[发明专利]LNG低温液化一级制冷五股流板翅式换热器

摘要

本发明属天然气低温液化技术领域，涉及LNG一级低温制冷板翅式换热器及混合制冷剂制冷技术，应用C₃H₈、C₄H₁₀—异C₄H₁₀制冷剂及LNG二级出口0.3MPa、－63℃的N₂—CH₄—C₂H₄混合气在五股流板翅式换热器内将36℃、6.1MPa天然气冷却至－53℃以便进入二级预冷段；应用板翅式换热器首先过冷C₃H₈、C₄H₁₀—异C₄H₁₀，再节流至混合制冷剂侧与N₂—CH₄—C₂H₄混合后预冷天然气侧、N₂—CH₄—C₂H₄侧、过冷C₃H₈侧及C₄H₁₀—异C₄H₁₀侧，达到一级天然气预冷、混合气N₂—CH₄—C₂H₄预冷及C₃H₈、C₄H₁₀—异C₄H₁₀节流前过冷目的；其结构紧凑，换热效率高，可用于陆地LNG及海洋FLNG领域，实现36℃～－53℃天然气低温预冷过程，解决LNG一级制冷技术难题。

主权项

LNG低温液化一级制冷五股流板翅式换热器，包括天然气进口法兰1、天然气进口接管2、天然气进口管箱3、N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口法兰4、N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口接管5、N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口管箱6、N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口导流板7、折板8、左封条9、下封条10、C₃H₈出口法兰11、C₃H₈出口接管12、C₃H₈出口管箱13、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口法兰14、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口接管15、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口管箱16、N₂—CH₄—C₂H₄出口法兰17、N₂—CH₄—C₂H₄出口接管18、N₂—CH₄—C₂H₄出口管箱19、天然气出口法兰20、天然气出口接管21、天然气出口管箱22、N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口法兰23、N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口接管24、N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口管箱25、N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口导流板26、右封条27、上封条28、C₃H₈进口法兰29、C₃H₈进口接管30、C₃H₈进口管箱31、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口法兰32、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口接管33、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口管箱34、N₂—CH₄—C₂H₄进口法兰35、N₂—CH₄—C₂H₄进口接管36、N₂—CH₄—C₂H₄进口管箱37、天然气进口导流板38、天然气出口导流板39、N₂—CH₄—C₂H₄进口导流板40、N₂—CH₄—C₂H₄出口导流板41、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口导流板42、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口导流板43、C₃H₈进口导流板44、C₃H₈出口导流板45、节流后C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口法兰46、节流后C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口接管47、节流后C₃H₈进口法兰48、节流后C₃H₈进口接管49、隔板50、前面板51、后面板52，其特征在于：前面板51与后面板52之间依次相间连接折板8与隔板50；折板8上部依次连接N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口导流板7、天然气进口导流板38、N₂—CH₄—C₂H₄进口导流板40、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口导流板42、C₃H₈进口导流板44，并形成多组连接；折板8下部依次连接N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口导流板26、天然气出口导流板39、N₂—CH₄—C₂H₄出口导流板41、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口导流板43、C₃H₈出口导流板45，并形成多组连接；左封条9依次连接于换热器左侧隔板50之间；右封条27依次连接于换热器右侧隔板50之间；上封条28依次连接于换热器上侧隔板50之间，且依次开有各股流体进出通道；下封条10依次连接于换热器下侧隔板50之间，且依次开有各股流体进出通道；N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口通道与N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口通道位于同一层内，并形成N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气侧夹层；天然气进口通道与天然气出口通道位于同一层内，并形成天然气侧夹层；N₂—CH₄—C₂H₄进口通道与N₂—CH₄—C₂H₄出口通道位于同一层内，并形成N₂—CH₄—C₂H₄侧夹层；C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口通道与C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口通道位于同一层内，并形成C₄H₁₀—异C₄H₁₀侧夹层；C₃H₈进口通道与C₃H₈出口通道位于同一层内，并形成C₃H₈侧夹层；N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气侧夹层、N₂—CH₄—C₂H₄侧夹层、天然气侧夹层、C₄H₁₀—异C₄H₁₀侧夹层、C₃H₈侧夹层依次排列形成一组夹层，多组夹层依次排列组成整体换热器；每组夹层中的N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口、天然气进口、N₂—CH₄—C₂H₄进口、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口、C₃H₈进口在换热器顶部依次排成五列，并依次形成N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口列、天然气进口列、N₂—CH₄—C₂H₄进口列、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口列、C₃H₈进口列；N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口列、天然气进口列、N₂—CH₄—C₂H₄进口列、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