[发明专利]一种适用于FLNG的正弦波纹管型绕管式换热器

说明书

本发明涉及一种适用于FLNG的正弦波纹管型绕管式换热器，外筒的顶部为壳侧冷剂进口，底部为壳侧冷剂出口，壳侧冷剂进口的下方设置正弦波纹管式布液器，外筒的内部设置第一正弦波纹缠绕管束、第二正弦波纹管束，正弦波纹管束为正弦波形状的换热管，第一正弦波纹缠绕管束和第二正弦波纹管束自上而下波峰和波谷一一交错对应。正弦波纹管式布液器从上到下依次为一分二型管、二分四型管、两个正弦波纹管式布液管。提高了恶劣海况下FLNG绕管式换热器布液器布液能力、管侧天然气及冷剂的换热性能和壳侧冷剂降膜流动流型稳定性。

技术领域

本发明涉及换热器强化换热技术领域，特别是涉及应用于液化天然气浮式生产储卸装置(FLNG)的绕管式换热器结构优化。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

FLNG是一种新型海上天然气田开发的浮式生产装置，具有天然气的开采、预处理和液化等功能。同时，FLNG打破了长距离管线与陆上生产系统经济和成本性的限制，适用于开发深海中小型气田。目前，世界上处于设计、建造和投产阶段的FLNG装置多达21个。绕管式换热器在海上FLNG应用时，受恶劣海况条件的影响，绕管式换热器会存在布液器布液不均匀和壳侧流体偏流等现象，破坏管外冷剂降膜流动液膜的稳定性，降低盘管有效换热面积，恶化绕管式换热器换热性能，进而影响FLNG液化工艺整体性能指标。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种适用于FLNG的正弦波纹管型绕管式换热器，从布液器的结构、缠绕管束的管型和纵向排列方式三方面对绕管式换热器进行优化，提高其海上适应性。具有海上适应性强、冷剂流动稳定、结构紧凑、占地面积小、换热效率高等优势。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种适用于FLNG的正弦波纹管型绕管式换热器，外筒的顶部为壳侧冷剂进口，底部为壳侧冷剂出口，壳侧冷剂进口的下方设置正弦波纹管式布液器，外筒的内部设置纵向的正弦波纹管束，分别为第一正弦波纹缠绕管束、第二正弦波纹管束，正弦波纹管束为正弦波形状的换热管，第一正弦波纹缠绕管束和第二正弦波纹管束自上而下波峰和波谷一一交错对应。

本发明解决了海上恶劣的环境导致浮式生产装置中的绕管式换热器换热性能下降的问题。本发明的换热器海上适应性较好，换热性能受海上恶劣海况的影响程度较小。交错设置是两个正弦波纹管束的波峰和波谷上下相互错开。

第一正弦波纹缠绕管束和第二正弦波纹管束交叉设置，第一正弦波纹缠绕管束的波峰和第二正弦波纹管束的波谷上下对应，第一正弦波纹缠绕管束的波谷和第二正弦波纹管束的波峰上下对应。

作为进一步的技术方案，正弦波纹缠绕管束的波峰处直径范围为8mm至14mm，波谷处直径范围为6mm至12mm，波峰和波谷直径差范围为1.5mm至2.5mm，相邻波峰和波谷的轴向距离为4-8mm。在上述的波峰和波谷的直径差范围内具有较好的流动性。

正弦波纹缠绕管束的一个波峰和一个波谷相邻，相互之间的轴向距离为4-8mm，所述轴向距离为沿着外筒的竖向的轴的方向。

作为进一步的技术方案，第一正弦波纹缠绕管束的上下两端分别与外筒侧壁相接，顶部开口为管侧冷剂出口，底部开口为管侧冷剂进口。

作为进一步的技术方案，第二正弦波纹管束的上下两端分别与外筒侧壁相接，顶部开口为天然气出口，底部开口为天然气进口。

作为进一步的技术方案，外筒的内部设置中心筒体，第一正弦波纹缠绕管束、第二正弦波纹管束共同缠绕在中心筒体的外表面，中心筒体支撑第一正弦波纹缠绕管束、第二正弦波纹管束。