一种混合加热的LNG气化器的制作方法

本发明属于燃气设备技术领域，涉及一种混合加热的lng气化器。

背景技术：

液化天然气(liquefiednaturalgas,简称lng)由于具有热值高、燃尽性好、燃烧产物对环境污染小等特点，被称为优质的洁净燃料。是一种以甲烷为主的液态混合物，储存空间约为同质量标况下气态天然气(naturalgas,简称ng)的1/600，极大地节省了储存空间，便于运输。空温式气化器是目前最为常见的气化器类型，以空气作为换热介质，用以加热低温lng，其换热管采用星型翅片管结构，翅片呈均匀分布。因其工作原理简单、运行及维护成本低、运行稳定等优点而得到了广泛应用。当需要为下级用户供气时，使用低温泵将低温储罐内的lng输入空温式气化器，lng在气化器内气化为气态天然气，且温度应不低于环境温度5℃(城镇燃气规范要求)，天然气温度过低在管道内容易形成水合物，堵塞管道。

与其它形式的气化器相比，空温式气化器容易受到外界环境的影响，我国西北地区昼夜温差超过15℃，且冬季昼短夜长，极大降低了气化器的换热效率，使得气态天然气的出口温度降低甚至气化不完全，降低了气化量。当lng在空温式气化器内的气化过程不完全时，管内气液两相流体的耦合作用会使管道产生振动，进而使得气液两相流管道成为自激振系统，造成气化器翅片管内振动，振动的不稳定性严重影响气化器的传热性能，影响输气管线的安全和高效运行，甚至造成事故，影响人身和财产安全。

技术实现要素：

为解决背景技术中的问题，本发明提供了一种混合加热的lng气化器，当环境温度过低引起lng气化不彻底时，通过合理的布置形式和巧妙的连接方式，实现气化器顶部的热水分布器将热水分配到每个翅片管和使沿着翅片管外部自上而下流动的热水均匀分布成薄膜的作用，从而提高lng的气化效率。

本发明的目的是这样实现的：

一种混合加热的lng气化器，由热水分布器、翅片管、lng分配箱、ng集气箱等组成。热水分布器含热水分配箱、入水管、热水槽、凸型溢流板、圆柱型缓冲器、缓冲盖板、分配插板、槽型通道、溢流插板、引流板，其特征是：入水管一端连接热水分配箱，另一端与热水槽底部外侧正中连接固定，所述热水槽底部内侧正中连接固定有圆柱型缓冲器，所述圆柱型缓冲器自下而上间隔设置有一级缓冲板、二级缓冲板、三级缓冲板，每级缓冲板上设有多个直径相同的圆水孔，一级缓冲板圆水孔直径是入水管内径的15％～30％，二级圆水孔的直径是一级圆水孔直径的50％～85％，三级圆水孔的直径是二级圆水孔直径的50％～85％，三级缓冲板的上方设有缓冲盖板，多个相同热水槽并列等间距布置，外侧两热水槽内部沿长度方向仅设有一个凸型溢流板，所述凸型溢流板两侧低边的高度是中间高边高度的9/10，所述凸型溢流板中间高边与热水槽侧边等高，在热水槽长侧板和凸型溢流板之间设有分配插板，所述分配插板将热水槽长侧板和凸型溢流板之间的区域分隔为中部的缓冲区和两侧的分配区，凸型溢流板与热水槽长侧板之间形成一个溢流区；其余热水槽内部沿长度方向设有两凸型溢流板，在两凸型溢流板之间设有分配插板，所述分配插板将两凸型溢流板之间的区域分隔为中部的缓冲区和两侧的分配区，两凸型溢流板分别与热水槽的两长侧板之间形成两个溢流区，相邻热水槽通过槽型通道相连通，所述槽型通道顶部与热水槽顶部处于同一水平，所述槽型通道深度为热水槽深度的1/2，所述槽型通道连通相邻热水槽的溢流区，多个槽型通道并列等间距布置在相邻热水槽之间，相邻槽型通道的间距与相邻热水槽的间距一致，所述槽型通道的侧板与热水槽的侧板形成换热区，在围成所述换热区的槽型通道侧板和热水槽长侧板上设置溢流插板，所述溢流插板的插槽底部位于凸形溢流板两侧低边之下，所述溢流插板的插槽底部设有使溢流区热水流向换热区的引流板，所述引流板与水平呈30°夹角，所述引流板一端与翅片管相配合，使得热水以薄膜的形式在重力作用下沿翅片管外壁自上而下流动，所述翅片管由四个翅片组成，翅片间夹角为90°，所述翅片管与方形型材相互焊接并固定在支腿上。

有益效果：

本发明提供了一种混合加热的lng气化器，通过合理的布置形式和巧妙的连接方式，实现顶部的热水分布器将热水分配到每个管道和使沿着翅片管外部自上而下流动的热水均匀分布成薄膜的作用，当外部环境温度过低时，气化器顶部的热水分布器开始工作，利用工厂热排水向气化器提供稳定的热源，降低了环境对气化效率的影响，使得lng气化的更彻底，提高了气化量，抑制了因管内气液两相流体的耦合作用使管道产生振动的现象，对工厂的热排水进行了回收利用，降低了对环境的热污染。

本发明通过一级缓冲板、二级缓冲板、三级缓冲板和缓冲盖板对热水进行四级缓冲，有效减少了热水冲击力，保证了缓冲效果，从而提高了海水流动的稳定性。

本发明通过对热水槽、凸型溢流板、分配插板、槽型通道、溢流插板之间的巧妙配合，将热水分布器分割成缓冲区、分配区、溢流区和换热区，缓冲区和换热区的不连通可以有效削弱缓冲区内热水产生涡流或大波动时对换热区液膜均匀性和稳定性的影响，使得翅片管内lng受热更加均匀。

