船用立式缠绕管式换热器及液态天然气气化系统的制作方法

本发明涉及船舶推进装置，特别涉及一种船用立式缠绕管式换热器及液态天然气气化系统。

背景技术：

1、随着世界范围环境保护意识的觉醒，人们对天然气这种清洁能源的需求与日俱增，液化天然气(lng)被认为是天然气运输和储存的有效途径。缠绕管式换热器是大型海上天然气浮式平台的首选主低温换热器。据统计，约90％的大型海上天然气浮式平台采用了缠绕管式换热器。

2、缠绕管式换热器是由多层圆管围绕中心筒缠绕而成，每层绕管之间用金属垫条隔开，通过卡箍与垫条的焊接作用将管束层层固定于中心筒与外部壳体之间的腔体内。液化天然气作为第一介质在绕管内流动被加热，而高温蒸汽作为第二介质在壳体内流动被冷却。

3、然而，当高温蒸汽接触低温lng绕管时，蒸汽会在绕管表面产生冷凝，形成一层液膜，这层液膜会增加绕管的热阻，降低换热效率，严重情况下会导致整个换热器失效。此外，随着冷凝液的不断生成，会累积在换热器底部，由于船舶航行过程的不稳定性，会导致换热器底部的液体晃动，从而影响换热器的结构稳定性，增加运行成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种船用立式缠绕管式换热器及液态天然气气化系统，以至少解决现有缠绕管式换热器因产生液膜而导致换热效率低下的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种船用立式缠绕管式换热器，包括：外壳、中心杆、换热绕管和振动装置；所述外壳的顶部开设有管侧进口，底部设置有底座；所述中心杆固定于所述底座中心；所述换热绕管经由所述管侧进口进入所述外壳内，且缠绕所述中心杆设置；所述振动装置固定于所述中心杆，以按预设方式使所述中心杆振动，并带动所述换热绕管振动，以去除液膜。

3、可选的，在所述的船用立式缠绕管式换热器中，所述管侧进口设置有顶部封头，所述换热绕管靠近所述管侧进口的一端通过所述顶部封头固定。

4、可选的，在所述的船用立式缠绕管式换热器中，所述外壳的上部设置有管板，所述中心杆靠近所述管侧进口的一端通过所述管板固定。

5、可选的，在所述的船用立式缠绕管式换热器中，所述换热绕管缠绕于所述中心杆的上部，所述振动装置设于所述中心杆的下部。

6、可选的，在所述的船用立式缠绕管式换热器中，所述外壳的上部开设有蒸汽入口和蒸汽出口，高温蒸汽通过所述蒸汽入口进入所述外壳，并在换热后从所述蒸汽出口输出。

7、可选的，在所述的船用立式缠绕管式换热器中，所述外壳的下部开设有管侧出口，所述换热绕管远离所述管侧进口的一端通过所述管侧出口与外部相连；液态天然气经由靠近所述管侧进口的一端进入所述换热绕管，且气化后的天然气经由靠近所述管侧出口的一端从所述换热绕管中输出。

8、可选的，在所述的船用立式缠绕管式换热器中，所述振动装置为气动式振动器，所述气动式振动器包括振动器壳体、振动器底座和高压空气管线；所述振动器底座与所述振动器壳体相连，且与所述中心杆相固定；所述振动器壳体具有进气口和出气口，所述高压空气管线与所述进气口相连通，以对所述振动器壳体送入高压空气，以使所述振动器底座发生振动。

9、可选的，在所述的船用立式缠绕管式换热器中，所述外壳的下部还开设有高压空气管线进口，所述高压空气管线经由所述高压空气管线进口进入所述外壳并与所述进气口相连。

10、可选的，在所述的船用立式缠绕管式换热器中，所述船用立式缠绕管式换热器还包括止荡板，所述止荡板位于所述外壳内的下部，且与所述底座之间具有距离。

11、可选的，在所述的船用立式缠绕管式换热器中，所述止荡板开设有孔洞，所述孔洞的直径为所述止荡板直径的一半，且所述孔洞的轴心与所述止荡板的轴心重合。

12、为解决上述技术问题，本发明还提供一种液态天然气气化系统，包括如上任一项所述的船用立式缠绕管式换热器。

13、本发明提供的船用立式缠绕管式换热器及液态天然气气化系统，包括：外壳、中心杆、换热绕管和振动装置；所述外壳的顶部开设有管侧进口，底部设置有底座；所述中心杆固定于所述底座中心；所述换热绕管经由所述管侧进口进入所述外壳内，且缠绕所述中心杆设置；所述振动装置固定于所述中心杆，以按预设方式使所述中心杆振动，并带动所述换热绕管振动，以去除液膜。通过将换热绕管紧密缠绕在中心杆上，并在中心杆上安装一振动装置，使得在振动装置带动中心杆振动时，能够将换热绕管上产生的液膜振动抖落，从而降低了换热热阻，提高了换热效率，解决了现有缠绕管式换热器因产生液膜而导致换热效率低下的问题。

