新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器.pdf

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1、10申请公布号CN104075108A43申请公布日20141001CN104075108A21申请号201410273364722申请日20140618F17C7/04200601F17C9/0220060171申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号申请人西安倍更电子科技有限公司72发明人巨永林傅允准刘家琛周天赤毛长钧74专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中54发明名称新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器57摘要本发明提供了一种新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器，包括第一壳体和第二壳第一壳体包括第一筒体、中间传热流体热源流体换热段和中间传热流体L。

2、NG换热段；第二壳体包括第二筒体、第二筒体内部的热源传热流体LNG过热换热段；热源流体通过并联方式分别流经中间传热流体热源流体换热段和热源传热流体LNG过热换热段；LNG依次流经中间传热流体LNG换热段和热源传热流体LNG过热换热段；内部的中间传热流体热源流体换热段、中间传热流体LNG换热段以及热源传热流体LNG过热换热段采用螺旋管式换热器。本发明具有换热效率高，汽化器长度短，占地面积小，稳定性和汽化效率高，换热面积大的特点。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图1页10申请公布号CN104075108ACN1。

3、04075108A1/1页21一种新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器，其特征在于，包括第一壳体S1，所述第一壳体S1包括第一筒体以及设置于第一筒体内部的中间传热流体热源流体换热段E1和中间传热流体LNG换热段E2；第二壳体S2，所述第二壳体S2包括第二筒体以及设置于第二筒体内部的热源传热流体LNG过热换热段E3；所述中间传热流体LNG换热段E2和热源传热流体LNG过热换热段E3相连通；热源流体通过并联方式分别流经中间传热流体热源流体换热段E1和热源传热流体LNG过热换热段E3；LNG依次流经中间传热流体LNG换热段E2和热源传热流体LNG过热换热段E3；其中，所述第一筒体内部充满中间流体介质，。

4、第一支热源流体流经中间传热流体热源流体换热段E1加热中间流体介质形成气态中间流体；LNG流经中间传热流体LNG换热段E2并被气态中间流体加热后形成NG流出；第二支热源流体流经热源传热流体LNG过热换热段E3；由中间传热流体LNG换热段E2流出的NG进入热源流体流经热源传热流体LNG过热换热段E3，经过第二支热源流体进一步加热后排出。2根据权利要求1所述的新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器，其特征在于，所述中间传热流体热源流体换热段E1、中间传热流体LNG换热段E2和热源传热流体LNG过热换热段E3内部的换热管束均采用螺旋式结构。3根据权利要求1或2所述的新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器，其特。

5、征在于，所述中间传热流体热源流体换热段E1和热源传热流体LNG过热换热段E3分别设有与热源流体入口相连通的热源流体入口端以及与热源流体出口相连通的热源流体出口端；所述中间传热流体LNG换热段E2设有LNG入口端和NG出口端；所述热源传热流体LNG过热换热段E3还设有NG入口端和天然气出口端，所述NG出口端与NG入口端相连通。4根据权利要求3所述的新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器，其特征在于，所述热源流体入口和热源流体入口端之间以及热源流体出口和热源流体出口端之间分别通过热源流体管路相连通，所述热源流体管路上分别设有阀门。5根据权利要求1或2所述的新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器，其特征在于。

6、，所述热源流体采用海水、河水或清水。6根据权利要求5所述的新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器，其特征在于，热源流体的入口端设有水处理装置。7根据权利要求1或2所述的新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器，其特征在于，所述中间流体介质采用氟利昂、醇类化合物以及烷烃类化合物中的一种或几种的组合。权利要求书CN104075108A1/5页3新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器技术领域0001本发明涉及LNG中间流体汽化器技术领域，具体地，涉及一种新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器。背景技术0002目前，我国天然气消费强劲增长，据统计2013年我国天然气需求量缺口在400亿立方米左右，预计2020年天然气市。

7、场缺口将达到900亿立方米。天然气的运输通常是以液态天然气LNG形式完成的，而终端用户使用的都是气态的天然气NG，因此在运输到用户之前需要将液态的天然LNG气转换为气态的天然气NG。由于液态天然气LNG的温度为165摄氏度左右，在技术上为汽化过程提供所要吸收的大量热量，存在相当的难度。LNG中间流体汽化器是目前主要使用的液化天然气海水汽化器，其主体主要由三个部分构成海水LNG换热段、中间传热流体海水换热段和中间传热流体LNG换热段。目前，LNG中间流体汽化普遍存在着换热器体积过大和换热效率较低的问题。0003申请号为011004525的中国专利公开了一种中间流体型汽化器，该中间流体型汽化器，包。

8、含一个通过在壳体中设置热源管而形成的中间流体型汽化器，在其中包含有中间流体，以用热源介质和液体中间流体之间的热交换汽化液相的中间流体，通过在壳体中提供热交换管而构成液相的气体汽化器，其用液化气和汽化的中间流体之间的热交换对液化气进行汽化。通过对直管进行排列而形成热源管，从而构成两个或多个通道。该专利海水LNG换热段、中间传热流体海水换热段换热管都采用直管排列，导致汽化器长度过长，占地面积过大。另外海水LNG换热段、中间传热流体海水换热段换热管中海水流动方式采用串联方式，导致中间流体型汽化器在冬季海水温度较低时，不仅换热效率低，甚至出现无法气化的现象。发明内容0004本发明针对现有技术中存在的换。

