[发明专利]一种集成式中间流体气化器

说明书

本发明设计一种带膨胀机的集成式中间流体气化器，本发明包括中间流体循环路径以及天然气输送路径，所述中间流体循环路径包括沿中间流体流动方向顺次连接的冷凝器、循环泵、蒸发过热器以及中间流体膨胀器，所述天然气输送路径顺次经过所述冷凝器、蒸发过热器以及天然气膨胀器；所述循环泵用于中间流体增压，所述中间流体膨胀器用于中间流体减压，所述冷凝器利用中间流体将液化天然气加热气化，所述蒸发过热器利用热源流体将中间流体与天然气加热以实现所述中间流体气化以及天然气的再次升温，所述天然气膨胀器用于天然气降压。本发明能够减薄蒸发过热器内管板厚度，取消保温设施、减压阀等部件，并实现能量回收利用。

技术领域

本发明涉及中间流体气化器，具体是涉及一种带有膨胀机的集成式中间流体气化器。

背景技术

天然气是一种重要的清洁能源，通常需要在很高的压力条件下作为液态包含于容器或管道内进行储存和运输，这种液态的天然气称为液化天然气。液化天然气并不能直接作为燃料被工业或民用应用设备使用，在利用前需使用热源对其进行加热，使其变成气态的天然气，这一过程称为汽化或气化。能够实现液化天然气汽化的工业设备称为汽化器。

带中间流体的汽化器是一种典型的天然气汽化器类型。这种汽化器在热源和天然气之间引入中间流体，避免了热源和天然气之间直接进行热量交换，具有非常高效的汽化性能，传统带中间流体的气化器结构如图1所示，利用温度较高的流体(如海水)作为热源加热中间流体(如丙烷)，并通过中间流体加热液化天然气，其中中间流体封装在封闭容器内部；该封闭容器为汽化器主体的壳体空间。具体气化过程为：在该封闭容器底部换热器2内的热源将热量传输给液态中间流体2b，并使之变成气态中间流体2a，随后气态中间流体2a上升至该封闭容器上部，将热量传输给封闭容器上部换热器1内的天然气，完成天然气的气化过程；根据对产品天然气工艺要求的不同，通常还会再设置另一段换热空间，使气化后的天然气在壳程空间与换热管内的热源流体优先进行换热，使天然气温度进一步升高到满足要求，这一段换热空间称为过热器3。根据结构的不同，过热器3可以与汽化器主体连接为一体(如图1所示)，或单独作为一台换热器放置于汽化器主体之外(如图2所示)。

作为一种传统的带中间流体的汽化器，汽化器主体通常采用热源(如海水)、中间流体(如丙烷)与天然气三种介质在同一壳体空间内进行热量互相交换，使得过程涉及众多复杂的传热机理，增加了工艺设计和结构设计的双重难度；其过热器3壳程需要承受天然气、热源(如海水)间巨大的压力差，造成过热器3中管板厚度过大，既增加了金属成本，同时也存在密封、安全等方面的隐患；中间流体的操作温度一般低于零度，需要对气化器主体进行保温处理，增加了设备成本；过热器3出口的产品天然气由于压力很高，需经过减压阀减压才能进入管道，进一步增加了成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种带有膨胀机的集成式中间流体气化器。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：

一种集成式中间流体气化器，包括中间流体循环路径以及天然气输送路径，所述中间流体循环路径包括沿中间流体流动方向顺次连接的冷凝器、循环泵、蒸发过热器以及中间流体膨胀器，所述天然气输送路径顺次经过所述冷凝器、蒸发过热器以及天然气膨胀器；所述循环泵用于中间流体增压，所述中间流体膨胀器用于中间流体减压，所述冷凝器利用中间流体将液化天然气加热气化，所述蒸发过热器利用热源流体将中间流体与天然气分别加热以实现所述中间流体气化以及天然气的再次升温，所述天然气膨胀器用于天然气降压。

进一步的，所述蒸发过热器内设有管程隔板，所述管程隔板将蒸发过热器壳体分为壳程壳体以及管程壳体，所述壳程壳体内设有与管程隔板平行且将壳程壳体分为天然气壳体以及中间流体壳体的壳程隔板，所述蒸发过热器内换热管束垂直贯穿所述壳程隔板与管程隔板且所述换热管束与所述管程壳体连通。

进一步的，所述中间流体膨胀器配合相应的动力设备实现中间流体能量的回收利用，所述天然气膨胀器配合相应的动力设备实现天然气能量的回收利用。