一种液化天然气冷能回收利用系统的制作方法

本实用新型涉及天然气气化过程中能量回收的技术领域，尤其是涉及一种液化天然气冷能回收利用系统。

背景技术：

天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体。

采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题。天然气作为一种清洁能源，和化石能源相比，燃烧过程中不会产生二氧化硫和粉尘，二氧化碳和氮氧化合物排放量的排放量也大幅度下降，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。

天然气的长距离大批量运输主要有管道运输和低压液态运输两种方式，管道运输的建设成本高，建设工期长，运输成本高昂，因此在大宗交易中，还是以低压液态运输为主。液态天然气到岸后先卸在接收站的大罐里，然后分装给各个车辆，运往使用地，在使用地完成气化和减压后输送到各使用点。

天然气在气化的过程中会释放大量的冷能，由于没有合适的能量回收及再利用系统，一般的气化站都是直接将其释放到大气中。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种液化天然气冷能回收利用系统，该液化天然气冷能回收利用系统能够将天然气气化过程中释放的冷能回收并用于降温，能够有效提高能量的利用率。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种液化天然气冷能回收利用系统，包括换热部分和冷水循环部分；

所述换热部分包括用于进行热量交换的换热水箱、设在换热水箱内用于运输液化天然气的换热管、与换热水箱连接的进水管、与换热水箱连接的排水管和与进水管连接的换热水泵；

所述换热管的两端分别从换热水箱的一组相对侧面伸出；

所述冷水循环部分包括与排水管连接的冷水池、与冷水池连接的循环水泵和与循环水泵连接的用于降低使用地点温度的循环水路；

所述换热水泵的输入端与冷水池连接。

通过采用上述技术方案，循环水泵将冷水池内的水不断对送入到换热水箱内进行冷却，需要气化的天然气流过换热管，与换热水箱内的水完成热量交换，液体天然气吸收水中的热量后温度上升，由液态变为气态，换热水箱内的水温度下降，然后流回到冷水池内。循环水路将冷水池内的水送入到使用地点，通过不断循环的冷水使使用地点的温度降低，这样可以将天然气气化过程中释放的冷能充分利用起来，起到节约能源的作用。

本实用新型进一步设置为：所述循环水路包括与循环水泵输出端连接的主冷水管、与主冷水管连接并安装在使用地点的分水管和与分水管连接的回水管。

通过采用上述技术方案，本实用新型给出了一种循环水路的具体结构，分水管安装在使用地点，主冷水管和回水管负责冷水的循环流动，分水管的数量和位置可以根据使用地点进行调整。

本实用新型进一步设置为：所述换热水箱的底面设有曝气管，所述换热水箱外设有空压站；

所述曝气管的输入端与空压站的输出端连接。

通过采用上述技术方案，空压站能够通过曝气管向换热水箱内注入空气，空气从曝气管出来后形成大量的气泡，能够有效的扰动换热水箱内的水体，避免出现水体流动速度慢时水体温度分布不均的问题。

本实用新型进一步设置为：所述曝气管均布在换热水箱的底面上。

通过采用上述技术方案，能够将曝气管的扰动效果最大化。

本实用新型进一步设置为：所述主冷水管上间隔设有用于补充主冷水管压力损失的增压水泵。

通过采用上述技术方案，增压水泵能够对主冷水管内的水体进行二次增压，避免出现水体流动速度过慢导致的降温效果下降。

本实用新型进一步设置为：还包括保护装置；

所述保护装置包括用于存放气化天然气的缓冲箱和连接在缓冲箱上的缓冲管与回流管；

所述缓冲管与回流管均与换热管连接；

所述缓冲管与换热管的连接处设有常闭压力单向阀，所述回流管与换热管的连接处设有止回阀。

通过采用上述技术方案，缓冲箱能够在发生突发情况下容纳气化的天然气气体，天然气的气化速度骤增时，多余对天然气能够进入到缓冲箱内，这样换热管内的管道压力不会出现剧烈波动，能有效避免其压力过大导致的破裂。

本实用新型进一步设置为：所述缓冲箱上设有用于降低缓冲箱内压力的泄压阀。

通过采用上述技术方案，缓冲箱内的压力过大时，多余的天然气能够通过泄压阀迅速排出，这样可以保护缓冲箱，避免其因压力过大出现损坏。

本实用新型进一步设置为：所述换热水箱的底面上设有排污阀。

通过采用上述技术方案，打开排污阀，换热水箱内的水会从排污阀流出，流出时能够将换热水箱底面上的沉淀一并带出。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.工作过程中，本实用新型中的循环水泵将冷水池内的水不断对送入到换热水箱内进行冷却，需要气化的天然气流过换热管，与换热水箱内的水完成热量交换，液体天然气吸收水中的热量后温度上升，由液态变为气态，换热水箱内的水温度下降，然后流回到冷水池内。循环水路将冷水池内的水送入到使用地点，通过不断循环的冷水使使用地点的温度降低，这样可以将天然气气化过程中释放的冷能充分利用起来，起到节约能源的作用。

2.本实用新型中的空压站能够通过曝气管向换热水箱内注入空气，空气从曝气管出来后形成大量的气泡，能够有效的扰动换热水箱内的水体，避免出现水体流动速度慢时水体温度分布不均的问题。

3.本实用新型在换热管上连接了缓冲箱，缓冲箱能够在发生突发情况下容纳气化的天然气气体，天然气的气化速度骤增时，多余对天然气能够进入到缓冲箱内，这样换热管内的管道压力不会出现剧烈波动，能有效避免其压力过大导致的破裂。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型的换热水箱的内部结构示意图。

