一種利用尾氣循環(huán)氣化LG的系統(tǒng)的制作方法
一種利用尾氣循環(huán)氣化lng的系統(tǒng)
技術領域
1.本實用新型涉及一種液態(tài)天然氣的氣化系統(tǒng)，具體涉及到一種利用尾氣循環(huán)氣化 lng的系統(tǒng)。
背景技術：
2.天然氣燃料動力船(natural gas fueled ship)發(fā)動機所需的氣態(tài)天然氣燃料需要將液態(tài)的天然氣氣化后才能供給內(nèi)燃機燃燒使用，從而為船舶提供推進的動力。通常采用空浴式氣化和水浴式氣化對液態(tài)天然氣(liquefied natural gas，簡稱lng) 進行氣化以得到船舶燃燒所需的氣態(tài)天然氣，但這些氣化方式需要適宜的空氣溫度和水溫才能滿足lng氣化的要求，而上述條件受制于季節(jié)和船舶航行位置的影響，空氣溫度和水溫難以保持穩(wěn)定，導致氣化效果不一。
技術實現(xiàn)要素：
3.有鑒于此，本實用新型提供一種利用尾氣循環(huán)氣化lng的系統(tǒng)，旨在減少季節(jié)和地理位置對天然氣燃料動力船的lng氣化的影響，穩(wěn)定實現(xiàn)船用lng的氣化。
4.為解決以上技術問題，本實用新型所采用的技術方案為
5.一種利用尾氣循環(huán)氣化lng的系統(tǒng)，系統(tǒng)包括熱交換器、熱交換流體介質儲存器和氣化器；其中，熱交換器連接有尾氣進氣管和出氣管；熱交換器內(nèi)還設有熱交換流體介質換熱管；熱交換流體介質換熱管的一端為出口端，另一端為進口端；熱交換流體介質儲存器具有進液口和出液口；熱交換流體介質儲存器內(nèi)裝有熱交換流體介質；氣化器內(nèi)部設有液態(tài)天然氣換熱管；且液態(tài)天然氣換熱管的一端與設于氣化器外部的液態(tài)天然氣進液管相連通，另一端與設于氣化器外部的氣態(tài)天然氣出氣管相連通；氣化器還具有進液口和出液口；熱交換流體介質換熱管的出口端與熱交換流體介質儲存器的進液口相連通，進口端與氣化器的出液口相連通；熱交換流體介質儲存器的出液口與氣化器的進液口相連通。
6.具體的，熱交換流體介質儲存器向氣化器提供高溫熱交換流體介質，高溫熱交換流體介質在氣化器內(nèi)向液態(tài)天然氣換熱管放熱后進入到熱交換流體介質換熱管內(nèi)，熱交換流體介質換熱管內(nèi)的熱交換流體介質在熱交換器中吸收高溫燃燒尾氣的熱量變成溫度合適的高溫熱交換流體介質后又進入熱交換流體介質儲存器，如此循環(huán)往復，持續(xù)地將船舶發(fā)動機燃燒尾氣中的熱量用來氣化lng，便可保證用于與液態(tài)天然氣進行熱交換的熱交換流體介質溫度始終符合要求，其氣化操作不受季節(jié)和船舶航行位置的影響，氣化效果穩(wěn)定可靠。
7.在一些實施方式中，系統(tǒng)還包括排氣管；排氣管與熱交換流體介質儲存器相連通。排氣管可將系統(tǒng)內(nèi)的熱交換流體介質因升溫所產(chǎn)生的高壓氣體排出，釋放系統(tǒng)壓力，從而保證系統(tǒng)安全運行。
8.在一些實施方式中，系統(tǒng)還包括熱交換流體介質補充管；熱交換流體介質補充管與熱交換流體介質儲存器相連通。可通過熱交換流體介質補充管向系統(tǒng)內(nèi)補充因高溫而揮
發(fā)的熱交換流體介質，保證系統(tǒng)有足夠的熱交換介質，確保換熱效率。
9.在一些實施方式中，系統(tǒng)還包括換熱器，換熱器設于熱交換流體介質換熱管的出口端與熱交換流體介質儲存器的進液口之間。換熱器可以減少因船舶發(fā)動機的燃燒尾氣溫度變化而引起的熱交換流體介質的溫度變化，以確保氣化lng的穩(wěn)定性。
10.在一些實施方式中，系統(tǒng)還包第二管道、第三管道、第一控制閥和第二控制閥；第二管道和第三管道并聯(lián)設于熱交換流體介質換熱管的出口端與熱交換流體介質儲存器的進液口之間；第一控制閥和換熱器依次設于第二管道上；第二控制閥設于第三管道上。
