[发明专利]一种防干烧、冻堵的高效紧凑LNG热管式中间介质气化器

说明书

本发明公开了一种防干烧、冻堵的高效紧凑LNG热管式中间介质气化器，由上壳体、下壳体、热流体通道、冷流体通道、绝热密封组件、紧固密封组件以及中间介质换热管组件组成，主要用于海上晃荡工况下的LNG气化换热过程。其中热流体和冷流体通过中间介质换热管组件中的热管进行换热，海水使用高压水泵从热流体通道的进口泵入，LNG从冷流体通道的进口泵入，冷热流体在折回的狭长形空腔内流动，以平衡海上LNG气化器由于海浪起伏晃荡而导致的气化器液面周期性波动，避免引起的热管“干烧”，从而改善气化器换热能力下降的现象，并增强气化器的换热效率。本发明还公开了一种防干烧、冻堵的高效紧凑LNG热管式中间介质气化器的装配方法。

技术领域

本发明涉及一种LNG中间介质气化器(Intermediate Fluid Vaporizer-IFV)及其安装方法，具体地说，是涉及一种防干烧、冻堵的高效紧凑LNG热管式中间介质气化器及其安装方法。

背景技术

随着LNG产业在国内外突飞猛进的发展，对LNG产业链关键设备的研究日益集中。LNG中间介质气化器IFV(Intermediate Fluid Vaporizer-IFV)是一种具有广泛应用潜力的气化LNG设备，也是浮式LNG接收站的关键设备之一。但是IFV在海上作业时，因为受到复杂风浪和气象影响，设备往往处于晃荡工况下，而设备的来回晃荡会导致内部液面的剧烈波动而影响设备的气化性能。在左右晃荡的惯性作用下，两侧液面周期起伏，随着晃荡角度的增加，左右两侧的液面严重偏离平衡位置，并交替裸露在气体中，引起局部换热管的“干烧”。甚至部分中间介质液体飞溅到气化器的冷凝器(LNG换热管)上，可能引起部分换热管换热失效，严重削弱其换热性能。

目前针对该问题一般采用在IFV内增加若干隔板，例如，名称为：一种管翅式中间介质气化器的发明专利(申请号201710138214.9)，通过采用增加翅片的形式将换热器内部区域等间距的分割为若干矩形小区域以减缓液面周期性来回晃荡。当发生晃动时，每个小区域的液面为一个独立液面。然而独立液面中的小液面也会周期晃荡，故此防晃措施仅能缓解晃荡，当风浪等环境工况恶劣时，无法解决中间介质飞溅到气化器的冷凝器上造成的换热器失效的问题。

发明内容

本发明专利的目的是为了解决上述现有技术存在的问题和不足，提供一种防干烧、冻堵的高效紧凑LNG热管式中间介质气化器及其装配方法。

本发明通过采用热管换热器替代中间介质换热器，以改善其内中间介质的晃荡。热管换热器主要通过全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有优良的导热性和等温性，且能通过换热器的绝热隔板使冷热流体完全分开流动。

本发明将气化器内冷热流体的腔体外形设置为狭长形，以保证流体在腔内能最大面积与腔体内热管进行换热，并通过增加冷热流体的压力，保证其充满于狭长形空腔内。然而狭长形空腔意味着换热面积变小，故本发明采用折回形冷热流体通道以保证换热器的紧凑度。

折回形冷热流体通道意味着生产工艺中不可避免的涉及金属折弯工艺。金属管材的弯曲是一种塑性成形方法，它以管材为坯料来制造各种工业生产所需的管材零件。金属管材弯曲时，坯料外侧材料受拉力而伸长，而坯料内侧因受压力而缩短，而界面中性层附近的材料基本不发生变化，从而形成具有一定弯曲半径和弯曲角度的弯管。但是管材在弯曲过程中，壁厚减薄量过大而导致的管材拉裂破坏，弯曲过程截面变形、弯曲回弹以及横截面畸变等成形缺陷等都无法保证材料的成形质量。

选区激光熔化(SLM)是近年来发展起来的快速成形(Rapid Prototying-RP)技术。它采用精细聚焦光板快速对300-500目的单一金属或混合金属粉末进行熔化，通过逐层铺粉，逐层固化叠加的方式直接制造出具有冶金结合、致密度接近100％且具有较高尺寸精度和较好表面粗糙度的金属零件。选区激光熔化工艺能很好的解决金属管材弯曲工艺所带来的的缺陷。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：