船用LNG气化器
技术领域
本实用新型涉及换热设备技术领域，具体涉及一种船用LNG气化器。
背景技术
LNG气化器主要应用于石油化工、船舶、冶金、舰艇、电力等行业，是一种将低温液态的LNG汽化成可使用的气态天然气而设计的换热器，是实现汽化功能的关键设备。
现今的液态LNG气化器主要有两种形式，水浴式气化器和空气加热气化器。空气加热气化器为光圆管外套平板铝散热片的结构，以空气为加热介质，散热片横截面为星型结构；但空气加热气化器体积大，不适合于船舶等运动场合使用。水浴式气化器中，绝大多数采用盘管式气化器，以水为加热介质，换热芯子为光圆管盘旋的螺旋管结构，其主要存在以下问题：1)低温液态的LNG进入气化器时的温度为-162℃左右，极易使加热水凝固成冰；2)使用这种方式加热，热量的分布不均匀，挨着加热水的LNG所获得的热量多，远离加热水的LNG所获得的热量少，分布不均匀，导致LNG汽化的效果不是很好。
实用新型内容
本实用新型意在提供一种船用LNG气化器，以解决现有技术中低温液态的LNG进入气化器时，容易使加热水凝固成冰的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：船用LNG气化器，包括筒状的壳体，壳体两端分别设有管板，在两个管板上分别设有LNG端盖和出气端盖，LNG端盖中空设置且其上设有LNG进口，出气端盖也中空设置且其上设有气态天然气出口；其中一端管板上设有进水端盖，另一端管板上设有出水端盖，进水端盖中空设置且其上设有进水口，出水端盖中空设置且其上设有出水口；壳体内固接有若干中空管，若干中空管依次套接在壳体内且将壳体内部分成若干个独立的容纳空腔，容纳空腔包括第一空腔和第二空腔，第一空腔和第二空腔交替设置；壳体内所有第二空腔的一端与进水端盖连通，所有第二空腔的另一端与出水端盖连通；液态LNG与加热水的传热通道之间灌装有将液态LNG与加热水分隔的沸点低于0℃以下的液体。
上述技术方案中，加热水从进水口进入第二空腔内，从出水口出；液态LNG与加热水的传热通道之间灌装有将液态LNG与加热水分隔的沸点低于0℃以下的液体，使得加热水不直接与液态的LNG接触，避免加热水凝固成冰。当容纳空腔的个数大于等于三且第一空腔设置在相邻两个第二空腔之间时，使得该气化器内的液态LNG被加热水包裹，热量的分布更均匀，换热效果更好。
进一步，第一空腔内设有LNG换热管，LNG换热管螺旋的缠绕在中孔管外，沸点低于0℃以下的液体灌装在第一空腔内LNG换热管外；壳体内所有LNG换热管的一端与LNG端盖连通，所有LNG换热管的另一端与出气端盖连通；其中一端管板上还设有加液端盖，加液端盖中空设置且其上设有加液口，加液端盖与第一空腔内LNG换热管外连通。
使液态LNG与加热水的传热通道不直接接触的一种实现方式，由于沸点低于0℃以下的液体灌装在第一空腔内LNG换热管外，该液体将液态LNG与加热水的传热通道分隔，避免加热水凝固成冰。加热水从进水口进入第二空腔内，从出水口出；低温液态LNG从LNG进口进入LNG换热管内，经该气化器汽化后成为气态天然气，从气态天然气出口排出。
进一步，LNG换热管不与中心管接触。相比LNG换热管与中心管接触，不接触的结构可使液态LNG与加热水的传热通道之间的各处均能容纳氨、氟利昂等介质，从而使换热效果更好。
进一步，第一空腔和第二空腔之间还设有液体腔，液体腔也由相邻两个中空管之间的空腔形成；沸点低于0℃以下的液体灌装在液体腔内；壳体内所有第一空腔的一端与LNG端盖连通，所有第一空腔的另一端与出气端盖连通；其中一端管板上还设有加液端盖，加液端盖中空设置且其上设有加液口，加液端盖与液体腔连通。
使液态LNG与加热水的传热通道不直接接触的另一种实现方式，液体腔将第一空腔和第二空腔分隔开，避免加热水凝固成冰。加热水从进水口进入第二空腔内，从出水口出；低温液态LNG从LNG进口进入第一空腔内，在螺旋隔板的引导下沿螺旋路径流动，被该气化器汽化后成为气态天然气，从气态天然气出口排出。
进一步，第一空腔内设有螺旋隔板，螺旋隔板卡设在两个中空管之间。由此使得液态LNG沿螺旋路径在该气化器内流动，延长液态LNG的流动路径，提高换热效果。
进一步，壳体内设有两个第二空腔和一个第一空腔，且第一空腔位于两个第二空腔之间。设有两个第二空腔和一个第一空腔相比设更多的第二空腔和第一空腔，可简化气化器的结构，而且可减少该气化器内的管路焊接点，减少LNG泄漏的风险。
进一步，沸点低于0℃以下的液体为氨或氟利昂或丙烷或异丁烷。
进一步，沸点低于0℃以下的液体其液位处于壳体的中部。由此使得第一空腔内有足够的空间容纳汽化后的氨、氟利昂等介质；避免压力过大。
上述技术方案的有益效果为：本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本实用新型中第一空腔和第二空腔的设置示意图。
图2为本实用新型实施例一的结构示意图。
图3为本实用新型实施例二的结构示意图。