11.第一控制閥和第二控制閥可以改變熱交換流體介質的流向，若船舶發(fā)動機的燃燒尾氣溫度剛好適合將熱交換流體介質加熱到適宜的溫度，則使第一控制閥關閉，第二控制閥開啟，換熱器不工作，被尾氣加熱到合適溫度后的熱交換流體介質用于氣化lng。若船舶發(fā)動機的燃燒尾氣溫度過高或過低，則使第二控制閥關閉，第一控制閥開啟，換熱器工作，被尾氣加熱到一定溫度后的熱交換流體介質再通過換熱器調節(jié)到合適的溫度，之后用于氣化lng。
12.在一些實施方式中，系統(tǒng)還包溫度檢測單元，溫度檢測單元安裝于熱交換流體介質儲存器上，用于檢測熱交換流體介質儲存器內(nèi)的熱交換流體介質的溫度。溫度檢測單元可實時監(jiān)測熱交換流體介質儲存器內(nèi)的熱交換流體介質的溫度，從而確保熱交換流體介質的溫度適合與液態(tài)天然氣進行熱交換，避免其溫度過高或過低。
13.在一些實施方式中，系統(tǒng)還包循環(huán)泵，循環(huán)泵設于氣化器的出液口與熱交換流體介質換熱管的進口端之間。循環(huán)泵可增強熱交換器、熱交換流體介質儲存器和氣化器之間熱交換流體介質的循環(huán)流通速度，從而提高換熱效率。
14.在一些實施方式中，熱交換流體介質儲存器為水箱；熱交換流體介質為水。水的價格低廉，獲取方便，且換熱效果顯著。
15.在一些實施方式中，氣化器為水浴式氣化器。水浴式氣化器配合水能最大化減少投入，并保證氣化效果。
16.在一些實施方式中，熱交換流體介質儲存器為膨脹容器，使得熱交換流體介質儲存器的體積能根據(jù)熱交換流體介質的溫度而發(fā)生適應性改變，避免熱交換流體介質儲存器內(nèi)產(chǎn)生過大的壓力。
附圖說明
17.圖1為本實用新型的結構示意圖。
18.圖中各標號的釋義為：出氣管1，熱交換器2，尾氣進氣管3，第一管道4，熱交換流體介質換熱管5，第七管道6，循環(huán)泵7，第六管道8，液態(tài)天然氣進液管9，液態(tài)天然氣換熱管10，氣態(tài)天然氣出氣管11，氣化器12，第五管道13，熱交換流體介質補充管14，排氣管15，溫度檢測單元16，熱交換流體介質儲存器17，第四管道18，第二管道19，換熱器20，第一控制閥21，第三管道22，第二控制閥23。
具體實施方式
19.為了使本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。
20.在本實用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
21.在本實用新型的描述中，若干的含義是一個或者多個，多個的含義是兩個以上，大于、小于、超過等理解為不包括本數(shù)，以上、以下、以內(nèi)等理解為包括本數(shù)。如果有描述到第一、第二等類似用語只是用于區(qū)分技術特征為目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量或者隱含指明所指示的技術特征的先后關系。
22.本實用新型的描述中，除非另有明確的限定，設置、安裝、連接等詞語應做廣義理解，所屬技術領域技術人員可以結合技術方案的具體內(nèi)容合理確定上述詞語在本實用新型中的具體含義。
23.如圖1所示，本技術實施例所述的一種利用尾氣循環(huán)氣化lng的系統(tǒng)包括熱交換器2、熱交換流體介質儲存器17和氣化器12。
24.其中，熱交換器2具有一個進氣口和一個出氣口。熱交換器2的進氣口與尾氣進氣管3相連通，熱交換器2的出氣口與出氣管1相連通。熱交換器2內(nèi)還設有熱交換流體介質換熱管5，熱交換流體介質換熱管5的一端為出口端，另一端為進口端。
25.熱交換流體介質儲存器17具有一個進液口和一個出液口。熱交換流體介質儲存器17的進液口與熱交換流體介質換熱管5的出口端相連通。同時，熱交換流體介質儲存器17內(nèi)裝有熱交換流體介質，如水、納米流體、礦物型液壓油等物質。
26.氣化器12具有一個進液口和一個出液口。氣化器12的進液口與熱交換流體介質儲存器17的出液口相連通，氣化器12的出液口與熱交換流體介質換熱管5的進口端相連通。氣化器12內(nèi)還設有液態(tài)天然氣換熱管10，液態(tài)天然氣換熱管10的一端與設于氣化器12外部的液態(tài)天然氣進液管9相連通，另一端與設于氣化器12外部的氣態(tài)天然氣出氣管11相連通。
