[发明专利]LNG低温液化三级制冷三股流板翅式换热器

摘要

本发明属天然气低温液化技术领域，涉及LNG三级低温制冷板翅式换热器及混合制冷剂制冷技术，应用N₂-CH₄混合制冷剂在三股流板翅式换热器内将6.0MPa、-120℃天然气冷却至-164℃并液化，以便LNG过冷贮存及方便运输；应用板翅式换热器首先预冷并液化非共沸N₂-CH₄混合制冷剂，N₂-CH₄液化后再节流至混合制冷剂侧冷却来自二级的出口温度为-120℃的天然气、N₂-CH₄混合制冷剂，使天然气侧天然气及N₂-CH₄侧混合制冷剂均被液化，达到混合制冷剂节流前预冷及天然气低温液化目的；其结构紧凑，换热效率高，可用于陆地LNG及海洋FLNG领域，实现-120℃～-164℃天然气低温液化过程，解决LNG三级制冷技术难题。

主权项

LNG低温液化三级制冷三股流板翅式换热器，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、节流后N₂—CH₄出口法兰4、节流后N₂—CH₄出口接管5、节流后N₂—CH₄出口管箱6、节流后N₂—CH₄出口导流板7、折板8、左封条9、下封条10、N₂—CH₄出口管箱11、N₂—CH₄出口U型接管12、节流阀13、天然气出口法兰14、天然气出口接管15、天然气出口管箱16、节流后N₂—CH₄进口法兰17、节流后N₂—CH₄进口接管18、节流后N₂—CH₄进口管箱19、节流后N₂—CH₄进口导流板20、右封条21、上封条22、N₂—CH₄进口法兰23、N₂—CH₄进口接管24、N₂—CH₄进口管箱25、天然气进口导流板26、天然气出口导流板27、N₂—CH₄进口导流板28、N₂—CH₄出口导流板29、隔板30、前面板31、后面板32；所述节流阀13，包括锥面第一密封圈33、锥面第二密封圈34、节流阀阀座35、节流阀弹簧36、卡箍37、销杆38、节流阀阀盖39、压紧螺钉40、弹簧第一垫圈41、弹簧第二垫圈42、节流阀阀杆43、节流阀阀体44；其特征在于：前面板31与后面板32之间依次相间连接折板8与隔板30；折板8上部依次连接节流后N₂—CH₄出口导流板7、天然气进口导流板26、N₂—CH₄进口导流板28，并形成多组连接；折板8下部依次连接节流后N₂—CH₄进口导流板20、天然气出口导流板27、N₂—CH₄出口导流板29，并形成多组连接；左封条9依次连接于换热器左侧隔板30之间；右封条21依次连接于换热器右侧隔板30之间；上封条21依次连接于换热器上侧隔板30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30之间，且依次开有各股流体进出通道；节流后N₂—CH₄出口通道与节流后N₂—CH₄进口通道位于同一层内，并形成节流后N₂—CH₄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进口通道与N₂—CH₄出口通道位于同一层内，并形成N₂—CH₄侧夹层；节流后N₂—CH₄侧夹层、天然气侧夹层、N₂—CH₄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；每组夹层中的节流后N₂—CH₄出口、天然气进口、N₂—CH₄进口在换热器顶部依次排成三列，并依次形成节流后N₂—CH₄出口列、天然气进口列、N₂—CH₄进口列；节流后N₂—CH₄出口列、天然气进口列、N₂—CH₄进口列顶部依次分别连接半圆柱型节流后N₂—CH₄出口管箱6、天然气进口管箱3、N₂—CH₄进口管箱25；节流后N₂—CH₄出口列、天然气进口列、N₂—CH₄进口列底部各口依次分别连接节流后N₂—CH₄出口导流板7、天然气进口导流板26、N₂—CH₄进口导流板28；节流后N₂—CH₄出口导流板7、天然气进口导流板26、N₂—CH₄进口导流板28底部依次分别连接各夹层内折板8顶部；节流后N₂—CH₄出口管箱6、天然气进口管箱3、N₂—CH₄进口管箱25三个管箱依次排列并分别连接于换热器顶部；节流后N₂—CH₄出口管箱6、天然气进口管箱3、N₂—CH₄进口管箱25顶部分别连接节流后N₂—CH₄出口接管5、天然气进口接管2、N₂—CH₄进口接管24；节流后N₂—CH₄出口接管5、天然气进口接管2、N₂—CH₄进口接管24顶部分别连接节流后N₂—CH₄出口法兰4、天然气进口法兰1、N₂—CH₄进口法兰23；每组夹层中的N₂—CH₄出口、天然气出口、节流后N₂—CH₄进口在换热器底部依次排成三列，并依次形成N₂—CH₄出口列、天然气出口列、节流后N₂—CH₄进口列；N₂—CH₄出口列、天然气出口列、节流后N₂—CH₄进口列底部依次分别连接半圆柱型N₂—CH₄出口管箱11、天然气出口管箱16、节流后N₂—CH₄进口管箱19；N₂—CH₄出口列、天然气出口列、节流后N₂—CH₄进口列顶部依次分别连接N₂—CH₄出口导流板29、天然气出口导流板27、节流后N₂—CH₄进口导流板20；N₂—CH₄出口导流板29、天然气出口导流板27、节流后N₂—CH₄进口导流板20顶部依次分别连接各夹层内折板8底部；N₂—CH₄出口管箱11、天然气出口管箱16、节流后N₂—CH₄进口管箱19三个管箱依次排列并分别连接于换热器底部；天然气出口管箱16、节流后N₂—CH₄进口管箱19底部分别连接天然气出口按管15、节流后N₂—CH₄进口接管18；天然气出口按管15、节流后N₂—CH₄进口接管18底部分别连接天然气出口法兰14、节流后N₂—CH₄进口法兰17；N₂—CH₄出口管箱11底部连接N₂—CH₄出口U型接管12；N₂—CH₄出口U型接管12右侧连接节流后N₂—CH₄进口管箱19，中部安装节流阀13；节流阀阀杆43右侧螺纹连接节流阀阀盖39；节流阀阀盖39安装于节流阀阀座35内；节流阀阀座35通过压紧螺钉40连接节流阀阀体44；销杆48穿过节流阀阀盖39及节流阀阀杆43；卡箍37安装于节流阀阀盖39卡槽内；节流阀弹簧36安装于节流阀阀盖39与节流阀阀座35内，中心为节流阀阀杆43，右侧与弹簧第一垫圈41接触，左侧与弹簧第二垫圈42接触；节流阀弹簧36预紧节流阀阀杆43左侧阀芯锥面与节流阀阀体44左侧扩压罩内表面形成密封面；锥面第一密封圈33、锥面第二密封圈34从左至右依次安装于节流阀阀杆43左侧阀芯锥面密封槽内。