[發明專利]一種空氣復溫式LNG汽化器及其工作方法

有效

• 申請號: 202010748915.6
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111879157B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 蔣慶峰;嚴思遠;宋肖;谷家揚;蔣志勇;馮國增;朱剛
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04;F28F9/22
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐澍

本發明公開了一種空氣復溫式LNG汽化器，包括殼體，所述殼體內固定設置有換熱芯體，殼體的右端面上部通過法蘭依順連通有文丘里式流體分布器和LNG入口管；下部連通有冷空氣出口接管器；左端面上部連通有NG出口接管器，下部通過法蘭依順連通有文丘里式流體分布器和熱空氣入口管。本發明解決了傳統LNG汽化器由于流道局部阻力、入口流道分布欠佳等因素的存在，帶來的換熱效率低、流動阻力大致使換熱器性能惡化的問題，結構簡單，便于加工，易于清洗，不僅大大增加換熱器換熱效率，而且延長了其使用壽命。

技術領域

本發明涉及散熱器技術領域，具體的是涉及一種新型空氣復溫式LNG汽化器及其工作方法。

背景技術

天然氣(NG)一般以液化天然氣(LNG)形式進行運輸，然而在實際使用過程中，無論是應用于工業能源需求還是應用于民用燃氣，液化天然氣(LNG)往往需要通過加熱汽化使其復溫至常溫氣態后使用。空氣作為廉價的低品位熱源，其優勢在于運行維護成本較低，易于獲得且不消耗能量和動力，廣泛運用于基本負荷型系統使用的LNG汽化器中。

LNG汽化器在傳熱過程中也存在諸多問題，如流體在流道內分布不均：由于流道局部阻力(如部分通道流阻過高)、入口流道分布欠佳(入口均流設置不合理)等因素的存在，大大降低LNG汽化器的換熱效率。特別的，由于LNG的液態與氣態密度比大(單位體積LNG 的密度約為單位體積NG的600倍，即單位體積LNG汽化后體積膨脹約600倍)，故LNG汽化器冷流道內分布不均尤為顯著。流道受阻：包括冷流道(物性變化導致出口氣體體積比劇增，帶來換熱效率低、壓力損失大等問題)、熱流道(換熱比表面積需求大，空氣側水分干燥不完全而導致流道結霜)等，都會引起流體流動不均從而使換熱器性能惡化。

由于LNG汽化時傳熱溫差大，其蒸發時沸騰為強迫對流換熱條件下的沸騰蒸發(即膜態沸騰)，傳熱系數降低，低溫液體和過熱氣體并存，流動過程為不平衡的兩相流，往往通過提高LNG的質量流速來改善。但提高LNG質量流速則導致汽化器內部擾流結構負載更高，強度更大，因此，傳統的以空氣作為熱源的LNG汽化器，其缺點在于其占地面積大，單位汽化量的設備成本高。

發明內容

本發明的目的是針對以上現有技術存在的問題和不足，提供一種新型復溫式LNG汽化器及其工作方法。

為達到上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種空氣復溫式LNG汽化器，包括殼體4，所述殼體4內固定設置有換熱芯體5，殼體4的左端面上部通過法蘭依順連通有文丘里式流體分布器3和LNG入口管2；下部連通有冷空氣出口接管器1；右端面上部連通有NG出口接管器6，下部通過法蘭依順連通有文丘里式流體分布器3和熱空氣入口管7。

所述換熱芯體5由隔熱固定板5a、若干換熱扁管5b、若干冷流道均熱擋板5c和若干熱流道均熱擋板5d組成，其中所述隔熱固定板5a的長寬與所述殼體4內的橫截面的長寬相同，隔熱固定板5a的上下平面上沿長度方向等間距對稱開設有若干條T型槽，槽與槽之間均開設有若干矩形孔5a1，所述換熱扁管5b采用金屬硬密封穿插在矩形孔5a1中，所述冷流道均熱擋板5c和熱流道均熱擋板5d的下端均設有T型凸肩，板面上開設有若干通孔5c1，所述冷流道均熱擋板5c通過T型凸肩與所述隔熱固定板5a上平面上的T型槽成配合連接，所述熱流道均熱擋板5d通過T型凸肩與所述隔熱固定板5a下平面上的T型槽成配合連接。

所述文丘里式流體分布器3由兩端設有喇叭口的喉腔3b和4根回流管3a構成，4根所述回流管3a與喉腔3b成十字形相連通，且同向成90度延伸。

所述隔熱固定板5a將所述殼體4內分隔為上下兩個流道，上流道為LNG冷流道4a，下流道為空氣熱流道4b。

所述的LNG冷流道4a自LNG入口端至NG出口端依順為擴張型的單邊成90度的梯形結構。