[发明专利]一种组合管程式深冷工质气化换热设备

说明书

本发明涉及一种组合管程式深冷工质气化换热设备，包括依次连接的管箱Ⅰ、管箱Ⅱ、壳程和管箱Ⅲ；还包括连通管箱Ⅰ的空间、管箱Ⅱ的空间与管箱Ⅲ的空间的换热管组，所述换热管组贯穿所述管箱Ⅱ和壳程设置；所述管箱Ⅰ上设有用于输入管程介质的管程介质进口，管箱Ⅲ上设有用于输出管程介质的管程介质出口，壳程上分别设有用于输入壳程介质的壳程介质进口和用于输出壳程介质的壳程介质出口。本发明的换热设备结构紧凑，避免了壳程介质在换热管外产生结冰现象，提高了换热设备的运行可靠性。

技术领域

本发明属于热交换技术领域，具体地讲涉及一种组合管程式深冷工质气化换热设备。

背景技术

随着经济发展，能源危机与环境污染问题日益突显，天然气作为一种高热值的清洁能源得到了广泛的应用，我国天然气主要依赖进口，国外天然气液化后通过船只运送到我国港口附近的接收站，使用时将液态天然气气化成气态并过热至常温，其气化设备是该工艺过程的核心设备。

目前常见的气化设备有开架式气化器、带中间介质气化器。

开架式气化器利用海水直接通过换热管将液态天然气气化，该设备占地大传热效率低，且换热管在液态天然气进口处容易结冰，影响设备正常运行；

而带中间介质气化器是利用凝固点低的中间介质(如丙烷)吸收海水的热量，再将海水热量传递给液态天然气将其气化，气化后的天然气进一步过热至常温。虽然中间介质的凝固点低，不会产生结冰现象，但其结构复杂，生产运行维护成本均较高。

发明内容

根据现有技术中存在的问题，本发明提供了一种组合管程式深冷工质气化换热设备，其结构紧凑，避免了壳程介质在换热管外产生结冰现象，提高了换热设备的运行可靠性。

本发明采用以下技术方案：

一种组合管程式深冷工质气化换热设备，包括依次连接的管箱Ⅰ、管箱Ⅱ、壳程和管箱Ⅲ；还包括连通管箱Ⅰ的空间、管箱Ⅱ的空间与管箱Ⅲ的空间的换热管组，所述换热管组贯穿所述管箱Ⅱ和壳程设置；所述管箱Ⅰ上设有用于输入管程介质的管程介质进口，管箱Ⅲ上设有用于输出管程介质的管程介质出口，壳程上分别设有用于输入壳程介质的壳程介质进口和用于输出壳程介质的壳程介质出口。

优选的，所述管箱Ⅰ包括通过管箱筒体Ⅰ连接的封头Ⅰ和设备法兰Ⅰ，管箱Ⅱ包括通过管箱筒体Ⅱ连接的设备法兰Ⅱ和兼做设备法兰的管板Ⅰ，管箱Ⅲ包括通过管箱筒体Ⅲ连接的封头Ⅱ和设备法兰Ⅲ，壳程包括壳程筒体和分别设置在壳程筒体两端的兼做设备法兰的管板Ⅱ、管板Ⅲ；所述设备法兰Ⅰ与管板Ⅰ之间法兰连接，设备法兰Ⅱ与管板Ⅱ之间法兰连接，管板Ⅲ与设备法兰Ⅲ之间法兰连接；所述管程介质进口设置在封头Ⅰ上，管程介质出口设置在封头Ⅱ上，壳程介质进口和壳程介质出口分别设置在壳程筒体的两端。

进一步优选的，所述换热管组包括换热管束Ⅰ、换热管束Ⅱ和换热管束Ⅲ；所述换热管束Ⅰ和换热管束Ⅲ的两端部均呈贯通状，所述换热管束Ⅱ的一端部呈贯通状、另一端部呈封闭状；所述换热管束Ⅱ贯穿管板Ⅱ设置，且换热管束Ⅱ的贯通端与管箱Ⅱ的空间连通，换热管束Ⅱ的封闭端设置在壳程的空间内；所述换热管束Ⅰ贯穿管板Ⅰ设置，且换热管束Ⅰ插入换热管束Ⅱ内，所述换热管束Ⅰ一端与管箱Ⅰ的空间连通，换热管束Ⅰ的另一端靠近换热管束Ⅱ的封闭端设置，且换热管束Ⅰ的通道与换热管束Ⅱ的通道连通；所述换热管束Ⅰ的外管面与换热管束Ⅱ的内管面之间设有用于支撑换热管束Ⅰ和流通管程介质的螺旋形翅片；所述换热管束Ⅲ的两端部均呈贯通状，且换热管束Ⅲ贯穿管板Ⅱ和管板Ⅲ设置，所述换热管束Ⅲ的一端与管箱Ⅱ的空间连通，换热管束Ⅲ的另一端与管箱Ⅲ的空间连通。

更进一步优选的，所述管箱Ⅰ的空间和换热管束Ⅰ的管内通道组成本换热设备的第一管程，换热管束Ⅱ的管内通道、管箱Ⅱ的空间、换热管束Ⅲ的管内通道和管箱Ⅲ的空间组成本换热设备的第二管程，壳程的空间为本换热设备的壳程。

更进一步优选的，所述换热管束Ⅰ、换热管束Ⅱ和换热管束Ⅲ均平行于壳程的轴向设置；所述换热管束Ⅰ和换热管束Ⅱ均位于换热管束Ⅲ的下部。