技术特征：

1.一种船用立式缠绕管式换热器，其特征在于，包括：外壳、中心杆、换热绕管和振动装置；所述外壳的顶部开设有管侧进口，底部设置有底座；所述中心杆固定于所述底座中心；所述换热绕管经由所述管侧进口进入所述外壳内，且缠绕所述中心杆设置；所述振动装置固定于所述中心杆，以按预设方式使所述中心杆振动，并带动所述换热绕管振动，以去除液膜。

2.根据权利要求1所述的船用立式缠绕管式换热器，其特征在于，所述管侧进口设置有顶部封头，所述换热绕管靠近所述管侧进口的一端通过所述顶部封头固定。

3.根据权利要求1所述的船用立式缠绕管式换热器，其特征在于，所述外壳的上部设置有管板，所述中心杆靠近所述管侧进口的一端通过所述管板固定。

4.根据权利要求1所述的船用立式缠绕管式换热器，其特征在于，所述换热绕管缠绕于所述中心杆的上部，所述振动装置设于所述中心杆的下部。

5.根据权利要求1所述的船用立式缠绕管式换热器，其特征在于，所述外壳的上部开设有蒸汽入口和蒸汽出口，高温蒸汽通过所述蒸汽入口进入所述外壳，并在换热后从所述蒸汽出口输出。

6.根据权利要求1所述的船用立式缠绕管式换热器，其特征在于，所述外壳的下部开设有管侧出口，所述换热绕管远离所述管侧进口的一端通过所述管侧出口与外部相连；液态天然气经由靠近所述管侧进口的一端进入所述换热绕管，且气化后的天然气经由靠近所述管侧出口的一端从所述换热绕管中输出。

7.根据权利要求1所述的船用立式缠绕管式换热器，其特征在于，所述振动装置为气动式振动器，所述气动式振动器包括振动器壳体、振动器底座和高压空气管线；所述振动器底座与所述振动器壳体相连，且与所述中心杆相固定；所述振动器壳体具有进气口和出气口，所述高压空气管线与所述进气口相连通，以对所述振动器壳体送入高压空气，以使所述振动器底座发生振动。

8.根据权利要求7所述的船用立式缠绕管式换热器，其特征在于，所述外壳的下部还开设有高压空气管线进口，所述高压空气管线经由所述高压空气管线进口进入所述外壳并与所述进气口相连。

9.根据权利要求1所述的船用立式缠绕管式换热器，其特征在于，所述船用立式缠绕管式换热器还包括止荡板，所述止荡板位于所述外壳内的下部，且与所述底座之间具有距离。

10.根据权利要求9所述的船用立式缠绕管式换热器，其特征在于，所述止荡板开设有孔洞，所述孔洞的直径为所述止荡板直径的一半，且所述孔洞的轴心与所述止荡板的轴心重合。

11.一种液态天然气气化系统，其特征在于，包括如权利要求1～10任一项所述的船用立式缠绕管式换热器。

技术总结
本发明提供一种船用立式缠绕管式换热器及液态天然气气化系统，包括：外壳、中心杆、换热绕管和振动装置；所述外壳的顶部开设有管侧进口，底部设置有底座；所述中心杆固定于所述底座中心；所述换热绕管经由所述管侧进口进入所述外壳内，且缠绕所述中心杆设置；所述振动装置固定于所述中心杆，以按预设方式使所述中心杆振动，并带动所述换热绕管振动，以去除液膜。通过将换热绕管紧密缠绕在中心杆上，并在中心杆上安装一振动装置，使得在振动装置带动中心杆振动时，能够将换热绕管上产生的液膜振动抖落，从而降低了换热热阻，提高了换热效率，解决了现有缠绕管式换热器因产生液膜而导致换热效率低下的问题。

技术研发人员：叶松茂,刘建成,张辉,张修占,梅中华,陈旭东,何力,徐常安,吴海,杨威
受保护的技术使用者：招商局海洋装备研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27