27.具體的，熱交換流體介質儲存器17向氣化器12提供高溫熱交換流體介質，高溫熱交換流體介質在氣化器12內(nèi)向液態(tài)天然氣換熱管10放熱后進入到熱交換流體介質換熱管5內(nèi)，熱交換流體介質換熱管5內(nèi)的熱交換流體介質在熱交換器2中吸收高溫燃燒尾氣的熱量變成高溫熱交換流體介質后又進入熱交換流體介質儲存器17，如此循環(huán)往復，持續(xù)地將船舶發(fā)動機燃燒尾氣中的熱量用來氣化lng，其氣化操作不受季節(jié)和船舶航行位置的影響，氣化效果穩(wěn)定可靠。
28.船舶發(fā)動機產(chǎn)生的高溫燃燒尾氣經(jīng)尾氣進氣管3進入到熱交換器2內(nèi)，在熱交換器2內(nèi)與流經(jīng)熱交換流體介質換熱管5的熱交換流體介質進行熱交換后，被吸收了一定熱量后的燃燒尾氣通過出氣管1直接排空或進行其他處理。熱交換器2用于將船舶發(fā)動機燃燒尾氣中的高溫傳遞到熱交換流體介質中去，從而使熱交換流體介質的溫度升高，以便于后續(xù)作為氣化器12的熱源。同時，熱交換器2還有效回收了船舶發(fā)動機的尾氣余熱，實現(xiàn)了能量的回收再利用，節(jié)約了能源。
29.熱交換流體介質儲存器17一方面接收在熱交換器2內(nèi)與船舶發(fā)動機的燃燒尾氣進行熱交換而被加熱的高溫熱交換流體介質，另一方面向氣化器12提供溫度合適的高溫熱交換流體介質以氣化液態(tài)天然氣。而在氣化器12內(nèi)釋放熱量的熱交換流體介質又進入到熱交換器2被船舶發(fā)動機的燃燒尾氣加熱，從而形成循環(huán)，持續(xù)地將船舶發(fā)動機燃燒尾氣中的熱
量用來氣化lng。
30.液態(tài)天然氣經(jīng)液態(tài)天然氣進液管9進入到氣化器12內(nèi)的液態(tài)天然氣換熱管10 中，液態(tài)天然氣換熱管10內(nèi)的液態(tài)天然氣與流經(jīng)氣化器12的高溫熱交換流體介質進行熱交換后吸收高溫熱交換流體介質的熱量，從而被氣化成氣態(tài)天然氣，然后經(jīng)氣態(tài)天然氣出氣管11提供給船舶發(fā)動機燃燒時使用。
31.熱交換流體介質在熱交換器2、熱交換流體介質儲存器17和氣化器12之間如此循環(huán)往復，便可保證用于與液態(tài)天然氣進行熱交換的熱交換流體介質溫度始終符合要求，其氣化操作不受季節(jié)和船舶航行位置的影響。
32.若熱交換流體介質因溫度升高而產(chǎn)生一定的揮發(fā)氣體，則會引起熱交換器2、熱交換流體介質儲存器17和氣化器12內(nèi)壓力的升高，此時，可以在熱交換流體介質儲存器17上設置一個排氣管15，用于排出一部分揮發(fā)氣體，釋放系統(tǒng)內(nèi)的壓力。
33.需要說明的是，熱交換流體介質儲存器17本身的容積也可承受一部分系統(tǒng)壓力，甚至熱交換流體介質儲存器17可選用熱膨脹材料制成膨脹容器，使得熱交換流體介質儲存器17的體積能根據(jù)熱交換流體介質的溫度而發(fā)生適應性改變，避免熱交換流體介質儲存器17內(nèi)產(chǎn)生過大的壓力。但其依然不如設置一個排氣管15來使系統(tǒng)更加安全。
34.排氣管15在排出高壓氣體、釋放系統(tǒng)壓力的同時會帶走一部分熱交換流體介質，長此以往，熱交換流體介質不斷減少，將影響與燃燒尾氣或液態(tài)天然氣的熱交換效率。故還可在熱交換流體介質儲存器17設置一個熱交換流體介質補充管14，以便于補充相應的熱交換流體介質。
35.由于液態(tài)天然氣的溫度較低，故不太需要流經(jīng)氣化器12的熱交換流體介質具有較高的溫度，以免因溫差較大引起液態(tài)天然氣急劇揮發(fā)，從而導致系統(tǒng)壓力快速升高，引發(fā)安全隱患。而船舶發(fā)動機的燃燒尾氣溫度較高，故本技術實施例還可在熱交換流體介質換熱管5的出口端與熱交換流體介質儲存器17的進液口之間加裝一個換熱器 20，以降低高溫熱交換流體介質的溫度到合適的溫度。
36.同時，換熱器20還可使從熱交換器2進入熱交換流體介質儲存器17的熱交換流體介質的溫度更加穩(wěn)定，減少因船舶發(fā)動機的燃燒尾氣溫度變化而引起的熱交換流體介質的溫度變化。