图中，11、换热水箱；12、换热管；13、进水管；14、排水管；15、换热水泵；21、冷水池；22、循环水泵；31、主冷水管；32、分水管；33、回水管；41、曝气管；42、空压站；51、缓冲箱；52、缓冲管；53、回流管；54、常闭压力单向阀；55、止回阀；6、增压水泵；7、泄压阀；8、排污阀。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1和图2，为本实用新型公开的一种液化天然气冷能回收利用系统，包括换热部分和冷水循环部分。

换热部分由换热水箱11、换热管12、进水管13、排水管14和换热水泵15等组成。换热管12位于热水箱11内，其两端从换热水箱11的一组相对侧面伸出，负责将液态的天然气导入到换热水箱11内，与换热水箱11内的水完成热量交换。进水管13和排水管14分别连接在换热水箱11的另一组相对侧面上，负责将水导入到换热水箱11内并导出。换热水泵15连接在进水管13上，负责给水提供动力。

冷水循环部分由冷水池21、循环水泵22和循环水路等组成。冷水池21内充满水，换热管12和进水管13的自由端均插入到冷水池21内。循环水路由主冷水管31、分水管32和回水管33等组成，主冷水管31的一端插入到冷水池21内，另外一端沿着使用地点铺设，分水管32安装在使用地点的地面或者墙面内，当然也可以使用现有的暖气管道进行改造，回水管33同样沿着使用地点铺设，负责将分水管32内的水导回到冷水池21内。循环水泵22连接在主冷水管31上，负责给在循环水路内流动的水提供动力。主冷水管31上间隔设置有多个增压水泵6，负责补充主冷水管31内的压损。增压水泵6的安装位置根据主冷水管31内的压降确定，或者在后期的使用过程中根据使用情况进行安装，某个区域的分水管32循环速度慢时则需要增设增压水泵6。

换热水箱11附近的地面上安装有一个空压站42，其底面上安装有曝气管41，曝气管41的数量为一根时，则直接盘在换热水箱11的底面上，曝气管41的数量为多根时，则间隔固定在换热水箱11的底面上，多根曝气管41平行设置。曝气管41用卡环等直接固定在换热水箱11底面的内侧面上。曝气管41的一端与空压站42连接，负责将空压站42提供的压缩空气注入到换热水箱11内。空压站42工作时换热水箱11内能够产生大量的气泡，这些气泡能够搅动换热水箱11内的水，加快其流动，避免换热水箱11边角处的水始终处于静止状态。在对换热水箱11进行清洗时也可以先向其内部注入大量的空气，将沉积在换热水箱11内壁上的附着物冲下来。换热水箱11的底面上安装有排污阀8，清洗时打开排污阀8，冲下来的附着物会从排污阀8排出。

换热水泵15、循环水泵22、空压站42和增压水泵6等均连接在附近的配电柜内，由配电柜提供动力。

为了进一步提高使用的安全性，本实用新型还另设了保护装置，保护装置由缓冲箱51、缓冲管52、回流管53、常闭压力单向阀54、止回阀55和泄压阀7等组成，缓冲管52和回流管53的一端均连接在换热管12上，另一端均连接在缓冲箱51上，常闭压力单向阀54安装在缓冲管52与换热管12的连接处，止回阀55安装在回流管53与换热管12的连接处，泄压阀7安装在缓冲箱51上。工作时换热管12内的气体将常闭压力单向阀54冲开，多余的天然气进入到缓冲箱51内，缓冲箱51内的压力上升后，将止回阀55冲开，缓冲箱51内的天然气返回到换热管12内。缓冲箱51的气压继续上升时，泄压阀7被冲开，缓冲箱51内的天然气进入到大气中。

本实施例的实施原理为：

液态天然气流经换热管12，换热水泵15将冷水池21中的水抽取后通过进水管13注入到换热水箱11，液态天然气和水在换热水箱11内完成热量交换，液态天然气吸收热量，由液态转化为气态，换热水箱11内的水温度下降，然后通过排水管14返回到冷水池21内。该过程持续进行，因此冷水池21内的水始终处于低温状态。

循环水泵22将冷水池21内的水抽出后注入到主冷水管31内，然后冷水在分别进入到每一个分水管32内，最后从回水管33返回到冷水池21内。分水管32可以是另外铺设的管道，也可以使用现有的暖气管道，分水管32内的冷水与使用地点的空气或者地面进行热量交换，使其温度下降。当主冷水管31的长度较长时，需要增设增压水泵6，用以弥补管道的压力损失。

在长时间的运行过程中，换热水箱11内的水始终处于缓慢流动的状态，换热管12附近的水温要明显低于换热水箱11内壁处的水温，在靠近换热水箱11内壁的地方还会形成稳流区，因此需要定期开启空压站42，向换热水箱11内注入空气，通过曝气管41生成大量的水泡扰动水体，达到平衡温度和破坏稳流区的效果。清洗时也可以打开空压站42，通过气泡将附着在换热管12和换热水箱11内壁上的附着物冲下来，然后通过排污阀8排出。

运行过程中，换热管12内的压力骤增时，会将常闭压力单向阀54冲开，多余的天然气进入到缓冲箱51内，这样能够避免换热管12被压破。天然气进入到缓冲箱51后，缓冲箱51内的压力增加，将止回阀55冲开，多余的天然气返回到换热管12内，缓冲箱51的作用是容纳天然气气化速度波动时多余的天然气。当缓冲箱51内的压力过高时，泄压阀7被冲开，多余的天然气排入到大气中，由于天然气的密度极小，因此会迅速扩散到大气中，不会发生爆炸，缓冲箱51的压力恢复后泄压阀7迅速关闭。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。