[发明专利]一种基于板翅式换热器的大型天然气冷箱系统

说明书

本发明公开了一种基于板翅式换热器的大型天然气冷箱系统。该大型天然气冷箱系统将预冷段和液化段集成在一个壳体内，且预冷段和液化段的级数可设置成一级或者多级，具体的壳体内分为串联的至少一级预冷段腔体和串联的至少一级液化段腔体；每级预冷段腔体和每级液化段腔体内均分别设置至少1个板翅式换热器芯体本体。本发明将预冷段和液化段集成在一个壳体内，使运行操作更加简单；大幅降低装置占地面积；冷箱系统能实现预冷段和液化段的一级或多级冷却，能提高换热效率。

技术领域

本发明涉及一种基于板翅式换热器的大型天然气冷箱系统，属于气体液化技术领域。

背景技术

板翅式换热器目前广泛应用于中小型天然气液化领域，技术成熟。天然气处理规模较大时，需要多个板翅式换热器芯体串/并联，而并联工况下各换热器芯体内的流动均布问题至今未得到有效解决，而且板翅式换热器内液相流体流动对晃动工况较为敏感，应用于大型及浮式平台上的天然气液化领域，仍面临较大的技术挑战。专利号ZL201610108041.1对目前常规板翅式换热器结构进行了优化设计，开发出了一种新型板翅式换热器结构：浸泡式板翅换热器。该类型板翅式换热器对气体处理规模适应性强，可应用于大型天然气液化工厂。

专利号ZL201610108041.1所发明的冷箱结构仅能实现单级板翅式换热器芯体的浸泡。在天然气液化工艺包设计时，为提高换热效率，常采用多级冷却，若采用专利号ZL201610108041.1的换热器结构，需要多个冷箱串/并联，增加了占地面积，且增加了操作难度。因此，亟需提供一种基于浸泡式板翅换热器的大型天然气冷箱系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于板翅式换热器的大型天然气冷箱系统。

本发明提供的一种基于板翅式换热器的大型天然气冷箱系统，该大型天然气冷箱系统包括一壳体和设置在所述壳体内的至少一个隔板、至少2个板翅式换热器芯体本体与至少2个冷剂均布器；

所述壳体内分为串联的至少一级预冷段腔体和串联的至少一级液化段腔体；

每级所述预冷段腔体和每级所述液化段腔体内均分别设置至少1个板翅式换热器芯体本体；每级所述预冷段腔体和每级所述液化段对应的侧壁上部均分别设置有至少一个冷剂入口，在所述板翅式换热器芯体本体两端于所述壳体的侧壁上设置冷剂入口管和冷剂出口管；

所述冷剂均布器与所述冷剂入口相连接，所述板翅式换热器芯体本体位于所述冷剂均布器和所述冷剂入口的下方；所述板翅式换热器芯体本体与所述冷剂入口、所述液相冷剂出口和所述冷剂均布器一一对应，且各级所述预冷段腔体和各级所述液化段腔体之间依次通过管道连接所述冷剂和被冷却介质。

上述的大型天然气冷箱系统中，所述板翅式换热器芯体本体包括若干翅片、至少一个被冷却介质入口管和至少一个被冷却介质出口管；

所述板翅式换热器芯体本体通过所述翅片分隔为被冷却介质流道和冷剂流道；

不同层的所述被冷却介质流道能流动相同或不同种类的被冷却介质；流动相同种类的被冷却介质的所述被冷却介质流道共用一根所述被冷却介质入口管和所述被冷却介质出口管；流动不同种类的被冷却介质的所述被冷却介质流道使用不同的所述被冷却介质入口管和所述被冷却介质出口管；所述被冷却介质入口管和所述被冷却介质出口管分别穿过所述壳体伸至外部；所述冷剂流道与所述壳体的内部腔体相连通。

上述的大型天然气冷箱系统中，各级所述预冷段腔体和各级所述液化段腔体之间均设置有所述隔板，液相冷剂经穿过所述隔板下部的所述液相管道流经下一级冷却，气相冷剂经该级的所述板翅式换热器芯体本体上部气相管道出口流出。

上述的大型天然气冷箱系统中，每级所述预冷段腔体和每级所述液化段腔体内分别设置至少2个板翅式换热器芯体本体时，所述板翅式换热器芯体本体之间设置堰板，所述堰板垂直于所述隔板方向设置。