口列、C₃H₈进口列顶部依次分别连接半圆柱型N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口管箱6、天然气进口管箱3、N₂—CH₄—C₂H₄进口管箱37、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口管箱34、C₃H₈进口管箱31；N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口列、天然气进口列、N₂—CH₄—C₂H₄进口列、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口列、C₃H₈进口列底部各口依次分别连接N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口导流板7、天然气进口导流板38、N₂—CH₄—C₂H₄进口导流板40、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口导流板42、C₃H₈进口导流板44；N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口管箱6、天然气进口管箱3、N₂—CH₄—C₂H₄进口管箱37、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口管箱34、C₃H₈进口管箱31五个管箱依次排列并分别连接于换热器顶部；N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口管箱6、天然气进口管箱3、N₂—CH₄—C₂H₄进口管箱37、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口管箱34、C₃H₈进口管箱31顶部分别连接N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口接管5、天然气进口接管2、N₂—CH₄—C₂H₄进口接管36、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口接管33、C₃H₈进口接管30；N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口接管5、天然气进口接管2、N₂—CH₄—C₂H₄进口接管36、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口接管33、C₃H₈进口接管30顶部分别连接N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气出口法兰1、天然气进口法兰4、N₂—CH₄—C₂H₄进口法兰35、C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口法兰32、C₃H₈进口法兰29；每组夹层中的C₃H₈出口、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口、N₂—CH₄—C₂H₄出口、天然气出口、N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口在换热器底部依次排成五列，并依次形成C₃H₈出口列、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口列、N₂—CH₄—C₂H₄出口列、天然气出口列、N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口列；C₃H₈出口列、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口列、N₂—CH₄—C₂H₄出口列、天然气出口列、N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口列底部依次分别连接半圆柱型C₃H₈出口管箱13、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口管箱16、N₂—CH₄—C₂H₄出口管箱19、天然气出口管箱22、N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口管箱25；C₃H₈出口列、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口列、N₂—CH₄—C₂H₄出口列、天然气出口列、N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口列顶部依次分别连接N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口导流板26、天然气出口导流板39、N₂—CH₄—C₂H₄出口导流板41、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口导流板43、C₃H₈出口导流板45；N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口导流板26、天然气出口导流板39、N₂—CH₄—C₂H₄出口导流板41、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口导流板43、C₃H₈出口导流板45顶部依次分别连接各夹层内折板8底部；C₃H₈出口管箱13 、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口管箱16、N₂—CH₄—C₂H₄出口管箱19、天然气出口管箱22、N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口管箱25五个管箱依次排列并分别连接于换热器底部；C₃H₈出口管箱13 、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口管箱16、N₂—CH₄—C₂H₄出口管箱19、天然气出口管箱22底部分别连接C₃H₈出口按管12 、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口按管15、N₂—CH₄—C₂H₄出口按管18、天然气出口按管21；C₃H₈出口按管12、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口按管15、N₂—CH₄—C₂H₄出口按管18、天然气出口按管21底部分别连接C₃H₈出口法兰11、C₄H₁₀—异C₄H₁₀出口法兰14、N₂—CH₄—C₂H₄出口法兰17、天然气出口法兰20；N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口管箱25底部依次连接N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口接管24、节流后C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口接管47、节流后C₃H₈进口接管49；N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口接管24、节流后C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口接管47、节流后C₃H₈进口接管49底部分别连接N₂—CH₄—C₂H₄—C₃H₈—C₄H₁₀—异C₄H₁₀混合气进口法兰23、节流后C₄H₁₀—异C₄H₁₀进口法兰46、节流后C₃H₈进口法兰48。