[发明专利]一种防冻结的LNG换热方法及装置

权利要求书

1.一种防冻结的LNG换热方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）所述换热装置为U形管式换热器，LNG走管程，换热介质走壳程，LNG由LNG进口进入管箱下部，再进入U形管， -162~-140℃的低温LNG进入U形管， U形管的LNG气化段与套管之间环隙中的中间冷媒换热后升温气化为-70~-50℃的气态天然气，进入U形管的NG加热段与壳体壳程的常规换热介质换热后，升温后进入管箱上部，并由天然气出口流出；所述中间冷媒凝固点小于-140℃；

（2）所述低凝固点的中间冷媒为丙烷丁烷混合物即C3C4混合物，C3C4混合物在所述环隙内发生气液相变，气态C3C4混合物与U形管中LNG换热后，降温冷凝为液态C3C4混合物并滴落至所述环隙底部，再经与壳体壳程的常规换热介质换热后，升温气化为气态C3C4混合物并升至所述环隙上部，再次与U形管的LNG换热冷凝为液态C3C4混合物，如此不断的进行冷凝-气化循环，将LNG的冷能传递给常规换热介质，发挥其作为中间冷媒的作用；常规换热介质由冷媒进口进入换热器壳程，经过在换热器上部与气态天然气换热和在换热器下部与C3C4混合物换热后，降温至低温状态并流出换热器。

2.根据权利要求1所述的一种防冻结的LNG换热方法，其特征在于，步骤（2）中当 常规换热介质为凝固点为0~-50℃的常规换热介质时，中间冷媒采用丙烷摩尔分数为50~100%的C3C4混合物。

3.实现权利要求1所述的防冻结的LNG换热方法的装置，所述装置为U形管式换热器，包括管箱和壳体，其特征在于，所述装置还包括U形管、套管、纵向折流板和分程板，所述纵向折流板将壳体分为上、下相通的两部分；分程板将管箱分为上、下两部分，管箱下部设有LNG进口，靠近LNG进口的壳体外设有冷媒出口，管箱上部设有天然气出口，靠近天然气出口的壳体外设有冷媒进口；管箱的上、下部通过U形管相连通；所述U形管由位于换热器下部的LNG气化段和位于换热器上部的NG加热段组成；所述U形管位于壳体下部的LNG气化段外部套有所述套管。

4.根据权利要求3所述的一种防冻结的LNG换热装置，其特征在于U形管为LNG流通通道，LNG气化段与套管之间的环隙内填装低凝固点的C3C4混合物；所述NG加热段为单管结构，管内为低温气态天然气流通通道。