37.甚至，在船舶發(fā)動機的燃燒尾氣溫度不足以將熱交換流體介質換熱管5內(nèi)的熱交換流體介質加熱到所需求的溫度時，還可通過換熱器20對熱交換流體介質進一步加熱，使熱交換流體介質的溫度符合后續(xù)氣化lng的要求。
38.故換熱器20可根據(jù)需要選擇為空浴式氣化器或蓄熱式換熱器等類型。
39.考慮到經(jīng)濟實用性，本技術實施例中，可以將熱交換流體介質直接選用為水，相應的熱交換流體介質儲存器17即為水箱。與之對應的，氣化器12則可選用為水浴式氣化器。
40.如上所述，船舶發(fā)動機的燃燒尾氣溫度有時會比較高，有時會比較低，有時剛好合適，故為了增加本申系統(tǒng)的容錯性，本技術實施例還可以包括第二管道19、第三管道22、第一控制閥21和第二控制閥23。第二管道19和第三管道22的進口端通過第一管道4與熱交換流體介質換熱管5的出口端相連通，第二管道19和第三管道22的出口端通過第四管道18與熱交換流體介質儲存器17的進液口相連通，即第二管道 19和第三管道22并聯(lián)后設于熱交換流體介質換熱管5的出口端與熱交換流體介質儲存器17的進液口之間。第一控制閥21和
換熱器20依次設于第二管道19上。第二控制閥23設于第三管道22上。
41.這樣一來，若船舶發(fā)動機的燃燒尾氣溫度剛好適合將熱交換流體介質加熱到適宜的溫度，則使第一控制閥21關閉，第二控制閥23開啟，換熱器20不工作，熱交換流體介質換熱管5內(nèi)的熱交換流體介質依次經(jīng)第一管道4、第三管道22和第四管道 18后進入熱交換流體介質儲存器17。若船舶發(fā)動機的燃燒尾氣溫度過高或過低，則使第二控制閥23關閉，第一控制閥21開啟，換熱器20工作，通過換熱器20進一步調整熱交換流體介質的溫度，此時，熱交換流體介質換熱管5內(nèi)的熱交換流體介質依次經(jīng)第一管道4、第二管道19和第四管道18后進入熱交換流體介質儲存器17。
42.為便于監(jiān)測熱交換流體介質儲存器17的熱交換流體介質是否達到了氣化器12所需的溫度，還可在熱交換流體介質儲存器17內(nèi)設置一個溫度檢測單元16。該溫度檢測單元16可以是溫度變送器、溫度傳感器等元件，以隨時檢測熱交換流體介質儲存器17的熱交換流體介質的溫度。
43.溫度檢測單元16還可以與第一控制閥21和/或第二控制閥23形成聯(lián)動控制，再輔以相應的控制元件，根據(jù)溫度檢測單元16檢測到的熱交換流體介質儲存器17內(nèi)的熱交換流體介質的溫度是否達到了化器12所需的溫度，進而控制第一控制閥21和/ 或第二控制閥23開啟或關閉，改變熱交換流體介質的流動方向，以提高系統(tǒng)的自動化程度，減少人工參與。
44.熱交換器2、熱交換流體介質儲存器17與氣化器12之間的第一管道4、第二管道19、第三管道22、第四管道18和第五管道13可以設置為相對水平的方式，以使熱交換流體介質以自流的方式在熱交換器2、熱交換流體介質儲存器17與氣化器12 之間循環(huán)流動。但這種情況下流速較慢，影響換熱效率。故本技術實施例還可在氣化器12的出液口與熱交換流體介質換熱管5的進口端之間增設一個循環(huán)泵7，以使熱交換流體介質在熱交換器2、熱交換流體介質儲存器17與氣化器12之間快速循環(huán)流動，加快換熱效率。具體的，氣化器12的出液口通過第六管道8與循環(huán)泵7的進液口相連通，循環(huán)泵7的出液口通過第七管道6與熱交換流體介質換熱管5的進口端相連通。
45.以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
46.上述優(yōu)選實施方式不應視為對本實用新型的限制，本實用新型的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
技術特征：
