[发明专利]用于减小在芯壳式热交换器中的运动的影响的方法和装置

说明书

相关申请的交叉援引

本发明根据35USC第119(e)要求于2011年12月20日提交的美国临时专利序列号61/578,144的优先权，该文献的全部公开内容以引用方式并入本申请，并与于2012年12月18日提交的“Internal Baffle For Suppressing Slosh in a Core-in-Shell Heat Exchanger(用于抑制芯壳式热交换器中的晃动的内部挡板)”相关。

技术领域

本发明涉及用于减小在芯壳式热交换器中的运动的影响的方法和装置。

背景技术

天然形式的天然气必须在进行浓缩之后才能经济地输送。天然气的使用由于其环境友好性、清洁燃烧特性而已在近年显著增加。燃烧天然气比任何其它石油燃料产生更少的二氧化碳，这是很重要的，因为人们已意识到二氧化碳排放是导致温室效应的重要因素。随着对环境问题的日益关注，很可能在人口密集的城市地区越来越多地使用液化天然气(LNG)。

丰富的天然气储备位于世界各地。其中许多天然气储备都在那些无法通过陆地取得的海上位置，并且基于现有技术的应用被认为是无法获取的天然气储备。天然气储备的当前技术比石油储备补给得更快，这使得LNG的使用对于满足未来能源消费的需求更加重要。液态形式的LNG占据比气相天然气少600倍的空间。因为技术、经济或政治局限的原因使得管道不能到达世界的许多地区，所以将LNG加工厂设置在海上并利用海上船舰直接将离岸LNG从加工厂运送到运输船舰上可以减少初始资金支出，并获得原本不经济的海上储备。

浮式液化厂为陆上液化厂和用于无法获取的海上储备的高成本的海底管线提供了海上替代。浮式液化厂可离开海岸停泊，或者接近气田或位于气田停泊。它也代表了可移动的资产，当气田已接近其生产寿命的终止时，或当经济、环境或政治条件需要时，浮式液化厂可以重新定位到一个新的地点。

浮式液化容器的一个问题是，汽化流体在热交换器内部的晃动。热交换器中的晃动可能会导致产生可以影响热交换器的稳定性和控制性的力。如果允许汽化流体在热交换器的壳体内自由地晃动，那么移动的流体会对热交换器芯体的热功能产生不利影响。此外，运动的周期性可能会导致热传导效率的周期性行为，并因此可能影响LNG液化厂的处理条件。这些不稳定性可能会导致较差的总体工厂性能，可能造成更窄的工作/使用状态范围，并对可用生产能力产生限制。

因此，存在对用于减小在芯壳式热交换器中的运动的影响的方法和装置的需求。

发明内容

在一个实施例中，提供了用于减小在热交换器中的运动的影响的方法，该方法包括：(a)利用汽化流体充填热交换器，其中，所述热交换器包括限定在壳体内的内部容积和设置在壳体的内部容积中的多个分隔开的芯体；(b)将热工艺进料流引入到上部容器中，其中，所述上部容器位于热交换器上方，所述上部容器经由多个导管管道连接到所述热交换器上，所述导管管道包括用于使上部容器和多个分隔开的芯体相连接的外部管道，所述导管管道还包括内部汽化物提升管，其中，所述内部汽化物提升管安装到多个芯体的顶部并在导管管道内浮动，用以允许所述多个芯体热膨胀和收缩；(c)经由导管管道将热进料流输送至位于壳体的内部容积中的芯体，其中，所述热工艺进料流经受与汽化流体的间接热交换，借此产生暖的液体流和未汽化流，其中，所述未汽化流包括汽化物和液体的混合物；以及(d)经由导管管道将未汽化流输送到上部容器中用以进行分离。

在另一实施例中，提供了用于减小在热交换器中的运动的影响的方法，该方法包括：(a)利用汽化流体充填热交换器，其中，所述热交换器包括限定在壳体内的内部容积和设置在壳体的内部容积中的多个分隔开的芯体；(b)将热工艺进料流引导至分离容器中，其中，所述分离容器位于所述热交换器上方，所述分离容器经由多个外部管道连接到所述热交换器上；(c)经由外部管道将热工艺进料流输送至位于壳体的内部容积中的芯体，其中，所述热工艺进料流经受与汽化流体的间接热交换，借此产生暖的液体流和未汽化流，其中，所述未汽化流是汽化物和液体的混合物；以及(d)将未汽化流输送到分离容器中用以进行分离。