图4为本实用新型实施例三中设置一个第一空腔的结构示意图。
图5为本实用新型实施例三中设置两个第一空腔的结构示意图。
说明书附图中的附图标记包括：壳体1、第一管板11、第二管板12、第二空腔2、进水端盖21、进水口22、出水端盖23、出水口24、第一空腔3、LNG端盖31、LNG进口32、出气端盖33、气态天然气出口34、LNG换热管35、螺旋隔板36、液体腔4、加液端盖41、加液口42。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一
本实施例提供了一种船用LNG气化器，如图2所示，其包括筒状的壳体1，壳体1左、右两端分别设有第一管板11和第二管板12。如图1所示，壳体1内设有若干与壳体1同轴的中空管，若干中空管依次套接在壳体1内且将壳体1内部分成若干个独立的容纳空腔，比如两个、三个甚至更多容纳空腔，容纳空腔包括第一空腔3和第二空腔2，第一空腔3和第二空腔2交替设置。壳体1、第一管板11、第二管板12以及中空管的材料优选AL-6XN不锈钢。
如图2所示，本实施例优选设有两个第二空腔2和一个第一空腔3，且第一空腔3位于两个第二空腔2之间，使该气化器内的液态LNG被加热水包裹，热量的分布更均匀，换热效果更好。第一空腔3内设有LNG换热管35，LNG换热管35的材料优选316L不锈钢管，以保证使用寿命。优选地，LNG换热管35螺旋的缠绕在中孔管外且不与中心管接触，第一空腔3内LNG换热管35外还灌装有沸点低于0℃以下的液体，液体可以为氨或氟利昂或丙烷或异丁烷等；由此使得加热水不直接与液态的LNG接触，避免加热水凝固成冰。优选沸点低于0℃以下的液体，比如氨、氟利昂等介质，其液位处于外壳的中部，使得第一空腔3内有足够的空间容纳汽化后的氨、氟利昂等介质；避免压力过大。
第一管板11上设有LNG端盖31和出水端盖23，第二管板12上设有出气端盖33、进水端盖21和加液端盖41(还可以将出水端盖23设在第二管板12上，进水端盖21设在第一管板11上；加液端盖41设在第一管板11上)，即各种端盖的位置可以根据实际的布管需求进行适应性设计。LNG端盖31中空设置且其上设有LNG进口32，出气端盖33也中空设置且其上设有气态天然气出口34；壳体1内LNG换热管35的一端与LNG端盖31连通，LNG换热管35的另一端与出气端盖33连通。进水端盖21中空设置且其上设有进水口22，出水端盖23中空设置且其上设有出水口24；壳体1内所有第二空腔2的一端与进水端盖21连通，所有第二空腔2的另一端与出水端盖23连通。加液端盖41中空设置且其上设有加液口42，加液端盖41与第一空腔3内LNG换热管35外的区域连通，由此通过加液口42给该气化器充装沸点低于0℃以下的液体。
该气化器工作时：低温液态LNG从LNG进口32进入LNG换热管35内，经该气化器汽化后成为气态天然气，从气态天然气出口34排出；加热水从进水口进入第二空腔内，从出水口出。实际中可利用常温的淡水或海水(在冬天时，也可用热水进入第二空腔2中，提高换热效率)去加热沸点低的液体如氨、氟利昂等介质，这些介质与水换热后，吸收水的热量蒸发为气态；汽化后的氨、氟利昂等介质与LNG换热管35内的低温介质LNG进行换热，液态LNG吸收氟利昂、氨等气态介质的热量由液态汽化为气态，而汽化后的氨、氟利昂等介质冷却后冷凝为液态留在第一空腔3内，如此循环往复，低温液态LNG汽化为可利用的气态天然气。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之处在于：壳体1内设有三个第二空腔2和两个第一空腔3，具体如图3所示，从壳体1的中心至外周依次设有第二空腔2、第一空腔3、第二空腔2、第一空腔3和第二空腔2；由于其结构与工作原理与实施例基本相同，在此不再赘述。当然也可在壳体1的中心设置第一空腔3，但此种结构的换热效果不如壳体1的中心设第二空腔2的效果好。
实施例三
本实施例与实施例一和实施例二的不同之处在于：如图4和图5所示，第一空腔3和热水第一空腔3之间还设有液体第一空腔34，液体第一空腔34也由相邻两个中空管之间的空第一空腔3形成；本实施例中沸点低于0℃以下的液体灌装在液体第一空腔34内，第一空腔3内设有螺旋隔板36，螺旋隔板36卡设在两个中空管之间，使得液态LNG沿螺旋路径在该气化器内流动，延长液态LNG的流动路径，提高换热效果。
在本实施例中，壳体1内所有第一空腔3的一端与LNG端盖31连通，所有第一空腔3的另一端与出气端盖33连通；加液端盖41与液体第一空腔34连通。该气化器工作时：低温液态LNG从LNG进口32进入第一空腔3内，在螺旋隔板36的引导下沿螺旋路径流动，被该气化器汽化后成为气态天然气，从气态天然气出口34排出。
在本说明书的描述中，参考术语“优选的实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