1.一種利用尾氣循環(huán)氣化lng的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：熱交換器，連接有尾氣進氣管和出氣管；所述熱交換器內(nèi)還設有熱交換流體介質換熱管；所述熱交換流體介質換熱管的一端為出口端，另一端為進口端；熱交換流體介質儲存器，具有進液口和出液口；所述熱交換流體介質儲存器內(nèi)裝有熱交換流體介質；以及，氣化器，內(nèi)部設有液態(tài)天然氣換熱管；且所述液態(tài)天然氣換熱管的一端與設于所述氣化器外部的液態(tài)天然氣進液管相連通，另一端與設于所述氣化器外部的氣態(tài)天然氣出氣管相連通；所述氣化器還具有進液口和出液口；其中，所述熱交換流體介質換熱管的出口端與所述熱交換流體介質儲存器的進液口相連通，進口端與所述氣化器的出液口相連通；所述熱交換流體介質儲存器的出液口與所述氣化器的進液口相連通。2.如權利要求1所述的一種利用尾氣循環(huán)氣化lng的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括排氣管；所述排氣管與所述熱交換流體介質儲存器相連通。3.如權利要求1所述的一種利用尾氣循環(huán)氣化lng的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括熱交換流體介質補充管；所述熱交換流體介質補充管與所述熱交換流體介質儲存器相連通。4.如權利要求1所述的一種利用尾氣循環(huán)氣化lng的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括換熱器，所述換熱器設于所述熱交換流體介質換熱管的出口端與所述熱交換流體介質儲存器的進液口之間。5.如權利要求4所述的一種利用尾氣循環(huán)氣化lng的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包第二管道、第三管道、第一控制閥和第二控制閥；所述第二管道和第三管道并聯(lián)設于所述熱交換流體介質換熱管的出口端與所述熱交換流體介質儲存器的進液口之間；所述第一控制閥和所述換熱器依次設于所述第二管道上；所述第二控制閥設于所述第三管道上。6.如權利要求1所述的一種利用尾氣循環(huán)氣化lng的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包溫度檢測單元，所述溫度檢測單元安裝于所述熱交換流體介質儲存器上，用于檢測所述熱交換流體介質儲存器內(nèi)的熱交換流體介質的溫度。7.如權利要求1所述的一種利用尾氣循環(huán)氣化lng的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包循環(huán)泵，所述循環(huán)泵設于所述氣化器的出液口與所述熱交換流體介質換熱管的進口端之間。8.如權利要求1所述的一種利用尾氣循環(huán)氣化lng的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換流體介質儲存器為水箱；所述熱交換流體介質為水。9.如權利要求1所述的一種利用尾氣循環(huán)氣化lng的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化器為水浴式氣化器。10.如權利要求1所述的一種利用尾氣循環(huán)氣化lng的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換流體介質儲存器為膨脹容器。
技術總結
本實用新型涉及一種液態(tài)天然氣的氣化系統(tǒng)，具體涉及到一種利用尾氣循環(huán)氣化LG的系統(tǒng)，包括熱交換器、熱交換流體介質儲存器和氣化器。熱交換流體介質儲存器向氣化器提供高溫熱交換流體介質，高溫熱交換流體介質在氣化器內(nèi)向液態(tài)天然氣換熱管放熱后進入到熱交換流體介質換熱管內(nèi)，熱交換流體介質換熱管內(nèi)的熱交換流體介質在熱交換器中吸收高溫燃燒尾氣的熱量變成高溫熱交換流體介質后又進入熱交換流體介質儲存器，如此循環(huán)往復，持續(xù)地將船舶發(fā)動機燃燒尾氣中的熱量用來氣化LG，便可保證用于與液態(tài)天然氣進行熱交換的熱交換流體介質溫度始終符合要求，其氣化操作不受季節(jié)和船舶航行位置的影響，氣化效果穩(wěn)定可靠。氣化效果穩(wěn)定可靠。氣化效果穩(wěn)定可靠。
