一种U型壳式液化天然气气化器的制作方法

本实用新型属于液化天然气气化领域，尤其涉及一种U型壳式液化天然气气化器。

背景技术：

随着对清洁能源的需求越来越大，天然气作为环境友好的清洁能源在能源结构中的比重也越来越大，其使用越来越广泛，尤其是大型的液化天然气项目越来越多，陆上的大型液化天然气项目逐渐趋于饱和，选址等难度越来越大。大型液化天然气项目的发展逐渐由从陆上向海上发展的趋势。在所有的大型液化天然气接收站项目中，无论是陆上还是海上，实现液化天然气气化为天然气，液化天然气气化器都是非常关键的设备之一。

在现有的技术方案中， 陆上液化天然气接收站项目中经常使用的液化天然气气化器在浮式液化天然气项目中均不能适用，其中最有可能适用的液化天然气气化器设备主要是中间介质气化器（IFV），但是现有的IFV占地面积非常大，设计和制造都非常复杂，尤其是在浮式液化天然气项目中承载气化模块的空间非常有限，使得IFV的使用范围受到很大的局限，而且需要特殊的传热中间介质防晃荡处理结构，这些是IFV结构和设计本身无法避免的因素。因为IFV的原理是采用海水加热中间介质，然后通过中间介质再加热液化天然气使其气化为天然气，实际上采用的是将多个换热器组合为一体的结构，并且无法一次满足天然气的出口温度要求，还需要天然气过热器作为补充加热换热器。虽然IFV将分开式的三个换热器组合在一体，减少了整体空间和重量，但是还远远超出了浮式液化天然气项目中对有限空间利用的范围。另外，中间介质换热由于浮式液化天然气项目中船体的晃动而对换热效果的影响很大，需要复杂的特殊设计来避免中间介质波动对整个IFV气化器设备的性能产生的较大削减作用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种既能满足浮式液化天然气项目中对承载浮体有限空间布局要求又能减少设计制造难度的液化天然气气化器，其采用了如下技术方案：

一种U型壳式液化天然气气化器，包括U型壳体、两个管板、两个管箱，两个所述管板分别固定在所述U型壳体的两端部和两个管箱之间，其中一个管箱上设有液化天然气进口，另一个管箱上设有天然气出口；还包括若干换热管、第一圆型折流板、第二圆型折流板，所述换热管为U型，第二圆型折流板上的孔小于第一圆型折流板上的孔，所述第一圆型折流板和所述第二圆型折流板成间隔的安装于所述U型壳体中，第二圆型折流板将U型壳体分隔成若干相对独立的换热空间，若干所述换热管穿插在折流板上，若干所述换热管的端部固定在所述管板上，所述U型壳体上设有若干海水进口和海水出口，所述海水进口设在所述第一圆型折流板的一侧，所述海水出口设在所述第一圆型折流板的另一侧。每个相对独立的换热空间均具有海水进口和海水出口。

进一步，所述U型壳体包括第一管壳和第二管壳，第一管壳和第二管壳的一端通过非标准型法兰密封件连接到一起，所述非标准型法兰密封件设有弧形腔体，用于将第一管壳和所述第二管壳接通，所述第一圆型折流板和所述第二圆型折流板成间隔的安装于所述第一管壳和所述第二管壳中。

进一步，若干所述换热管的端部采用焊接、胀接或胀焊结合的方式与所述管板作固定连接。

进一步，还包括支撑固定装置，所述支撑固定装置安装在液化天然气气化器的任意位置，用于液化天然气气化器固定于载体上，并保证其任意零件保持相对位置。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

1、液化天然气气化器整体为U型设计，解决了以往采用中间介质气化器占用空间面积大的技术问题，并且U型壳式的结构设计给换热管留下了热胀冷缩的自由空间，完全解决了固定管板式换热器的换热管的轴向应力问题。

2. 通过若干设在折流板两侧的海水入口和海水出口，使得壳程采用相对分隔的独立单元进行换热，提高了换热效率。

3、改善了以往采用中间介质气化器进行换热时，浮式液化天然气项目中船体的晃动影响换热效果的技术问题，换热效果提高显著。

4、第二圆型折流板上的孔小于第一圆型折流板上的孔，第一圆型折流板的孔较大，允许海水大量通过换热，第二圆型折流板的孔较小仅允许少量海水通过，避免了壳程中存在换热停滞区，提高换热效果。

