[發明專利]高效汽化器用雙翅片管組合換熱元件

有效

• 申請號: 201210401081.7
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN102889813A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 陳永東;周兵;程沛
• 申請（專利權）人: 合肥通用機械研究院
• 主分類號: F28F1/10
• 分類號: F28F1/10
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域：

本發明涉及一種適用于LNG汽化器用高效傳熱元件，尤其指一種高效汽化器用雙翅片管組合換熱元件。

背景技術

LNG汽化是指利用汽化器將極低溫的LNG汽化至接近常溫并輸出的技術，國際上現役的汽化設備大多采用開架式汽化器作為主流方案。

開架式汽化器采用將特殊構造的傳熱單元管焊接聯排形成換熱板束，LNG由底部進入板束，通過收集分布管結構均勻分配進入各傳熱單元管。采用海水作為熱源，通過收集分布管結構均勻噴淋至換熱板束頂部，在各傳熱單元管外表面形成降膜流動，從而對傳熱單元管內部向上流動的天然氣進行加熱并達到最終汽化的目的。

開架式汽化器在使用過程中，傳熱單元管外壁靠近天然氣入口的下端，由于管內甚低溫的LNG與管外海水直接換熱，造成海水溫度急劇下降。當海水溫度低于相應狀態下的冰點時，海水便會在傳熱單元管外壁結冰，從而影響換熱管的整體傳熱性能，進而影響整機運轉效率和汽化輸出量。

為避免海水長期沖蝕和腐蝕，傳熱單元管選擇特殊性能鋁合金材料，并在傳熱管外壁進行特殊噴涂表面處理。

隨著我國LNG消費量和大宗進口的急劇增長，LNG汽化技術的研究顯得相對不足。特殊結構高性能換熱單元管為開架式汽化器的核心技術之一。目前我國的開架式汽化器全部依賴進口，現有汽化換熱管，其傳熱單元管外表面為非規則凸起形狀，管內壁采用周向均布的細密的內翅片。這樣的結構形式可以有效提高外管內外壁的傳熱面積，同時增加了外管管內介質的湍流度。由于這種結構存在相當程度的加工難度，模具制作復雜，現有模具不能滿足無縫擠壓制造，同時由于特殊鋁合金加工一次成型技術尚不成熟，阻礙了其推廣應用。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種傳熱高效、制造簡單、設計精確、安裝靈活的高效汽化器用雙翅片管組合換熱元件，抑制換熱元件底部靠近LNG入口處的結冰現象。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明高效汽化器用雙翅片管組合換熱元件，其結構特點是設置：

一外管，呈豎立安裝，在所述外管的外側壁上沿軸向設置外管翅片；

一內管，套裝在所述外管中，在所述內管的外側壁上沿軸向設置內管翅片，所述內管處在所述外管的下半段；

一螺旋狀擾流桿，套裝在所述外管中，處在所述外管的上半段、并承接在所述內管的頂端，所述螺旋狀擾流桿的橫斷面呈“十”字。

本發明高效汽化器用雙翅片管組合換熱元件，其結構特點也在于：

所述內管的底部與外管的底部平齊，所述螺旋狀擾流桿與所述外管的頂部平齊。

所述內管的高度是外管高度的一半。?

所述外管翅片與所述外管底部平齊，高度較所述外管長度稍短，并在頂端形成斜削錐面。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明由內管和外管將整個換熱長度分為靠近底部的汽化段和靠近頂部的加熱段，在汽化段內，由于存在內管與外管的間隙，使得間隙內的LNG先于內管內部的汽化，進而作為熱源繼續加熱內管內部的LNG，這樣的結果造成了外管外表面溫度的提高，有效抑制了海水的結冰。

2、本發明在內管上方設置擾流桿，有效增加了加熱段內天然氣的流動湍流度，提高了傳熱效率。

3、本發明制造簡單，制造及維護成本低；

4、本發明中由于內管管徑及翅片高度易于控制，可以基于傳熱模型根據適應不同處理量的工況設計調整間隙流通面積大小及間隙面積與內管管內流通截面的面積比，從而實現傳熱的精確設計和控制；

5、本發明中相鄰外管焊接組裝成傳熱板束時，只需將任意相對位置的外管翅片點焊聯排即可。

附圖說明

圖1為本發明俯視結構示意圖；

圖2為本發明縱剖面示意圖；

圖中標號：1外管翅片，2外管，3擾流桿，4內管，5內管翅片。

具體實施方式

參見圖2、圖3，本實施例中高效汽化器用雙翅片管組合換熱元件的結構形式是設置：

一外管2，呈豎立安裝，在外管2的外側壁上沿軸向設置外管翅片1；

一內管4，套裝在外管2中，在內管4的外側壁上沿軸向設置內管翅片5，內管4處在外管2的下半段；

一螺旋狀擾流桿3，套裝在外管2中，處在外管2的上半段、并承接在內管4的頂端，螺旋狀擾流桿的橫斷面呈“十”字。