[實(shí)用新型]一種改進(jìn)的浸沒(méi)燃燒式LNG氣化器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520365002.0
• 申請(qǐng)日: 2015-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204739930U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 銀建中;韓冬艷;徐琴琴;茹新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F28D1/04
• 分類號(hào): F28D1/04;F28F1/00
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于燃?xì)庠O(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種改進(jìn)的浸沒(méi)燃燒式LNG氣化器。

背景技術(shù)

浸沒(méi)燃燒式LNG氣化器是一種燃燒型氣化器，其運(yùn)行安全可靠，熱效率高達(dá)95％以上。在對(duì)其傳熱研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，浸沒(méi)燃燒式LNG氣化器的盤管傳熱面積不能被充分利用，主要體現(xiàn)在當(dāng)盤管內(nèi)LNG溫度升高到接近汽化點(diǎn)時(shí)，與LNG進(jìn)口段溫度較低時(shí)比較，升高同等溫度所需的傳熱面積急劇增大。使得近30％的盤管傳熱面積被用來(lái)滿足LNG由接近汽化點(diǎn)溫度升溫到最終排氣溫度所需的傳熱面積。這造成了浸沒(méi)燃燒式氣化器的盤管傳熱面積分配不合理，不能被充分利用。同時(shí)也使得浸沒(méi)燃燒式氣化器整體結(jié)構(gòu)不夠緊湊。為緩解這個(gè)問(wèn)題，本實(shí)用新型致力于提高盤管內(nèi)LNG傳熱后半段的傳熱系數(shù)，重新設(shè)計(jì)傳熱結(jié)構(gòu)，在滿足浸沒(méi)燃燒式氣化器熱效率的基礎(chǔ)上減少所需傳熱面積，使得裝置結(jié)構(gòu)緊湊，制造成本降低。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種改進(jìn)的浸沒(méi)燃燒式LNG氣化器。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種改進(jìn)的浸沒(méi)燃燒式LNG氣化器，包括水浴池，水浴池內(nèi)安裝有浸沒(méi)燃燒器、將燃燒煙氣引入水浴場(chǎng)的總煙管、一級(jí)煙管束和二級(jí)煙管束，一級(jí)煙管束、二級(jí)煙管束與總煙管連通，一級(jí)煙管束和二級(jí)煙管束上排布有若干噴氣小孔。一級(jí)煙管束和二級(jí)煙管束之間以及二級(jí)煙管束上方盤繞有LNG蛇形變徑盤管束，變徑盤管束出口、入口分別設(shè)有盤管束出口匯管、入口匯管。變徑盤管束、一級(jí)煙管束和二級(jí)煙管束由支架支撐置于水浴池中，且在支架四周及變徑盤管束間隔設(shè)有溢流板。所述的變徑盤管束由大管徑盤管束、變徑大小頭和小管徑盤管束組成。

進(jìn)一步特征，在盤管束后半段采用減小管徑的變徑管。

進(jìn)一步特征，設(shè)置有兩級(jí)煙管束，且二級(jí)煙管束進(jìn)口處設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，可選擇開(kāi)閉二級(jí)煙管束。

燃燒煙氣經(jīng)總煙管傳送到一級(jí)煙管束、二級(jí)煙管束中，經(jīng)其上的噴氣小孔噴出，擾動(dòng)并加熱水浴場(chǎng)，形成兩相流向上橫掠過(guò)變徑盤管束，使變徑盤管束內(nèi)的LNG被加熱。兩相流在涌出溢流板后分離，水落回形成回流，煙氣由煙囪排出。

隨著變徑盤管束內(nèi)LNG的溫度升高到接近汽化溫度，其與變徑盤管束外水浴之間的傳熱溫差越來(lái)越小。采用變徑管束減小管束內(nèi)徑，用結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化彌補(bǔ)由于溫差不穩(wěn)定引起的換熱削弱的原理是：LNG在小管徑的管束中流速增大，隨之Re增大，傳熱系數(shù)增大。此外，小管徑使得管束內(nèi)流動(dòng)阻力增加，管束內(nèi)LNG的壓力隨之降低，壓力降低有利于LNG的汽化。

本實(shí)用新型采用一級(jí)煙管束和二級(jí)煙管束，LNG在變徑盤管束進(jìn)口段溫度較低，不需要盤管束外氣液兩相流具有很高的溫度就能產(chǎn)生足夠大的傳熱溫差及傳熱系數(shù)，故可適當(dāng)減少燃燒煙氣的通入量。而隨著變徑盤管束內(nèi)LNG溫度的升高，其與盤管束外氣液兩相流的溫差越來(lái)越小，會(huì)影響傳熱效率，采用分級(jí)煙管，二級(jí)煙管束噴出的燃燒煙氣對(duì)水浴場(chǎng)再次擾動(dòng)和再次加熱，使二級(jí)煙管束周圍的氣液兩相流溫度升高，起到了傳熱強(qiáng)化的作用。此外，二級(jí)煙管束協(xié)助變徑盤管束擾動(dòng)氣液兩相流，增加了其紊流程度，強(qiáng)化傳熱。本裝置可根據(jù)變徑盤管束內(nèi)LNG的流量調(diào)節(jié)通入燃燒煙氣的方式以及初始水浴的高度。當(dāng)換熱要求不高時(shí)可選擇關(guān)閉二級(jí)煙管束，只由一級(jí)煙管束通入燃燒煙氣，此時(shí)二級(jí)煙管束只起到協(xié)助擾動(dòng)氣液兩相流的作用。

附圖說(shuō)明

圖1是除去支架和溢流板時(shí)改進(jìn)的浸沒(méi)燃燒式LNG氣化器裝配示意圖。

圖2是改進(jìn)的浸沒(méi)燃燒式LNG氣化器的裝配示意圖。

圖中：1大管徑盤管束；2變徑大小頭；3小管徑盤管束；4盤管束出口匯管；5盤管束進(jìn)口匯管；7一級(jí)煙管束；8一級(jí)煙管束上噴氣小孔；6二級(jí)煙管束；9二級(jí)煙管束上噴氣小孔；10總煙管；11流量調(diào)節(jié)閥；13、14、15、16、17溢流板。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

圖1、2所示為本實(shí)用新型的主體結(jié)構(gòu)示意圖，其中附圖標(biāo)記為：盤管束進(jìn)口匯管5；大管徑盤管束1；變徑大小頭2；小管徑盤管束3；盤管束出口匯管4；總煙管10；一級(jí)煙管束7以及其上噴氣小孔8；二級(jí)煙管束6以及其上噴氣小孔9；流量調(diào)節(jié)閥11，溢流板13、14、15、16、17。