一种新型的液化天然气冷能回收设备及回收方法与流程

本发明涉及液化天然气冷能回收技术领域，涉及一种新型的液化天然气冷能回收设备及回收方法。

背景技术：

液化天然气(LNG)是天然气经过脱酸、脱水处理，再通过深度冷冻工艺液化而成的低温液体混合物。LNG中蕴含巨大冷能，主要是气化过程中的气化潜热，如果不加以利用是对能源的极大浪费。经可行性研究表明，一个350万吨/年的LNG项目，如果其冷能能够达到充分利用，其总经济效益可达4亿元/年。

目前，LNG接收站及气化站中，LNG气化主要使用海水或空气作为热源，同时使用加热炉作为补充热源使之再气化升温。LNG吸收海水或空气的热量，即释放出冷量给海水或空气，从而气化成为可以燃烧的天然气。在传统的气化过程中不但没有利用LNG的冷能资源而且对环境造成潜在的威胁。

随着全球性石油资源的紧缺以及不断加剧的环境污染，使得污染小、燃烧性能好、储量丰富的天然气的应用越来越广泛，LNG冷能的回收利用将有非常好的发展前景。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新型的液化天然气冷能回收设备，完成了LNG冷能回收制取不同用户需求的冷冻水，实现LNG冷能的充分应用，解决目前LNG冷能资源浪费及冷能资源对环境的潜在威胁问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种新型的液化天然气冷能回收设备，包括筒体、下换热器U形管与上换热器U形管，所述筒体的内部上侧设置有上管箱，所述筒体的内部下端设置有下管箱，所述上管箱与下管箱内部中间部位均设置有将其分隔的隔板，所述上管箱内的隔板两侧的筒体上分别设置有LNG液位检测口与LNG出口，所述LNG液位检测口上侧的筒体上连通有LNG入口，且LNG入口下侧的上管箱内安装有LNG降膜分布板，LNG液位检测口上侧的筒体上连通有溢流口，所述上换热器U形管设置在筒体内上侧，且上换热器U形管的进口与出口分别连通在隔板两侧的上管箱上，所述上换热器U形管的口进液上侧设有降膜头；

所述下管箱内的隔板两侧的筒体上分别设置有冷冻水入口与冷冻水出口，所述下换热器U形管设置在下管箱上侧的筒体内，且下换热器U形管的进口与出口分别连通在隔板两侧的下管箱上。

优选的，所述下换热器U形管外侧的筒体内设置有液相冷媒，上换热器U形管外侧的筒体内设置有气相冷媒。

优选的，所述上换热器U形管外壁均匀设置分布冷媒冷凝液滴。

优选的，所述上换热器U形管一侧的筒体两端分别设置有检测充装口与上冷媒液位检测口以便于添加与检测冷媒的含量，所述下管箱上侧的筒体两端分别设置有冷媒排出口与下冷媒液位检测口。

优选的，所述检测充装口包括冷媒充装口、冷媒温度检测口与冷媒压力检测口。

优选的，所述筒体内中部设置有冷媒温度变送器、压力变送器和液位检测器，控制和调节冷媒的压力、温度和液位。

优选的，所述下换热器U形管与上换热器U形管均为内螺纹高效换热管。

优选的，所述冷媒具体为R404A、R502、R22、液氨或丙烷，通过选用不同的冷媒，调节系统压力制备不同用户需求的冷冻水。

优选的，所述LNG入口与上管箱连接处设置有压力变送器和LNG液位开关，控制和调节天然气管道的压力和LNG的液位。

本发明还提供了一种新型的液化天然气冷能回收设备的回收方法，具体包括以下步骤：

筒体上部为上U形管换热器，LNG走管程，冷媒走壳程，筒体下部为下U行管换热器，冷冻水走管程，冷媒走壳程，在冷能回收设备的上管箱的LNG与筒体中气化的冷媒进行换热，冷媒吸收LNG冷能后冷凝液化，LNG经换热升温气化后，在冷能回收塔顶部出去，在冷能回收设备下部管程的冷冻水与壳程的冷媒进行换热，冷媒受热后蒸发，冷冻水冷却后从冷能回收设备底部出去，冷媒在所述冷能回收设备内部蒸发冷凝来回循环，在所述冷能回收设备上部开设气相冷媒放散口，确保安全。