9、热效率低、占地面积大等不足，提供了一种新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器。0005本发明是通过以下技术方案实现的。0006一种新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器，包括0007第一壳体S1，所述第一壳体S1包括第一筒体以及设置于第一筒体内部的中间传热流体热源流体换热段E1和中间传热流体LNG换热段E2；0008第二壳体S2，所述第二壳体S2包括第二筒体以及设置于第二筒体内部的热源传热流体LNG过热换热段E3；所述中间传热流体LNG换热段E2和热源传热流体LNG过热换热段E3相连通；0009热源流体通过并联方式分别流经中间传热流体热源流体换热段E1和热源传热流体LNG过热换热段E3；0010LNG。

10、依次流经中间传热流体LNG换热段E2和热源传热流体LNG过热换热段E3；说明书CN104075108A2/5页40011其中，0012所述第一筒体内部充满中间流体介质，第一支热源流体流经中间传热流体热源流体换热段E1加热中间流体介质形成气态中间流体；LNG流经中间传热流体LNG换热段E2并被气态中间流体加热后形成NG流出；0013第二支热源流体流经热源传热流体LNG过热换热段E3；由中间传热流体LNG换热段E2流出的NG进入热源流体流经热源传热流体LNG过热换热段E3，经过第二支热源流体进一步加热后排出。0014优选地，所述中间传热流体热源流体换热段E1、中间传热流体LNG换热段E2和热源传热。

11、流体LNG过热换热段E3内部的换热管束均采用螺旋管式结构。0015优选地，所述中间传热流体热源流体换热段E1和热源传热流体LNG过热换热段E3分别设有与热源流体入口相连通的热源流体入口端以及与热源流体出口相连通的热源流体出口端；所述中间传热流体LNG换热段E2设有LNG入口端和NG出口端；所述热源传热流体LNG过热换热段E3还设有NG入口端和天然气出口端，所述NG出口端与NG入口端相连通。0016优选地，所述热源流体入口和热源流体入口端之间以及热源流体出口和热源流体出口端之间分别通过热源流体管路相连通，所述热源流体管路上分别设有阀门。0017优选地，所述热源流体采用海水、河水或清水。0018优。

12、选地，热源流体的入口端设有水处理装置。0019优选地，所述中间流体介质采用氟利昂、醇类化合物以及烷烃类化合物中的一种或几种的组合。0020与现有技术相比，本发明具有如下有益效果00211、本发明的热源传热流体LNG过热换热段E3和中间传热流体热源传热流体换热段E1换热器、中间传热流体LNG换热段E2换热器结构均采用高效螺旋管换热器，不仅提高了换热效率和汽化效率，避免了热源的盐析和结冰的现象，而且汽化器长度缩短，占地面积缩小；00222、热源流体以并联方式分别进入中间传热流体热源流体换热段E1和热源传热流体LNG过热换热段E3的换热器，然后分别从E1的热源流体出口端9和E3的热源流体出口端10流。

13、出，最后合流到热源流体出口，这样提高了中间传热流体热源流体换热段E1热源流入口端的流体温度，提高了其换热效率和汽化效率，避免了热源的盐析和结冰的现象；00233、本发明采用螺旋管式结构，相比现有的直管排列，不仅提高换热效率，而且降低了汽化器长度，减小了占地面积；采用并联的热源流体流动方式，相比现有的串联流动方式，极大的提高了稳定性和汽化效率，同时增加了换热器的换热面积。附图说明0024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，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显0025图1是本发明新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器结构示意图。说明书CN104075108A3/5页5具体实施方式。

14、0026下面对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。0027请参阅图1。0028本实施例提供了一种新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器，包括0029第一壳体S1，所述第一壳体S1包括第一筒体以及设置于第一筒体内部的中间传热流体热源流体换热段E1和中间传热流体LNG换热段E2；0030第二壳体S2，所述第二壳体S2包括第二筒体以及设置于第二筒体内部的热源传热流体LNG过热换热段E3；所述中间传热流体LNG换热。

15、段E2和热源传热流体LNG过热换热段E3相连通；0031热源流体通过并联方式分别流经中间传热流体热源流体换热段E1和热源传热流体LNG过热换热段E3；0032LNG依次流经中间传热流体LNG换热段E2和热源传热流体LNG过热换热段E3；0033其中，0034所述第一筒体内部充满中间流体介质，第一支热源流体流经中间传热流体热源流体换热段E1加热中间流体介质形成气态中间流体；LNG液化天然气流经中间传热流体LNG换热段E2并被气态中间流体加热后形成NG气态天然气流出；0035第二支热源流体流经热源传热流体LNG过热换热段E3；由中间传热流体LNG换热段E2流出的NG进入热源流体流经热源传热流体LN。

