[发明专利]利用地热能的喷气式LNG汽化系统

说明书

技术领域

本发明属于LNG汽化领域，具体涉及一种利用地热能的喷气式LNG汽化系统。

背景技术

随着全球经济的发展，全球性石油资源的紧缺以及环境污染问题的日益严重，使得燃烧性好、污染小的天然气的消费量急剧增长，天然气常温为气体，不便于贮存和远距离运输，因此一般采用先将其转变为-163℃低温液体LNG（liquefied natural gas，液化天然气），然后贮存和远距离运输。但在使用LNG之前，需要采用汽化系统实现将-163℃左右温度的LNG提高到5℃左右的NG (natural gas，天然气)。

目前，用于LNG汽化的汽化器主要包括以下类型：

（1）开架式汽化器，即LNG在该装置的传热管内流动，管外有海水喷淋装置喷淋海水于传热管，实现海水与LNG的热量的交换；该装置结构简单，换热体积大，直接利用海水与LNG进行换热，但由于LNG在换热过程显热交换温差大，释放冷量多，容易导致海水结冰，因此该装置汽化效率稳定性并不能得到保障。

（2）带中间传热介质的汽化器，即LNG与中间传热介质进行换热，中间传热介质与海水(或其他热源)进行换热，由于中间传热介质采用低凝固点的介质，保证了系统的稳定的运行；但有以下两点不足：一是由于中间传热介质汽化后是自然上升过程，此上升过程缓慢，降低了换热效率；二是由于冷凝液未能及时下落，阻碍了气体和换热管之间的直接传热。

（3）管壳式汽化器，该汽化器虽结构紧凑，但由于管壳式换热效率并不高且热源流量较大，并不能保证LNG汽化的稳定的进行。

地表浅层地热资源可以称之为地能（Earth Energy），是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。如果能够在保证效率的前提下利用地热能将LNG加热成为所需要的NG的话，那么将是环保与LNG汽化工业的有益结合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用地热能的喷气式LNG汽化系统，该系统结合了地热能和电能，节能环保，利用换热介质相变传热，传热效率高。

本发明所采用的技术方案是：

一种利用地热能的喷气式LNG汽化系统，包括汽化器和地埋管换热器，汽化器主体为汽化罐，汽化罐被分隔为换热室和非换热室，非换热室被分隔为液体室和汽体室，液体室和汽体室上分别设有LNG入口和NG出口，换热室内设有若干个换热管，换热管的入口端和出口端分别与液体室和汽体室连通，地埋管换热器埋于地下，地埋管换热器入口通过管道与换热室的底部连通、出口通过管道依次与压缩机、缓存箱和气喷头连接，气喷头出口端设在换热室内顶部且指向换热管，地埋管换热器内装有换热介质。

进一步地，汽化罐为横置的圆筒，圆筒的两端分别由椭圆封头密封，圆筒内设有管板，管板将汽化罐分隔为水平设置的换热室和非换热室，非换热室内设有隔板，隔板将非换热室分隔为上下设置的汽体室和液体室，管板上设有用于安装换热管入口端和出口端的管孔，换热管为U型管。

进一步地，圆筒由第一圆筒和第二圆筒拼成，第一圆筒和第二圆筒上分别设有第一法兰和第二法兰，第一法兰和第二法兰通过螺栓连接并将管板压紧，第一圆筒和第二圆筒的非连接端分别由第一椭圆封头和第二椭圆封头封闭，管板上设有隔板密封槽。

进一步地，圆筒底部设有若干个鞍座，鞍座固定在混凝土基础上。

进一步地，缓存箱设在换热室顶部，气喷头安装在换热室顶板上，气喷头入口端和出口端分别位于缓存箱内和换热室内。

进一步地，气喷头中部窄两头宽。

进一步地，地埋管换热器由多个竖直U型埋管或水平埋管或桩埋管或连续螺旋埋管串联组成。

进一步地，换热室内设有若干个支撑板，支撑板上设有用于支撑换热管的换热管孔。

进一步地，同层的换热管等间距排列，不同层的换热管交错排列。

进一步地，地下埋管中换热介质为丙烷。

本发明的有益效果是：