附图说明

附图1为本发明等轴测结构示意图。

附图2为本发明俯视结构示意图。

附图3为图2中a处放大示意图。

附图4为热水分布器的局部剖视结构示意图。

附图5为圆柱型缓冲器的局部剖视结构示意图。

附图6为单根翅片管的结构示意图。

在上述图中：1-热水分布器；2-翅片管；3-lng分配箱；4-ng集气箱；5-热水分配箱；6-入水管；7-热水槽；8-凸形溢流板；9-圆柱型缓冲器；10-缓冲盖板；11-分配插板；

12-槽型通道；13-溢流插板；14引流板-；15-一级缓冲板；16-二级缓冲板；17-三级缓冲板；18-缓冲区；19-分配区；20-溢流区；21-换热区；22-方形型材；23-支腿。

具体实施方式

实施例1：

一种混合加热的lng气化器，由热水分布器(1)、翅片管(2)、lng分配箱(3)、ng集气箱(4)等组成。热水分布器(1)含热水分配箱(5)、入水管(6)、热水槽(7)、凸型溢流板(8)、圆柱型缓冲器(9)、缓冲盖板(10)、分配插板(11)、槽型通道(12)、溢流插板(13)、引流板(14)，其特征是：入水管(6)一端连接热水分配箱(5)，另一端与热水槽(7)底部外侧正中连接固定，所述热水槽底部内侧正中连接固定有圆柱型缓冲器(9)，所述圆柱型缓冲器自下而上间隔设置有一级缓冲板(15)、二级缓冲板(16)、三级缓冲板(17)，每级缓冲板上设有多个直径相同的圆水孔，三级缓冲板(17)的上方设有缓冲盖板(10)，多个相同热水槽(7)并列等间距布置，外侧两热水槽(7)内部沿长度方向仅设有一个凸型溢流板(8)，在热水槽(7)长侧板和凸型溢流板(8)之间设有分配插板(11)，所述分配插板将热水槽(7)长侧板和凸型溢流板(8)之间的区域分隔为中部的缓冲区(18)和两侧的分配区(19)，凸型溢流板(8)与热水槽(7)长侧板之间形成一个溢流区(20)；其余热水槽(7)内部沿长度方向设有两凸型溢流板(8)，在两凸型溢流板(8)之间设有分配插板(11)，所述分配插板将两凸型溢流板(8)之间的区域分隔为中部的缓冲区(18)和两侧的分配区(19)，两凸型溢流板(8)分别与热水槽(7)的两长侧板之间形成两个溢流区(20)，相邻热水槽(7)通过槽型通道(12)相连通，所述槽型通道连通相邻热水槽(7)的溢流区(20)，多个槽型通道(12)并列等间距布置在相邻热水槽(7)之间，所述槽型通道的侧板与热水槽(7)的侧板形成换热区(21)，在围成所述换热区的槽型通道(12)侧板和热水槽(7)长侧板上设置溢流插板(13)，所述溢流插板的插槽底部设有使溢流区(20)热水流向换热区(21)的引流板(14)，所述引流板一端与翅片管(2)相配合，使得热水以薄膜的形式在重力作用下沿翅片管外壁自上而下流动，所述翅片管与方形型材(22)相互焊接并固定在支腿(23)上。

实施例2：

凸型溢流板(8)两侧低边的高度是中间高边高度的9/10，所述凸型溢流板中间高边与热水槽侧边等高，一级缓冲板(15)圆水孔直径是入水管(6)内径的15％～30％，二级缓冲板(16)圆水孔直径是一级缓冲板(15)圆水孔直径的50％～85％，三级缓冲板(17)圆水孔的直径是二级缓冲板(16)圆水孔直径的50％～85％，槽型通道(12)顶部与热水槽(7)顶部处于同一水平，槽型通道(12)深度为热水槽(7)深度的1/2，相邻槽型通道(12)的间距与相邻热水槽(7)的间距一致，溢流插板(13)的插槽底部位于凸形溢流板(8)两侧低边之下，引流板(14)与热水槽(7)侧板顶部水平面呈30°夹角，翅片管(2)由四个翅片组成，翅片间夹角为90°。

实施例3：

当环境温度较高，ng出口温度和出气量满足要求时，气化器顶部的热水分布器不工作，气化器以空气为热源对lng进行加热，当环境温度较低，lng气化的不彻底时，气化器以工厂热排水为热源对lng进行加热，工厂热排水先由热水分配箱沿入水管进入位于热水槽内的缓冲装置，所述缓冲装置内的一级缓冲板、二级缓冲板、三级缓冲板和位于三级缓冲板上方的缓冲盖板对热水进行四级缓冲，热水由缓冲装置流入缓冲区，通过调节分配插板的高度，使得缓冲区的热水进入分配区，分配区内热水达到一定高度后，经凸型溢流板两侧低边溢流入溢流区，溢流区内的热水达到一定高度后，通过槽型通道连接相邻热水槽的溢流区，使得换热区周围布满热水，调节溢流插板，使热水由溢流区进入换热区，在引流板的作用下，使得热水依靠重力以薄膜的形式沿翅片管外壁自上而下流动，lng由气化器底部lng分配箱进入翅片管，沿翅片管管程上下流动，管外热水将热量传递给管内lng，使其被加热并气化为ng，在ng温度接近环境温度后，流入气化器底部的ng集气箱。