[發明專利]一種防凍結的LNG換熱方法及裝置

有效

• 申請號: 201410430060.7
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104215105A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 徐文東;趙建河;許歡歡;潘季榮
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28F9/22
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種防凍結的LNG換熱方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）所述換熱裝置為U形管式換熱器，LNG走管程，換熱介質走殼程，LNG由LNG進口進入管箱下部，再進入U形管，?-162~-140℃的低溫LNG進入U形管，?U形管的LNG氣化段與套管之間環隙中的中間冷媒換熱后升溫氣化為-70~-50℃的氣態天然氣，進入U形管的NG加熱段與殼體殼程的常規換熱介質換熱后，升溫后進入管箱上部，并由天然氣出口流出；所述中間冷媒凝固點小于-140℃；

（2）所述低凝固點的中間冷媒為丙烷丁烷混合物即C3C4混合物，C3C4混合物在所述環隙內發生氣液相變，氣態C3C4混合物與U形管中LNG換熱后，降溫冷凝為液態C3C4混合物并滴落至所述環隙底部，再經與殼體殼程的常規換熱介質換熱后，升溫氣化為氣態C3C4混合物并升至所述環隙上部，再次與U形管的LNG換熱冷凝為液態C3C4混合物，如此不斷的進行冷凝-氣化循環，將LNG的冷能傳遞給常規換熱介質，發揮其作為中間冷媒的作用；常規換熱介質由冷媒進口進入換熱器殼程，經過在換熱器上部與氣態天然氣換熱和在換熱器下部與C3C4混合物換熱后，降溫至低溫狀態并流出換熱器。

2.根據權利要求1所述的一種防凍結的LNG換熱方法，其特征在于，步驟（2）中當?常規換熱介質為凝固點為0~-50℃的常規換熱介質時，中間冷媒采用丙烷摩爾分數為50~100%的C3C4混合物。

3.實現權利要求1所述的防凍結的LNG換熱方法的裝置，所述裝置為U形管式換熱器，包括管箱和殼體，其特征在于，所述裝置還包括U形管、套管、縱向折流板和分程板，所述縱向折流板將殼體分為上、下相通的兩部分；分程板將管箱分為上、下兩部分，管箱下部設有LNG進口，靠近LNG進口的殼體外設有冷媒出口，管箱上部設有天然氣出口，靠近天然氣出口的殼體外設有冷媒進口；管箱的上、下部通過U形管相連通；所述U形管由位于換熱器下部的LNG氣化段和位于換熱器上部的NG加熱段組成；所述U形管位于殼體下部的LNG氣化段外部套有所述套管。

4.根據權利要求3所述的一種防凍結的LNG換熱裝置，其特征在于U形管為LNG流通通道，LNG氣化段與套管之間的環隙內填裝低凝固點的C3C4混合物；所述NG加熱段為單管結構，管內為低溫氣態天然氣流通通道。