5、充分利用海水的热量，解决了以往采用中间介质气化器在换热的过程中必须采用中间介质的问题，简化了流程，提高了效率，大大降低了设备设计制造难度。

6，此设备虽然是为海上浮式液化天然气项目研制，更可以在陆地上的液化天然气项目使用。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本实用新型的整体结构示意图;

图2为本实用新型第一折流板的整体结构示意图；

图3为本实用新型第一折流板的局部放大图；

图4为本实用新型第二折流板的整体结构示意图；

图5为本实用新型第二折流板的局部放大图；

图6为本实用新型非标准型法兰密封件的结构示意图。

具体实施方式

如图1-5所示，一种U型壳式液化天然气气化器，包括U型壳体、两个管箱1、两个管板2。U型壳式液化天然气气化器上安装有支撑固定装置13，所述支撑固定装置安装在液化天然气气化器的任意位置，例如U型壳体、管箱、管板上，用于方便液化天然气气化器固定于载体上，并保证其任意零件保持相对位置。采用U型结构，给换热管留下了因为热胀冷缩的自由空间，完全解决了固定管板式换热器的换热管的应力问题。

所述U型壳体包括第一管壳10和第二管壳11，第一管壳和第二管壳的一端通过非标准型法兰密封件12连接到一起，所述非标准型法兰密封件为弧形管状件，其具有弧形管道，用于将第一管壳和第二管壳接通，两个所述管板分别固定在两个管壳和两个管箱之间。所述支撑固定装置可以安装在第一管壳10或/和第二管壳11上。

优选地，管箱和管板之间、管板和管壳之间安装有法兰（图中未标出），并且通过同一套螺栓（图中未标出）进行连接，管壳和非标准型法兰密封件之间通过法兰和螺栓进行连接。该设计使得该设备方便拆装，并且便于清洗和维护。

其中一个管箱上设有液化天然气进口3，另一个管箱上设有天然气出口4，还包括若干换热管5、第一圆型折流板6、第二圆型折流板7，所述换热管为U型，所述第一圆型折流板和所述第二圆型折流板成间隔的安装于所述第一管壳和所述第二管壳中，若干换热管穿插在折流板上，若干所述换热管的端部固定在所述管板上，所述管壳上设有若干海水进口8和海水出口9，所述海水进口设在所述第一圆型折流板的一侧，所述海水出口设在所述第一圆型折流板的另一侧。第二圆型折流板上的孔小于第一圆型折流板上的孔，换热管与折流板中的孔处于同心位置，海水通过换热管与第一圆型折流板和第二圆型折流板的孔之间的环形空间，第一圆型折流板和换热管之间的的环形空间尽可能大，可以通过比较多的海水，第二圆型折流板和换热管之间的环形空间尽可能小，仅有极少量的海水通过。如此一来，相当于第二圆型折流板将壳程分隔成若干相对独立的换热空间，各换热空间具有独立的海水进出口，分别可以独立进行换热，提高换热效率，既可以解决气化器运行结冰的问题，也可以直接满足液化天然气气化为天然气后出口的温度要求。第一圆型折流板的孔较大，允许海水大量通过换热，第二圆型折流板的孔较小仅允许少量海水通过，避免了壳程中存在换热停滞区。

优选地，若干所述换热管的端部采用焊接、胀接或胀焊并有的方式和所述管板作固定连接。

其工作原理如下：

经液化天然气气化器高压泵（图中未标出）输送的液化天然气从液化天然气进口3进入到管箱中，随后经过管板进入到若干换热管中，从海水泵（图中未标出）输送的加热后的海水输送到海水总管（图中未标出），通过海水总管将海水通过海水进口8送入到液化天然气气化器中，海水从第一圆型折流板的一侧流入到第一圆型折流板的另一侧，在一定壳程内与换热管中的液化天然气进行换热，经过冷却后的海水从海水出口9中排出。在此过程中，实现了液化天然气到天热气的转化，天热气经过管板、管箱，从天热气出口4输出，被输送到下游管道。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。