[发明专利]一种浸没式气化装置

说明书

技术领域

本发明涉及液化天然气的气化技术，特别是涉及一种浸没燃烧式的气化装置，具体地说是一种浸没式气化装置。 

背景技术

目前，液化天然气(LNG)正以每年约12%的高增长率，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。近年来，我国的LNG项目发展很快，对LNG的需求量也迅猛增长。气化装置作为接收站的重要设备决定并影响着整个LNG接收站及输气管道的正常运行。世界LNG接收站中使用最多的气化装置为开架式气化装置和浸没燃烧式气化装置，开架式气化装置作为基荷气化器，浸没燃烧式气化装置作为调峰用气化装置。我国自行生产的LNG气化装置大多是空温式气化装置和电加热式气化装置两种，空温式气化装置是采用空气作为热源，在温度太低时则需要起用备用热源，因此装置占地较大、一次性投入大、操作成本较高。电加热式气化装置则温度控制容易，操作方便，但是能源消耗相对较大。浸没燃烧式气化装置在我国尚属于开发阶段。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供结构紧凑、响应快、无明火接触、安全可靠且热效率能高达95%以上的一种浸没式气化装置。 

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种浸没式气化装置，包括注有一定量冷却浴水的水池，其中：水池内分别安装有设置在冷却浴水中为冷却浴水提供热能的浸没式燃烧器和浸没在冷却浴水下管内流动有液化天然气的换热管束，换热管束的上下两端口分别连接有天然气出气管和天然气进气管，并且该换热管束下方并列排布有多根喷射管，每根喷射管上均排列制有至少两排倾斜向上的喷射小孔，浸没式燃烧器的烟气排道与每根喷射管相连通，该浸没式燃烧器燃烧产生的高温烟气从喷射管的喷射小孔喷出释放热能并扰动冷却浴水高度湍动，液化天然气经换热管束与高度湍动的冷却浴水冷热交换气化形成常态天然气，水池开有排放烟气的烟囱。 

为优化上述技术方案，采取的措施还包括： 

上述的换热管束的四周面围挡有能从底部进水的溢流堰挡板，溢流堰挡板将水池中的冷却浴水分割成内围的气化热交换浴水区和外围的冷却循环浴水区，高温烟气在气化热交换浴水区内与浴水形成水气两相混合的气泡，两相混合的气泡在气化热交换浴水区的水面上和溢流堰挡板处发生水气分离，分离的烟气由水池的烟囱排出，分离的浴水从溢流堰挡板处跌落到水池的冷却循环浴水区实现冷却浴水的冷却循环。

上述的溢流堰挡板的上边缘等间距制有溢流下凹开口，溢流下凹开口的底部略高于冷却浴水的水面，溢流下凹开口的形状为半圆形、齿形或矩形。 

上述的换热管束围挡在由后溢流堰挡板、左溢流堰挡板、右溢流堰挡板和前溢流堰挡板围成的长方形区域内，前溢流堰挡板内侧相对靠近下部设置有喷射总管，该喷射总管的进气口与浸没式燃烧器的烟气排道相连通，喷射管并列式的与喷射总管相连通。 

上述的换热管束由多根换热管和多个用于定位固定换热管的支撑板组成；每根换热管的进气端口均与天然气进气管相连通，每根换热管的出气端口均与天然气出气管相连通。 

上述的浸没式燃烧器设置在左溢流堰挡板的外侧，所述的右溢流堰挡板的外侧面分别固定安装有上集合管和下集合管，每根换热管的进气端口均经下集合管与天然气进气管相连通，每根换热管的出气端口均经上集合管与天然气出气管相连通。 

上述的喷射总管的下部设置有用于支撑喷射总管的总管支撑架，浸没式燃烧器的烟气排道经锥形过渡管节穿过左溢流堰挡板与喷射总管相连通。 

上述的浸没式燃烧器由燃烧炉体和设置该燃烧炉体内底部中心位置处的燃烧嘴组成；燃烧嘴分别连接有主燃料进气管和一次空气进气管，燃烧嘴的外周环绕有循环冷却水盘管，并且该燃烧嘴内设置有喷雾冷却燃烧嘴的喷雾水管。 

上述的燃烧炉体由下至上依次由底部蜗壳、中间燃烧锥体和顶部蜗壳组成；烟气排道沿底部蜗壳的切线方向引出，中间燃烧锥体的外周环绕有具有上开口且与中间燃烧锥体间形成有循环冷却水腔的冷却水夹套，该冷却水夹套的底部开有冷却水进口，顶部蜗壳制有沿切线方向进入顶部蜗壳中的二次空气进气口。 

上述的水池中冷却浴水的水面高度低于冷却水夹套的上开口，循环冷却水腔中的冷却水由冷却水进口进入并从冷却水夹套的上开口回落至水池中完成中间燃烧锥体的冷却循环。