本发明提出的一种新型的液化天然气冷能回收设备及回收方法，有益效果在于：该新型的液化天然气冷能回收设备采用降膜蒸发的原理，提高换热效率；采用U型换热管来克服剧烈温差变化所带来因热胀冷缩所产生形变应力的破坏；U型管螺旋结构能够提高管内流体流速，增加换热效果。本发明节能高效，安全可靠，经济环保，非常适合在LNG接收站和气化站中推广。

附图说明

图1为本发明提出的一种新型的液化天然气冷能回收设备的结构示意图。

图中：1-液相冷媒，2-LNG液位检测口，3-LNG降膜分布板，4-LNG入口，5-检测充装口，6-气相冷媒，7-冷媒冷凝液滴，8-冷媒排出口，9-冷冻水入口，10-冷冻水出口，11-下管箱，12-下冷媒液位检测口，13-上冷媒液位检测口，14-下换热器U形管，15-上换热器U形管，16-筒体，17-上管箱，18-LNG出口，19-溢流口，20-降膜头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，一种新型的液化天然气冷能回收设备，包括筒体16、下换热器U形管14与上换热器U形管15，下换热器U形管14外侧的筒体16内设置有冷媒1，冷媒1具体为R404A、R502、R22、液氨或丙烷，通过选用不同的冷媒1，调节系统压力可以制备不同用户需求的冷冻水。

上换热器U形管15外侧的筒体16内设置有若干个蒸发气相冷媒6，上换热器U形管15外壁底部均匀设置有若干个冷媒冷凝液滴7，下换热器U形管14与上换热器U形管15均为内螺纹高效换热管，提高管内流体流速，增加换热效果。

上换热器U形管15一侧的筒体16两端分别设置有检测充装口5与上冷媒液位检测口13以便于添加与检测冷媒1的含量，下管箱11上侧的筒体16两端分别设置有冷媒排出口8与下冷媒液位检测口12，检测充装口5包括冷媒充装口、冷媒温度检测口与冷媒压力检测口，以便于对冷媒1的温度与压力进行检测。

筒体16的内部上侧设置有上管箱17，LNG入口4与上管箱17连接处设置有压力变送器和LNG液位开关，控制和调节天然气管道的压力和LNG的液位，筒体16的内部下端设置有下管箱11，筒体16内中部设置有冷媒温度变送器、压力变送器和液位检测器，控制和调节冷媒的压力、温度和液位。

上管箱17与下管箱11内部中间部位均设置有将其分隔的隔板，上管箱17内的隔板两侧的筒体16上分别设置有LNG液位检测口2与LNG出口18，LNG液位检测口2下侧的筒体16上连通有LNG入口4，LNG入口4下侧的上管箱17内安装有LNG降膜分布板3，上管箱U型换热管内进口设置有降膜头20，在管内壁形成均匀液膜，增加换热效果，LNG液位检测口2下侧的筒体16上连通有溢流口19，使进液更均匀，保护进换热器的LNG在可控安全范围所述上换热器进液口4设置了降膜分布板3，使进液分布更均匀，上换热器U形管15设置在筒体16内上侧，且上换热器U形管15的进口与出口分别连通在隔板两侧的上管箱17上；

下管箱11内的隔板两侧的筒体16上分别设置有冷冻水入口9与冷冻水出口10，下换热器U形管14设置在下管箱11上侧的筒体16内，且下换热器U形管14的进口与出口分别连通在隔板两侧的下管箱11上。

本发明还提供了一种新型的液化天然气冷能回收设备的回收方法，具体包括以下步骤：

筒体上部为上U形管换热器，LNG走管程，冷媒走壳程，筒体下部为下U行管换热器，冷冻水走管程，冷媒走壳程，在冷能回收设备的上管箱的LNG与筒体中气化的冷媒进行换热，冷媒吸收LNG冷能后冷凝液化，LNG经换热升温气化后，在冷能回收塔顶部出去，在冷能回收设备下部管程的冷冻水与壳程的冷媒进行换热，冷媒受热后蒸发，冷冻水冷却后从冷能回收设备底部出去，冷媒在所述冷能回收设备内部蒸发冷凝来回循环，在所述冷能回收设备上部开设气相冷媒放散口，确保安全。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。