло от жаровой трубы 4 передается на стенки водяного объема 6, в результате чего происходит разогрев находящейся в нем жидкости - теплоносителя. В качестве теплоносителя может быть использована смесь этиленгликоля и воды (антифриз) с температурой замерзания -40°С.The device works when the gas burner 3 is turned on. Combustion products heat the walls of the heat pipe 4 and are removed through the chimney 5, the heat from the heat pipe 4 is transferred to the walls of the water volume 6, as a result of which the heating fluid is heated. A mixture of ethylene glycol and water (antifreeze) with a freezing temperature of -40 ° C can be used as a heat carrier.

Разогретый теплоноситель по отводящим трубам циркуляционным насосом 8 подается в греющие трубы 7, омываемые поступающим в испаритель 2 СУГ, нагревает и испаряет его, переводя из жидкой фазы в газообразную.Heated coolant through the discharge pipes by a circulation pump 8 is fed into the heating pipes 7, washed by the LPG supplied to the evaporator 2, heats and evaporates it, transferring from the liquid phase to the gaseous one.

Для повышения удельной производительности устройства в водяном объеме 6 нагревателя 2 (фиг.2) могут быть установлены дымогарные трубы 9, соединенные с жаровой трубой 4 по тракту дымовых газов, что увеличивает поверхность контакта продуктов сгорания жаровой трубы 4 с теплоносителем.To increase the specific productivity of the device in the water volume 6 of the heater 2 (FIG. 2), smoke tubes 9 can be installed connected to the flame tube 4 along the flue gas path, which increases the contact surface of the combustion products of the flame tube 4 with the coolant.

Такой же эффект достигается, если испаритель 1 и нагреватель 2 (фиг.1) установить друг относительно друга с зазором 10, который по тракту дымовых газов сообщается с жаровой трубой 4. В этом случае дымовые газы отдают тепло одновременно и теплоносителю, и испаряемому газу через стенку блока испарителя 1.The same effect is achieved if the evaporator 1 and the heater 2 (Fig. 1) are installed relative to each other with a gap 10, which is connected through the flue gas path to the flue pipe 4. In this case, the flue gases give off heat simultaneously to the heat carrier and the vaporized gas through evaporator block wall 1.

Конструктивно регазификатор получается наиболее компактным и имеет при этом максимальную удельную производительность за счет увеличения поверхности теплообмена, если нагреватель 1 и испаритель 2 имеют цилиндрическую форму и концентрично расположены друг относительно друга (фиг.3). При горизонтальной установке регазификатора сжиженный газ подается снизу и отводится сверху испарителя 2, двигаясь вверх противотоком относительно движения теплоносителя.Structurally, the regasifier turns out to be the most compact and at the same time has the maximum specific productivity due to an increase in the heat exchange surface, if the heater 1 and the evaporator 2 are cylindrical in shape and concentrically arranged relative to each other (Fig. 3). When the regasifier is installed horizontally, liquefied gas is supplied from below and is discharged from above the evaporator 2, moving upward in countercurrent relative to the movement of the coolant.

Таким образом, техническое решение обеспечивает высокую надежность и удельную производительность регазификатора при условии его независимости от внешних источников энергии: горячей воды или электроэнергии.Thus, the technical solution provides high reliability and specific performance of the regasifier, provided that it is independent of external energy sources: hot water or electricity.

Claims

1. An autonomous regasifier containing a heater consisting of a flame tube and a burner, and an evaporator having an LPG liquid phase inlet and a vapor phase outlet, characterized in that the evaporator is made in the form of a sealed unit in which heating pipes are installed, and the heater is equipped with a water volume moreover, the heating pipes of the evaporator are connected to the inlet and outlet pipes of the circulation pump with the water volume of the heater, and smoke tubes are installed in the water volume of the heater connected to the flame tube through the path of the smoke call.

2. The regasifier according to claim 1, characterized in that the heater and the evaporator are cylindrical in shape and concentrically arranged relative to each other.

3. The regasifier according to claim 1, characterized in that the evaporator and heater are installed relative to each other with a gap that communicates with the flame tube through the flue gas path.