16、G过热换热段E3，经过第二支热源流体进一步加热后排出。0036进一步地，所述中间传热流体热源流体换热段E1、中间传热流体LNG换热段E2和热源传热流体LNG过热换热段E3内部的换热管束均采用螺旋管式结构。0037进一步地，所述中间传热流体热源流体换热段E1和热源传热流体LNG过热换热段E3分别设有与热源流体入口相连通的热源流体入口端以及与热源流体出口相连通的热源流体出口端；所述中间传热流体LNG换热段E2设有LNG入口端和NG出口端；所述热源传热流体LNG过热换热段E3还设有NG入口端和天然气出口端，所述NG出口端与NG入口端相连通。0038进一步地，所述热源流体入口和热源流体入口端之间以及热。

17、源流体出口和热源流体出口端之间分别通过热源流体管路相连通，所述热源流体管路上分别设有阀门。0039进一步地，所述热源流体采用海水、河水或清水。0040进一步地，热源流体的入口端设有水处理装置。0041进一步地，所述中间流体介质采用氟利昂、醇类化合物以及烷烃类化合物中的一种或几种的组合。0042下面结合附图对本实施例做进一步描述。0043如图1所示，本实施例提供的新型螺旋管结构LNG中间流体汽化器，其结构主要由中间传热流体热源流体换热段E1、中间传热流体LNG换热段E2、热源传热流体LNG过热换热段E3等组成。说明书CN104075108A4/5页60044其中，0045第一壳体S1，其结构主要。

18、包括第一筒体、中间传热流体热源流体换热段E1、中间传热流体LNG换热段E2。中间传热流体LNG换热段E2为螺旋管式换热器，中间传热流体LNG换热段E2设有与LNG入口相连通的LNG入口端14和NG出口端13，中间传热流体LNG换热段E2被气态中间流体加热，LNG变成NG从NG出口端13流出。0046中间传热流体热源流体换热段E1为螺旋管式换热器，中间传热流体热源流体换热段E1设有与热源流体入口相连通的热源流体入口端8和与热源流体出口相连通的热源流体出口端9连接，热源流体流经中间传热流体热源流体换热段E1加热中间流体，然后热源流体降温并从热源流体出口端9流出。0047第二壳体S2，其结构主要包括。

19、第二筒体和热源传热流体LNG过热换热段E3。热源传热流体LNG过热换热段E3为螺旋管式换热器。热源传热流体LNG过热换热段E3设有与热源流体入口相连通的热源流体入口端7和与热源流体出口相连通的热源流体出口端13、以及与NG出口端相连通的NG入口端12和与天然气出口相连通的天然气出口端11；从NG出口端13流出的气态天然气NG进入热源传热流体LNG过热换热段E3，被热源传热流体LNG过热换热段E3中的热源流体进一步加热，然后天然气出口端11排出。0048热源流体从E3的热源流体入口端7进入，流经E3，经热源流体加热气态天然气后，热源流体温度下降，从热源流体出口端10流出。0049热源流体分别经过。

20、热源流体管路上的第一阀门1和第四阀门4，进入热源传热流体LNG过热换热段E3和中间传热流体热源流体换热段E1，分别加热NG和中间流体后，再分别从E3的热源流体出口端10和E1的热源流体出口端9流出，然后经过第三阀门3和第五阀门5后，合流到热源流体出口。0050在本实施例中，0051第一壳体S1的第一筒体中充满中间流体介质；中间传热流体热源流体换热段E1的热源流体入口端8与热源流体入口连接，第一支热源流体流经E1的换热管束后从热源流体出口端9流出；中间传热流体LNG换热段E2的LNG入口端与LNG入口连接，LNG经E2后被中间流体加热，从NG出口端13流出。0052第二支热源流体从E3的热源流体。

21、入口端7进入，流经E3的换热管束后从E3的热源流体出口端10流出。0053热源传热流体LNG过热换热段E3和中间传热流体热源传热流体换热段E1换热器、中间传热流体LNG换热段E2换热器结构为高效的螺旋管换热器；0054热源流体以并联方式分别进入热源传热流体LNG过热换热段E3换热器、中间传热流体热源传热流体换热段E1换热器，然后分别从E1的热源流体出口端9和E3的热源流体出口端10流出，然后合流到热源流体出口。0055热源流体管路上设置第一阀门1、第二阀门2、第三阀门3、第四阀门4、第五阀门5、第六阀门6，用于调节进入热源传热流体LNG过热换热段E3换热器和中间传热流体热源传热流体换热段E1换热器的热源流体流量。0056热源流体可以采用海水、河水、清水或其他流体。当热源流体采用海水或河水时，需设置水处理装置。0057中间流体介质可以采用氟利昂或醇类或烷烃类或其混合物。说明书CN104075108A5/5页70058以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明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形或修改，这并不影响本发明的实质内容。说明书CN104075108A1/1页8图1说明书附图CN104075108A。